中考化學(xué)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)第二講：化學(xué)與能源

第第15頁(yè)中考化學(xué)學(xué)問(wèn)點(diǎn)復(fù)習(xí)其次講 化學(xué)與能源學(xué)問(wèn)力量解讀〔一〕化學(xué)反響中的能量變化化學(xué)反響在生成物質(zhì)的同時(shí)，還伴隨著能量的變化。能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，有些反響是放熱的，如氧化鈣與水反響，鎂與鹽酸反響，燃料燃燒等；有些反響則是吸取熱量的，如化學(xué)反響CO C高溫2CO。2做飯、取暖、燒制陶瓷、冶煉金屬、放射火箭等?！捕郴剂嫌晒糯锏倪z骸經(jīng)過(guò)一系列的簡(jiǎn)單變化形成的可以燃燒的物質(zhì)煤、石“工業(yè)的糧食”“黑色的金子”，石油被稱為“工業(yè)的血液”，它們對(duì)人類生產(chǎn)、生活和社會(huì)進(jìn)展起到了重要作用。煤、石油和自然氣都是不行再生能源?；剂系男纬珊椭饕煞置骸仓饕琛X、鈣、鐵等元素，是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的簡(jiǎn)單混合物。性質(zhì)：黑色固體，有光澤，沒有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，具有可燃性。石油成分：主要含碳、氫兩種元素，另外含有少量的硫、氧、氮等元素，是由沸點(diǎn)不同的化合物組成的復(fù)雜混合物。性質(zhì)：是一種黑色或深褐色黏稠狀的液體，有特別氣味，不溶于水，密度略小于水，沒有固定的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，具有可燃性。自然氣燃料，自然氣的貯藏量也是有限的。甲烷的組成、性質(zhì)、用途及其在自然界中的存在甲烷的組成CH4素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，是氫元素含量最高的有機(jī)物。甲烷的性質(zhì)甲烷是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體，極難溶于水，密度小于空氣。甲烷具有可燃性，其燃燒的化學(xué)方程式為CH 2O點(diǎn)燃CO 2HO。4 2 2 2霧，將燒杯快速倒轉(zhuǎn)，倒入澄清的石灰水，石灰水會(huì)變渾濁。甲烷的存在燃燒所致。有些地方的地下深處隱藏著大量的可燃性氣體，叫做自然氣，主要成分是甲烷。人們又在海底得到一種叫“可燃冰”的可燃物，它是甲烷水合物，化學(xué)式為CH4

2沼氣的制取及利用：把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池里發(fā)酵，就可產(chǎn)生沼氣。〔三〕化石燃料的綜合利用1.石油的綜合利用2.煤的綜合利用煤是我國(guó)主要的化石能源，占90%以上，煤的綜合利用措施主要是煤的焦化，也稱煤的干餾，是在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱，使組成煤的物質(zhì)發(fā)生分解反響。主要產(chǎn)品及用途：焦炭：金屬冶煉，電極材料；煤焦油：重要的化工原料；焦?fàn)t氣：含有COCH4既可作燃料又是重要的化工原料。說(shuō)明：煤的綜合利用措施還有以下幾種：

H等，2①煤的氣化：目前主要是煤在高溫下與水蒸氣的反響，主要產(chǎn)品有COH2

CH等。4②煤的液化：煤發(fā)生化學(xué)反響，分裂為小分子，利用催化劑向小分子中參加氫元素，得到與石油產(chǎn)品成分相近的燃料油，是一項(xiàng)人造石油的技術(shù)。〔四〕合理開采與節(jié)約使用化石燃料現(xiàn)有的化石燃料是有限的，下表是我國(guó)2009年探明的化石燃料儲(chǔ)量及產(chǎn)量。根底儲(chǔ)量年產(chǎn)量石油28.33億噸1.89億噸自然氣32124億立方米851.7億立方米煤3261億噸30.5億噸從表中數(shù)據(jù)可以看出，節(jié)約能源是完全有必要的，也是格外重要的?！硶r(shí)要有足夠的空氣燒，與空氣充分接觸才能使其反響快，對(duì)能量的利用損失較小?！参濉衬茉吹拈_發(fā)和利用乙醇俗名叫酒精，化學(xué)式為C2

HOH，是一種無(wú)色透亮、具有特別氣味的液體，易揮發(fā)，能與水5以任意比例互溶，并能溶解多種有機(jī)物。乙醇具有可燃性，在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為C2的熱，所以常被用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料。

HOH3O5

2CO2

O，放出大量2乙醇可通過(guò)高粱、玉米和薯類等發(fā)酵、蒸餾而得到，屬于可再生能源。在汽油中參加適量乙醇作為汽車燃料可以適當(dāng)節(jié)約石油資源，并在肯定程度上削減汽車尾氣造成的污染。氫能源〔1〕氫氣的性質(zhì)0.089g/L，比空氣密度小，是最輕的氣體。②氫氣的化學(xué)性質(zhì)氫氣的可燃性：純潔的氫氣在空氣中能安靜地燃燒，這個(gè)反響的化學(xué)方程式為2H O2 2

O，現(xiàn)象為：產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，放出熱量。在火焰上方罩一個(gè)冷而枯燥的小2燒杯，過(guò)一會(huì)兒會(huì)覺察燒杯內(nèi)壁有水霧。氫氣的復(fù)原性：氫氣在加熱條件下，能跟某些金屬氧化物反響，奪取金屬氧化物中的氧，因H2

CuO△

CuHO。2現(xiàn)象是：黑色固體粉末漸漸變?yōu)榧t色，試管內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生?！班邸甭曊f(shuō)明氫氣是純潔的；假設(shè)聽到鋒利的爆鳴聲，則說(shuō)明氫氣不純，需再收集連續(xù)檢驗(yàn)。〔〔2〕氫氣的試驗(yàn)室制法化學(xué)藥品反響原理常用鋅粒和稀硫酸〔鋅為銀白色固體，稀硫酸為無(wú)色液體〕ZnHSO2 4ZnSO H 42儀器裝置收集氣體的方法試驗(yàn)步驟少量制取用簡(jiǎn)易裝置[試管、單孔膠塞、導(dǎo)管、鐵架臺(tái)〔帶試管夾〕]①排水法②向下排空氣法依據(jù)氫氣難溶于水和密度比空氣小的特性①檢查裝置的氣密性；②裝鋅?！擦粢鈱⒃嚬軝M放，把鋅粒放在試管口，再漸漸豎起；③把試管固定在鐵架臺(tái)上；④參加稀硫酸；⑤收集氣體說(shuō)明：試驗(yàn)室制取氫氣的發(fā)生裝置和收集裝置①氣體的發(fā)生裝置：固體―液體不加熱型簡(jiǎn)潔裝置，如下圖。優(yōu)點(diǎn)：用品簡(jiǎn)潔，操作便利。缺點(diǎn)：反響物一次裝入，中途無(wú)法添加，不能使反響隨時(shí)發(fā)生，隨時(shí)停頓。使用長(zhǎng)頸漏斗的簡(jiǎn)易裝置，如下圖。此裝置可在不影響試驗(yàn)的前提下添加適量的酸面以下，利用液封防止氫氣從長(zhǎng)頸漏斗口逸出。C.具有啟普發(fā)生器功能，能使反響隨時(shí)發(fā)生和停頓的簡(jiǎn)易氣體發(fā)生裝置，如下圖。②收集裝置：物理性質(zhì)打算收集方法，進(jìn)而確定氣體收集裝置，氫氣的收集裝置如下圖。排水法 向下排空氣法〔導(dǎo)管深入集氣瓶底部〕〔導(dǎo)管在集氣瓶口〕氫氣作為將來(lái)抱負(fù)能源的優(yōu)點(diǎn)①氫氣的來(lái)源廣泛，可以由水制得。②氫氣燃燒的熱值比化石燃料高。依據(jù)圖可知，氫氣燃燒熱值大約是汽油燃燒熱值的三倍。kJ/g200150100500自然氣 汽油 氫氣③最突出的優(yōu)點(diǎn)是氫氣的燃燒產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境。因此氫能源具有寬闊的開發(fā)前景。氫能源的應(yīng)用目前，作為高能燃料，液氫已應(yīng)用于航天領(lǐng)域；作為化學(xué)電源，氫氧燃料電池已經(jīng)被應(yīng)用，如用作汽車的驅(qū)動(dòng)電源等。氫能源的開發(fā)①電解水的方法：消耗電能太多，本錢高、不經(jīng)濟(jì)，不能大規(guī)模地制取氫氣。②抱負(fù)的制氫方法：查找適宜的光分解催化劑，使水在太陽(yáng)光的照耀下分解產(chǎn)生氫氣。③氫氣的貯存：氫氣是一種易燃、易爆的氣體，難液化，貯存和運(yùn)輸既不便利也擔(dān)憂全，因此如何貯存氫氣是氫能源開發(fā)爭(zhēng)論的又一關(guān)鍵問(wèn)題。目前，人們覺察某些金屬合金如TiFe、TiMn、LaNi等都具有貯氫功能，其中LaNi合金在常溫、0.152MPa下就應(yīng)用對(duì)氫能源開發(fā)具有重要意義?？扇急氨薄翱扇急薄？扇?體積可燃冰可儲(chǔ)載100~2002倍，它將成為替代化石燃料的能源。氣體大量泄漏于大氣中，造成的溫室效應(yīng)將比二氧化碳更加嚴(yán)峻?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能利用特別的裝置可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，常見的途徑主要有：火力發(fā)電：通過(guò)燃燒化石燃料，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。電池①定義：化學(xué)電池就是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，如干電池、鋰電池、蓄電池、氫氧燃料電池等。②能量轉(zhuǎn)化：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。③特點(diǎn)：體積小，電容量大，移動(dòng)便利，在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。體廢棄物和重金屬離子對(duì)環(huán)境的污染。其他能源隨著社會(huì)對(duì)能量的需求量越來(lái)越大，化學(xué)反響供給的能量已經(jīng)不能滿足人類的需求。目前，人們正在開發(fā)和利用的能源有太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮芎统毕艿取！擦诚鳒p燃料燃燒對(duì)環(huán)境的污染化石燃料燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)的碳?xì)浠衔铮僭O(shè)直接排放到空氣中，必定對(duì)空氣造成污染。削減燃料燃燒對(duì)環(huán)境污染的措施對(duì)煤進(jìn)展脫硫處理后再燃燒，就可削減二氧化硫的產(chǎn)生。目前生活用煤在煤的燃燒中占很大的比例，進(jìn)展煤的脫硫處理是重要的爭(zhēng)論課題。依據(jù)可燃物燃燒原理，讓可燃物與空氣充分接觸，就能使其充分燃燒。煤、石油、自然氣等含碳燃料與空氣充分接觸燃燒時(shí)，就可削減一氧化碳的生成，削減炭粒的排放。因此，改進(jìn)燃燒方式，使燃料充分燃燒，可以削減其對(duì)空氣的污染。為了削減尾氣對(duì)空氣的污染，主要實(shí)行以下措施：①改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式，以便燃料充分燃燒；②使用催化凈扮裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)；③使用無(wú)鉛汽油，制止含鉛物質(zhì)排放；④使用清潔能源，例如壓縮自然氣〔CNG〕和液化石油氣〔LPG；⑤在汽油中添加適量的酒精制成乙醇汽油等。另外，在治理上加大檢測(cè)尾氣的力度，制止尾氣沒有到達(dá)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。開發(fā)和利用環(huán)保能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、潮汐能、地?zé)崮芎蜌淠艿?。解題方法技巧〔一〕化石燃料方法指導(dǎo)：化石燃料三兄弟，煤炭、石油、自然氣；綜合利用價(jià)值大，能源領(lǐng)域是主力?！捕郴剂系木C合利用了促進(jìn)化石燃料充分燃燒外，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)展深加工制成各種產(chǎn)品?！踩衬茉吹拈_發(fā)和利用方法指導(dǎo)：目前，正在開發(fā)和利用的能源有太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、核能、氫能等，已?jīng)廣泛使用的清潔能源為自然氣和車用乙醇汽油。〔四〕低碳生活方法指導(dǎo)：低碳生活可以理解為：削減CO2〔五〕燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響

的排放，低能量、低消耗、低開支的生活方式。方法指導(dǎo)：解此類習(xí)題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)1〕煤燃燒生成的

及氮氧化合物會(huì)形成酸雨，2生成的CO2

會(huì)引起溫室效應(yīng)〔2〕汽車尾氣中含有燃料不完全燃燒生成的有毒氣體CO和含氮物質(zhì)生成的氮氧化合物。跨越思維誤區(qū)〔一〕化石燃料無(wú)窮盡，人類不必節(jié)約能源化石燃料是不行再生能源，所以人類必需合理開采并節(jié)約能源。〔二〕當(dāng)今社會(huì)，人類需要的能量全部是由化學(xué)反響產(chǎn)生的剖析：現(xiàn)在，人類需要的能量大局部是由化學(xué)反響產(chǎn)生的，最常見的為生活燃料的使用，但并非全部由化學(xué)反響產(chǎn)生，如利用風(fēng)能和潮汐能可以發(fā)電，它們就不是由化學(xué)反響產(chǎn)生的?！踩澄镔|(zhì)發(fā)生化學(xué)反響時(shí)肯定產(chǎn)生熱量的