第五章 燃料知识点

这是一份第五章 燃料知识点，共11页。学案主要包含了洁净的燃料——氢气等内容，欢迎下载使用。
1、氢气的物理性质
氢气的燃烧实验
实验操作：在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰上方。
实验现象：
氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰
罩在火焰上方的烧杯内壁有水雾
手触烧杯，感觉发烫
反应的化学方程式：
实验结论：
氢气具有可燃性，可以做燃料
氢气的燃烧物是水，氢气是不产生污染物的洁净燃料
氢气的爆炸：
爆炸原因：空气和氢气的混合气体，在有限的空间内，遇到明火时氢气剧烈燃烧，放出的热量使容器内气体剧烈膨胀，从而引发爆炸。因此点燃氢气前一定要验纯
爆炸极限：空气中混入氢气体积为总体积的4%—74.2%时，点燃就会发生爆炸，这个体积分数的范围就是氢气的爆炸极限。（不同的可燃气体或粉尘的爆炸极限不同）
如果可燃物质在混合物中的浓度低于爆炸下限，由于空气所占的比例很大，可燃物质浓度不够，因而遇到明火，既不会爆炸，也不会燃烧。
如果可燃物质在混合物中的浓度高于爆炸上限，由于含有大量的可燃物质，空气不足，缺少助燃的氧气，遇到明火，虽然不会爆炸，但接触空气却能燃烧。
检验氢气纯度的方法p127
用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火
若听到尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯
若听到轻微的“噗”声，说明氢气纯净
4、理想的高能燃料——氢气
氢气完全燃烧的热值1.43 x 105kJ·kg-1
汽油完全燃烧的热值4.6 x 104kJ·kg-1
氢气热值为汽油的3.1倍
氢气燃烧的热值高，产物是水，它是理想的高能和洁净燃料。
氢能源的应用：在火箭，航天飞机、导弹和燃氢汽车。
由于氢气在制造、贮存和运输等方面还有许多技术问题没有完全突破，所以氢能源尚未得到广泛应用。
组成燃料的主要元素——碳
金刚石和石墨
C60 复习化学式C60 表示的意义，微观和宏观
C60由分子构成的，它形似足球，因此又名足球烯。
无定型碳
碳和炭的区别：
碳：指的是碳元素C
炭：指的是由碳元素组成的单质，木炭、活性炭、焦炭、炭灰。
碳单质的化学性质
稳定性：
常温下，碳的化学性质不活泼，非常稳定
碳原子的结构示意图为
最外层有4个电子，不容易得失电子，所以在常温下，碳的化学性质非常稳定
性质决定用途：用碳素墨水填写具有保存价值的档案。
（2）可燃性
氧气充足时，完全燃烧生成CO2
氧气不充足时，不完全燃烧生成CO
性质决定用途：作燃料
（3）还原性（条件都是高温）
①与二氧化碳反应
②与氧化铜反应（现象：黑色粉末变成红色）
③与氧化铁反应（现象：红棕色粉末变成黑色）
性质决定用途：冶炼金属（在第六章金属重点讲）
一氧化碳
物理性质
通常状况下，无色、无味、气体，难溶于水，密度比空气略小。
化学性质
毒性
一氧化碳是有毒气体，它跟血液中的血红蛋白结合的能力很强，使血液失去输送氧气的能力，发生煤气中毒。所以，在室内使用煤炉要保证充分的通风措施。
判断：煤炉上放置一盆水来放置CO中毒。（ ）
可燃性
一氧化碳易燃，燃烧时产生浅蓝色火焰，并放出大量的热，因此一氧化碳可以做燃料
反应方程式：
还原性
铁的冶炼，原理：
总结：C、CO、CO2的转化（碳三角）
二氧化碳
探究二氧化碳的性质p136
物理性质：无色无味的气体，能溶于水，（体积比1：1），密度比空气大。
固态二氧化碳叫做干冰，干冰升华吸热，可以产生-78℃的低温。
化学性质
一般不燃烧，也不支持燃烧。 特例：
与水反应生成碳酸，碳酸不稳定，受热易分解：
与Ca(OH) 2反应：
实验室制取二氧化碳（见表格）
原理：石灰石和稀盐酸
检验CO2：通入澄清的石灰水，现象是澄清的石灰水变浑浊。
除去CO2：通入足量的NaOH溶液。因为Ca(OH)2的溶解度小，不能把CO2完全吸收。
常温下，100g水中能溶解109g氢氧化钠，而100水中只能溶解0.165g氢氧化钙。
除去CO2中混有的HCl：（足量的NaHCO3溶液）
干燥CO2：通过浓硫酸，干燥是最后一步。
工业制取二氧化碳的方法
高温煅烧石灰石
二氧化碳的用途（性质决定用途）
二氧化碳对人体健康的影响
二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。
空气中的二氧化碳含量超过正常值时，会对人体健康产生影响。轻度：头晕、肌肉无力。中度：呼吸紧促，胸部有压迫。重度：呼吸困难心跳停止而至死亡。
因此进入久未开启的地窖前应先做灯火实验。
二氧化碳对环境的影响
空气中二氧化碳含量过多，导致温室效应。危害：全球变暖，海平面上升，病虫害增加等。
产生温室效应的气体还有：甲烷、臭氧等
古生物的“遗产”——化石燃料
三大化石燃料（不可再生资源）
甲烷
甲烷是天然气、沼气的主要成分
物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。
化学性质：现象：产生明亮的蓝色火焰，放出热量。
化石燃料对环境的影响
温室效应：化石燃料组成都含有碳元素，完全燃烧产生的二氧化碳进入大气，使大气中二氧化碳浓度增大，导致温室效应增强。
低碳生活：就是较低CO2的排放。碳：指的是二氧化碳。 P141
低碳经济：减少二氧化碳排放的一种经济发展形态。通过技术创新、产业转型和新能源开发等手段，尽可能减少煤炭、石油等高能源消耗。
我国承诺在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。
碳达峰：碳排放进入平台期后，进入平稳下降阶段。
碳中和：“中和”即正负相抵，达到相对“零排放”。排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消。
污染空气：煤、石油燃烧产生CO、SO2、NO2等，污染空气。
酸雨：煤、石油燃烧产生的SO2、NO2溶于水形成酸雨。P240
热污染：火力发电站发电的余热污染水源，导致水生生物死亡。
固体废弃物污染：煤燃烧会产生炉渣，污染环境。
化石燃料的综合利用
CO与CO2
用性质决定用途的方法记忆碳及其化合物的化学方程式
1、碳单质的化学性质
稳定性
可燃性
①完全燃烧：
②不完全燃烧：
还原性（高温）
③与二氧化碳反应：
④与金属氧化物CuO反应：
2、一氧化碳的化学性质
毒性
可燃性：
⑤
还原性：
⑥与金属氧化物Fe2O3反应（高炉炼铁）
3、二氧化碳的化学性质
不燃烧也不支持燃烧
与水反应生成碳酸；碳酸不稳定，易分解。
⑦
⑧
与Ca(OH)2反应
⑨
实验室制二氧化碳：
原理：⑩
检验CO2：⑪
除去CO2：⑫
除去CO2中混有的HCl：
通过 ⑬
工业制取二氧化碳：
原理：⑭
生石灰→熟石灰：⑮
熟石灰→碳酸钙：⑯
检验与除杂
检验CO中是否混有CO2：
方法一：通入紫色石蕊溶液中，若无明显现象，则没有CO2；若溶液变红，则混有CO2。
方法二：通入澄清石灰水中，若无明显现象，则没有CO2；若澄清石灰水变浑浊，则混有CO2。
除去CO中混有的CO2：
方法一通过 ⑰
方法二通过 ⑱
检验CO2中是否混有CO：
通过灼热的氧化铜，若无明显现象，则没有CO；若有红色固体生成，则含有CO。
除去CO2中混有的CO：
通过 ⑲
用性质决定用途的方法记忆第五章的化学方程式（答案）
1、碳单质的化学性质
稳定性
可燃性
①完全燃烧：
②不完全燃烧：
还原性（高温）
③与二氧化碳反应：
④与金属氧化物CuO反应：
2、一氧化碳的化学性质
毒性
可燃性：
⑤
还原性：
⑥与金属氧化物Fe2O3反应（高炉炼铁）
3、二氧化碳的化学性质
不燃烧也不支持燃烧
与水反应生成碳酸；碳酸不稳定，易分解。
⑦
⑧
与Ca(OH)2反应
⑨
实验室制二氧化碳：
原理：⑩
检验CO2：⑪
除去CO2：⑫
除去CO2中混有的HCl：
通过 ⑬
工业制取二氧化碳：
原理：⑭
生石灰→熟石灰：⑮
熟石灰→碳酸钙：⑯
检验与除杂
检验CO中是否混有CO2：
方法一：通入紫色石蕊溶液中，若无明显现象，则没有CO2；若溶液变红，则混有CO2。
方法二：通入澄清石灰水中，若无明显现象，则没有CO2；若澄清石灰水变浑浊，则混有CO2。
除去CO中混有的CO2：
方法一通过 ⑰
方法二通过 ⑱
检验CO2中是否混有CO：
通过灼热的氧化铜，若无明显现象，则没有CO；若有红色固体生成，则含有CO。
除去CO2中混有的CO：
通过 ⑲ 颜色、状态、气味
无色、无味、气体
密度
比空气的密度小，物质世界里最轻的气体
溶解性
难溶于水
金刚石C
石墨C
物理性质
无色透明的晶体
天然存在的最硬的物质
不导电
质软、深灰色有金属光泽不透明的片状固体
熔点高、有滑腻感
具有优良的导电性
用途
装饰品
做地质勘探的钻头、切割璃刀
制铅笔芯
高温润滑剂
做电极
联系
都是由碳元素组成的单质（宏观）
都是由碳原子构成的（微观）
区别
碳原子的排列方式不同（导致二者的物理性质存在明显差异）
性质
用途
木炭
疏松多孔，有吸附性
除去色素和异味
活性炭
疏松多孔，有很强的吸附能力
（吸附作用强于木炭）
可作防毒口罩的滤毒层
净水过滤器的吸附材料
净化空气
焦炭
可燃性
冶炼金属
炭黑
常温时性质非常温定
制造墨汁、油漆、颜料和鞋油
做橡胶制品的填料
实验现象
推断
两支蜡烛自下而上依次熄灭
CO2不燃烧也不支持燃烧（化学性质）
且密度比空气大（物理性质）
图5-10-a
塑料瓶变瘪
CO2能溶于水或能与水反应
图5-10-b
溶液由紫色变为红色
二氧化碳与水反应生成碳酸
碳酸能使紫色石蕊溶液变红
图5-10-c
有气泡冒出
溶液由红色变为紫色
碳酸不稳定，受热易分解
图5-11
澄清石灰水变浑浊
CO2与澄清石灰水中氢氧化钙反应，生成不溶于水的白色沉淀
CO2的性质
CO2的用途
干冰升华吸热
物理性质
用作制冷剂、人工降雨
一般情况不燃烧也不支持燃烧
密度比空气大
化学性质
物理性质
用来灭火
植物光合作用的基本原料
化学性质
用作气体肥料
与其他物质反应
化学性质
制造纯碱、化肥等
煤
石油
天然气
黑色的“金子”
工业的“血液”
洁净的气体燃料
组成
复杂的有机物与无机物的混合物
多种碳、氢化合物的混合物
主要成分是甲烷
煤的干馏（化学变化）
石油的分馏（物理变化）
原理
隔绝空气加强热使煤分解
利用石油各成分的沸点不同，通过蒸馏使之分离
产品
焦炭、煤焦油、焦炉煤气
石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、沥青、石蜡
一氧化碳
二氧化碳
化学式
CO
CO2
相同
组成元素相同，都是由氢氧两种元素组成。
区别
分子构成不同，1个CO分子由1个碳原子和1个氧原子组成，
1个CO2分子由1个碳原子和2个氧原子组成。
能否跟水反应
难溶于水
可溶于水，能与水反应生成碳酸
能否使澄清石灰水变浑浊
不能
能
能否燃烧
能
不能燃烧也不支持燃烧
有无毒性
有毒，用点燃或收集的方法处理尾气
无毒，但不能供给呼吸
有无还原性
有
无
鉴别
通入紫色石蕊溶液中，无明显现象
通入紫色石蕊溶液中，溶液变红
通入澄清石灰水中，无明显现象
通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊
通过灼热的氧化铜，有红色固体生成
通入灼热的氧化铜，无明显现象
点燃，能燃烧
不能燃烧
CO(CO2)
通过足量的氢氧化钠溶液
通过足量灼热的木炭粉
CO2(CO)
通过足量灼热的氧化铜等金属氧化物