九年級化學上冊《燃料、熱量和環(huán)境》知識點歸納+典例導(dǎo)析（含解析）（新版）新人教版.doc

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燃料、熱量和環(huán)境 【學習目標】 1.了解幾種常見的燃料及化學反應(yīng)中的能量變化；認識燃料充分燃燒的重要性。 2.了解化石燃料燃燒對環(huán)境的影響；認識開發(fā)各種新能源和使用清潔燃料的重要性。 【要點梳理】 要點一、燃料和熱量 1.化石燃料 遠古時代的動植物和其他生物遺體在地球內(nèi)部熱量和壓力的作用下，經(jīng)過幾億年的時間而形成的，是不可再生的能源，它們?nèi)紵竽軌蛱峁┠撤N形式的能量（熱能、光能、電能等），其中煤、石油、天然氣是重要的化石燃料。 （1）煤是由古代植物遺體埋在地層下，并在地殼中經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的變化而形成的，是由有機物和無機物所組成的復(fù)雜的混合物。煤主要含有碳元素，此外，還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素以及無機礦物質(zhì)（主要含有硅、鋁、鈣、鐵等元素）。 （2）石油是由古代動植物遺體在地殼中經(jīng)過非常復(fù)雜的變化而形成的一種粘稠狀液體，通常顯黑色或深棕色，不溶于水，密度比水的稍小。石油主要含碳、氫兩種元素，同時還含有少量的硫、氧、氮等元素，且隨著產(chǎn)地不同而不同。石油也是混合物，沒有固定的熔點和沸點。 （3）天然氣一般是指在地下自然形成的可燃性的氣體，它的主要成分是甲烷。另外沼氣、礦坑氣（瓦斯）等的主要成分也是甲烷。 2.煤和石油的綜合利用 （1）煤是我國主要的化石能源，被稱為“工業(yè)的糧食”。煤的綜合利用主要有煤的汽化和煤的焦化。 ①煤的汽化：煤在氧氣不足的條件下發(fā)生不完全燃燒，轉(zhuǎn)化為煤氣，又可作化工原料。主要產(chǎn)品有CO、CH4、H2等。 ②煤的焦化：也稱煤的干餾，是在隔絕空氣的條件下加強熱，使組成煤的物質(zhì)發(fā)生分解反應(yīng)。 主要產(chǎn)品及用途：焦炭用于金屬冶煉、電極材料（占70％～80％）等；煤焦油是重要的化工原料（占2％～5％）；焦爐氣主要含有CO、CO2、H2等，可作燃料，又是重要的化工原料（占10％～20％）。 （2）石油是復(fù)雜的混合物。通過給石油加熱，由于組成石油的各物質(zhì)的沸點不同，它們就會被先后蒸餾出來，從而得到分離。 石油被稱為“工業(yè)的血液”。石油煉制的產(chǎn)品主要有：汽油、煤油和柴油。液化石油氣的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯。這些物質(zhì)都是人們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)和交通運輸中的常用燃料。 3.化石燃料燃燒 （1）化石燃料通過燃燒以熱能的形式給人們提供能量。 （2）化石燃料燃燒過程是化石燃料中的化學能轉(zhuǎn)化為熱能的過程。 （3）化石燃料燃燒的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水。 　　人類通過化學反應(yīng)獲得的能量大多來自于化石燃料，而化石燃料的資源是有限的。因此控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，對于節(jié)約能源非常重要。 4.化學反應(yīng)中的能量變化 　 物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)的同時，常常伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為熱量變化，即有放熱現(xiàn)象或吸熱現(xiàn)象。許多化學反應(yīng)會放出熱量，如：燃燒、鎂和鹽酸反應(yīng)等。相反有些化學反應(yīng)會吸收熱量，如：碳與二氧化碳反應(yīng)（C+CO22CO）要吸收熱量。 【要點詮釋】 1.煤、石油和天然氣等化石燃料是不可再生的資源，面臨被耗盡的危險，應(yīng)合理開采、綜合利用并節(jié)約使用。使燃料充分燃燒，對于節(jié)約能源、減少環(huán)境污染非常重要。 2.使燃料充分燃燒通?？紤]兩點：一是燃燒時要有足夠多的空氣（或氧氣）；二是燃料和空氣（或氧氣）要有足夠大的接觸面積。如果空氣（或氧氣）不足或跟燃料接觸面積太小，燃料就會不完全燃燒，不僅使產(chǎn)生的熱量減少，浪費燃料，而且還會產(chǎn)生大量的一氧化碳等有害氣體污染空氣。 要點二、化石燃料燃燒對環(huán)境的影響 1.化石燃料燃燒對環(huán)境的影響 （1）影響原因：化石燃料燃燒時會產(chǎn)生各種有害氣體、固體廢物等。 （2）煤和石油等化石燃料燃燒時污染因素的來源： 　?、偃剂现械囊恍╇s質(zhì)如硫、氮等產(chǎn)生SO2、NO2等氣體； 　?、谌剂先紵怀浞?，產(chǎn)生一氧化碳、碳氫化合物及碳粒等。 （3）主要污染類型及產(chǎn)生污染因素 污染類型 污染因素 溫室效應(yīng) 燃料中的碳經(jīng)燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳等，這些氣體進入空氣導(dǎo)致空氣中二氧化碳濃度增大，從而導(dǎo)致全球氣溫升高 熱污染 火力發(fā)電廠發(fā)電剩余的“余熱”被排放到河流、湖泊或海洋中，使局部水域水溫上升，影響水生物的生存甚至死亡 大氣污染 化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙、CO、SO2、NO2等污染物被排放到大氣中，不僅影響空氣的質(zhì)量，而且氮和硫的氧化物溶解于雨水中形成酸雨。酸雨不僅影響自然環(huán)境，而且影響了生態(tài) 2.使用和開發(fā)新的燃料及能源 煤和石油等都是重要的化工原料，他們?nèi)紵龝r會對空氣造成污染，所以需要使用和開發(fā)清潔的燃料。乙醇和氫氣屬于清潔能源。 名稱 酒精（乙醇） 氫氣 化學式 C2H5OH H2 燃燒反應(yīng) C2H5OH+3O22CO2+3H2O 2H2+O22H2O 特點 燃燒產(chǎn)物基本上不污染環(huán)境，可做酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機等的燃料 燃燒產(chǎn)物無污染，是最清潔的燃料 來源 高粱、玉米和薯類經(jīng)發(fā)酵、蒸餾可制得酒精，為可再生能源 氫氣可由分解水得到，目前制取成本高，貯存困難，作為燃料暫不能廣泛使用 現(xiàn)代社會對能源的需求越來越大，化學反應(yīng)提供的能量已經(jīng)不能滿足人類的需求。目前，人們正在利用和開發(fā)其他新能源，如太陽能、核能、風能、地熱和潮汐能等。這些能源的利用，不但可以部分解決化石能源面臨耗盡的問題，還可以減少對環(huán)境的污染。 【要點詮釋】 1.氫能源是非常理想的能源，但由于氫氣的制取成本高和貯存困難，作為燃料暫時還不能廣泛使用。 2.對于酸雨的認識要注意：不是“只要有二氧化硫、二氧化氮排放就會形成酸雨”，實際上酸雨是二氧化硫、二氧化氮在空氣中和雨水作用而形成的，對酸雨的界定是pH要小于5.6。 【典型例題】 類型一、考查燃料與熱量 1．天然氣是城市居民日常生活中一種重要的燃料。 　（1）天然氣的主要成分是__________，其燃燒的化學方程式為 。 　（2）天然氣在第一次通過管道輸送到用戶時，必須先將管道內(nèi)注滿氮氣。填充氮氣的目的是 。 ?。?）天然氣本身是一種無色無味的氣體，但在使用時常在天然氣中加入少量有特殊氣味的乙硫醇。加入乙硫醇的作用是________________________________________。 【答案】 （1）CH4（或甲烷） CH4+2O2CO2+2H2O　 　?。?）排盡管道內(nèi)的空氣，防止甲烷與空氣混合點火時發(fā)生爆炸　 　?。?）提醒人們及早發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏，防止爆炸事故的發(fā)生 【解析】天然氣的主要成分是甲烷，其燃燒生成二氧化碳和水，與空氣混合燃燒可能發(fā)生爆炸。在第一次通過管道輸送到用戶時，將管道內(nèi)注滿氮氣，可以排除管內(nèi)的空氣，防止遇到明火發(fā)生爆炸；天然氣本身是一種無色無味的氣體，使用時在天然氣中加入少量有特殊氣味的乙硫醇可以使人們及早發(fā)現(xiàn)泄漏，防止爆炸事故的發(fā)生?！? 【總結(jié)升華】天然氣中的甲烷具有可燃性，與空氣混合燃燒可能發(fā)生爆炸，且無色無味不容易被人們發(fā)覺，使用時一定注意安全?！? 2．“減少污染、凈化空氣，還我一片藍天”，已成為市民共同的心聲。 （1）潔凈的空氣中含量較多的氣體有氧氣和 （填化學式）； （2）汽車燃料燃燒不充分時，會產(chǎn)生炭粒和有毒的 （填化學式）氣體，污染空氣； （3）汽車使用壓縮天然氣（CNG）作燃料，會減少對空氣的污染。天然氣所含主要成分的化學式是 。壓縮天然氣（CNG）加氣站必須懸掛，因為 。 【思路點撥】本題考查減少環(huán)境污染的相關(guān)化學知識。了解空氣的組成、汽車尾氣的排放、天然氣的成分及記住常見物質(zhì)的化學式是解題的關(guān)鍵。 【答案】（1）N2 （2）CO （3）CH4 加氣站空氣中含有天然氣，遇到明火，可能會爆炸 【解析】空氣中含量較多的是氧氣和氮氣；汽車燃料燃燒不充分會產(chǎn)生炭粒和一氧化碳等污染環(huán)境；天燃氣的主要成分是甲烷；壓縮天然氣加氣站必須禁止煙火，以防引燃加氣站中空氣里的天然氣，發(fā)生爆炸。 【總結(jié)升華】可燃性氣體在點燃前，都必須驗純，以防發(fā)生爆炸。 舉一反三： 【變式1】下列關(guān)于煤、石油和天然氣的說法錯誤的是（ ） A．在地球上的蘊藏量都是有限的 B．都是可再生能源 C．都屬于混合物 D．完全燃燒時都有二氧化碳生成 【答案】B 【變式2】乙醇汽油的使用，可以緩解石油危機。所謂乙醇汽油是在汽油中加入適量乙醇混合而成的一種燃料。 (1)乙醇汽油屬于_________(選填：“純凈物”或“混合物”)。 (2)從環(huán)境保護的角度看，下列燃料中最理想的是___________ (填寫字母編號)。 A．氫氣 B．煤 C．乙醇汽油 D．煤氣(主要含CO) 【答案】(1)混合物　　 (2)A　 類型二、使用燃料對環(huán)境的影響與新能源 3．化石燃料燃燒產(chǎn)生大量CO2。大氣中CO2含量過高會導(dǎo)致溫室效應(yīng)等環(huán)境問題。 （1）天然氣（主要成分為CH4）完成燃燒的化學方程式是 。 （2）從下表數(shù)據(jù)分析，與煤相比，用天然氣做燃料的優(yōu)點是 。 1g物質(zhì)完全燃燒產(chǎn)生CO2的質(zhì)量 1g物質(zhì)完全燃燒放出的熱量 CH4 2.75g 56KJ C 3.67g 32KJ 【思路點撥】認真閱讀，提煉題目所給信息，了解天然氣的成分及化學方程式的書寫步驟是解題的關(guān)鍵。 【答案】（1）CH4+2O2CO2+2H2O　 （2）熱值高，產(chǎn)生的二氧化碳少，對環(huán)境的影響小 【解析】天然氣燃燒與煤比較具有放熱多、產(chǎn)生二氧化碳少、不產(chǎn)生二氧化硫氣體等優(yōu)點。 【總結(jié)升華】比較兩種燃料的優(yōu)缺點，從以下幾方面考慮：是否產(chǎn)生有害氣體，產(chǎn)生二氧化碳多少，燃燒是否充分，相同質(zhì)量放熱多少等。 4．隨著全球能源使用量的增長，化石能源將日益枯竭．開發(fā)和利用新能源變得更為迫切，下列能源屬于新能源的是（　　） ①太陽能 ②煤 ③風能 ④天然氣 ⑤地熱能 A．①②③ B．③④⑤ C．①③⑤ D．①③④ 【思路點撥】根據(jù)能源的種類進行分析，新能源是指無污染、可以持續(xù)利用的能源，包括太陽能、風能、核能、地熱能、潮汐能等。 【答案】C 【解析】人們正在利用和開發(fā)的新能源有太陽能、核能、風能、地熱能、潮汐能、生物質(zhì)能等，①太陽能、③風能、⑤地熱能均屬于新能源，②煤、④天然氣屬于化石燃料。故選C。 【總結(jié)升華】新能源是中考的熱點，了解常見的新能源范疇、種類是正確解答本題的關(guān)鍵。 舉一反三： 【變式】下列敘述正確的是（ ） A．石油是一種化工產(chǎn)品 B．大量使用化石燃料會造成大氣污染，因此應(yīng)該停止化石燃料的開采和利用 C．人類需要的能量都是由化學反應(yīng)產(chǎn)生的 D．目前沒有大量使用氫能源，是由于氫氣的制取成本高、貯存困難 【答案】D 【解析】石油是一種化工原料而不是化工產(chǎn)品，A錯誤；人類目前所消耗的燃料主要來自化石燃料，不可能立即停止化石燃料的開采和利用，但可開發(fā)和利用其他能源，如太陽能、風能、地熱能等，B錯誤；人類需要的能量大部分是由化學反應(yīng)產(chǎn)生的，但近年來人類開發(fā)和利用的太陽能、風能等就不是由化學反應(yīng)產(chǎn)生的，C錯誤；氫氣的制取成本高，氣體貯存困難，這些都是制約氫能源大量使用的重要原因，D正確。