第五单元 燃料与二氧化碳（知识清单）化学科粤版2024九年级上册

第五单元 燃料与二氧化碳 01 思维导图 02 考点速记 考点1 氢气 1.氢气的物理性质 （1）颜色、气味、状态：通常状况下氢气是无色无味的气体； （2）密度：氢气是密度最小（最轻）的气体； （3）水溶性：难溶于水； （4）熔沸点：在相同条件下沸点比其它气体的低，难液化。 2.氢气的化学性质 （1）可燃性 氢气具有可燃性，化学方程式：2H2 + O2 2H2O 纯净的氢气燃烧时的现象：①火焰为淡蓝色；②烧杯内壁上有水雾出现；③手触烧杯壁，感觉发烫。 （2）不纯净的氢气点燃会发生爆炸 空气里混入氢气的体积为总体积的4%~74%时，经点燃就会发生爆炸，这个体积分数的范围就是氢气的爆炸极限。 因此，在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要验纯。 验纯的方法：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精火焰，再移开拇指点火．若听到听到轻微的“噗”声，说明氢气纯净；若听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯。 3.氢能源的优点： （1）氢的放热效率高。据测定，每千克氢放出的热量约1千克汽油的3倍。　 （2）清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有水，不会造成环境污染，因而又被称为“清洁燃料”。 （3）资源丰富。水占地球表面积的71%，水中含有大量的氢元素，水分解可制得氢气（H2O→H2+O2）。 4.氢能源的用途： （1）液氢应用于火箭、航天飞机、导弹等的燃料； （2）氢燃料电池在汽车、奥运火炬等方面得到应用。 5.氢能源尚未得到广泛应用的原因 （1）制造成本高(还没制得廉价的光分解催化剂)。 （2）在储存、运输中的安全问题未解决(难液化，易燃、易爆)。 考点2 碳单质的性质 1.常见的碳单质 碳元素也可以组成不同的单质，如金刚石、石墨和多种无定形碳。 2.碳单质的物理性质和用途 （1）金刚石和石墨 碳的单质 结构 物理性质 用途 金刚石 金刚石是无色透明的固体，硬度大，导电性和导热性差。 做钻石饰品，用来做磨料、地质勘探的钻头和玻璃刀的刀头 石墨 深灰色有金属光泽、不透明的细磷片状固体，质软，有滑腻感，有优良的导电性能 作电极、润滑剂、 制铅笔芯等 【注意】金刚石、石墨都是碳单质，但性质不同，是因为碳原子的排列方式不同。 （2）无定性碳 在日常生活和工农业生产中，我们常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们的主要成分也是碳单质。 它们都具有疏松多孔的结构，具有较强的吸附性。 活性炭的吸附能力较强，它的用途主要有：①装在防毒面具里的滤毒罐中来吸附毒气；②制糖工业也需要活性炭来脱色来制白糖；③做冰箱中的除异味剂；④饮水过滤器的吸附材料。 炭黑在常温时非常稳定，是文房四宝中“墨”的主要成分之一。 （3）新型碳单质 C60、富勒烯、石墨烯均是由碳原子构成的新材料，在材料科学、电子工业等方面有广阔的应用前景。其中石墨烯是世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的。具有优异的导电、导热性能。 3.碳的燃烧 （1）常温下碳单质很稳定 原子最外层电子数决定了元素的化学性质。碳原子的最外层电子数是4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以碳的化学性质比较稳定。古代字画能长久保存，就是利用了碳的稳定性。 （2）高温下碳单质活泼性较强。 （1）碳与氧气的反应（可燃性） ①当碳充分燃烧时：C＋O2CO2 ②当碳不充分燃烧时：2C＋O22CO。 考点3 一氧化碳和二氧化碳 1.CO和CO2物理性质的比较 物理性质 一氧化碳 二氧化碳 色、味、态 无色、无味的气体 密度 比空气密度略小 比空气密度大 溶解性 难溶于水 能溶于水 2.CO和CO2化学性质的比较 化学性质 一氧化碳 二氧化碳 可燃性 有可燃性：2CO＋O22CO2（化学方程式） 不能燃烧 , 也不支持燃烧 ,不能供给呼吸 是否与水反应 不能与水反应 能与水反应生成碳酸：CO2+H2O==H2CO3（化学方程式） 是否与石灰水反应 不能跟石灰水反应 能与澄清石灰水反应：CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O（化学方程式）。 考点4 实验室制取二氧化碳 药品 大理石（或石灰石）与稀盐酸 反应原理 CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 发生装置 收集方法 向上排空气法（能溶于水，密度比空气大） 收集装置 实验步骤 ①组装仪器； ②检查装置气密性； ③加入药品； ④收集； ⑤检验； ⑥验满。 检验方法 通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊 验满方法 用燃着的木条靠近集气瓶口，木条火焰立即熄灭，则说明已集满 操作注意事项 ①长颈漏斗的末端应伸入液面以下（防止空气混入瓶内，及生成的气体从漏斗溢出）； ②反应器中的导管刚露出橡胶塞即可； ③用向上排空气法收集时，导管口应伸入集气瓶并接近集气瓶的底部。 【补充】工业上制取二氧化碳的方法——高温锻烧石灰石 考点5 化石燃料 1.常见的化石能源 人们常说的化石燃料，指的就是煤、石油和天然气。化石燃料是不可再生能源。 （1）煤 煤是复杂的有机物和无机物组成的混合物，主要含C元素，还含有H元素和少量N、S、O等元素。 （2）石油 石油是由多种碳、氢化合物组成的混合物，主要含C、H元素。 （3）天然气——洁净的气体燃料 天然气主要是由碳和氢组成的气态化合物，其中主要的是甲烷（CH4)。天然气容易完全燃烧，几乎不产生硫氧化物和氮氧化物，对大气污染较轻，通常称为“清洁能源”。 2.化石燃料燃烧对环境的影响 化石燃料及其加工产品在燃烧的过程中会产生各种废气、废渣和余热，污染、破坏地球的生态环境。 （1）温室效应 化石燃料燃烧时排放大量的CO2等污染物，会加剧“温室效应”。 （2）酸雨 煤燃烧效率低，会产生NO2、SO2等污染性气体，这些污染物反应后溶于雨水，形成酸雨。 （3）余热污染 （4）煤渣固体废物污染 3.化石燃料的综合利用 （1）煤的综合利用 将煤隔绝空气加强热称为煤的干馏或焦化，能得到焦炭、煤焦油和焦炉煤气，它们又可以被加工成多种多样的产品。此外，煤还可以通过一定的方法转化成汽油、乙醇和气体燃料。 （2）石油的综合利用 方法：分馏（利用石油各组分沸点由低到高的顺序分离出来）。该过程是物理变化。 03 素养提升 易错点辨析 （一）物质的结构、性质、用途之间的关系： 不同的碳单质因碳原子的排列方式不同，导致物理性质不同，金刚石硬度很大(是天然存在的最硬的物质)，可用来裁玻璃等；石墨灰黑、质软而滑腻，能导电、导热和耐高温，可用于制铅笔芯，作高温润滑剂、电极、冶炼金属坩埚的材料等；活性炭疏松多孔，具有很强的吸附能力，可用于制作防毒口罩的滤毒层或防毒面具的滤毒罐、净水过滤器的吸附材料、冰箱除味剂等。 但碳单质的化学性质相似，完全燃烧的产物都是CO2。 （二）煤的干馏与石油的分馏： 煤的干馏就是将煤隔绝空气加强热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐分解，得到气态的焦炉煤气、液态的煤焦油和固态的焦炭。 石油的分馏就是利用原油液体混合物中各种组分的沸点不同这一性质，使沸点低的先气化，沸点高的后气化，这样经过连续加热和冷凝，可以把石油分成不同沸点蒸馏产物。 因此煤的干馏过程属于物理变化，而石油的分馏属于化学变化。 方法提炼 （一）实验室制取气体的一般思路 1．实验室制取气体的思路分析： （1）分析反应原理； （2）选择实验装置。 2.发生装置的选择 选择依据：反应物状态和反应条件。 （1）固固反应加热型装置 该装置适用于反应物为固体且需要加热的反应。 （2）固液反应常温型装置 装置图示 特点 简单 便于添加 液体药品 可以控制 反应速率 可以控制反应 的发生与停止 该装置适用于反应物为固体和液体且不需要加热的反应。 3.收集装置的选择： （1）排水集气法 适用范围:适用于收集不易溶于水或难溶于水的气体，如：O2、H2、CH4等。 特点：收集的气体纯度较高，但不干燥。 （2）排空气法 排空气法分为向上排空气法和向下排空气法。其中向上排空气法适用于密度比空气大的气体，如：O2、CO2等；向下排空气法适用于收集密度比空气小的气体，如：H2、CH4、NH3等 特点：收集的气体较干燥，但纯度不高。 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$