课题1燃烧的合理开发及利用
一、化学反应中的能量变化(★★★★☆)
1.化学反应中有能量变化
化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,而能量的变化通常表现为热量的变化。
2.常见的吸热放热反应
(1)放热反应:①可燃物的燃烧,如:2H2+O2=点燃=2H2O
②活泼金属与酸反应,如:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
③酸碱中和反应,如:NaOH+HCl===NaCl+H2O
④生石灰与水反应,CaO+H2O===Ca(OH)2
(2)吸热反应:①二氧化碳与碳反应,C+CO2=高温=2CO
②工业冶铁,Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2;
③需要持续加热或高温条件的反应,如2Cu+O2====2CuO
④大理石高温分解,CaCO3=高温=CaO+CO2↑
二、化石燃料的利用(★★★★☆)
1.常见的化石燃料:煤、石油、天然气。
3.天然气
天然气是由碳元素和氢元素组成的气态混合物,其主要成分是甲烷,沼气、坑道气、瓦斯等主要成分也是甲烷。
(1)甲烷的物理性质
常温下,甲烷是无色无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。
(2)甲烷的化学性质
可燃性:CH4+2O2=点燃=CO2+2H2O
(3)H2、CO、CH4的鉴别:将三种气体点燃,然后分别在火焰上方罩一个干而冷的小烧杯,没有出现小水滴的为CO,向另外两个烧杯中迅速倒入等量的澄清石灰水,振荡,变浑浊的为CH4,无明显变化的是H2。
4.燃料的充分燃烧
(1)燃料充分燃烧的条件
①燃烧时要有足够的氧气或空气;②燃料与空气要有足够大的接触面积。
(1)燃料不充分燃烧的缺点
①产生的热量减少,浪费资源;②不完全燃烧产生CO,污染空气。
5.化石燃料对环境的影响
(1)使用化石燃料产生的污染
①燃烧煤会产生SO2、NO2等有害气体和固体颗粒,污染空气;
②汽车尾气中含有CO,污染空气
(2)硫酸型酸雨的形成
我国的酸雨主要为硫酸型酸雨,这与我国大量燃烧煤有关。煤炭燃烧生成的SO2在大气中转变成硫酸的途径有两种:
①二氧化硫与水生成亚硫酸,SO2+H2O===H2SO3;亚硫酸与空气中的氧气反应生成硫酸,2H2SO3+O2===2H2SO4(久置的雨水酸性变强)。②二氧化硫在粉尘或光照作用下,与氧气反应生成三氧化硫,2SO2+O2===2SO3;
三氧化硫与雨水反应生成硫酸,SO3+H2O===H2SO4。
(3)防治措施
①燃煤的脱硫处理
在燃煤中加入适量的生石灰,可以减少SO2的排放,2CaO+2SO2+O2=高温=2CaSO4。
②催化转化装置处理汽车尾气
车辆使用的燃料不充分燃烧时会产生CO,发动机的高温环境容易产生NO2,故采用催化
转化装置将两种有害气体转化为无毒气体再排放。
4CO+2NO2催化转化装置4CO2+N2
三、能源的利用与开发(★★★★☆)
1.乙醇汽油
(1)将乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的汽车燃料。
(2)乙醇①俗名酒精,化学式为C2H5OH,易挥发,有辛辣味,可以通过玉米、高粱等发酵、蒸馏得到,属于可再生资源。
②可燃性C2H5OH+3O2=点燃=2CO2+3H2O
2.氢气
(1)氢气是最理想的清洁能源
①来源广泛,可用水做原料;
②氢气本身无毒,热值高;
③氢气燃烧后的产物是水,不污染环境。
(2)氢气的实验室制法
①实验装置
②反应原理:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑;
③收集方法:向下排空气法和排水法。
3.新能源
(1)新能源:目前人们正在利用和开发的其他能源,如太阳能,核能,风能,地热能、潮汐能等。
(2)优点:新能源的利用,既可部分解决化石能源面临耗尽的问题,又可减少对环境的污染。
:化学方程式中,高温点燃应该在双横线的上面,因版面问题无法调整
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