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人教版初中化学上册第七单元 能源的合理利用与开发 知识总结.docx


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第七单元 能源的合理利用与开发
01 思维导图
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02 考点速记
课题1 燃料的燃烧
(一)燃烧的条件
1.燃烧条件的分析与探究
铜片上的白磷燃烧,产生大量白烟,
铜片上的红磷不燃烧,热水中的白磷不燃烧。
通氧气后,热水中的白磷燃烧
热水的作用:①使水中白磷与空气隔绝,②为薄铜片上的试剂提供热量。
【改进实验方案】改进原因:P2O5有毒,实验用试剂较多。
现象:试管中的白磷燃烧,产生大量白烟,左边气球先胀大后变瘪。试管中的红磷和水中白磷不燃烧。
气球的作用是形成密闭环境防污染。
大烧杯的作用是密闭,防止白烟逸散,污染空气。
2.燃烧的条件
(1)燃烧:通常情况下,可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
(2)燃烧需要满足三个条件:①可燃物; ②氧气(或空气);③达到燃烧所需的最低温度(着火点)。
(二)燃料燃烧的调控
1.燃料的充分燃烧
使燃料充分燃烧,通常要考虑:燃烧时要有足够的空气(氧气),燃料与空气要有足够大的接触面等。
2.灭火的原理和方法
(1)灭火的原理:①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离;②隔绝氧气(或空气);③使温度降到着火点以下。灭火的原理就是破坏燃烧的条件。
(2)灭火器及原理
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实验内容
分析
灭火原理
反应的化学方程式:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
产生的二氧化碳气体使装置中的压强迅速增大,气体夹带着液体从装置中喷出,喷射在可燃物的表面以达到灭火的目的
降温和隔绝空气
(3)常见灭火器及其灭火原理和适用范围
灭火器
灭火原理
适用范围
干粉灭火器
隔绝空气
除可用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的火灾
二氧化碳灭火器
降温和隔绝空气
扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等存放场所的失火
(灭火时不留下任何痕迹而使物体损坏)
水基型灭火器
隔绝空气
扑灭汽油、柴油、木材、棉布等的失火
(4)火灾发生时的自救措施
如果发现火险或遭遇火灾,一定不要慌张,要沉着应对,并立即拨打119火警电话。如果火势不大,可根据可燃物及起火原因等现场情况,选择合适的方法和灭火器材将火扑灭。如果火势较大或有蔓延的趋势和可能,应采取必要的自救措施,如采用湿毛巾捂住口鼻等方式迅速离开着火区域。
(三)易燃物和易爆物的安全知识
1.爆炸
(1)引起爆炸的原因:易燃物在有限的空间内急剧地燃烧,就会在短时间内聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。
(2)聚集在通风不良的有限空间内遇到明火易引起爆炸的常见物质:
①可燃气体,如天然气、煤气、液化石油气。
②粉尘,如面粉、煤粉。
2.认识一些消防安全标志
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当心易燃物
当心爆炸物
禁止吸烟
禁止烟火
禁止放易燃物
禁止燃放鞭炮
3.常见的易燃物、易爆物与注意事项
(1)常见的易燃物、易爆物:火药、烟花爆竹、硫黄、白磷、红磷、酒精、汽油、氢气、天然气、液化石油气等。
(2)注意事项:在生产、运输、使用、储存易燃物和易爆物时,必须严格遵守有关规定,绝不允许违章操作。
(四)化学反应中的能量变化
1.燃烧放热
酒精是乙醇(C2H5OH)的俗称。乙醇在空气中完全燃烧时,生成二氧化碳和水,并放出大量的热量,其完全燃烧的化学方程式:C2H5OH+3O2 点燃 2CO2 + 3H2O
2.其他放热的化学反应
氧化钙与水反应生成氢氧化钙,并放出热量,发生反应的化学方程式:CaO + H2O === Ca(OH)2
3.化学反应中的能量变化
化学反应中能量的变化通常表现为热量的变化,有些反应放出热量,如氧化钙与水的反应;而有些反应吸收热量,如碳单质与二氧化碳的反应。
4.对化学反应放出能量的利用
除了生活燃料的使用,人们还利用燃烧等化学反应放出的能量发电、发射火箭,利用爆炸放出的能量开采矿物、开山炸石、拆除危旧建筑等。
课题2 化石能源的合理利用
(一)化石能源的利用
1.常见的化石能源有煤、石油、天然气等,它们都是混合物,相对较为清洁的是天然气,化石能源是不可再生能源。
2.煤和石油的比较

石油
组成元素
主要含有碳元素,还含有氢、氮、硫、氧等元素
主要含有碳和氢两种元素
加工方式
煤的干馏:将煤隔绝空气加强热分解(属于物理变化)
石油的分馏:利用石油中各成分的沸点不同进行分离(属于化学变化)
主要加工
焦炭、煤焦油、煤气(由一氧化碳、氢
汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、液化石油
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产品
气和甲烷等组成的混合气体)等
气(主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等)等
天然气(主要成分是甲烷)
(1)甲烷燃烧(CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O)
实验步骤
实验现象
实验分析与结论
①验纯后,点燃甲烷
火焰呈蓝色,放热
甲烷具有可燃性
②在火焰的上方罩一个干燥的烧杯
烧杯内壁有水雾出现
甲烷中含有氢元素
③迅速把烧杯倒过来,向烧杯内注入少量澄清石灰水,振荡
澄清石灰水变浑浊
甲烷中含有碳元素
(2)沼气的主要成分是甲烷。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就会产生沼气,可用作燃料。
(3)未来新能源可燃冰的开发
海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰,主要成分是甲烷水合物,具有热值高、储量巨大等优点,有望成为未来新能源。
(二)降低化石能源的利用对环境的影响
1.化石能源的利用对环境的影响
(1)形成酸雨:煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物,这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨。
(2)污染空气:汽车使用的汽油或柴油燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等,会随尾气直接排放到空气中,造成污染。
(3)加剧温室效应:大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会引起温室效应加剧,导致全球变暖。
2.降低化石能源的利用对环境的影响
(1)提高燃料质量:如我国已大力推广使用脱硫煤,并在很多地区用天然气代替煤。
(2)改进使用技术:如改进生产中使用的脱硫设备;改进汽车发动机的燃烧方式,使用催化净化装置,加大尾气检测力度,推广使用电动汽车。
(3)开发和利用新能源:化石能源对环境的影响越发突出,同时,人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。因此,开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。
3.氢能源
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(1)氢能源的优点:氢气无毒,热值高,燃烧后的产物是水,无污染(是一种清洁的高能燃料)。
(2)氢气燃烧的化学方程式:2H2+O2 点燃 2H2O。
(3)实验室制取氢气(如图):
①所用试剂:锌和稀硫酸;
②反应原理:Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑;
③收集方法:排水法或向下排空气法。
(4)工业制取氢气:工业上一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。
(5)氢气在生产和生活中还未能广泛应用的原因:大量制取和储运成本较高。
4.其他能源:如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能。
03 素养提升
易错点辨析
(一)误认为燃烧必须有氧气参加。
通常情况下,大多数物质的燃烧必须有氧气参与,但有些物质燃烧不一定有氧气参与,如镁可以在二氧化碳或氮气中燃烧等。
(二)误认为灭火时降温是“降低可燃物的着火点” 。
着火点是物质的固有属性,一般不随外界条件的改变而改变,因此不能降低可燃物的着火点,只能降低周围环境的温度至可燃物着火点以下的方法灭火。
(三)误认为点燃可燃性气体一定会引起爆炸。
可燃气体与氧气或空气混合遇明火达到爆炸极限才可能爆炸。在爆炸极限以外,可燃性气体过少或过多,反应放出的热量有限,故爆炸不会发生。
(四)误认为室内着火时,要立刻打开门窗通风。
室内着火,打开门窗通风会提供大量的氧气,使燃烧更旺且使火势向外蔓延。
(五)检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法
点燃,在火焰上方罩一个干燥的烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,证明含有氢元素;
迅速把烧杯倒过来,注入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,证明含有碳元素。
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【例如】设计实验鉴别 CO、H2、CH4三种可燃气体:
①分别点燃三种气体;
②分别在火焰上方罩一个干燥的烧杯,看烧杯内壁是否出现水雾现象;
③迅速把烧杯倒过来,分别向烧杯内注入少量澄清石灰水,振荡,看是否变浑浊。

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