燃料及其利用
一、燃烧的条件
1、燃烧:一般是指可燃物跟氧气发生的一种发光、放热的的氧化反应
探究燃烧的条件(本实验要在通风橱或抽风设备下进行):
汽车尾气成分【实验操作】a.如右图(1),在500mL 的烧杯中注入400mL 热水,并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片,铜片上一端放一小堆干燥的红磷,另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷,观察现象。
b.如右图(2),用导管对准上述烧杯中的白磷,通入少量氧气(或空气),观察现象。【实验现象】a.铜片上的白磷,铜片上的红磷和水中的白磷。b.白磷在水下。【实验分析】如右图(1)。
①与②对比,说明:物质是否发生燃烧与可燃物燃烧所需要的
有关。
①与③对比,说明:物质是否发生燃烧与是否与(空气)
接触有关。③与图(2)对比,再次说明:燃烧必须有气(空气)。【实验结论】燃烧的条件:、与气(或气)接触、温度达到通风橱是一种不完善的尾气处理装置,若改进上述实验,可将红磷和白磷装入的容器内(还要套一个气球),这样便于进行尾气处理。
【注意事项】①着火点不是固定不变的。对固体燃料来说,着火点的高低跟表面积的大小、颗粒的粗细、导热系数的大小等都有关系。
②并非所有的燃烧都需要氧气,如氢气在中燃烧生成氯化氢。③只有三个条件全部满足,燃烧才能发生。自燃:由缓慢氧化引起的自发燃烧。
二、灭火
1、灭火的原理:①清除或使可燃物与其他物品;②氧气(空气);
③降低可燃物的温度,使其降低到。【注意事项】
①着火点是可燃物着火燃烧时所需的最低,是物质的一种性质,不随外界条件的变化而。
②在燃烧的三个条件中,只需破坏个条件就可以使燃烧。
2、常见灭火器:
教材P 130页上活动与探究(灭火器原理):其中小试管内为浓盐酸,吸滤瓶内为浓Na 2CO 3溶液,两者不能调。反应方程式为:
(1)泡沫灭火器的反应原理:Na 2CO 3+2HCl=2NaCl+H 2O+CO 2↑
(2)干粉灭火器:用于扑灭一般失火及油、气燃烧引起的火灾。干粉灭火器的反应原理:2NaHCO 3
Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑
(3)二氧化碳灭火器内盛装的是态二氧化碳,使用时不会留下任何痕迹。扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器着火。
(4)水基型灭火器:用于扑灭非水溶性可燃性液体引起的火灾及棉布、木材等的失火。练习:向燃着的木炭上浇少量水,火苗比原来更高,而泼一大盆水,火苗熄灭,为什么?
答:因为少量水与木炭反应产生了可燃性气体H 2和CO,所以火苗更高;而泼一大盆水时,则把温度降到了木炭的
着火点以下,同时,产生的水蒸气隔绝了空气,所以熄灭。练习:着火的森林中,砍出隔离带的目的:。
白磷热水氧气(2)
(1)白磷白磷红磷热水①②③
练习:用水灭火的原理:。
三、爆炸
定义:可燃物在有限的内急剧地燃烧(条件),就会在短时间内聚积大量的热,使气体的体积迅速而引起爆炸(原因)。
◆爆炸还包括物理爆炸,例如,它们是物理变化。
◆除了可燃性气体能发生爆炸外,可燃性粉尘如面粉、煤粉等也能发生爆炸。
粉尘爆炸实验
【实验操作】取一空金属罐和小塑料瓶,剪去金属罐和小塑料瓶的上部,并在金属罐和
小塑料瓶的底侧各打一个比橡皮管外径略小的小孔。像右图那样连接好装置,在小塑料瓶中放入干燥的面粉,点燃蜡烛,用塑料盖盖住罐。从橡皮管一端快速鼓入大量的空气,使面粉充满罐,观察现象并分
析原因。【实验现象】“砰”地一声响,伴随一团火光产生;放热;塑料盖被。
【实验分析】面粉被吹起后与空气充分接触,又被蜡烛点燃。在有限的空间内发生急剧燃烧并放出大量,产生的气浪将塑料盖掀起,说明可燃性的粉尘在有限的空间内急剧燃烧能发生爆炸。【注意事项】①面粉应该是的;②气囊的作用:使面粉与空气。③鼓气球与金属罐之间的连接管可稍一些,人距离该装置一些,以防危险。油库、面粉加工厂、纺织厂和煤矿的矿井内等地方必须做的安全措施:、。
四、化学反应中的能量变化
1、化学反应中伴随着变化,通常表现为变化。大部分反应热:如:所有的燃烧反应、金属与酸的反应、中和反应等。部分反应热:如:需要持续不断加热才能发生的反应,都为吸热反应。
判断方法:反应条件为“△”或“高温”的。如木炭与二氧化碳、碳酸钙高温分解等反应。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(或者干燥的生石灰),再加入5mL 盐酸(若前面加的生石灰则加水),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(生石灰与水同);放热;镁条逐渐变小或消失。【实验结论】镁条(生石灰)与盐酸(水)发生化学反应并热量。【化学方程式】Mg+2HCl=MgCl 2+H 2↑()⏹使燃料充分燃烧的方法:
①加大的量;②增大燃料与空气的。
实例:将块状的煤加工粉碎成煤粉,或者制成蜂窝煤等。⏹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、节省);②降低环境污染的程度。⏹燃料不充分燃烧的后果:
①使燃料燃烧产生的热量减少,利用率,浪费资源;②产生大量的、黑烟等物质,污染空气。2、人类对能量的利用
生活燃料的利用、利用爆炸产生的能量、利用食物在体内反应放出的能量等。
五、化石燃料的利用
化石燃料包括:、、。均为,都是能源。1、煤:主要含元素;称为“工业的”。煤的干馏:将煤隔绝加强热;使煤分解为、、等有用的物质。干馏属于变化。
燃烧排放的污染物:SO 2、NO 2、CO、烟尘等。(、可导致酸雨)“煤气”的主要成分:H 2、CH 4
、CO。煤气中毒就是中毒。
鼓气
区别水煤气的成分:H 2、CO。2、石油:主要含、元素;称为“工业的”。石油不能直接作燃料。利用石
油中各成分的不同,可以将石油分馏,使石油中各成分分离。石油的分馏属于变化。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。石油产品均为物。汽车尾气中的污染物:、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘。3、天然气是能源,但不是绿能源。天然气或沼气或瓦斯的主要成分为:(甲烷)。甲烷是的有机物、相对分子质量最的有机物。物理性质:无、无味、溶于水、密度比空气。
化学性质:。++(火焰)
在我国农村,使用沼气的好处如下:①可以解决生活用问题;②改善农村环境、卫生状况;③提高肥效。
注意:防止瓦斯爆炸的措施:、。
4、可燃冰:可燃冰与冰、干冰是不同的物质,可燃冰是一种甲烷水合物,是甲烷与水在低温高压下形成的。是物,是再生能源。主要成分是CH 4·8H 2O,可燃冰的优点:能量、热值,是替代化石燃料的新能源。
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。5、燃料充分燃烧的条
件:要有足够的;燃料与空气要有。★我们对待化石燃料的态度:合理开采、减少使用、综合利用。
六、使用燃料对环境的影响
1、煤燃烧时排放出、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,会形成雨。燃料燃烧产生的主要污染物:
(1)杂质如硫等燃烧,产生空气污染物如二氧化硫等。(2)燃料燃烧不充分,产生CO 等。
(3)未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排到空气中形成浮尘。酸雨危害的模拟实验
【实验操作】向一个空集气瓶和一个充满SO 2的集气瓶中各加入少量水。分别将表中所列物质放入上述两种液体中,观察现象。【实验现象】见下表
加入的物质现象
水SO 2加水植物叶子或果皮无明显变化植物叶子或果皮变黄镁条或锌粒无明显变化镁条或锌粒表面有气泡产生
大理石或石灰石
无明显变化
大理石或石灰石表面有气泡产生,并且变得粗糙
【实验结论】酸雨呈酸性,能与多种物质发生反应。⏹
酸雨的危害:
①(1)腐蚀大理石建筑、钢铁制品;②(2)污染江河湖海,使土壤酸化;
③(3)影响水中动植物生长,破坏森林、农作物的生长。④(4)直接危害人体健康,甚至使人死亡。
酸雨形成的反应原理:SO 2+H 2O=H 2SO 3,2H 2SO 3+O 2=2H 2SO 4
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。防止酸雨的措施:①工厂废气后排放;②减少含煤的使用或使用脱煤;③改善汽车
用燃料(如压缩天然气CNG 和液化石油气LPG);④煤、石油等化石燃料的燃烧,大力开发使用新燃料、新能源。
2、汽车用燃料的燃烧
尾气污染物:、C、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物、烟尘。减少尾气污染的措施:
①改进发动机的方式,使汽油燃烧。②使用净化装置,使有害气体转化为无害物质。③使用无汽油,禁止含铅物质排放。
④加大检测尾气力度,禁止未达环保标准的车上路。
七、能源的利用和开发新
1、乙醇①俗名:
;化学式:。
②物理性质:无、
气味,易
溶于水(能与水以任意比例互溶)。
③化学性质:可燃烧:++(产生淡蓝火焰)④用途:做燃料,如乙醇汽油;重要的化工原料;制造消毒剂;制造醋酸、饮料、香精、染料等。汽车使用乙醇汽油优点:可节省石油资源;可减少汽车的排放;促进农业生产。2、氢气
①物理性质:无、无味、密度比空气、溶于水。②化学性质:
2H 2+O 2
2H 2O(淡蓝火焰)
可燃烧:
H 2+Cl 22HCl (苍白火焰)
③实验室制法。原理:
发生装置与实验室用H 2O 2制O 2或实验室制CO 2的装置相同收集方法:或。④氢能源的优点:燃烧放出的热量;燃烧产物无;再生能源,且来源广。⑤在生产和生活中大量使用氢能源的困难之处:氢气制取成本、困难。
3、其它新能源:能、核能、能、地热能、潮汐能。