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第五章 燃料
復習課
復習目標 1.認識氫氣的物理性質。 2.了解氫氣的化學性質。 3.知道點燃氫氣之前必須驗純，學習如何檢驗氫氣的純度。 4.了解金剛石與石墨的物理性質及主要用途。 5.知道一種元素可以因結構不同而能組成幾種不同音質 。 6.認識碳的燃燒及其產物。 7.通過演示實驗知道二氧化碳的性質。 8.了解驗證二氧化碳性質的實驗探究過程和方法。 9.知道實驗室抽取二氧化碳的裝置及方法。 10.認識化石燃料綜合利用的重要性，知道煤和石油綜合利用的一些主要產品。 11.認識燃料充分燃燒的重要意義。 要點回顧 一、氫氣 1.氫氣的物理性質：通常情況下，氫氣是　　　　、　　　　的氣體，　　　　溶于水。在相同條件下，氫氣是物質世界里　　　　　。 2.氫氣的化學性質：具有　　　　　，純凈的氫氣在空氣中燃燒，產生　　　　　的火焰，放出　　　　　　　　，反應的化學方程式為_______________________。 3.點燃氫氣前要　　　　，氫氣的爆炸極限為_________，當空氣中混入氫氣的體積在爆炸極限范圍內，點燃反應迅速進行，　　　　內放出　　　　的熱，氣體急劇膨脹，引起　　　　。驗純方法：收集一試管氫氣，拇指　　　　　，試管口稍　　　　傾斜，　　　　酒精燈的火焰，移開拇指點火，聽到輕微的　　　　，說明氫氣　　　　；若聽到　　　　　，說明氫氣　　　　，要再收集，再驗純。 4.用途：氫氣的　　　　，燃燒生成物是水，　　　　，氫氣是潔凈、高能的理想燃料。但由于氫氣在　　、　　和　　等方面的技術問題沒有突破，氫能源未得到廣泛應用。 二、碳 1.碳單質的物理性質 （1）金剛石：純凈的金剛石是　　　　的固體。琢磨加工后可以成為　　　　，它是自然界中最　的物質，可用來制作　　　，制作　　　　　　。 （2）石墨：是一種灰黑色的有　　　　而不透明的　　　　狀的固體。石墨　　　　而　　　　，能　　　　、　　　　和　　　等。石墨可用來制　　　　、　　　　、_______________________等。 （3）活性炭　　　　，具有　　　　能力，制作　　　　　；焦炭用作　　　　；木炭常作　　　　。 （4）金剛石、石墨是碳元素組成的單質，由于　　　　不同，因此它們的物理性質存在明顯差異。 2.碳單質化學性質 （1）在常溫下，碳的化學性質　　　　。 （2）在點燃條件下，碳跟充足的氧氣反應的化學方程式是_______________________，當氧氣不充足時，碳燃燒的化學方程式是____________________。 （3）高溫條件下木炭與二氧化碳反應的化學方程式是_______________________。 3.一氧化碳的性質 （1）物理性質：通常情況下是一種　　　　色，　　　味的氣體，　　　　　溶于水。 （2）化學性質：可燃性：一氧化碳燃燒產生　　　的火焰，反應的化學方程式為_______________________。 （3）毒性：一氧化碳極易與血液中的　　　　　　　　　　結合，使血液　　　　　　，從而發生中毒。 三、二氧化碳的性質和制法 1.二氧化碳的性質 （1）二氧化碳的物理性質：常溫、常壓下二氧化碳是　　　　色　　　　味的氣體，密度比空氣　　　　　　　，二氧化碳　　　　　　　　，固態的二氧化碳叫　　　　　　　　，干冰可　　　　　。 （2）二氧化碳的化學性質：①二氧化碳不能　　　　，也不能　　　　； ②二氧化碳通入紫色石蕊溶液，石蕊溶液　　　　　　，原因是_______________________（用化學方程式解釋），變紅的石蕊試液加熱后變為紫色，原因是_______________________（用化學方程式解釋）。 ③二氧化碳通入澄清石灰水，澄清石灰水變　　　　，反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　。 2.實驗室制取二氧化碳 （1）藥品：　　　　　　和　　　；反應原理：_______________________。 （2）裝置：①發生裝置：反應物是　　　　　（填狀態）物質，反應條件是　　　　，所以發生裝置與實驗室用　　　　　　　　制取氧氣的發生裝置相同。②收集裝置：因為二氧化碳　　　　　　，可用向　　　　　排空氣法收集。 （3）實驗步驟：選擇儀器組裝檢查裝置的　　　　向錐形瓶中放入　　　　向長頸漏斗中注入　　　　收集氣體。 （4）檢驗：將制得的氣體通入　　　　　，觀察到　　　　　　，驗證該氣體是二氧化碳。 （5）驗滿：將　　　　放在　　　　　，如果　　　　　　，說明收集滿了。 3.二氧化碳對生活和環境的影響： （1）二氧化碳的用途：二氧化碳能用來　　　　，參與　　　　作用，用于制造　　　　、　　　　等，干冰用于　　　　　　　。 （2）二氧化碳　　　　毒性，但二氧化碳　　　　供給呼吸，空氣中二氧化碳濃度偏高，會感到　　　　、　　　　乃至　　　　　　　。 （3）大氣中二氧化碳含量過多會產生　　　　　　，溫室效應帶來的危害有　　　　　、　　　　　、　　　　　　等。減緩溫室效應可采取的措施有：_______________________、_______________________等。“低碳”生活是指_______________________。目前產生二氧化碳的主要途徑是　　　　　　　　　　　　，消耗二氧化碳的主要途徑是　　　　。 四、化石燃料 1.三大化石燃料：_______、　　　　和　　　　；從物質的類別看都屬于　　　　　　　　，均屬于____________（填“可再生”或“不可再生”）能源。煤被稱為黑色的“　　　　”,主要含有　元素；石油被稱為“　　　　　”,主要含有　　　　元素和　　　　　元素。 2.化石燃料燃燒造成的空氣污染 （1）化石燃料燃燒產生的空氣污染物如　　　　、　　　　排放到空氣中與雨水反應會形成　　　。 （2）燃料燃燒不充分，產生有毒的物質　　　　　等。 （3）未燃燒的碳氫化合物及碳粒、塵粒等排放到空氣中形成　　　　。 （4）產生的二氧化碳會加劇　　　　　　　　。 3.煤和石油的綜合利用：煤通過　　　　　　，發生　　　　　　變化，產生　　　　　、焦炭和　　　　等。石油的　　　　　是根據各成分的　　　　　不同將其分開，屬于　　　　　變化，可得到的餾分有　　　　、　　　　、煤油、　　　　、　　　　等。 本章熱點題型 一、氫氣 例1　液氫和液氧組成的推進劑廣泛應用于發射衛星、宇宙飛船、航天飛機等運載火箭中。 （1）氧氣從淡藍色液體變成無色氣體發生了　　　　（填“化學”或“物理”）變化，氫氣燃燒的化學方程式為　　　　　　　　　　。液態氫作燃料除燃燒時產生較大的推動力外，另一個優點是　　　　　　　　　　。對于目前全世界出現能源危機以及燃料燃燒對環境的影響，我們應該合理開發利用的新能源有　　　　　　　　　　　　　　　　　（至少填兩種）。 （2）用氫氣流吹肥皂泡，并用燃著的木條點燃往上飄的肥皂泡，這個實驗的現象能同時說明氫氣　　　　　。 A.密度比空氣小，具有可燃性　 B.密度比空氣大，具有可燃性 C.密度比空氣小，具有助燃性 D.難溶于水，具有可燃性 解析：（1）氧氣由液態變為氣態是物理變化；氫氣燃燒的化學方程式為2H2+O22H2O，氫氣燃燒后生成H2O，不污染環境；目前開發利用的新能源有太陽能、風能、氫能、潮汐能等。（2）肥皂泡往上飄，說明氫氣密度比空氣小；肥皂泡被燃著的木條點燃，則說明氫氣可以燃燒，具有可燃性。 答案：（1）物理　2H2+O22H2O　無污染（或來源廣，答案合理即可）　太陽能、風能（或地熱能、氫能等，合理即可）　（2）A　 跟蹤練習1　下列有關氫氣性質、用途的描述，錯誤的是（　　） A.氫氣是無色、無味、難溶于水的氣體，密度比空氣小 B.氫氣在空氣中燃燒，產生藍色火焰 C.點燃氫氣前一定要檢驗其純度 D.氫氣燃燒后的產物是水，不污染空氣，它是理想的清潔、高能燃料 二、碳單質 例2　金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質，下列說法正確的是（　　） A.它們是同一種物質 B.它們在空氣中充分燃燒都會生成二氧化碳 C.它們都是由碳原子構成的 D.它們中碳原子的排列方式相同 解析：金剛石、石墨和C60是同種元素組成的三種不同的物質，A錯誤。金剛石、石墨和C60都由碳元素組成，充分燃燒都生成CO2，B正確。金剛石、石墨是由碳原子構成的，C60是由C60分子構成的，C錯誤。金剛石、石墨和C60結構中碳原子的排列方式不同，D錯誤。 答案：B 例3　碳單質在生產和生活中有著廣泛的應用。 （1）下列物質的用途中，利用了石墨能導電的是　　（填序號，下同）；利用了金剛石硬度大的是　　　　　。 （2）炭雕是活性炭成型技術與傳統雕刻工藝的完美結合，因為活性炭有　　　　的結構，具有　　　　能力，所以，炭雕既可以凈化室內空氣，又可以美化居住環境。 解析：（1）金剛石的硬度大，可以制成玻璃刀切割玻璃；石墨質軟，能在紙上留下灰黑色痕跡，可以制成鉛筆芯；金剛石的硬度大，可以制成鉆探機的鉆頭；石墨具有導電性，可以制成干電池的電極；（2）活性炭具有疏松多孔的結構，具有很強的吸附能力。 答案：（1）④ ①③ （2）疏松多孔 吸附 跟蹤練習2　下列有關碳單質的說法錯誤的是（　　） A.石墨有導電性，可制作電極 B. C60 具有穩定結構，不能燃燒 C.金剛石是自然界最硬的物質，可用來切割大理石 D.活性炭疏松多孔，具有強烈的吸附性，可用作凈水劑 跟蹤練習3　碳在地殼中的含量不高，但它的化合物數量眾多，而且分布極廣。 　 圖①　　　　圖② 圖③ 　　　　　　 圖④ 根據所學知識回答： （1）圖①為碳原子的結構示意圖，碳最外層電子數是　　。 （2）圖②、③、④對應三種碳單質：圖②單質的名稱是　 　，圖③單質的名稱是　 　，圖④單質的化學式是　 　。用碳素墨水書寫需要保存的檔案，這是因為　　　　　　　　　　。 （3）C為+4價，Cl為-1價，由C和Cl組成的化合物的化學式為　 　。 三、二氧化碳的性質和用途 例4　某化學興趣小組利用如圖所示裝置對二氧化碳的性質進行驗證： 當打開K，反應一段時間后： （1）請寫出A中發生反應的化學方程式：__________________。 （2）D燒杯中的現象是___________________，該實驗說明二氧化碳具有的物理性質是________________________。 （3）B處紫色石蕊溶液變紅色，C處澄清石灰水變渾濁。B處使紫色石蕊溶液變紅的物質是_____________；寫出C處發生變化的化學方程式________________________________。 解析：（1）實驗室利用石灰石或大理石與稀鹽酸制取二氧化碳，石灰石或大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。（2）由于二氧化碳密度大于空氣密度，因此D中看到的現象是蠟燭由低到高依次熄滅。（3）二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，二氧化碳和水反應生成碳酸，碳酸使紫色石蕊變紅；二氧化碳通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，方程式為CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。 答案：（1）CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ （2）蠟燭由低到高依次熄滅　密度大于空氣密度 （3）碳酸　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O 跟蹤練習4　請結合A、B、C、D、E圖回答下列問題。 （1）寫出A裝置中儀器的名稱：a ；b 。 （2）實驗室用A裝置制取CO2的化學方程式為 。 （3）進行CO2性質實驗時，觀察到B中無明顯現象，C中溶液變紅色，D中充有某氣體的超薄氣球由燒杯底部往上升，最后懸于燒杯中。B中無明顯現象的原因是 ，D中氣球充入的氣體可能是 （填字母）。 A.H2　　　　B.O2　　　　C.NH3　　　　D.SO2 （4）圖E中四種方法都可以得到氧氣，在初中化學實驗室中，更符合環保、節能、安全要求的方法是 （填序號）。 四、二氧化碳的制取 例5　根據下列實驗裝置圖，請回答問題。 　　　　　　　　 A　　　　　　 B　　　　 C　　　　D　　　　　　E 　　　　　　 F　　　　　　　　　　　　　G （1）寫出標有①②序號的儀器名稱：①_______，②________。 （2）實驗室用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳時，應選用的發生裝置是______（選填裝置字母，下同）。檢驗二氧化碳應選用的裝置是______，該裝置內發生反應的化學方程式為___________________________。 （3）用排空氣法收集氣體時，導管口要接近集氣瓶底部，其目的是____ _______________________________。 （4）若要收集一瓶干燥純凈的二氧化碳，所選裝置正確的連接順序是氣體發生裝置→________→__________（填裝置字母，提示：濃硫酸可除去二氧化碳中的水蒸氣）。 解析：（1）結合實驗裝置圖可知①是鐵架臺，②是分液漏斗。（2）實驗室一般用大理石或石灰石和稀鹽酸在常溫下反應制取二氧化碳，因此發生裝置選B，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳氣體，檢驗二氧化碳用澄清的石灰水，氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀與水。（3）用排空氣法收集氣體時，導管口要接近集氣瓶底部，其目的是把空氣充分排出。（4）要收集一瓶干燥純凈的二氧化碳，首先用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫氣體，再用濃硫酸除去水蒸氣，最后用向上排空氣法收集，所選裝置正確的連接順序是氣體發生裝置→G→D。 答案：（1）鐵架臺　分液漏斗　（2）B　F　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　（3）把空氣充分排出　（4）G　D 跟蹤練習5　A、B、C三套發生裝置都可用于實驗室制取CO2氣體。 　　　　　　　　　　　　 　 A　　　　　　B　　　　　　　　C　　　　　D　　　　 E （1）儀器a的名稱是________________。 （2）實驗室制取CO2的化學方程式是_________________________；收集CO2可選用的裝置是__________（填字母），檢驗CO2收集滿的方法是_____________________________________________。 （3）利用B裝置制取CO2時，反應未停止前關閉止水夾，可觀察到的現象是__________________________________。 （4）與A裝置相比，利用C裝置制取CO2的優點是______________。 五、化石燃料及其利用 例6　（2019·山東德州模擬）化石燃料在當今社會能源中擔當“主角”。 （1）化石燃料包括煤、______和天然氣。 （2）天然氣是生活中常用的燃料，其主要成分充分燃燒的化學方程式是_____________________________________。 （3）潔凈的空氣對人類非常重要，下列做法不利于保護大氣的是_____（填字母）。 A.煤燃燒取暖改為天然氣供暖 　B.積極植樹造林 C.工業廢氣凈化后排放 　　　D.焚燒落葉和垃圾 （4）為減少污染、提高煤的利用率，也可將煤與水蒸氣在高溫下反應轉化為兩種常見的可燃性氣體，該反應的化學方程式為________________。 解析：（1）化石燃料包括煤、石油和天然氣。（2）天然氣的主要成分是甲烷，甲烷充分燃燒可用化學方程式表示為CH4+2O2CO2+2H2O。（3）煤燃燒取暖改為天然氣供暖可以減少污染物的排放，有利于保護大氣；積極植樹造林可以改善空氣質量；工業廢氣凈化后排放可以改善空氣質量；焚燒落葉和垃圾會產生有害氣體與煙塵而造成空氣污染。（4）碳和水在高溫的條件下反應生成氫氣和一氧化碳，化學方程式為C+H2O（氣）CO+H2。 答案：（1）石油　（2）CH4+2O2CO2+2H2O　（3）D　（4）C+ H2O（氣） CO+H2 例7　化學能夠物盡其用，如圖是石油綜合利用的示意圖。 （1）將石油加熱煉制，利用石油中各成分的　 　 不同，將它們分離可得到不同產品。 （2）城鎮家庭經常用罐裝液化石油氣做燃料，烹調食物時觀察到燃氣灶的火焰呈現黃色，鍋底出現黑色，需要將灶具的進風口調大，目的是　 　。烹調結束，關閉燃氣灶閥門利用的滅火原理是　 　。 （3）在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料，可適當節省石油資源，并在一定程度上減少汽車尾氣的污染。寫出乙醇充分燃燒的化學方程式　 　。 解析：（1）將石油加熱煉制，利用石油中各成分的沸點不同，將它們分離可得到不同產品。（2）罐裝液化石油氣烹調食物時觀察到燃氣灶的火焰呈現黃色，鍋底出現黑色，這是空氣不足造成的，可燃物燃燒的劇烈程度與氧氣的濃度和可燃物與氧氣的接觸面積有關，所以需要將灶具的進風口調大，目的是提供充足的空氣，使其充分燃燒；烹調結束，關閉燃氣灶閥門利用的滅火原理是清除可燃物。（3）乙醇與氧氣在點燃的條件下反應生成二氧化碳和水，化學方程式為C2H5OH+3O22CO2+3H2O。 答案：（1）沸點　（2）提供充足的空氣，使其充分燃燒（合理即可）清除可燃物　（3）C2H5OH+3O2CO2+3H2O 跟蹤練習6低碳生活倡導我們在生活中注重環保，減少空氣中二氧化碳的含量，下列做法符合低碳生活理念的是（　　） A.減少化石燃料的使用　　　　 B.使用乙醇汽油 C.多使用一次性木筷　　　　　 D.多使用私家車出行 跟蹤練習7　能源、環境與人類的生活和社會發展密切相關。可燃冰的主要成分為天然氣水化合物，其化學式為CH4·8H2O，其外觀像冰，在地球上的儲量大約是已探明其他化石燃料總量的2倍，是公認的地球上尚未開發的最大新型能源。 （1）目前，人類使用的化石燃料主要包括煤、__________、天然氣三種。 （2）煤燃燒產生的有害氣體中能引起酸雨的是__________。已知在相同條件下，1 m3 CO和1 m3 CH4所含的分子數目相同。據此分析，在相同條件下，分別燃燒1 m3 CO和CH4，消耗氧氣較多的是_________________。 （3）寫出可燃冰完全燃燒的化學方程式_________________________。 （4）相同質量的下列物質完全燃燒產生熱量最多的是________。 A.氫氣　　　　　　 B.汽油　　　　　　 C.甲烷
參考答案 要點回顧 一.1.無色　無味　難　最輕的氣體 2.可燃性　淡藍色　大量的熱　2H2+O22H2O 3.驗純　4.0%～74.2%　短時間　大量　爆炸　堵住試管口　向下　接近　“噗”聲　純凈　尖銳的爆鳴聲　不純 4.熱值較大　沒有污染　制造　貯存　運輸 1.（1）無色透明　鉆石　硬　玻璃刀　鉆探機的鉆頭 （2）金屬光澤　片　質軟　滑膩　導電　導熱　耐高溫　鉛筆芯　電極 高溫潤滑劑 （3）疏松多孔　吸附　吸附材料　冶煉金屬　燃料 （4）碳原子的排列方式 2.（1）穩定 （2）C+O2CO2　2C+O22CO　（3）C+CO22CO 3.（1）無　無　難　（2）藍色　2CO+O22CO2　（3）血紅蛋白　失去輸氧能力 三. 1.（1）無　無　大　能溶于水　干冰　升華 （2）①燃燒　支持燃燒　變紅　②CO2+H2OH2CO3　H2CO3CO2↑+H2O　③渾濁　Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O 2.（1）石灰石（或大理石）　稀鹽酸　CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ （2）①固態和液態　常溫　過氧化氫溶液和二氧化錳作催化劑　②密度比空氣大　上 （3）氣密性　石灰石　稀鹽酸 （4）澄清石灰水　澄清石灰水變渾濁 （5）燃著的木條　集氣瓶瓶口　木條熄滅 3.（1）滅火　光合　汽水　化肥　人工降雨　（2）沒有　不能　氣悶　頭痛　窒息死亡　（3）溫室效應　冰川融化　土地沙漠化　生物物種減少　開發利用新能源　減少煤炭、石油的消耗　減少二氧化碳的排放　煤、石油、天然氣的大量燃燒　光合作用 四.1.煤　石油　天然氣　混合物　不可再生　金子　碳　工業的血液　碳　氫 2.（1）二氧化硫　二氧化氮　酸雨 （2）一氧化碳 （3）霧霾 （4）溫室效應 3.干餾　化學　焦爐煤氣　煤焦油　分餾　沸點　物理　石油氣　汽油　柴油　瀝青 跟蹤練習 1.B　解析：氫氣在氧氣中燃燒產生淡藍色火焰。 2.B　解析：C60在常溫下化學性質穩定，但在點燃條件下可以燃燒生成二氧化碳或一氧化碳，B錯誤。 3.（1）4　（2）金剛石 石墨 C60 常溫下碳的化學性質不活潑　（3）CCl4 4.（1）錐形瓶　長頸漏斗　 （2）CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ （3）二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體　B　（4）① 5.（1）試管　（2）CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑　D　將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明已滿 （3）長頸漏斗內的液面上升　（4）可以控制反應的速率 6. A 7.（1）石油　（2）SO2、NO2　甲烷 （3）CH4·8H2O+2O2CO2+10H2O　（4）A 解析：（2）煤燃燒產生的有害氣體中能引起酸雨的是SO2、NO2；由CO、CH4燃燒的化學方程式分別為2CO+O22CO2，CH4+2O2CO2+2H2O，可知：2CO～O2、2CH4～4O2。已知在相同條件下，1 m3 CO和1 m3 CH4所含的分子數目相同，則在相同條件下，分別燃燒1 m3的CO與CH4，消耗氧氣較多的是甲烷。（3）可燃冰燃燒生成二氧化碳和水，完全燃燒的化學方程式為CH4·8H2O+2O2CO2+10H2O。（4）相同質量的各物質完全燃燒產生熱量最多的是氫氣。 教學反思

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