高三化学总复习 燃料及其利用基础 知识讲解.docx
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高三化学总复习燃料及其利用基础知识讲解
总复习:
燃料及其利用(基础)
【考纲要求】
1.掌握燃烧的条件和灭火的原理;知道一些防火等安全知识和灭火方法。
3.了解化石燃料及其燃烧对环境的影响;知道开发各种新能源和使用清洁燃料的重要性。
【知识网络】
煤:
混合物(主要含碳元素)
化石燃料石油:
混合物(主要含碳、氢等元素)
天然气:
混合物(主要成分是CH4)CH4+2O2点燃CO2+2H2O
充分燃烧,节约使用
合理使用燃料减少对空气的污染
燃料化石燃料综合利用
氢能源—最理想的燃料
开发新能源可燃冰
太阳能、风能、核能、潮汐能等
燃料燃烧对环境的影响:
酸雨、温室效应等
有可燃物
燃烧的条件与氧气(或空气)接触
达到燃烧所需的的最低温度(即着火点)
足够的氧气
燃烧燃料充分燃烧的条件
燃料与空气有足够大的接触面
清除可燃物或使可燃物与其他物质隔离
灭火原理隔绝氧气
使温度降低到着火点以下
【考点梳理】
考点一、燃烧和灭火(高清课堂《化学与社会发展》)
1.物质燃烧需要三个条件:
(1)物质具有可燃性;
(2)可燃物与空气或氧气接触;
(3)可燃物达到它燃烧所需要的最低温度(即它的着火点)。
2.灭火的原理:
(1)清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离;
(2)使可燃物隔绝氧气(或助燃性的物质);
(3)使可燃物的温度降到着火点以下。
3.可燃性气体泄漏时的注意事项:
当室内天然气、液化石油气、煤气泄漏后,室内充满可燃性气体,在此环境中不能进行人工呼吸、打电话或打开换气扇,应先关闭总闸,开窗通风,并在杜绝一切明火的同时查找泄漏的原因。
4.火灾自救策略:
(1)迅速找到安全通道;
(2)发生火灾时上层空气中氧气少,毒气浓度大,所以要匍匐前进;
(3)房间发生火灾时不能随便开门开窗,开门开窗会增加氧气量,使火势更加凶猛;
(4)火灾时会产生大量烟尘,使人窒息而死,因此最好用湿布捂住口鼻;
(5)若在山林中遇到火灾时,应逆风而跑,因为顺着风更易被烧伤和发生危险。
【要点诠释】
1.着火点是物质本身的固有属性,一般不随外界条件的改变而改变。
因此不能说用降低着火点的方法来灭火,而只能是降温到着火点以下。
2.燃烧的本质是氧化反应。
燃烧一般伴随着发光、发热等现象,但有发光、发热现象的不一定是燃烧,如灯泡通电发光、发热。
3.物质燃烧要求三个条件同时具备,缺一不可。
实现灭火,只要破坏燃烧的一个条件即可。
4.并不是所有燃烧都可以用水和二氧化碳来灭火。
有的物质能在二氧化碳中燃烧,如镁;有的物质与水作用能燃烧,如钠和钾等,这样的物质的燃烧就不能用二氧化碳和水灭火。
考点二、燃料、热量和环境
1.化石燃料:
主要有煤、石油和天然气。
(1)化石燃料通过燃烧以热能的形式给人们提供能量。
(2)化石燃料燃烧过程是化石燃料中的化学能转化为热能的过程。
(3)化石燃料燃烧的主要产物是二氧化碳和水。
2.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);二是燃料和空气(或氧气)要有足够大的接触面积。
如果空气(或氧气)不足或跟燃料接触面积太小,燃料就会不完全燃烧,不仅使产生的热量减少,浪费燃料,而且还会产生大量的一氧化碳等有害气体污染空气。
3.化石燃料燃烧主要污染类型:
污染类型
污染因素
温室效应
燃料中的碳经燃烧反应转化为二氧化碳等,这些气体进入空气导致空气中二氧化碳浓度增大,从而导致全球气温升高
热污染
火力发电厂发电剩余的“余热”被排放到河流、湖泊或海洋中,使局部水域水温上升,影响水生物的生存甚至死亡
大气污染
化石燃料燃烧产生的烟、CO、SO2、NO2等污染物被排放到大气中,不仅影响空气的质量,而且氮和硫的氧化物溶解于雨水中形成酸雨。
酸雨不仅影响自然环境,而且影响了生态
【要点诠释】
1.在三大化石燃料中,煤和石油的成分中均含有硫、氮等元素,燃烧时会产生有害物质,对空气会造成污染,相对于煤和石油,天然气则是较清洁的燃料。
2.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。
许多化学反应会放出热量,如:
燃烧、镁和盐酸反应等。
相反有些化学反应会吸收热量,如:
碳与二氧化碳反应(C+CO2
2CO)要吸收热量。
3.并不是最理想的能源就能得到最广泛的应用,因为使用某种能源,要综合考虑该能源的成本、储存与运输及对环境的影响等诸多因素。
如氢气虽然是理想的能源,但就目前而言,制氢的费用过高,大量、安全储存与运输的问题没有得到很好的解决,所以制约了氢气的广泛使用。
煤和石油的使用,虽然对环境影响大,但由于较易获得,且易于储存和运输,反而得到了广泛使用。
【典型例题】
类型一、考查燃烧与灭火
1.森林着火后,消防队员在火势的前方砍倒一片树林,开辟“防火隔离带”的目的是。
【思路点拨】灭火原理有:
①清除或隔离可燃物,②隔绝氧气或空气,③使温度降到可燃物的着火点以下。
【答案】清除或隔离可燃物
【解析】根据灭火原理,消防队员开辟“防火隔离带”的目的是清除或隔离可燃物。
【总结升华】本题考查灭火原理和方法。
物质燃烧要求三个条件同时具备,缺一不可,而灭火只要破坏燃烧的一个条件即可。
2.可燃物燃烧除需要氧气外,还需要满足的条件是;煤块经粉碎处理后燃烧的更快,这是因为。
【思路点拨】根据可燃物燃烧的条件和燃料充分燃烧的条件分析解答。
可燃物燃烧的条件是:
与氧气接触、温度达到着火点;燃料充分燃烧的条件是:
①有足够的氧气;②燃料与氧气(或空气)有足够大的接触面积。
【答案】温度达到可燃物的着火点煤粉与氧气有更大的接触面
【解析】可燃物燃烧除需要氧气外,温度还要达到可燃物的着火点;煤块经粉碎处理后燃烧的更快,是因为煤粉与氧气的接触面积更大。
【总结升华】物质燃烧的条件是:
具有可燃性、与氧气接触、温度达到着火点,这三个条件缺一不可。
理解并记住燃烧的条件是解答此类题的关键。
3.利用燃烧条件和灭火原理回答下列问题:
(1)由于邻居乱扔烟头,不慎引起火灾,烟头在火灾中的作用是。
(2)熄灭酒精灯火焰时要用灯帽盖灭,其原理是。
【思路点拨】
(1)根据燃烧的条件(可燃物、温度达到着火点、与氧气接触)判断烟头在引发火灾中的作用;
(2)根据灭火的原理和方法(与火源隔离、将燃烧物与空气隔离、让燃烧物的温度降低到着火点以下)判断用灯帽盖灭的原理。
【答案】
(1)使温度达到可燃物的着火点
(2)隔绝空气(氧气)
【解析】
(1)乱扔烟头,不慎引起火灾,是因为烟头为燃烧提供了热量,使可燃物温度达到了着火点。
(2)灭火的方法有三种:
隔绝空气、降低温度到可燃物的着火点以下、移走可燃物。
用灯帽盖灭酒精灯,就是隔绝了空气(氧气)。
【总结升华】分析引发火灾的原因要从燃烧的条件入手。
破坏燃烧的三大条件之一,使燃烧反应停止,即可达到灭火的目的。
如将可燃物与燃烧区隔离;使可燃物与氧气隔绝;降低可燃物温度到着火点以下。
灭火时不但要考虑使用什么原理和方法,还要根据现场的具体情况来制定灭火计划。
举一反三:
【变式1】固体CO2又称干冰,易升华。
干冰灭火器常用于扑救档案资料室发生的火灾,下列关于干冰灭火的说法不正确的是()
A.干冰升华时吸热,降低可燃物的着火点
B.CO2覆盖在可燃物表面,隔绝空气
C.CO2不能支持燃烧
D.干冰升华后不污染档案资料
【答案】A
【变式2】人们在生活和生产中为了防止事故发生,常常需要采取一些安全措施,下列做法不属于安全措施的是()
A.加油站、面粉厂附近严禁烟火
B.进入久未开启的菜窖前先做灯火试验
C.夜晚发现煤气泄漏立即开灯检查
D.严禁旅客携带易燃易爆物品乘车
【答案】C
【解析】凡是有易燃易爆物品的地方,一定要严禁烟火,加油站、面粉厂中的油、面粉都属于易燃易爆物;久未开启的菜窖中二氧化碳浓度过高,二氧化碳不能供给呼吸,浓度超过1%就对人体产生危害,所以要先进行灯火试验;煤气泄漏时如果立即开灯会产生静电火花,容易引起煤气爆炸,正确措施是立即关闭阀门,打开门窗。
类型二、考查燃料的合理利用与开发
4.许多家庭做饭用罐装的“煤气”作燃料,罐中所装的是液化石油气,它是石油化工的一种产品。
石油属于能源(填“可再生”或“不可再生”);若厨房失火时,要移走“煤气罐”,这是利用了灭火原理。
【思路点拨】根据能源的分类与灭火的原理进行分析解答。
【答案】不可再生清除可燃物
【解析】煤、石油、天然气是化石燃料,属于不可再生能源。
灭火的原理:
隔绝氧气(或空气)、降低可燃物的温度到着火点以下、清除可燃物;移走“煤气罐”,没有了可燃物,燃烧就不能进行了。
【总结升华】掌握能源的分类与灭火的原理是解题的关键。
化石燃料是由古代生物的遗骸经过地层深处高温、高压一系列复杂变化而形成的,是一种不可再生、储藏量有限的能源。
为了更好的解决能源与环境问题,人们一方面在研究如何提高燃料的燃烧效率,另一方面也在积极开发和利用新能源。
5.燃料在人们的生活和生产中有非常重要的作用。
请你运用所了解的燃料知识,回答下列问题:
(1)三大化石燃料指煤、石油和。
(2)煤燃烧时排放的是形成酸雨的主要气体之一。
酸雨是指pH(填“>”、“<”或“=”)5.6的雨水。
(3)化石能源是有限的,我们在合理利用的同时,要努力开发新能源。
请你写出一种你所知道的新能源。
【思路点拨】天然气、煤、石油属于化石燃料;pH<5.6的雨水属于酸雨。
【答案】天然气二氧化硫、氮氧化物<风能
【解析】煤燃烧能生成大量的二氧化硫、氮氧化物,这些物质能和水反应生成显酸性的物质,当雨水的pH小于5.6时就形成了酸雨。
太阳能、风能、氢能、潮汐能、水能等属于新能源。
【总结升华】化石燃料燃烧产生的烟、CO、SO2、NO2等污染物被排放到大气中,不仅影响空气的质量,而且氮和硫的氧化物溶解于雨水中形成酸雨。
酸雨不仅影响自然环境,而且影响了生态。
在三大化石燃料中,相对于煤和石油,天然气则是较清洁的燃料。
6.我国从2011年5月1日开始实行“酒驾入刑”,饮酒后不能驾驶机动车,饮用酒主要成分的名称是,化学式是,它是一种优质的可再生燃料,在充足的空气中燃烧的化学方程式为。
【思路点拨】饮用酒主要成分的名称是乙醇;根据质量守恒定律,可以写出乙醇燃烧时的化学方程式。
【答案】乙醇C2H5OH
【解析】饮用酒中的主要成分是乙醇,化学式为C2H5OH,乙醇与氧气在点燃条件下生成二氧化碳和水。
【总结升华】本题考查了乙醇的相关知识,易错点是化学方程式的书写,其中乙醇化学式的写法、化学方程式的配平方法、反应条件等需要平时加强记忆。
举一反三:
【变式1】天然气的主要成分是______;天然气在第一次通过管道输送到用户时,必须先将管道内注满氮气。
在管道内填充氮气的目的是;天然气本身是一种无色无味的气体,但在使用时常在天然气中加入少量有特殊气味的乙硫醇,加入乙硫醇的目的是。
【答案】CH4将管道内的空气赶出,防止发生爆炸当天然气泄漏时便于觉察
【解析】由于天然气的主要成分是甲烷,甲烷是可燃性气体,当甲烷与空气混合在有限的空间内,遇到明火就会发生爆炸,所以天然气在第一次通过管道输送到用户时,必须先将管道内注满氮气,将空气赶出。
而加入乙硫醇的目的是,如果天然气泄漏,乙硫醇也随之逸出,人们可以根据乙硫醇的特殊气味来判断是否有天然气泄漏。
【变式2】20世纪以来,随着科学技术的迅速发展,人类创造了空前的物质财富。
与此同时,能源的过度开发和消耗导致全球性的能源短缺和环境污染。
从原料来源和对环境的影响考虑,下列能源中最具开发前景的是()
A.煤B.石油C.太阳能D.天然气
【答案】C
【解析】紧扣“原料来源”、“对环境的影响”和“最具开发前景”的要求答题。
太阳能是取之不尽、用之不竭的,且无污染。