第1課時化學(xué)反應(yīng)中能量變化及化石燃料利用

課題2燃料的合理利用與開發(fā)第1課時化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及化石燃料的利用1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

(1)化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時，還伴隨著能量的變化，而能量的變化通常表現(xiàn)為

的變化。有的反應(yīng)

熱量，如金屬與酸的反應(yīng)、可燃物的燃燒、緩慢氧化等；有的反應(yīng)

熱量，如碳與二氧化碳的反應(yīng)、反應(yīng)條件為加熱或高溫的反應(yīng)等。熱量放出吸收(2)從生活、生產(chǎn)到維持人自身的體溫和日常活動，都離不開化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。如果沒有化學(xué)反應(yīng)的放熱和吸熱，我們的生活將不會存在。(3)燃料燃燒不充分時，不僅使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量少，浪費資源，而且還會產(chǎn)生大量的CO等物質(zhì)，污染空氣。因此，控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，對于節(jié)約能源非常重要。燃料充分燃燒通常需要考慮兩點：①

；②

，如可將固體燃料液化、氣化或粉碎等。燃燒時要有足夠多的空氣燃料與空氣要有足夠大的接觸面積2.化石燃料的利用

(1)化石燃料：

、

、

是當(dāng)今世界上最重要的化石燃料，也是重要的化工原料，對人類生產(chǎn)和生活有著重要的作用?；剂隙际怯晒糯锏倪z骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化而形成的，因此化石燃料是

再生能源，面臨被耗盡的危險，應(yīng)合理開采并節(jié)約使用。煤石油天然氣不可(2)煤，被人們稱為“工業(yè)的糧食”，煤是復(fù)雜的混合物，主要含

元素，還含有氫元素和少量的氮、硫、氧元素以及無機(jī)礦物質(zhì)。將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱，可以使煤分解，即煤的干餾，屬于

變化，得到焦炭(冶金工業(yè)的重要原料)、煤焦油(化工生產(chǎn)的重要原料)、煤氣(重要的燃料)等。碳化學(xué)(3)石油，被人們稱為“工業(yè)的血液”，石油也是復(fù)雜的混合物，主要含

元素。將石油加熱分餾，利用石油中各組分的沸點不同而分離，屬于

變化，得到汽油、柴油、煤油、液化石油氣等。碳、氫物理(4)在三大化石燃料中天然氣是最清潔的燃料，天然氣［主要成分為

，它是最簡單的有機(jī)化合物］燃燒的化學(xué)方程式為

(點燃甲烷前要檢驗純度，以免發(fā)生爆炸)。甲烷(CH4)①我國重大工程“西氣東輸”將新疆等地的天然氣通過管道向東輸送，這樣將取代部分工業(yè)和居民使用的煤炭和燃油，有效改善大氣環(huán)境，提高人民的生活質(zhì)量。②在我國農(nóng)村，利用沼氣(主要成分為甲烷)可解決生活用燃料問題。③在海底埋藏著大量可燃燒的“冰”——“可燃冰”，主要含有甲烷水合物，可能成為未來的新能源。3.合理利用和開發(fā)化石燃料

(1)人類所消耗的能量主要來自化石燃料，而化石燃料的形成需要數(shù)百萬年，是不可再生的。 有限的化石能源越來越難以滿足人類的需求。

(2)合理使用化石燃料的方法： ①節(jié)約化石燃料； ②使燃料充分燃燒：一方面燃燒時要有充足的空氣或氧氣；另一方面燃料與空氣或氧氣要有足夠大的接觸面積。 燃料充分燃燒，既可以節(jié)約能源，又可以減少環(huán)境污染。(3)開發(fā)新的化石燃料：如科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底存在大量的可燃燒的“冰”——“可燃冰”，它的主要成分是甲烷水合物?？扇急鶎⒊蔀槲磥硇履茉?，但目前在開采技術(shù)上還存在困難。例1(2016南寧)下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)與能量的說法，正確的是() A.化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化

B.化學(xué)反應(yīng)過程中都會發(fā)生吸熱現(xiàn)象

C.在化學(xué)反應(yīng)中只有燃燒反應(yīng)才能放出熱量

D.人類利用的能量都是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的A【解析】化學(xué)變化不但生成新物質(zhì)而且還會伴隨著能量的變化，這種能量變化經(jīng)常表現(xiàn)為熱能、光能和電能的放出或吸收。炸藥、石油、煤炭、蓄電池等儲存的能量，都是靠化學(xué)反應(yīng)釋放出來的，所以化學(xué)變化中一定伴隨著能量變化是正確的，故A正確；有些化學(xué)反應(yīng)會放出熱量，如氫氣的燃燒等，故B錯誤；在化學(xué)反應(yīng)中放出熱量的不僅僅是燃燒反應(yīng)，大部分的化合反應(yīng)等也會放熱，故C錯誤；人類利用的能量不完全是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的，比如水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等就不是通化學(xué)反應(yīng)而獲得的，故D錯誤?！军c評】化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化，能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，化學(xué)反應(yīng)中伴隨的現(xiàn)象可以幫助我們判斷化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。1.化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時，還伴隨著能量的變化。下列反應(yīng)發(fā)生時吸收熱量的是()D2.物質(zhì)的變化過程中伴隨著能量的變化，化學(xué)變化中通常伴隨著能量轉(zhuǎn)化，這是因為不同的物質(zhì)包含的化學(xué)能大小不同，在化學(xué)變化中物質(zhì)具有的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能或電能等?/p>

(1)舉出一個從環(huán)境中吸收熱能的物理變化的例子：

。水變?yōu)樗魵?或冰雪融化等)(2)煤燃燒時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為

能和

能。(3)已知氫氣在氧氣中燃燒生成水，放出熱量，根據(jù)能量守恒原理，反應(yīng)前氫氣和氧氣的混合物所包含的化學(xué)能比反應(yīng)后水包含的化學(xué)能

(選填“高”或“低”)，理由是

。熱光高物具有的化學(xué)能高于生成物具有的化學(xué)能由于此反應(yīng)放出熱量，故反應(yīng)例2在人類社會發(fā)展過程中，能源起著重要的作用。

(1)天然氣的主要成分為

(填化學(xué)式)，它與石油和

均屬于化石燃料。

(2)石油的煉制能得到很多產(chǎn)品。下列屬于石油煉制產(chǎn)品的是

(填序號)。 ①汽油 ②柴油 ③食用酒精CH4煤①②(3)門窗緊閉的廚房內(nèi)一旦發(fā)生天然氣或水煤氣大量泄漏，極容易發(fā)生爆炸。當(dāng)你從室外進(jìn)入廚房嗅到極濃的天然氣或水煤氣異味時，最合適的操作是

(填字母)。

A.立即撥打“119”，尋求援助

B.關(guān)閉燃?xì)庠?，立即打開門和窗

C.立即打開電燈，尋找泄漏處

D.關(guān)閉燃?xì)庠?，立即開啟抽油煙機(jī)B【解析】(1)天然氣的主要成分為CH4，煤、石油、天然氣均屬于化石燃料；(2)石油加熱煉制可以得到汽油、柴油、煤油等，食用酒精是高粱等植物經(jīng)發(fā)酵得到的；(3)天然氣或水煤氣是可燃性氣體，遇到明火極易發(fā)生爆炸，打電話、開抽油煙機(jī)、開燈，都可能產(chǎn)生電火花，可能引起爆炸?！军c評】煤、石油、天然氣不但是重要的化石燃料，還是重要的化工原料，加工后可以得到多種化工產(chǎn)品。但化石能源面臨枯竭，應(yīng)合理使用并開發(fā)新能源。3.(2016株洲)下列燃料不屬于化石燃料的是( ) A.煤

B.石油

C.天然氣

D.氫氣D4.天然氣、液化石油氣燃燒的化學(xué)方程式分別為： 現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具，要改成以液化石油氣為燃料的灶具，應(yīng)采取的措施是( ) A.燃料氣和空氣的進(jìn)入量都減少

B.減少燃料氣進(jìn)入量或增大空氣進(jìn)入量

C.燃料氣和空氣的進(jìn)入量都增大

D.增大燃料氣進(jìn)入量或減少空氣進(jìn)入量B1.建設(shè)新農(nóng)村，要大力推廣利用沼氣解決生活用燃料問題，沼氣的主要成分是( ) A.二氧化碳

B.一氧化碳

C.甲烷

D.氮氣C2.石油沒有固定的沸點，加熱石油使不同沸點的組分分別氣化、冷凝，分離后能得到汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品，由此可以判斷石油屬于( ) A.化合物

B.混合物

C.單質(zhì)

D.純凈物B3.下列關(guān)于煤、石油和天然氣的說法錯誤的是() A.在地球上的蘊(yùn)藏量都是有限的

B.都是可再生能源

C.都屬于混合物

D.完全燃燒時都有二氧化碳生成B4.將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱，能獲得的物質(zhì)是( ) A.汽油 B.柴油 C.煤焦油 D.煤油5.下列變化屬于物理變化的是( ) A.把石油加熱蒸餾出多種化工產(chǎn)品

B.把某些廢棄的物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵制取甲烷

C.把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱制取焦炭

D.枯死的植物長期埋在地下最后變成煤CA6.下列過程不是通過化學(xué)變化獲得能量的是( ) A.利用炸藥爆炸開山炸石

B.利用燃料電池提供電能

C.利用汽油燃燒驅(qū)動汽車

D.利用風(fēng)力發(fā)電D7.在工業(yè)上，下列增大燃燒利用率的措施中，與燃料的充分燃燒無關(guān)的是( ) A.把煤磨成粉狀進(jìn)行燃燒

B.把柴油噴成霧狀進(jìn)行燃燒

C.給鍋爐外殼裝隔熱層，減少熱量散失

D.把鍋爐鼓風(fēng)，增加空氣供給量C8.下列敘述中正確的是( ) ①化學(xué)變化不但生成其他物質(zhì)，而且還伴隨著能量的變化 ②人類利用的能量都是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的 ③燃料作為重要的能源，對人類社會的發(fā)展非常重要 ④可燃物在任何條件下燃燒都會發(fā)生爆炸 ⑤化學(xué)反應(yīng)過程中都會發(fā)生放熱現(xiàn)象

A.①③ B.②③ C.④⑤ D.②⑤A9.化石燃料是人類重要的能源，它包括：①煤、②石油、③天然氣，請用它們的序號填寫下列空白：

(1)“西氣東輸”是將新疆等地的

通過管道向東輸送；

(2)

燃燒會產(chǎn)生較多的SO2；

(3)汽油是煉制

得到的產(chǎn)品。③①②10.利用能源、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境是我們大家共同關(guān)注的社會問題。

(1)下列物質(zhì)：天然氣、氫氣、乙醇、汽油、柴油，其中屬于最清潔的燃料是

。

(2)海底埋藏著大量的“可燃冰”，可成為未來的新能源，其主要成分是甲烷水合物，甲烷的化學(xué)式為

。氫氣CH4(3)煤燃燒時會排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物。在一定條件下，二氧化硫與二氧化氮能發(fā)生反應(yīng)：SO2+NO2SO3+X，其中X的化學(xué)式為

。三氧化硫與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。(4)生活中，人們常常利用燃料燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的能量來做飯、取暖。下列有關(guān)說法正確的是

。

A.化學(xué)反應(yīng)過程中都會發(fā)生放熱現(xiàn)象

B.在化學(xué)反應(yīng)中只有燃燒反應(yīng)才能放出熱量

C.在當(dāng)今社會，人類需要的大部分能量是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的NOSO3+2NaOHNa2SO4+H2OC11.當(dāng)代社會幾乎離不開化石燃料，關(guān)于人類使用化石燃料的“利”與“弊”，下列說法正確的是() A.只有“利”而無“弊”，因為人類的生活和生產(chǎn)根本就離不開化石燃料，也離不開以化石燃料為原料生產(chǎn)的塑料、橡膠、纖維、藥物、化肥、農(nóng)藥等

B.只有“弊”而無“利”，因為化石燃料的燃燒產(chǎn)生許多有害物質(zhì)，導(dǎo)致氣候變暖，酸雨、空氣中可吸入顆粒物含量急劇上升D C.“弊”大于“利”，雖然化石燃料為人類提供了能源和物質(zhì)，但使用化石燃料帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題

D.“利”大于“弊”，雖然使用化石燃料帶來了一定的環(huán)境問題，但化石燃料是當(dāng)今社會重要的能源和物質(zhì)資源，只要合理利用，就可以趨利避害12.一種新型綠色電池——燃料電池，把H2、CO、CH4等燃料和空氣不斷輸入，直接氧化，使化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，因而被稱為21世紀(jì)的“綠色”發(fā)電站。這三種氣體可以作為燃料的原因是() A.都是無毒、無害的氣體

B.都可燃燒放出大量的熱

C.燃燒產(chǎn)物均為二氧化碳和水

D.均在自然界中大量存在B13.(2016衡陽)西沙群島及附近海域是我國神圣不可侵犯的領(lǐng)域，海底蘊(yùn)含著大量的可燃冰，可燃冰的主要成分是甲烷水合物。請你回答下列問題：

(1)可燃冰屬于

(選填“可再生”或“不可再生”)能源；

(2)寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式：

；

(3)甲烷是重要的化工原料，一定條件下與CO2反應(yīng)生成CO和H2，CO和H2又可化合成液體燃料CH3OH，則參加反應(yīng)的CO和H2的分子數(shù)之比為

。不可再生1∶214.(2016蘭州)合理利用能源和保護(hù)環(huán)境是我們關(guān)注的問題，請回答：

(1)化石燃料是一類重要能源，它包括煤、

和天然氣。

(2)煤作為燃料給我們帶來了益處，但對環(huán)境也造成了不良影響。 ①使燃料充分燃燒，通常除了考慮燃燒時要有足夠的空氣，還要考慮：

。石油溫度達(dá)到可燃物的著火點②為減少污染、治理“霧霾”，提高煤的利用率，可將其轉(zhuǎn)化為可燃性氣體，相關(guān)反應(yīng)的微觀示意圖如圖7-2-1所示，該反應(yīng)生成物的化學(xué)計量數(shù)之比是

。1∶1③為減少溫室氣體的排放，人們積極尋找不含碳元素的燃料，研究發(fā)現(xiàn)，NH3燃燒釋放大量的能量，且產(chǎn)物沒有污染，有一定的應(yīng)用前景。請將NH3在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整：

4NH3+3O26H2O+

。2N215.某年地球日主題為“珍惜地球資源，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式”。為減少化石燃料的使用，降低污染，各國都在積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。

(1)美國科學(xué)家發(fā)明了一種“發(fā)電葉子”，將這種葉子放入水中，在太陽光照射下，葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，再轉(zhuǎn)化為電能，供家庭用電需求。①整個過程中都發(fā)生了哪些形式的能量轉(zhuǎn)化?

。②“發(fā)電葉子”產(chǎn)生氫氣、氧氣的化學(xué)方程式為:

。太陽能→化學(xué)能→電能2H2O