資源簡介

第五章《燃料》
1．氫氣的性質（１）物理性質：無色無味、密度最小的氣體，難溶于水
（２）化學性質 可燃性：氫氣在空氣中燃燒 2H2 ＋ O22H2 O
現象：純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，發出淡藍色火焰，放出熱量
不純的氫氣點燃會爆炸，所以點燃氫氣前一定要先檢驗氫氣的純度。
（3）了解氫氣的爆炸極限和注意驗純的方法
2．氫氣的用途：充氣球，冶煉金屬，高能燃料，化工原料
一、碳的幾種單質
金剛石 無色透明，正八面體形狀的固體，是天然最硬的物質。 1、常溫下，碳的化學性質不活潑，但在高溫或點燃條件下，碳的活性大大增強。
2、可燃性：碳在氧氣中充分燃燒：
C + O2 點燃 CO2碳在氧氣中不充分燃燒：2C + O2 點燃 2CO
3、還原性：木炭還原氧化銅：
C+ 2CuO 高溫 2Cu + CO2↑ 用于裝飾品鉆石，切割玻璃、鉆探機的鉆頭。
石墨 深灰色，有金屬光澤，不透明細鱗片狀固體，質軟，有良好的導電性、潤滑性
常用于做電極，鉛筆芯、石墨炸彈等
活性碳 吸附性
常用木炭與活性炭做吸附劑。
注意：金剛石和石墨的物理性質有很大差異的原因是：碳原子的排列不同。
CO和CO2的化學性質有很大差異的原因是：分子的構成不同。
3、無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質構成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
活性炭、木炭具有強烈的吸附性，用于除去異味和除去色素。焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性和墨水。
二、.單質碳的化學性質:
單質碳的物理性質各異,而各種單質碳的化學性質卻完全相同!
1、常溫下的穩定性強
2、可燃性:
完全燃燒(氧氣充足),生成CO2 : C+O2點燃CO2
不完全燃燒 (氧氣不充足),生成CO：2C+O2點燃2CO
3、還原性：C+2CuO 高溫 2Cu+CO2↑ （置換反應） 應用：冶金工業
現象：黑色粉末逐漸變成光亮紅色，石灰水變渾濁。
2Fe2O3+3C高溫4Fe+3CO2↑
一氧化碳
1、物理性質：無色，無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水
2、有毒：吸進肺里與血液中的血紅蛋白結合，使人體缺少氧氣而中毒。
3、化學性質: （H2、CO、C具有相似的化學性質：①可燃性 ②還原性）
1）可燃性：2CO+O2點燃2CO2 （可燃性氣體點燃前一定要檢驗純度）
H2和O2的燃燒火焰是：發出淡藍色的火焰。
CO和O2的燃燒火焰是：發出藍色的火焰。
CH4和O2的燃燒火焰是：發出明亮的藍色火焰。
鑒別：H2、CO、CH4可燃性的氣體：看燃燒產物（不可根據火焰顏色）
（水煤氣：H2與CO 的混合氣體 C + H2O高溫 H2 + CO）
2）還原性： CO+CuO △ Cu+CO2 （非置換反應） 應用：冶金工業
現象：黑色的氧化銅逐漸變成光亮紅色，石灰水變渾濁。
Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2（現象：紅棕色粉末逐漸變成黑色，石灰水變渾濁。）
除雜：CO[CO2] 通入石灰水 或氫氧化鈉溶液： CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
CO2[CO] 通過灼熱的氧化銅 CO+CuO △ Cu+CO2
CaO[CaCO3]只能煅燒（不可加鹽酸） CaCO3高溫CaO+CO2↑
注意：檢驗CaO是否含CaCO3加鹽酸 ：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
（CO32-的檢驗：先加鹽酸，然后將產生的氣體通入澄清石灰水。）
二氧化碳的性質
1、物理性質：無色,無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水,高壓低溫下可得固體----干冰
2、化學性質:
1)一般情況下不能燃燒,也不支持燃燒，不能供給呼吸
2)與水反應生成碳酸： CO2+H2O==H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊試液變紅，
H2CO3 == H2O+ CO2↑ 碳酸不穩定,易分解
3)能使澄清的石灰水變渾濁：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 本反應用于檢驗二氧化碳。
4）與灼熱的碳反應： C+CO2高溫2CO
3、用途：A、滅火（滅火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑）既利用其物理性質，又利用其化學性質。B、干冰用于人工降雨、制冷劑。C、溫室肥料
4、二氧化碳多環境的影響：過多排放引起溫室效應。
二氧化碳的制法
1、實驗室制取氣體的思路：（原理、裝置、檢驗）
（1）發生裝置：由反應物狀態及反應條件決定：
反應物是固體，需加熱，制氣體時則用高錳酸鉀制O2的發生裝置。
反應物是固體與液體，不需要加熱，制氣體時則用制H2的發生裝置。
（2）收集方法：氣體的密度及溶解性決定：
A、難溶于水用排水法收集 CO只能用排水法
B、密度比空氣大用向上排空氣法 CO2只能用向上排空氣法
C、密度比空氣小用向下排空氣法
2、二氧化碳的實驗室制法
1）原理：用石灰石和稀鹽酸反應： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
不能用濃鹽酸（產生的氣體不純含有HCl），不能用稀硫酸（生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在大理石的表面阻止了反應的進行
2) 選用和制氫氣相同的發生裝置
3）氣體收集方法：向上排空氣法
4）驗證方法：將制得的氣體通入澄清的石灰水，如能渾濁，則是二氧化碳。
驗滿方法：用點燃的木條，放在集氣瓶口，木條熄滅。證明已集滿二氧化碳氣體。
3、二氧化碳的工業制法：
煅燒石灰石： CaCO3高溫CaO+CO2↑
生石灰和水反應可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2
4、自然界中碳的循環
（1）大氣中二氧化碳產生的主要途徑
化石燃料的燃燒、動植物遺骸被生物分解、動植物呼吸
（2）大氣中二氧化碳的消耗
二氧化碳溶于水、植物的光合作用
5、C、CO、CO2的轉化
6、應用
（1）利用了CO2不能燃燒，也不支持燃燒，密度比空氣大的性質，做滅火劑。
（2）CO2能與NaOH反應，解釋NaOH溶液露置空氣中變質現象。
CO2能與Ca(OH)2反應產生白色沉淀，利用這一反應檢驗CO2或Ca(OH)2溶液
（3）一氧化碳作為還原劑冶煉金屬，并注意尾氣處理。
（4）CO2、CO的性質與功用、危害關系
物質 性質 功用或危害
CO2 大氣中二氧化碳含量增加，地表熱量不易散發 溫室效應加劇
干冰升華吸熱 人工降雨
綠色植物在陽光照射下，把CO2和H2O轉化成糖 光合作用、大棚內氣體肥料
通常條件下不能燃燒，不支持燃燒 滅火
CO 可燃性，燃燒產生熱量 重要氣體燃料
跟血紅蛋白極易結合 缺氧中毒
能源與環境
1、燃燒與熱量
知識點 成分或概念 要點歸納 能源利用說明
化石燃料 煤 復雜的混合物，主要含碳元素 將煤隔絕空氣加熱分解成許多產物，屬于化學變化 分解的產物有焦炭、煤焦油和煤氣
石油 混合物，主要含碳、氫元素 利用石油中各成分沸點不同來分離，屬于物理變化 產品為汽油、煤油等
天然氣 主要由碳氫元素組成 沼氣
燃料的充分燃燒 節約能源，減少對環境污染 充分燃燒的條件：有適當過量的空氣；有足夠大的接觸面積
2、燃燒對空氣的影響
燃料 對空氣的影響 防止污染的措施
煤 可吸入顆粒；SO2、NO2、CO酸雨形成 充分燃燒、減少污染物排放（除塵脫硫）
汽油和柴油 尾氣中含有一氧化碳、含鉛化合物和煙塵 使用催化凈化裝置，使用無鉛汽油，改進發動機機構
（3）、開發新燃料、新能源
乙醇、氫氣；新能源：太陽能、風能、核能、地熱能和潮汐能
3、影響燃燒現象的因素：可燃物的性質、氧氣的濃度、與氧氣的接觸面積
使燃料充分燃燒的兩個條件：（1）要有足夠多的空氣
（2）燃料與空氣有足夠大的接觸面積。
4、爆炸：可燃物在有限的空間內急速燃燒，氣體體積迅速膨脹而引起爆炸。
一切可燃性氣體、可燃性液體的蒸氣、可燃性粉塵與空氣（或氧氣）的混合物遇火種均有可能發生爆炸。
二、燃料和能量
1、三大化石燃料: 煤、石油、天然氣（混合物、均為不可再生能源）
（1）煤：“工業的糧食”（主要含碳元素）；
煤燃燒排放的污染物：SO2、NO2（引起酸雨）、CO、煙塵等
（2）石油：“工業的血液”（主要含碳、氫元素）；
汽車尾氣中污染物：CO、未燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵
（3）天然氣是氣體礦物燃料（主要成分：甲烷），是較清潔的能源。
2、兩種綠色能源：沼氣、乙醇
（1）沼氣的主要成分：甲烷
甲烷的化學式: CH4 （最簡單的有機物，相對分子質量最小的有機物）
物理性質:無色,無味的氣體,密度比空氣小,極難溶于水。
化學性質: 可燃性 CH4+2O2點燃CO2+2H2O （發出藍色火焰）
（2）乙醇 (俗稱:酒精, 化學式:C2H5OH)
化學性質: 可燃性 C2H5OH+ 3O2點燃2CO2+3H2O
工業酒精中常含有有毒的甲醇CH3OH，故不能用工業酒精配制酒！
乙醇汽油：優點（1）節約石油資源 （2）減少汽車尾氣
（3）促進農業發展 （4）乙醇可以再生
3、化學反應中的能量變化
放熱反應：如所有的燃燒
吸熱反應：如C+CO2高溫2CO
4、新能源：氫能源、太陽能、核能、風能、地熱能、潮汐能
氫氣是最理想的燃料：
(1)優點：資源豐富，放熱量多，無污染。
（2）需解決問題：①如何大量廉價的制取氫氣？ ② 如何安全地運輸、貯存氫氣？

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