燃料的合理利用与开发学案.docx

个性化学案
燃料的合理利用与开发
适用学科
化学
适用年级
初三
适用区域
人教版
课时时长（分钟）
60
知识点
化学反应中的能量变化。化石燃料的应用。使用燃料对环境的污染。
学习目标
掌握常见的化学反应过程中是放热反应还是吸热反应。
认识三大化石燃料的重要作用及对环境的危害。
寻找新能源，及新能源的优点。
学习重点
化学反应过程中是放热反应还是吸热反应。
认识三大化石燃料的重要作用及对环境的危害
学习难点
化学反应过程中是放热反应还是吸热反应。

学习过程
一、复习预习
上节课我们共同学习了燃烧的条件和灭火的方法。本堂课咱们继续学习在生活和生产中常见的燃料有哪些？这些燃料的使用是否对环境产生污染。

二、知识讲解
考点1三大化石燃料：煤、石油、天然气（均为混合物，并且均为不可再生能源）
n 煤——“工业的粮食”
u 煤中主要含碳元素。
u 煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2、CO、烟尘等。（SO2、NO2可导致酸雨）
u 为了使煤得到综合利用，可以将煤干馏，即隔绝空气加强热，使煤分解为焦炭、煤焦油、煤气等有用的物质。（干馏是化学变化）
n 石油——“工业的血液”
u 石油中主要含碳、氢元素。
u 汽车尾气中的污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘。
u 利用石油中各成分的沸点不同，可以将石油分馏，使石油中各成分分离。（分馏是物理变化）
u 由石油炼制的部分产品和主要用途：溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。
n 天然气
u 天然气的主要成分是甲烷（沼气）。
u 甲烷是最简单的有机物、相对分子质量最小的有机物。
u 甲烷的物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。
u 甲烷的化学性质：可燃性。
u 甲烷燃烧的化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O（甲烷燃烧会产生明亮的蓝色火焰。）
u 在我国农村，使用沼气的好处如下：
①可以解决生活用燃料问题；
②改善农村环境、卫生状况；
③提高肥效。
n 可燃冰：科学家们在海底发现了大量可燃冰，它是一种甲烷水合物，是甲烷与水在低温高压下形成的。
u 可燃冰的优点：能量高、热值大，是替代化石燃料的新能源。
u 可燃冰的缺点：如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，会造成更加严重的温室效应。
我们对待化石燃料的态度：合理开采、减少使用、综合利用。

考点2化学反应中的能量变化
n 探究化学反应中的能量变化
【实验操作】在一支试管中加入几小段镁条，再加入5mL盐酸，观察现象，并用手触摸试管外部。
【实验现象】剧烈反应，产生大量气泡；放热；镁条逐渐变小或消失。
【实验结论】镁条与盐酸发生化学反应并放出热量。
【化学方程式】Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
n 有些化学反应可以产生热量，如：可燃物的燃烧；铝、镁等金属和盐酸反应等。
有些化学反应会吸收热量，如一些条件为“高温”的反应。
n 使燃料充分燃烧的方法：
①加大空气的量；
②增大燃料与空气的接触面积。
实例：将块状的煤加工粉碎成煤粉，或者制成蜂窝煤等。
n 燃料充分燃烧的意义：
①使有限的能源发挥最大的作用（放热多、节省能源）；
②降低环境污染的程度。
n 燃料不充分燃烧的后果：
①使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源；
②产生大量的CO等物质，污染空气。

考点3燃料燃烧对空气的影响
n 煤燃烧时排放出SO2、NO2等污染物，这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。
n 酸雨的危害：
①腐蚀大理石建筑、钢铁制品；
②污染江河湖海，使土壤酸化；
③影响水中动植物生长，破坏森林、农作物的生长。
④直接危害人体健康，甚至使人死亡。
n 酸雨形成的反应原理：SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4
来源：含硫煤的燃烧、工厂废气、汽车尾气等排放的氮、硫的氧化物。
防治燃料燃烧造成的空气污染
n 酸雨的防治：
①工厂废气处理后排放；
②减少含硫煤的使用或使用脱硫煤；
③改善汽车用燃料（如压缩天然气CNG和液化石油气LPG）；
④减少煤、石油等化石燃料的燃烧，大力开发使用新燃料、新能源。
n 减少汽车尾气对空气的污染
①改进发动机的燃烧方式，以使汽油能够充分燃烧；
②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；
③使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。
使用和开发新的燃料及能源
n 乙醇
u 乙醇俗称酒精，化学式为C2H5OH。
u 乙醇的物理性质：无色、有特殊气味的液体，易挥发，易溶于水（能与水以任意比例互溶），并能溶解多种有机物。
u 乙醇具有可燃性：C2H5OH+3O22CO2+3H2O
u 乙醇的用途：用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料；重要的化工原料；制成车用乙醇汽油；制造消毒剂；制造醋酸、饮料、香精、染料等。
u 车用乙醇汽油：车用乙醇汽油是将变形燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一种汽车燃料。
u 使用车用乙醇汽油的好处：
①节省石油资源；②减少汽车尾气的污染；③促进农业生产。
n 氢气：见第三单元
n 其他新能源：太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等。

三、例题精析
【例题1】 能源问题是当今世界三大问题之一，下列有关能源的叙述中不正确的是（ ）
A.乙醇汽油中添加的乙醇属于可再生能源
B.人类通过化石燃料获得能量的过程是物理变化
C.将煤球制成“蜂窝煤”是为了增大与空气的接触面积，使其燃烧更充分
D.我国南海海底储藏了大量“可燃冰”，它将成为替代化石燃料的新能源

【答案】B
【解析】乙醇可以通过粮食酿造，属于可再说能源，A对；化石燃料通过燃烧将化学能转化成热能，这个过程属于化学变化，B错；可燃物与氧气的接触面积越大燃烧越充分，C对；可燃冰燃烧产生大量的热能，可以作为新能源代替化石燃料，D对。
【例题2】 下列反应属于放热反应的是（ ）
A. CaCO3高温 CaO + CO2↑
B.2KMnO4加热K2 MnO4 + MnO2 + O2↑
C.2Mg + O2点燃 2MgO
D.CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2O + CO2↑

【答案】CD
【解析】判断化学化学反应吸热还是发热，有时可以从反应条件判断，一般“加热” 或“高温”条件下进行的反应是吸热反应；“点燃”条件下进行的反应是放热反应。另外，在实验室进行探究实验室，要多注意观察和体验一些反应伴随的热量变化情况。本题中，A、B从反应条件来看，是明显的吸热反应；而C是明显的放热反应，D尽管没有反应条件，但也是放热反应，做实验时，能明显感觉到试管发热。
【例题3】 实验室用简单装置制取氢气有如下步骤，其中操作顺序正确的是（ ）
①向试管中装入锌粒②检验装置的气密性③向试管里倒人硫酸，并塞紧带导管的单孔塞④收集氢气⑤将试管固定在铁架台上
A．①②③④⑤ B．②①③⑤④
C．②③①④⑤ D．①③②⑤④

【答案】B
【解析】首先要清楚，用简单装置制取氢气时，气体的发生装置主要是试管和带导管的单孔胶塞。实验操作时，首先要检验装置的气密性，则②为首选，即答案在B、C中选择；然后再装入药品，装药品的顺序一般是先装固体药品，后装液体药品，可见B正确；并且应先把试管固定在铁架台上，再来收集气体，进一步说明B正确、C错误。
四、课堂运用
【基础】
1.下列不属于化石能源的是（ ）
A．水能 B．煤 C．石油 D．天然气

2.人类生活需要能量，下列能量是通过发生化学变化产生的是( )
A．给电熨斗通电产生的热量 B．水电站利用水力发电产生的电能
C．液化石油气燃烧放出的热量 D．给电动车充电，储存在电瓶内的能量

3.含硫的煤不完全燃烧时，排放出污染环境的气体是（ ）
A．只有CO B．只有SO2
C．CO和CO2 D．SO2和CO

4.化石燃料资源将日趋桔竭，太阳能、风能、氢能和核能等新能源的使用范围将越来越广。下列有关说法中，错误的是（ ）
A．水力发电，符合“低碳经济”理念
B．风力发电时，不会对大气造成污染
C．太阳能发电时，太阳能直接转化为化学能
D．煤和石油都是化石燃料

【巩固】
1.关于天然气的下列叙述中不正确的是（ ）
A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷
B．液化石油气灶具改为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量
C．天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸
D．与煤炭相比，天然气燃烧产生的废气中，SO2等污染物较少

2天然气的主要成分是甲烷（CH4），它是一种“清洁能源”。甲烷在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式 。城市煤气中常含有CO气体，写出CO燃烧的化学方程式。煤气与天然气相比，从安全角度看，煤气的主要缺点是 。在点燃H2 、CO、CH4这三种气体之前一定要。从环境保护的角度考虑，煤气、天然气和氢气中，首选的燃料是 。

3.2012年我国成功发射的“嫦娥二号”将对月球进行全球性、整体性和综合性探测,以获取月球的三维立体图像等。“嫦娥二号”所用的燃料是液态氢和液态氧，燃烧时产生巨大的推动力将“嫦娥”送入了太空。新中国短短50多年就走完了工业化国家一二百年的路程。从一根铁钉、一盏油灯、一盒火柴都需要进口，到卫星频频升空、“奔月”工程一步步实现，划时代的跨越，超想象的巨变，人民怎能不为此自豪！“嫦娥二号”所用的燃料是液态氢和液态氧，燃烧时产生巨大的推动力将“嫦娥”送入了太空。
（1）写出氢气燃烧的反应方程式：_______________________________。
（2）液态氢作燃料除了燃烧时产生较大的推动力以外，另一个优点是_______________。
（3）对于目前全世界不断出现的能源危机，以及环境污染的日益严峻，我们应采取怎样的措施：（至少两条）_____________________________；_____________________________。

【拔高】
1..实验证明，在同温同压下，相同体积的任何气体中含有相同的分子数。根据此结论，回答下列问题（以下气体均在同温同压下）：
（1）将同体积的CO（煤气的主要成分）和CH4（天然气的主要成分）混合，所得混合气体中，碳、氢、氧三种元素的原子个数比为 。
（2）分别写出CO、 CH4燃烧的化学方程式： 、。
（3）燃气灶具是由灶体、进气管（进CO或CH4）、进风口（进空气）、开关等部件组成，使用煤气的用户在改用天然气时，进风口的主要区别是，你的理由。

课程小结
本节课主要学习了燃料的合理利用与开发。

课后作业
【基础】
1.最理想的高能无污染的燃料是( )
A.甲烷 B.氢气 C.一氧化碳 D.乙醇汽油

2.2009年“六·五”世界环境日中国的主题是“减少污染——行动起来”。下列标志不符合这一主题的是（ ）

A．禁止吸烟 B．节约用水 C．回收循环利用 D．禁止燃放鞭炮

3.煤、石油在地球上的蕴藏量是有限的，因此人类必须（ ）
A．用电解水的方法制得氢气作能源 [来源:Zxxk.Com]
B．大量砍伐树木作燃料
C．开发太阳能、核能等新能源
D．用高粱、玉米酿制酒精作燃料

4.煤、石油、天然气是重要的化石燃料，下列关于化石燃料的叙述错误的是（）
A. 石油是一种化工产品 B. 将石油分馏可得到多种产品
C. 将煤隔绝空气加热可制得焦炭 D. 煤、石油、天然气是不可再生能源

【巩固】
1.科学家探明我国南海有巨大的可燃冰带，它是在海底低温高压条件下甲烷分子与水分子形成的晶体，关于可燃冰的下列说法正确的是（　　）
A．它是一种矿物燃料
B．它的化学式可写作H2O
C．它的开采能解决能源问题，不必再研究新能源
D．由于甲烷无毒，不必关注开采造成的环境问题

2.2009年6月21日凌晨3时，位于安徽省凤阳县大庙镇境内的凤阳晶鑫矿业有限公司厂区内发生一起爆炸事故。造成附近居民断水、断电、断天然气。同学们得知这一消息，展开讨论：
（1）天然气的主要成分是CH4，下列有关CH4的说法不正确是___________（填序号）。
（2）甲烷充分燃烧时产生的热量高且产物无毒，是一种比较理想的燃料，请写出甲烷燃烧的化学方程式                      。
（3）在家中使用天然气时，为安全起见，应在厨房安装天然气泄漏报警器。报警器安装的正确位置应选择右图中的_________。如果报警器显示漏气，下列应急措施可行的有            （填序号）。
① 关闭气源阀门  ② 打开门窗  ③ 立即打开抽油烟机

【拔高】
1.2009年12月7～18日，世界气候大会在丹麦首都哥本哈根举行，会议达成了《哥本哈根协议》。“低碳经济”是此次会议的一个热门话题，低碳经济是一种以低能耗和高效能等为主要特征，以较少的温室气体排放获得较大产出的新经济发展模式。请问：
（1）煤、石油和_________常称为化石燃料，自然界中绿色植物的_____________作用能吸收二氧化碳，放出氧气。
（2）“绿色化学”的特点之一是“零排放”（即只生成一种产物）。一定条件下，二氧化碳和氢气可以按照不同比例反应，生成下列物质，若该生产过程符合“绿色化学”的要求，则这种产物是_________（填字母序号）。
A．甲醇（CH4O） B．甲酸（CH2O2） C．乙醇（C2H6O） D．乙酸（C2H4O2）
（3）下列做法符合“低碳经济”理念的是_____________（填序号）。
①改造或淘汰高能耗、高污染产业②大力发展火力发电
③研制和开发新能源替代传统能源④将二氧化碳变废为宝，循环利用
⑤优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电

2.氢气是一种高效而无污染的理想能源。下列①～⑥是某化学兴趣小组的学生查阅资料归纳的工业上制取氢气的方法。其中包括正在研究的方案。
①电解法：2H2O通电2H2↑ +O2 ↑
②甲烷转化法：CH4+H2O催化剂CO+3H2，
③水煤气法：C+H2O1000℃CO+H2
④碳氢化合物热裂法：CH4高温C+2H2↑
⑤设法将太阳光聚焦产生高温使水分解：2H2O高温2H2↑+O2↑
⑥寻找高效催化剂使水分解产生氢气
如果将来人类广泛使用氢气作为能源，那么上述6种方法中你认为可行的有，并请简述不可行方法的原因。

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