内容正文:
7.2 燃料的合理利用与开发(考点解读)(原卷版)
1、物质发生化学变化时的能量变化
化学反应在生成新物质的同时,还伴随能量变化,而能量的变化通常表现为热量的变化,即吸热或放热现象。还可以转化为其他形式的能量,如电能。
2、常用燃料的使用与其对环境的影响
(1)常用燃料的使用主要是指煤、石油、天然气等化石燃料的使用,以及乙醇和氢气等清洁燃料的使用;
(2)燃烧煤对环境的影响:由于其中含有硫、氮等元素,所以煤燃烧时会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物,这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨,还有,燃烧排放出的烟尘和燃烧不充分时产生的一氧化碳、一氧化氮等也都会污染空气;
(3)燃烧汽油或柴油对环境的影响:目前,多数汽车、摩托车等机动车使用的燃料是汽油或柴油,它们燃烧时产生的一些物质会随着尾气直接排放到空气中,对空气造成污染,尾气中的主要污染有一氧化碳、未经燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等;
(4)燃烧天然气或乙醇对环境的影响:目前,城市的一些汽车已改用压缩天然气(CNG)等作燃料,以减少其尾气对空气的污染,还有,车用乙醇汽油在一些国家已成功使用多年,目前在我国也越来越受到重视,因为使用使用车用乙醇汽油不但可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染,还可以促进农业生产,这些燃料的使用相对来说,确实是减少了对空气的污染;可是它们燃烧生成的二氧化碳虽然不污染空气,但是容易导致温室效应.
(5)燃烧氢气对环境来说,是最清洁的燃料,氢气作为燃料,可以说是理想的可再生能源,因为它具有三个优点:①氢气燃烧时放出的热量约为同质量汽油的三倍(即热值高),常用作火箭、宇宙飞船的燃料;②氢气燃烧后的产物是水,不污染环境(即产物无污染);
③氢气可以不断地以水为原料制取(即来源广)。
3、化石燃料及其综合利用
(1)化石燃料:煤、石油、天然气,是古代生物遗骸经一系列复杂变化而形成的,都是混合物,不可再生能源。
(2)煤——工业的“粮食”
①煤的组成:主要含碳元素,还含少量的氢、氮、氧、硫等元素;
②煤的加工:“干馏”——隔绝空气加热,发生化学变化,得到焦炭(冶炼金属)、煤焦油;③煤燃烧会产生SO2、NO2等,会形成酸雨;
酸雨的危害:①危害人体健康;②破坏土壤、森林和植被;③腐蚀建筑物及金属制品;④导致水体酸化,严重影响水生植物的生长
防治酸雨措施:①大力推广使用脱硫煤;②用天然气或者其他清洁能源代替煤
(3)石油——工业的“血液”
①石油的组成:主要含碳和氢元素,另外还含有氮元素,含铅化合物等。
②石油的加工:“分馏”——利用石油中各成分的沸点不同,分馏得到各种产品。(物理变化)
(4)天然气
①主要成分是甲烷(CH4);
②存在:天然气、沼气、坑气、瓦斯、可燃冰等中;
③物理性质:无色无味气体、难溶于水、密度比空气的小;
④天然气化学性质:可燃性 化学方程式:CH4+2O22H2O+ CO2
实验现象
结论
导管口的甲烷燃烧
发出淡蓝色火焰
甲烷具有可燃性
干冷的烧杯内壁
干冷的烧杯中出现水雾
说明甲烷一定含有氢元素。
内壁涂有的澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
说明甲烷一定含有碳元素。
【补充】把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可制得沼气。
农村制取和使用沼气的主要意义:①可解决农村燃料问题;②可改善农村环境卫生:③可提高肥料质量;④促进农业生产的发展。
【补充】检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法:点燃,在可燃物上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,证明含有氢元素;把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,变浑浊,说明生成了二氧化碳,证明含有碳元素。(如果某可燃物燃烧生成了二氧化碳和水,只能证明一定含碳、氢元素,可能含氧元素)
【补充】鉴别氢气、一氧化碳、甲烷:检验燃烧的产物(导出点燃,在火焰上方分别罩一个冷而干燥的烧杯,看烧杯内壁是否出现水雾现象;把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,看是否变浑浊。)
【补充】燃气泄漏报警器安装的位置应根据燃气的密度决定,如果燃气的密度比空气的大,则安装在墙壁下方,反之,则安装在上方。
(5)乙醇:(C2H5OH),俗名酒精。(可再生能源)
①物理性质:无色透明,有特殊气味的液体,易挥发,能与水以任意比互溶。
②酒精制取:①原料:高粱、玉米、薯类等;②生产方式:发酵、蒸馏。
③化学性质:可燃性,燃烧时发出蓝色火焰。化学方程式:C2H5OH+3O23H2O+2CO2
④用途:作燃料,汽油中加入适量乙醇作为燃料,可节省石油资源,并在一定程度上减少汽
车尾气的污染。医疗上杀菌消毒。
(6)氢气:(H2)
①物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。
②化学性质:可燃性本身无毒,燃烧产物是水,