課題1燃燒的合理開發及利用

一、化學反應中的能量變化（★★★★☆）

1. 化學反應中有能量變化

化學反應在生成新物質的同時，還伴随着能量的變化，而能量的變化通常表現為熱量的變化。

2. 常見的吸熱放熱反應

（1）放熱反應：①可燃物的燃燒，如：2H2＋O2=點燃= 2H2O

②活潑金屬與酸反應，如：Mg＋2HCl=== MgCl2＋H2 ↑

③酸堿中和反應，如：NaOH＋HCl=== NaCl＋H2O

④生石灰與水反應，CaO＋H2O=== Ca(OH)2

（2）吸熱反應：①二氧化碳與碳反應，C＋CO2=高溫= 2CO

②工業冶鐵，Fe2O3＋3CO=高溫= 2Fe＋3CO2；

③需要持續加熱或高溫條件的反應，如 2Cu＋O2==== 2CuO

④大理石高溫分解，CaCO3=高溫= CaO＋CO2 ↑

二、化石燃料的利用（★★★★☆）

1. 常見的化石燃料：煤、石油、天然氣。

3. 天然氣

天然氣是由碳元素和氫元素組成的氣态混合物，其主要成分是甲烷，沼氣、坑道氣、瓦斯等主 要成分也是甲烷。

（1）甲烷的物理性質

常溫下，甲烷是無色無味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。

（2）甲烷的化學性質

可燃性：CH4＋2O2=點燃= CO2＋2H2O

（3）H2 、CO 、CH4 的鑒别：将三種氣體點燃，然後分别在火焰上方罩一個幹而冷的小燒杯，沒有出現小水滴的為 CO ，向 另外兩個燒杯中迅速倒入等量的澄清石灰水，振蕩，變渾濁的為 CH4 ，無明顯變化的是 H2。

4. 燃料的充分燃燒

（1）燃料充分燃燒的條件

①燃燒時要有足夠的氧氣或空氣；②燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。

（1）燃料不充分燃燒的缺點

①産生的熱量減少，浪費資源；②不完全燃燒産生 CO ，污染空氣。

5. 化石燃料對環境的影響

（1）使用化石燃料産生的污染

①燃燒煤會産生 SO2 、NO2 等有害氣體和固體顆粒，污染空氣；

②汽車尾氣中含有 CO，污染空氣

（2）硫酸型酸雨的形成

我國的酸雨主要為硫酸型酸雨，這與我國大量燃燒煤有關。煤炭燃燒生成的 SO2 在大氣中轉變 成硫酸的途徑有兩種：

①二氧化硫與水生成亞硫酸， SO2＋H2O=== H2 SO3；亞硫酸與空氣中的氧氣反應生成硫酸，2H2 SO3＋O2=== 2H2SO4（ 久置的雨水酸性變強）。 ②二氧化硫在粉塵或光照作用下，與氧氣反應生成三氧化硫， 2SO2＋O2=== 2SO3；

三氧化硫與雨水反應生成硫酸， SO3＋H2O=== H2 SO4。

（3）防治措施

①燃煤的脫硫處理

在燃煤中加入适量的生石灰，可以減少 SO2 的排放，2CaO＋2SO2＋O2=高溫= 2CaSO4。

②催化轉化裝置處理汽車尾氣

車輛使用的燃料不充分燃燒時會産生 CO，發動機的高溫環境容易産生 NO2 ，故采用催化

轉化裝置将兩種有害氣體轉化為無毒氣體再排放。

4CO＋2NO2 催化轉化裝置 4CO2＋N2

三、能源的利用與開發（★★★★☆）

1. 乙醇汽油

(1)将乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的汽車燃料。

(2)乙醇 ①俗名酒精，化學式為 C2H5OH，易揮發，有辛辣味，可以通過玉米、高粱等發酵、蒸餾得到， 屬于可再生資源。

②可燃性 C2H5OH＋3O2=點燃= 2CO2＋3H2O

2. 氫氣

(1)氫氣是最理想的清潔能源

①來源廣泛，可用水做原料；

②氫氣本身無毒，熱值高；

③氫氣燃燒後的産物是水，不污染環境。

(2)氫氣的實驗室制法

①實驗裝置

②反應原理：Zn＋H2 SO4=== ZnSO4＋H2 ↑；

③收集方法：向下排空氣法和排水法。

3. 新能源

(1)新能源：目前人們正在利用和開發的其他能源，如太陽能， 核能，風能， 地熱能、潮汐能等。

(2)優點：新能源的利用，既可部分解決化石能源面臨耗盡的問題，又可減少對環境的污染。

【注意】：化學方程式中，高溫點燃應該在雙橫線的上面，因版面問題無法調整