2020年中考化学总复习教学案 第七单元课题2　燃料和热量

2020年中考化学总复习教学案知识巧学升华一、化石燃料化石燃料包括煤、石油、天然气，是不可再生能源。1.煤煤俗称“工业的粮食”，是古代植物遗体埋在地下经过长期复杂的变化而形成的复杂混合物，主要含有碳元素，此外，还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素，以及无机矿物质。以煤作燃料主要是利用煤与氧气反应释放大量热量。将煤隔绝空气加强热(干馏)可分解成焦炭、煤焦油和焦炉气等多种有用的物质，从而使煤得到综合利用。这一过程可表示为：2.石油石油俗称“工业的血液”，是古代海洋生物的遗骸埋在地下经长期复杂的变化形成的，石油是一种黏稠状液体，由沸点不同的化合物组成，主要含有碳、氢元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可以得到不同的产品。如汽油、煤油、柴油、润滑油等，它们具有广泛的用途。这一过程可表示为：3.天然气天然气的形成与石油相同，在有石油的地方一般都有天然气存在。天然气的主要成分是甲烷。甲烷(CH4)是无色无味的气体，极难溶于水，易燃烧，燃烧时产生明亮的蓝色火焰，生成水和二氧化碳，CH42O2CO2+2H2O。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷，这对于解决我国农村的燃料问题，提高农家肥料的肥效，改善农村卫生条件以及发展农业生产等有着十分重要的意义。4.化石燃料的合理开采和节约使用煤、石油和天然气等化石燃料是不可再生的资源，面临被耗尽的危险，应合理开采、综合利用并节约使用。使燃料充分燃烧，对于节约能源、减少环境污染非常重要。要点提示使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是燃烧时要有足够多的空气(或氧气)；二是燃料与空气(或氧气)要有足够大的接触面积。燃料燃烧不充分时，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，而且还会产生大量的一氧化碳等物质，污染空气。二、化学反应的能量变化1.吸热和放热物质发生化学反应的同时，常常伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即有放热现象或吸热现象。有些化学反应是放热的，如物质的燃烧、铝与盐酸的反应等，这些都称为放热现象；有些反应是吸热的，如一氧化碳、木炭还原氧化铜的反应，碳与二氧化碳的反应，高锰酸钾受热分解等，这些都称为吸热现象。2.人类生活对化学能量的利用(1)生活燃料的利用：如做饭、取暖等。(2)利用燃烧产生的能量：发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭等。(3)利用爆炸产生的巨大能量：开山炸石、拆除危旧建筑等。(4)利用食物在体内发生化学反应放出的热量，可维持体温和日常活动所需的能量。联想发散在远古时代，我们的祖先就会使用天然火，他们用火烘烤食物，驱赶野兽，还用火照明，防寒。火的使用，增强了人们适应自然的能力。人类使用的燃料，从最早的柴草、木柴，到煤、石油、天然气，发展到今天的许多新型燃料，燃料的燃烧在人类社会发展过程中起着相当重要的作用。问题思路探究问题1：化石燃料燃烧对环境有哪些污染？思路：(1)煤中含有少量的硫、氮等元素，在燃烧时会排出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物，它们溶于水会形成酸雨。因此为了保护环境，应该使用脱硫煤。(2)汽车尾气中的主要污染物是一氧化碳、氮的氧化物和未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、烟尘等。(3)燃料燃烧对空气造成的危害主要有两点：形成酸雨(主要由二氧化硫等气体造成)；形成温室效应(主要由二氧化碳、甲烷、氟氯烃、一氧化二氮等造成)。探究:(1)煤的燃烧因煤中含有少量的硫、氮等元素，在燃烧时会排出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物，它们溶于水会形成酸雨。酸雨不仅影响人的健康和植物生长，还会造成对自然资源以及建筑物等的破坏。煤若燃烧不充分还会产生有毒气体一氧化碳(CO)污染空气。因此，应尽量减少使用原煤作燃料。(2)汽车用燃料的燃烧汽车用燃料是汽油或柴油。它们燃烧会产生一氧化碳、氮的氧化物和未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、烟尘等，合称尾气。排到空气中，会对空气造成污染，损害人体健康。为减少汽车尾气对空气的污染，需采取：a.改进发动机的燃烧方式，以使燃料能充分燃烧；b.使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；c.使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；d.加大检测尾气的力度，禁止尾气未达到环保标准的汽车上路；e.使用清洁燃料，例如压缩天然气(CNG)或液化石油气(LPG)；f.在汽油中添加适量酒精制成乙醇汽油等。(3)化石燃料燃烧，造成对空气污染的原因燃料中的杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物，如SO2等；燃料燃烧不充分，产生一氧化碳；未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。（4）化石燃料中天然气是清洁能源。相比之下由于天然气的主要成分是甲烷，甲烷的含碳量相对较小，燃烧较完全，燃烧产物是二氧化碳和水，所以它对大气的污染较轻，通常称为清洁能源。问题2：煤矿的矿井里常含有甲烷，煤矿发生瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。你认为煤矿应采取什么安全措施？思路：本题考查化学知识在安全生产方面的应用。甲烷是可燃性气体，在矿井里和空气混合在一起，遇到明火，就可能剧烈燃烧而引起爆炸。故应采取严禁烟火、通风透气等措施。 探究：应采取的措施是：(1)严禁烟火，排除一切可能产生火花的因素；(2)通风透气，使矿井里产生的甲烷尽快散失等。典题热题新题例1：下列说法正确的是（）A.天然气就是甲烷，所以它是纯净物B.煤和石油中，含量最多的元素是碳元素C.煤不可再生，而石油可再生D.天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物思路解析：化石燃料是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，它们都是混合物，也都是不可再生资源；煤中主要含碳元素，而石油中主要含碳、氢两种元素。答案：D深化升华天然气和甲烷是两个概念，要注意概念的区别，天然气的主要成分是甲烷，除了甲烷外还有一些其他的物质。例2：2020年世界杯足球赛开幕式和揭幕战在汉城兰芝岛上举行，世人瞩目的足球场下面填埋着汉城人15年的垃圾，垃圾产生的沼气为足球场提供了部分能源。(1)沼气燃烧的化学方程式是。(2)下列说法正确的是(填序号)。把秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵可以产生沼气沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环境有重要意义沼气的主要成分甲烷是一种最简单的碳氢化合物点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆炸思路解析：沼气的主要成分是甲烷(CH4)。甲烷是最简单的碳氢化合物，具有可燃性，煤矿矿井里的瓦斯爆炸主要就是甲烷与空气混合遇明火造成的。答案：(1)CH42O2CO22H2O（2）深化升华本题以社会热点为背景,将沼气的产生、主要成分、化学性质以及用途有机结合进行命题，考查运用课本知识解决实际问题的能力。例3：请仔细阅读下列文字，然后完成有关问题。(1)煤是一种常用的化石燃料。家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化。以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔(如图)。请你分析这种变化的优点是。(2)煤燃烧时会产生许多污染物。据资料显示，冬天空气中二氧化硫含量会增多，请你分析造成这一现象的可能原因是。为了减少煤燃烧对环境造成的污染，可将水蒸气通过炽热的煤层制得较清洁的水煤气(主要成分是CO和H2)，请你写出反应的化学方程式：。(3)水煤气用管道输送到千家万户，这便是我们常说的家用煤气。煤气厂常在家用煤气中掺入少量具有难闻气味的气体，其目的是 。思路解析：从煤的制作结构上可以看出，蜂窝煤是疏松多空的，便于与空气接触，而煤球是实心的，与空气的接触面积小。答案：(1)增大煤与氧气的接触面积，使其充分燃烧(2)冬天用煤量增大，燃烧时产生的二氧化硫增多CH2OCOH2(3)便于及早发现煤气泄漏，以防引起中毒深化升华本题密切联系生产、生活实际，将考查的知识点放在熟悉的生活情景中，让人感到自然、可亲。本题主要涉及燃料充分燃烧、煤的组成以及安全使用煤气的有关知识。