一、化学反应中的能量变化(★★★★☆)
1. 化学反应中有能量变化
化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,而能量的变化通常表现为热量的变化。
2. 常见的吸热放热反应
(1)放热反应:①可燃物的燃烧,如:2H2+O2=点燃= 2H2O
②活泼金属与酸反应,如:Mg+2HCl=== MgCl2+H2 ↑
③酸碱中和反应,如:NaOH+HCl=== NaCl+H2O
④生石灰与水反应,CaO+H2O=== Ca(OH)2
(2)吸热反应:①二氧化碳与碳反应,C+CO2=高温= 2CO
②工业冶铁,Fe2O3+3CO=高温= 2Fe+3CO2;
③需要持续加热或高温条件的反应,如 2Cu+O2==== 2CuO
④大理石高温分解,CaCO3=高温= CaO+CO2 ↑
二、化石燃料的利用(★★★★☆)
1. 常见的化石燃料:煤、石油、天然气。
3. 天然气
天然气是由碳元素和氢元素组成的气态混合物,其主要成分是甲烷,沼气、坑道气、瓦斯等主 要成分也是甲烷。
(1)甲烷的物理性质
常温下,甲烷是无色无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。
(2)甲烷的化学性质
可燃性:CH4+2O2=点燃= CO2+2H2O
(3)H2 、CO 、CH4 的鉴别:将三种气体点燃,然后分别在火焰上方罩一个干而冷的小烧杯,没有出现小水滴的为 CO ,向 另外两个烧杯中迅速倒入等量的澄清石灰水,振荡,变浑浊的为 CH4 ,无明显变化的是 H2。
4. 燃料的充分燃烧
(1)燃料充分燃烧的条件
①燃烧时要有足够的氧气或空气;②燃料与空气要有足够大的接触面积。
(1)燃料不充分燃烧的缺点
①产生的热量减少,浪费资源;②不完全燃烧产生 CO ,污染空气。
5. 化石燃料对环境的影响
(1)使用化石燃料产生的污染
①燃烧煤会产生 SO2 、NO2 等有害气体和固体颗粒,污染空气;
②汽车尾气中含有 CO,污染空气
(2)硫酸型酸雨的形成
我国的酸雨主要为硫酸型酸雨,这与我国大量燃烧煤有关。煤炭燃烧生成的 SO2 在大气中转变 成硫酸的途径有两种:
①二氧化硫与水生成亚硫酸, SO2+H2O=== H2 SO3;亚硫酸与空气中的氧气反应生成硫酸,2H2 SO3+O2=== 2H2SO4( 久置的雨水酸性变强)。 ②二氧化硫在粉尘或光照作用下,与氧气反应生成三氧化硫, 2SO2+O2=== 2SO3;
三氧化硫与雨水反应生成硫酸, SO3+H2O=== H2 SO4。
(3)防治措施
①燃煤的脱硫处理
在燃煤中加入适量的生石灰,可以减少 SO2 的排放,2CaO+2SO2+O2=高温= 2CaSO4。
②催化转化装置处理汽车尾气
车辆使用的燃料不充分燃烧时会产生 CO,发动机的高温环境容易产生 NO2 ,故采用催化
转化装置将两种有害气体转化为无毒气体再排放。
4CO+2NO2 催化转化装置 4CO2+N2
三、能源的利用与开发(★★★★☆)
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车燃料。
(2)乙醇 ①俗名酒精,化学式为 C2H5OH,易挥发,有辛辣味,可以通过玉米、高粱等发酵、蒸馏得到, 属于可再生资源。
②可燃性 C2H5OH+3O2=点燃= 2CO2+3H2O
2. 氢气
(1)氢气是最理想的清洁能源
①来源广泛,可用水做原料;
②氢气本身无毒,热值高;
③氢气燃烧后的产物是水,不污染环境。
(2)氢气的实验室制法
①实验装置
②反应原理:Zn+H2 SO4=== ZnSO4+H2 ↑;
③收集方法:向下排空气法和排水法。
3. 新能源
(1)新能源:目前人们正在利用和开发的其他能源,如太阳能, 核能,风能, 地热能、潮汐能等。
(2)优点:新能源的利用,既可部分解决化石能源面临耗尽的问题,又可减少对环境的污染。
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