資源簡介

(共55張PPT)
第五章　燃　料
第1講　燃　料
潔凈的燃料——氫氣
1.氫氣的性質
(1)物理性質
顏色 氣味 狀態(tài) 密度 溶解性
無色 _ _ _ _
無味
氣體
比空氣小
難溶于水
(2)化學性質
①可燃性
a.實驗現(xiàn)象
b.反應的化學方程式:　 　。
熱感
小水珠
淡藍
②還原性
a.實驗現(xiàn)象
b.反應的化學方程式:　 　。
亮紅
水珠
(3)氫氣的驗純
①原因:氫氣中若混有一定量的　 　,點燃容易發(fā)生爆炸。
②方法
空氣(或氧氣)
尖銳
的爆鳴
“噗”聲
較純
2.氫氣的用途
(1)填充探空氣球。
(2)作合成鹽酸、合成氨的原料。
(3)作燃料,有三個優(yōu)點:　 　,　 　,　 　。
(4)冶煉金屬,用氫氣作還原劑。
資源豐富
燃燒熱值高
產(chǎn)物無污染
(1)氫氣作為燃料的三大優(yōu)點:原料廣泛、燃燒熱值高、產(chǎn)物無污染,被認為是最清潔的燃料。
(2)氫氣因制取成本高,存在貯存、運輸、安全等問題,目前還不能廣泛使用。
(3)最理想的制取氫氣的途徑:太陽能光解水。
1.(2023河南)2023年5月30日,我國神舟十六號載人飛船成功發(fā)射,三位航天員順利進入空間站。空間站內(nèi)航天員吸入的氧氣可由電解水提
供,水通電分解的化學方程式為　 　。運載火箭使用的燃料中有液氫,氫氣作燃料的優(yōu)點是　 _
　(答出一條即可)。
燃燒產(chǎn)物是水,無污染
(合理即可)
組成燃料的主要元素——碳
1.碳的幾種單質及用途
(1)金剛石、石墨的物理性質和用途的比較
項目 金剛石 (由碳元素組成) 石墨
(由碳元素組成)
硬度 自然界中　 質軟,在紙上可留下痕跡
用途 鉆探機鉆頭、刻刀 鉛筆芯、潤滑劑、電極等
物理性質不同的原因 碳原子的　 最硬
排列方式不同
(2)無定形碳
無定形碳包括木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。
①木炭:具有疏松多孔的結構,決定了它具有　 　能力,用于吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素,吸附有異味的物質。
②活性炭:結構與木炭類似,具有更強的吸附能力,用于防毒面具、冰箱的除臭劑。
③焦炭:用于冶金工業(yè)作燃料。
④炭黑:用于制造油墨、油漆、顏料、橡膠工業(yè)填充劑等。
吸附
(1)金剛石和石墨屬于不同的物質,石墨轉化為金剛石屬于化學變化。
(2)只由一種元素組成的物質不一定是單質,還可能是混合物,但絕不可能是化合物。
2.碳單質的化學性質
(1)常溫下,碳的化學性質　 　(碳原子最外層有4 個電子)。
(2)碳的可燃性(相同的反應物,因反應物的量不同,生成物不同)。
完全燃燒的化學方程式:　 　;
不完全燃燒的化學方程式:　 　。
非常穩(wěn)定
(3)碳的還原性
①在高溫條件下,碳與二氧化碳反應的化學方程式為　 　。
②在高溫條件下,碳與氧化銅反應的化學方程式為　 　。
3.CO的性質和用途
(1)物理性質:通常情況下是無色、無味的氣體,　 　溶于水,密度比空氣略小。
難
(2)化學性質
①可燃性:　 　(填化學方程式)。
現(xiàn)象:產(chǎn)生　 　色火焰,放出熱量。
注意:點燃CO前必須驗純。
②還原性:可用于冶金工業(yè),如用一氧化碳煉鐵,其化學方程式為
　 　。
藍
黑
渾濁
處理尾氣,防
止污染空氣
(3)毒性CO能與血液中的　 　結合,使血液失去運輸氧氣的能力,發(fā)生煤氣中毒。
血紅蛋白
CO是沒有氣味且難溶于水的氣體,因此通過聞氣味辨別CO或在煤爐上放一壺水防止煤氣中毒都是不正確的。
2.(2023衡陽)有關碳及碳的氧化物的說法中,正確的是( )
A.碳的單質都是黑色
B.植物光合作用可將CO2轉變?yōu)镺2
C.CO和CO2元素組成相同,它們的化學性質相似
D.金剛石和石墨都是碳單質,它們的相互轉化是物理變化
B
3.下列關于一氧化碳的說法中正確的是( )
A.通常為無色、無味、易溶于水的氣體
B.燃燒時火焰呈藍色,罩干冷燒杯,杯壁無水珠,倒入澄清石灰水,石灰水變渾濁
C.能增強血紅蛋白的輸氧能力,有劇毒
D.密度比空氣略大,點燃CO前不需驗純
B
化石燃料及新能源
1.化石燃料
(1)煤
①成分:主要含有　 　元素,被稱為“工業(yè)的糧食”。
②綜合利用:煤的干餾(煉焦)屬于化學變化,產(chǎn)品主要有焦炭、煤焦油和焦爐煤氣(三焦三狀態(tài))。
(2)石油
①成分:主要含有　 　元素,被稱為“工業(yè)的血液”。
②綜合利用:石油分餾屬于物理變化,產(chǎn)品主要有汽油、煤油、潤滑油等。
碳
碳、氫
(3)天然氣:混合物,主要成分是　 　,其完全燃燒的化學方程式為
　 　。
2.使用化石燃料對環(huán)境的污染
(1)燃料中的一些雜質如硫等燃燒時,產(chǎn)生空氣污染物如二氧化硫等。
(2)燃料燃燒不充分產(chǎn)生一氧化碳,釋放大量熱的同時也會產(chǎn)生二氧化碳,加劇溫室效應。
(3)未燃燒的碳氫化合物及炭粒、塵粒等排放到空氣中易形成浮塵。
(4)煤燃燒時排放出　 　、　 　等污染物,這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應后的生成物溶于雨水,會形成酸雨。
CH4
二氧化硫
二氧化氮
4.下列關于化石燃料的說法,不恰當?shù)氖? )
A.煤、石油和天然氣等化石燃料屬于不可再生能源
B.稱為“工業(yè)的血液”的是煤焦油
C.化石燃料燃燒時,會產(chǎn)生CO2、H2O等物質
D.化石燃料燃燒為人類提供能量,也會對環(huán)境造成污染
B
氫能源與化石燃料
[例1]能源和環(huán)境已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P注的問題。
(1)目前人們利用最多的能源是煤、　 　 和天然氣等化石燃料,煤燃燒會產(chǎn)生大量的二氧化碳、二氧化硫和一氧化碳等氣體,這些氣體中,溶于水會導致酸雨的主要是　 　。
(2)氫氣作為一種清潔燃料沒有大規(guī)模使用的原因是　 　(填字母)。
A.氫氣的貯存和運輸不方便 B.獲得氫氣的成本高
C.制備氫氣的原料缺乏 D.氫氣燃燒的熱值不高
石油
二氧化硫
AB
[變式訓練] 我國具有豐富的煤炭資源,煤制取乙二醇的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已列入我國石化產(chǎn)業(yè)調整和振興規(guī)劃。由煤制取乙二醇的流程示意圖 如下:
(1)煤屬于　 　(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)合成氣可用作氣體燃料,寫出合成氣中氫氣燃燒的化學方程式:
　 　。
不可再生
碳單質的性質與用途
[例2](2023武漢)如圖所示,石墨、活性炭和木炭在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。
回答下列問題:
(1)石墨的用途可以是　 　。
A.用于制鉛筆芯
B.用作電極
C.用于切割大理石
AB
(2)活性炭作冰箱除味劑,是利用其　 　(填“物理”或“化學”)性質。
(3)木炭可用作燃料。木炭完全燃燒的化學方程式為　 　。
物理
1.(2022賀州)下列物質中,硬度最大的是( )
A.C60 B.活性炭
C.石墨 D.金剛石
2.從環(huán)境保護的角度考慮,下列燃料中最理想的是( )
A.氫氣 B.煤炭
C.汽油 D.一氧化碳
D
A
3.每年5月31日為世界無煙日。吸煙有害健康,下列屬于煙氣中的有毒氣體的是( )
A.O2 B.N2
C.CO D.CO2
4.(2023長沙)液氫已應用于航天等領域。目前在生活生產(chǎn)中大量使用氫能源還存在一定困難,原因是( )
A.氫氣本身無毒
B.氫氣制取成本高和貯存困難
C.氫氣燃燒放出的熱量多
D.氫氣燃燒產(chǎn)物不污染空氣
C
B
5.(2023吉林)下列有關金剛石和石墨的說法,錯誤的是( )
A.都是碳的單質
B.都由碳元素組成
C.物理性質相同
D.碳原子排列方式不同
6.(2023連云港)宋代許道寧用墨(主要成分為單質碳)所畫的《關山密雪圖》保存至今而不變色,這是因為在常溫下單質碳( )
A.化學性質不活潑 B.硬度高
C.導電性能好 D.吸附能力強
C
A
7.(2023長沙)在生活生產(chǎn)中碳單質的應用廣泛。下列有關含碳物質的性質或用途正確的是( )
A.活性炭具有吸附性 B.木炭常溫下化學性質很活潑
C.金剛石用作電極 D.石墨用作鉆探機鉆頭
8.下列變化屬于物理變化的是( )
A.煤和石油的形成
B.石油分餾制得汽油、煤油、柴油等
C.石墨在一定條件下轉化為金剛石
D.把煤隔絕空氣加強熱制得焦炭、煤焦油和焦爐煤氣等
A
B
9.(2022長沙)“碳家族”的成員很多,用途很廣。下列說法正確的是
( )
A.石墨不具有導電性
B.C60單質是由碳原子直接構成的
C.活性炭具有吸附性
D.金剛石和石墨里碳原子的排列方式相同
C
10.(2023郴州)關于碳及其化合物的說法正確的是( )
A.一氧化碳有還原性,沒有毒性
B.二氧化碳是一種污染性氣體
C.含碳酸根或碳酸氫根離子的鹽都能與鹽酸反應生成二氧化碳氣體
D.活性炭具有吸附性,木炭沒有吸附性
C
11.(2023包頭)卡塔爾世界杯指定用球的芯片傳感器產(chǎn)自中國。制取芯片的主要材料是硅,其生產(chǎn)過程涉及的主要化學反應為2C+SiO2 Si+2CO↑。關于該反應敘述正確的是( )
A.2C表示2個碳元素
B.該反應屬于置換反應
C.反應前后硅元素的化合價不變
D.參加反應的C和SiO2的質量比為2∶1
B
12.如圖所示,科學家提出一種最經(jīng)濟、最理想的獲得氫能源的循環(huán)體系,下列說法不正確的是( )
A.氫氣作燃料的優(yōu)點是燃燒熱值高,產(chǎn)物無污染
B.在此循環(huán)中發(fā)生了反應:2H2O 2H2↑+O2↑
C.燃料電池可以將化學能轉化為電能
D.光照條件下分解水,亟待解決的問題是尋找合適的催化劑
B
13.(2023宜賓)氫氣作為一種清潔、高能燃料,越來越受到人們關注。某小組同學設計如圖所示裝置制取氫氣并驗證氫氣在空氣里燃燒。
①
②
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是　 　。
水槽
(2)圖①中,發(fā)生反應的化學方程式是　 　。除采用圖示方法外,還可以用　 　法收集氫氣。
(3)點燃氫氣前應先檢驗氫氣的純度。操作:試管中的水排盡后,　 _
　;若發(fā)出　 _
　,表明氣體不純。
(4)如圖②,在尖嘴管管口點燃純凈的氫氣,上方罩一個冷而干燥的小燒杯。觀察到的現(xiàn)象:純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒,　 _
　。
向下排氣
用拇
指堵住集滿氫氣的試管口,靠近火焰,移開拇指點火
尖銳
的爆鳴聲
產(chǎn)生淡藍色的
火焰,燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧,用手觸摸燒杯外壁,感覺發(fā)燙
14.(2023包頭)2022年10月31日,長征五號運載火箭發(fā)射取得圓滿成功。該運載火箭使用液氫、煤油等物質作燃料。請回答下列問題:
(1)液氫和煤油作燃料利用的化學性質是　 　。與煤油相比液氫作燃料的優(yōu)點是　 　(寫一條即可)。
(2)煤油在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和水,由此推知煤油中一定含有的元素是　 　、　 　(填元素符號)。
可燃性
產(chǎn)物是水,對環(huán)境無污染(合理即可)
C
H
15.(2023葫蘆島)能源結構的改變,體現(xiàn)了社會的進步和發(fā)展。
(1)化石燃料都是　 　(填“可再生”或“不可再生”)能源。將煤粉碎后燃燒,其目的是　 _
　。化石燃料的大量使用對環(huán)境造成的影響有　 _
　(答一點)。
(2)氫氣是最理想的清潔燃料,但目前在生活和生產(chǎn)中并沒有被廣泛使用的原因是　 　(答一點)。
(3)請你預測未來燃料發(fā)展的主要方向是　 _
　(答一點)。
不可再生
增大可燃物與空氣(或氧氣)的接觸面積,
使之充分燃燒
空氣
污染(或溫室效應加劇、酸雨等,合理即可)
氫氣制取成本高(或貯存困難,合理即可)
清潔化(或成本低、安全、
便捷等,合理即可)
16.(2023吉林寬城一模)隨著經(jīng)濟的發(fā)展,能源與環(huán)境成為人們?nèi)找骊P注的問題。
(1)燃煤發(fā)電時,將煤塊粉碎成煤粉,目的是　 _
　;
(2)在南海神狐海域,可燃冰試采創(chuàng)造了產(chǎn)氣總量和日均產(chǎn)氣量兩項世界紀錄。可燃冰主要成分是甲烷水合物,可燃冰屬于　 　(填“純凈物”或“混合物”)。下列關于“可燃冰”的敘述中,正確的是　　_
(填字母);
A.“可燃冰”就是冰 B.“可燃冰”有可能成為人類未來的重要能源
C.“可燃冰”的實質是水變成的石油
增大反應物間的接觸面
積,加快反應速率(合理即可)
混合物
B
(3)“綠色化學”目標之一是達到“零排放”。在一定條件下,CO和H2可以按照不同比例反應,只生成一種產(chǎn)物就能實現(xiàn)“零排放”,這種產(chǎn)物可能是　 　(填字母)。
A.甲酸(CH2O2)
B.乙酸(C2H4O2)
B
1.石墨烯可用機械剝離法從石墨中剝離制得。它是由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體(如圖),圖中每一個小球代表一個碳原子。它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。關于石墨烯,下列說法不正確的是( )
A.石墨烯和金剛石都由碳元素組成
B.石墨烯的導電性比銀強
C.石墨烯中每個碳原子為三個六元環(huán)共用
D.從石墨中剝離出石墨烯屬于物理變化
D
2.(2023益陽)化學觀念是化學課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)之一,下列從不同化學觀念角度對CO和CO2的認識錯誤的是( )
A.元素觀:CO和CO2都是由碳、氧兩種元素組成的化合物
B.分類觀:CO和CO2都屬于氧化物
C.變化觀:CO和CO2在一定條件下可相互轉化
D.結構觀:CO和CO2都由碳原子和氧原子構成,化學性質相似
D
3.(2022廣州)下圖為我國不同年份的能源結構圖,下列說法不正確的是( )
A.我國能源結構中清潔能源占比呈增加趨勢
B.加大水電、風電的開發(fā)利用有利于減少環(huán)境污染
C.天然氣是比煤炭和石油更清潔的燃料
D.液氫用作火箭燃料是因為氫氣易于貯存和加注
D
4.(2023重慶B)2022年11月,第22屆國際足聯(lián)世界杯在卡塔爾舉行。
(1)所用足球的主要成分聚氨酯屬于　 　(填“合成材料”或“合金”)。足球烯(C60)的分子結構與足球形狀相似,下列有關C60說法正確的是　 　(填字母)。
A.與石墨是同一種單質
B.是一種化合物
C.完全燃燒生成CO2
合成材料
C
(2)卡塔爾盛產(chǎn)天然氣,天然氣主要成分燃燒的化學方程式為
　 　。而中國在開發(fā)新能源領域走在世界前列,寫出一種新能源:　 　。
風能(合理即可)
5.(2022廣安)回答下列問題。
(1)氫氣由于燃燒熱值高、來源廣、燃燒產(chǎn)物無污染,得到人們積極的開發(fā)和利用。請寫出氫氣在空氣中燃燒的化學方程式:
　 。
(2)碳元素可形成多種單質,如金剛石、石墨、C60,焦炭和活性炭的主要成分也是碳的單質。制糖工業(yè)的脫色制白糖、防毒面具里的濾毒罐等都使用了活性炭,這是利用了活性炭有較強的　 　性。
吸附
(3)焦炭、CO是冶金工業(yè)重要的還原劑,請寫出用赤鐵礦(主要成分
Fe2O3)和CO反應煉鐵的化學方程式:　 　。
6.(2023棗莊)天然氣不僅是優(yōu)質的能量來源,還是寶貴的化工資源。經(jīng)過多年努力,我國在天然氣的開發(fā)利用方面已取得重大突破。
方法一:煤氣化生成一氧化碳和二氧化碳。在高溫、高壓和“甲烷化催化劑”的作用下,一氧化碳、二氧化碳分別與氫氣反應生成甲烷,其中“甲烷化催化劑”在這兩個化學反應過程中發(fā)揮著至關重要的作用。
方法二:開發(fā)煤層氣。煤層氣指儲存在煤層中,以甲烷為主要成分的烴類物 質,俗稱“瓦斯”,是與煤伴生、共生的氣體資源。
方法三:開發(fā)可燃冰。可燃冰的主要成分是甲烷水合物,甲烷水合物能穩(wěn)定存在的壓強和溫度范圍如圖所示。可燃冰一旦離開海床便迅速分解,容易發(fā)生井噴意外,還可能會破壞地殼穩(wěn)定平衡,引發(fā)海底塌方,導致大規(guī)模海嘯,所以可燃冰的開采困難。
根據(jù)以上材料,回答下列問題:
(1)方法一中提到的一氧化碳、二氧化碳分別轉化為甲烷的關鍵反應條件是使用　 　。
(2)方法一中一氧化碳轉化為甲烷的原理可以表示為CO+3H2
CH4+H2O,則二氧化碳轉化為甲烷的原理為　 　_
(寫化學方程式)。
(3)從物質分類角度分析,方法二中的煤層氣屬于　 　(填“純凈物”或“混合物”)。
甲烷化催化劑
混合物
(4)根據(jù)方法三,判斷有關可燃冰的說法正確的是　 　。
A.在15 ℃和100 atm時,可燃冰能穩(wěn)定存在
B.可燃冰開采時若出現(xiàn)差錯,可能導致嚴重的自然災害
(5)“碳中和”中的“碳”是指　 　(填“CO”或“CO2”)。我國政府提出在2060年前實現(xiàn)“碳中和”,下列做法符合“碳中和”理念的是
　 　。
A.植樹造林 B.焚燒秸稈
C.節(jié)能減排 D.燃放煙花
B
CO2
AC
1.天然氣(主要成分為CH4)完全燃燒的化學方程式為　 　;某種燃氣灶的燃料由水煤氣(CO和 H2的混合氣體)改為天然氣后,灶具的進風口應　 　(填“改大”“改小”或“不變”),氫氣作為新能源的優(yōu)點是　 　_
(答出一條即可)。
改大
燃燒產(chǎn)物無污染(或制備原料廣、燃燒熱值高等合理即可)
2.某校九年級“我們愛化學”活動小組的同學,在探究木炭與CuO反應時,完成了如下實驗,請回答下列問題。
Ⅰ.如圖所示裝置進行實驗,很快發(fā)現(xiàn)澄清石灰水
變渾濁。
(1)請寫出C與CuO反應的化學方程式:　 　。
(2)實驗結束時,應　 　(填序號)。
①先撤出導管,再熄滅酒精燈
②先熄滅酒精燈,再撤出導管
①
Ⅱ.小組中小華同學通過仔細查閱,認為當木炭較多、溫度較高時,該反應產(chǎn)生的氣體中可能含有CO和CO2,小組的同學們在老師指導下設計實驗進行了驗證。
已知:堿石灰是NaOH和CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O。
(3)儀器B中所盛試劑為　 ,其作用為　 　。
澄清石灰水
檢驗二氧化碳
(4)D中玻璃管盛裝的試劑為CuO,E中盛裝的試劑為澄清石灰水。若A裝置產(chǎn)物中確有CO,則應觀察到的現(xiàn)象有　 _
　。
(5)實驗前,需檢查　 　;點燃酒精燈前,先打開K,通入N2一段時間,其作用為　 　。
(6)請指出上述實驗中的一項缺陷:　 　 。
(7)將1.44 g C和16.0 g CuO在較高溫度下反應生成Cu,理論上可生成
　 　g CO。
D中黑色固體變紅,E中澄清石
灰水變渾濁
裝置氣密性
排盡裝置內(nèi)空氣,避免對實驗結果造成干擾
沒有尾氣處理裝置
1.12
Ⅲ.小組中小吳同學通過查閱資料發(fā)現(xiàn):Cu2O為紅色固體,難溶于水,可與稀硫酸反應生成Cu、CuSO4和H2O。
(8)請設計簡單實驗驗證CuO和足量C反應后所得的紅色固體中是否有Cu2O:　 _
　。
取少量反應后所得紅色固體于試管中,加入足量稀硫酸,溶液變
為藍色說明固體中含有Cu2O,不變藍色說明不含Cu2O
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