燃料及其利用

四重五步學習法——讓孩子終生受益的好方法PAGE1讓更多的孩子得到更好的教育400-661-6666燃料及其利用一、目標與策略明確學習目標及主要的學習方法是提高學習效率的首要條件，要做到心中有數！學習目標：認識燃燒的條件；使用燃料完全燃燒的重要性；知道滅火的簡單原理和方法；知道爆炸發(fā)生的原因；了解防范爆炸的措施。通過對燃燒條件、滅火原理等的探究活動，進一步認識與體驗科學探究的過程。了解幾種常見的燃料及化學反應過程中的能量變化。了解化石燃料的燃料對環(huán)境的影響。重點難點：燃燒的條件和滅火原理?；瘜W反應中能量的變化。學習策略：結構決定性質，二氧化碳和一氧化碳雖然從分子組成上來說就差一個氧原子，但是性質就有很大的不同，深刻體會結構決定物質這一化學原理，對于學習此節(jié)的知識有很大幫助。二、學習與應用“凡事預則立，不預則廢”“凡事預則立，不預則廢”?？茖W地預習才能使我們上課聽講更有目的性和針對性。我們要在預習的基礎上，認真聽講，做到眼睛看、耳朵聽、心里想、手上記。知識回顧——復習知識回顧——復習學習新知識之前，看看你的知識貯備過關了嗎？（一）請你寫出下列物質與氧氣反應的現象和方程式：反應物條件反應現象反應的方程式空氣氧氣反應后木炭和氧氣點燃生成氣體硫磺和氧氣生成氣體紅磷發(fā)黃白光發(fā)出耀眼的白光產生鐵和氧氣灼燒至紅熱，離火后迅速變涼（二）你認識上述標識嗎，它們各自代表什么意思？知識要點——知識要點——預習和課堂學習認真閱讀、理解教材，嘗試把下列知識要點內容補充完整，帶著自己預習的疑惑認真聽課學習。請在虛線部分填寫預習內容，在實線部分填寫課堂學習內容。課堂筆記或者其它補充填在右欄。預習和課堂學習更多知識點解析請學習網校資源ID：#tbjx2#219136知識點一：燃燒條件的探究探究實驗1如圖19-1所示，通過對熱水中白磷、銅片上的白磷和紅磷產生的不同現象，逐一分析歸納得出燃燒的條件。圖19-1圖19-1思考1：為什么銅片上的白磷燃燒而紅磷不燃燒？答：思考2：為什么銅片上的白磷燃燒，而熱水中的白磷不燃燒？答：思考3：為什么本來在熱水中不燃燒的白磷在通入空氣（或氧氣）后卻燃燒起來？答：探究實驗2（完成下表中的三個實驗）實驗操作現象解釋實驗1分別將蘸有酒精、水的小棉花球放到酒精燈上加熱片刻蘸酒精的棉花立即燒起來，而蘸水的小棉花球不會燃燒酒精具有，而水不具有可燃性實驗2用透明的玻璃杯罩住燃燒的小蠟燭，觀察小蠟燭燃燒情況蠟燭火焰逐漸變暗，最后熄滅實驗3將一根小木條和一小塊煤置于同一酒精燈上加熱小木條很容易燒起來，而小煤球很難燃燒起來實驗結論通過上面兩個探究實驗得出：物質燃燒必須同時滿足三個條件：（1）；（2）；（3）可。這三個條件缺少任何一項都燃燒?！疽c詮釋】（1）著火點是可燃物固有的性質，與可燃物本身的性質和顆粒的大小有關，而不隨外界條件的改變而改變。不同物質的著火點不同，每種物質具有對應的著火點。應該注意：一種物質的著火點并不是固定不變的，如對于固體物質，顆粒越小、表面積越大,著火點就越低,如炭粉的著火點比炭塊的更低。（2）空氣或氧氣在燃燒過程中起助燃劑的作用（支持燃燒），而不具有可燃性，但空氣或氧氣并不是唯一的助燃劑。（3）有些物質雖然不能在空氣中燃燒，但可以在氧氣中劇烈的燃燒，如：鐵絲在空氣中只能達到紅熱狀態(tài)，在純氧中可以劇烈的燃燒、火星四射，生成黑色固體。知識點二：滅火的原理與方法（一）滅火的原理：燃燒需要同時滿足三個條件，因此，要使燃燒不會發(fā)生或不再燃燒（即滅火），只要破壞三個條件中的任意一個就能達到目的。（1）清除或使可燃物與其他物品隔離；（2）使可燃物（或助燃性的物質）；（3）使可燃物的著火點以下。（二）滅火的方法：根據滅火的原理，滅火過程中可以采用的方法有：（1）隔離可燃物。如森林火災，設置隔離帶，使森林中的樹木與燃燒區(qū)隔離（原理）；（2）可燃物隔絕空氣或氧氣。如廚房油鍋著火，蓋上鍋蓋可以滅火（原理）；（3）用水使燃燒物冷卻降溫。如房屋火災時，噴射大量的水滅火（原理）；（4）向火災現場灑干冰（原理）。（三）滅火器的滅火原理以及使用范圍（1）基本原理：利用CO2密度大、不能燃燒也不支持燃燒的性質。滅火時，滅火器噴射出的CO2覆蓋在燃著的可燃物表面，阻止可燃物與空氣接觸，從而實現滅火。（2）幾種滅火器及使用范圍：①泡末滅火器：滅火時噴射出大量的CO2和泡末黏附在可燃物上，達到隔絕空氣的目的。此類滅火器主要用于撲滅木材、棉布等燃燒引起的火災。②干粉滅火器：用壓縮CO2吹出干粉（主要含碳酸氫鈉）來滅火。除撲滅一般可燃物外，還可撲滅油、氣等燃燒引發(fā)的火災。③液態(tài)二氧化碳滅火器：鋼瓶內裝著的被壓縮的液態(tài)二氧化碳噴射出來變?yōu)闅鈶B(tài)二氧化碳滅火。該滅火器主要用來撲滅圖書檔案、貴重設備、精密儀器等的火災。（使用液態(tài)二氧化碳滅火器時候，一定要握住滅火器的木柄，以免凍傷。）知識點三：易燃物和易爆物的安全知識（一）易燃物和易爆物（1）易燃物：是指那些易燃的氣體和液體，容易燃燒、自燃或遇水就能燃燒的固體以及一些可以引起其他物質燃燒的物質等。如等。易爆物：指的是受熱或受到撞擊時容易發(fā)生爆炸的物質。如、硝酸銨等。（2）安全意識：在生產、運輸、使用和貯存易燃易爆物時要注意采取一些防范措施。記憶口訣為：易燃爆物要注意，輕拿輕放防撞擊；分開放置避暴曬，標志名稱要看清；常通風并滅煙火，消防設施要保證；常檢查來不輕心，消除隱患為第一。（3）常見的幾種安全標志（二）爆炸可燃物在有限的空間內急速地燃燒，就會在短時間內聚集大量的熱，使氣體體積急速膨脹而引起爆炸?？扇夹詺怏w或粉塵跟氧氣（或空氣）混合，由于可燃物與氧氣接觸的表面積很大，遇到明火就有發(fā)生爆炸的危險。因此，等處要嚴禁煙火。爆炸極限：導致爆炸的空氣中可燃性氣體的體積分數范圍。由于可燃性氣體與空氣混合達到爆炸極限時將發(fā)生爆炸，因此，可燃性氣體性質實驗之前，務必檢驗氣體的（常用的方法是：收集一試管該氣體，用拇指賭住試管口。將試管移近酒精燈火焰，放開拇指，觀察氣體燃燒情況。如果氣體安靜燃燒或僅聽到很小的聲音，說明該氣體是純凈的；如果聽到尖銳的聲，說明發(fā)生了爆炸，此氣體不純）。燃燒與爆炸的關系：知識點四：燃料和熱量（一）化石燃料遠古時代的動植物和其他生物遺體在地球內部熱量和壓力的作用下，經過幾億年的時間而形成的，是不可再生的能源，它們燃燒后能夠提供某種形式的能量（熱能、光能、電能等），其中煤、石油、天然氣是重要的化石燃料。（1）是由古代植物遺體埋在地層下，并在地殼中經過一系列非常復雜的變化而形成的，是由有機物和無機物所組成的復雜的混合物，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（主要含有硅、鋁、鈣、鐵等元素），煤是一種混合物。（2）是由古代動植物遺體在地殼中經過非常復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，且隨著產地不同而不同。石油也是混合物，沒有固定的熔點和沸點。（3）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。（二）煤和石油的綜合利用煤是我國主要的化石能源，被稱為“工業(yè)的糧食”，煤的綜合利用措施主要有下列2條：（1）煤的汽化：煤在氧氣不足的條件下發(fā)生不完全燃燒，轉化為煤氣，又可作化工原料。主要產品有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，使組成煤的物質發(fā)生分解反應。主要產品及用途：焦炭：金屬冶煉，電極材料（占70％～80％）煤焦油：重要的化工原料（占2％～5％）焦爐氣：含有CO、CO2、H2等，既可作燃料又是重要的化工原料（占10％～20％）石油的綜合利用：①石油是復雜的混合物，通過給石油加熱，組成石油的各物質的沸點不同，它們就會被先后蒸餾出來，從而得到分離。②石油被稱為“工業(yè)的血液”，石油煉制的燃料主要有：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。這些物質都是人們日常生活、生產和交通運輸中的常用燃料。（三）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化為熱能的過程。（3）化石燃料燃燒的主要產物是和。人類通過化學反應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，使燃料充分燃燒，對于節(jié)約能源非常重要。（四）化學反應的能量變化物質發(fā)生化學反應的同時，常常伴隨著能量的變化，通常表現為熱量變化，即有放熱現象或吸熱現象。許多化學反應會放出熱量，如：燃燒、鎂和鹽酸反應等。相反有些化學反應會吸收熱量，如：碳與二氧化碳反應【要點詮釋】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。使燃料充分燃燒通?？紤]兩點：一是燃燒時要有；二是燃料和空氣（或氧氣）要有。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，不僅使產生的熱量減少，浪費燃料，而且還會產生大量的

等有害氣體污染空氣。知識點五：化石燃料的燃料對環(huán)境的影響（一）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生的各種有害氣體、固體廢物以及余熱等。（2）煤和石油等化石燃料燃燒時污染因素的來源：①燃料中的一些雜質如硫、氮等產生SO2、NO2等氣體；②燃料燃燒不充分，產生一氧化碳、碳氫化合物及碳粒等。（3）主要污染類型及產生污染因素污染類型污染因素溫室效應燃料中的碳經燃燒反應轉化為等，這些氣體進入空氣導致空氣中二氧化碳濃度增大，從而導致熱污染火力發(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生的煙、等污染物被排放到大氣中，不僅影響空氣的質量，而且氮和硫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)。（二）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，他們燃燒時會對空氣造成污染，所以需要使用和開發(fā)清潔的燃料。（1）乙醇和氫氣屬于清潔能源名稱酒精（乙醇）氫氣化學式燃燒反應特點燃燒產物基本上不污染環(huán)境，可做酒精燈、火鍋、內燃機等的燃料燃燒產物無污染，是最清潔的燃料。來源高粱、玉米和薯類經發(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，但終將成為主要能源之一（2）其他能源現代社會對能源的需求越來越大，化學反應提供的能量已經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。經典例題-自主學習經典例題-自主學習認真分析、解答下列例題，嘗試總結提升各類型題目的規(guī)律和技巧，然后完成舉一反三。無星號題目要求同學們必須掌握，為基礎題型，一個星號的題目綜合性稍強。更多拔高題型和分析請到網校學習，對自己有高要求的同學請學習網校資源ID：#tbjx9#219136類型一：燃燒條件的探究例1、圖19-2是探究物質燃燒條件的3個對比實驗，請寫出每個對比實驗所能得出的相應結論。圖19-2圖19-2實驗得出燃燒所需的條件實驗1實驗2實驗3思路點撥：每組實驗中都對比了兩種情況的燃燒，通過對比燃燒現象，然后即可得出燃燒所需要的條件。舉一反三：【變式1】甲、乙、丙三支試管內分別注入同體積不同溫度的水，分別放入相同質量的白磷，如圖19-3所示：圖19-3圖19-3（1）試管甲內白磷能否燃燒：。原因是

。（2）試管乙內白磷能否燃燒：。原因是

。（3）試管丙內白磷能否燃燒：。原因是

?！咀兪?】為了探究燃燒的條件，小軍查閱資料得知：白磷的著火點為40℃，紅磷的著火點為240①試管中的白磷燃燒，產生大量的白煙：②試管中的紅磷不燃燒；③燒杯中的白磷不燃燒。圖19-4圖19-4（1）白磷燃燒的化學方程式為。（2）分析實驗現象，得出結論。由現象①②得到的燃燒條件是。由現象①③得到的燃燒條件是。（3）請舉一例說明燃燒必須有可燃物參加。（4）請你根據小軍查閱的資料和實驗現象，指出他設計的裝置有何不足。類型二：滅火原理和方法例2、2008年5月12日，一列載有500t燃油的火車途經寶成鐵路109隧道時起火。消防官兵迅速將隧道兩端封死，并不停地向隧道內注水。由于方法得當，終于成功滅火。請分析他們的滅火方法依據的原理分別是；。思路點撥：滅火的方法有以下三種（1）清除可燃物或者使可燃物與其他物品隔離（2）隔絕氧氣（或空氣）（3）使溫度降到著火點以下。然后針對題目所給的具體的滅火方法分析符合的原理。舉一反三：【變式3】下列圖19-5中的滅火方法錯誤的是（）。ABCD圖19-5ABCD圖19-5【變式4】2007年12月17日晚，我市淮海西路一棉花店突發(fā)大火，消防人員用高壓水槍噴水滅火，水在滅火中的主要作用是（）A．降低可燃物的著火點B．防止燃燒產物污染空氣C.降低溫度到可燃物的著火點以下D．水分解出不助燃的物質類型三：易燃物和易爆物的安全知識例3、交通部門規(guī)定，旅客乘坐車船時，嚴禁隨身攜帶易燃易爆物品，因為在人員密集的車船上，這些物品一旦著火或爆炸，極易造成巨大危害，以下物品：①蔗糖；②酒精；③煙花鞭炮；④汽油、煤油。其中不準隨身攜帶的是（）A．①②③B．①③④C．②③④D．①②③④思路點撥：易燃物指的是那些易燃氣體和液體、容易燃燒、自然或遇火可以燃燒的固體，以及可以引起其他物質燃燒的一些物質。易爆物指的是那些受熱或者受到撞擊時容易發(fā)生爆炸的物質。旅客乘坐車船時攜帶這些物品有發(fā)生爆炸的危險，因此嚴禁攜帶。舉一反三：【變式5】儲存煙花爆竹的倉庫應貼上的標志是（）AABCD【變式6】關于易燃和易爆物品的生產、使用、運輸、貯存方法不正確的是（）A．存放時要露天放置，緊密堆積B．搬運取用時要輕拿輕放，不能摔、砸和撞擊C．運輸時，避開人口稠密區(qū)D．生產廠房、倉庫等建筑物與周圍建筑物之間要留有足夠的防火距離類型四：燃料與能量例4、隨著“西氣東輸”的全線貫通，8月底我市將有7萬戶用上天然氣。作為家庭成員，我愿將下列有關天然氣的化學知識告知父母：（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，必須先將管道內注滿氮氣。我知道填充氮氣的目的是。（3）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。思路點撥：了解西氣東輸的成分，及使用時的注意事項是使用天然氣所必需的。天然氣的主要成分是；具有可燃性，與空氣混合燃燒可能發(fā)生爆炸；且其無色無味不容易被人們發(fā)覺，使用時一定注意安全。舉一反三：【變式7】燃料電池—就是利用燃料的燃燒直接轉化成電能的裝置，下面適合在航天飛機上使用的燃料電池的是（）A．液氫--液氧B．甲烷--氧氣C．一氧化碳--液氧D．碳粉--氧氣【變式8】煤是“工業(yè)的糧食”為了加快推進煤炭資源的綜合利用，我國已進行了“煤炭地下氣化”的科技攻關。具體方法是通過特制的鼓風機給地下的煤層輸送水蒸氣，并點燃煤炭，得到水煤氣，反應過程如圖19-7所示。而水煤氣可作為重要的化工原料，將水煤氣通過反應B或C將煤轉化為高熱值的清潔能源。（1）寫出反應A的化學方程式。（2）反應C的生成物中有一種是天然氣的主要成分，另一種是常溫下呈液態(tài)的氧化物。寫出該反應的化學方程式。類型五：使用燃料對環(huán)境的影響與新能源例5、隨著汽車數量的劇增，解決汽車帶來的環(huán)境問題已成為汽車行業(yè)研究的一項課題。下列圖片是小梅同學收集到的相關資料：圖19-8圖19-9圖19-8圖19-9（1）圖19-8中的內容是《東南快報》的一則報道。①報道中提到的天然氣的主要成分是，其在空氣中完全燃燒的化學主程式為。②福州汽車如果改用天然氣作燃料，優(yōu)點是。（2）圖19-9是2008年北京國際汽車展中我國自行研制的氫動力概念跑車圖片。①汽車最理想的清潔燃料是氫氣，氫氣在空氣中燃燒的化學方程式為

，但氫動力汽車目前還不能普及，原因是

。（答一點）②為了普及氫動力汽車，科學家仍在不懈努力。據英國《新科學家》雜志打報道，以色列科學家發(fā)明了一種車用制氫裝置，裝置中制氫氣的原理：硼（B）和水在高溫下反應，生成氫氧化硼[B(OH)3]和氫氣，其反應的化學方程式為。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鍵。舉一反三：【變式9】含硫煤燃燒排放到空氣中的有毒氣體主要是SO2,它遇雨水后形成酸雨降落到地面會帶來很大危害.請回答以下問題：（1）請舉出兩個方面的危害實例①，②；（2）為減少環(huán)境污染，對工廠排放的廢氣可用燒堿溶液吸收處理，其反應的化學方程式為。【變式10】目前，人類對煤和石油的過度使用，使空氣中二氧化碳含量增大，溫室效應增強。科學家們對二氧化碳增多帶來的負面影響較為擔憂，于是積極尋求解決良策。如提高能源利用率，減少煤和石油的用量，深埋二氧化碳，開發(fā)風能和太陽能等可再生能源。請回答下列問題：（1）請舉一例說明溫室效應的增強對環(huán)境和人類生活造成的影響。（例：海平面的升高，將會對沿岸低洼地區(qū)及海島造成嚴重的經濟損害。）（2）煤與天然氣都是常用的能源。它們的主要成份分別是C和CH4。12g碳充分燃燒放出44g二氧化碳。請通過化學式計算，比較相同質量的C和CH4充分燃燒后產生二氧化碳的量。判斷哪種燃料對環(huán)境造成的負面影響較小？（3）有人設想將二氧化碳通過管道泵入到足夠深度的海底（約1000米以下），以減緩大氣中二氧化碳的增加。以下觀點你認為錯誤的是（）。A．海底壓強很大，二氧化碳通入后，可能呈液態(tài)或固態(tài)B．二氧化碳會緩慢反應生成碳酸，使海水底部的酸性增加，從而影響海洋生態(tài)環(huán)境C．在足夠深度的海底，由于二氧化碳含量增大，有利于海底生物的光合作用D．海底已溶解的二氧化碳，回到海洋表面需數百年時間，也許那時人類已有了處理二氧化碳的更好辦法三、總結與測評要想學習成績好，總結測評少不了！課后復習是學習不可或缺的環(huán)節(jié)，它可以幫助我們鞏固學習效果，彌補知識缺漏，