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文檔簡介
1、2011年中考化學總復(fù)習教學案知識巧學升華一、化石燃料化石燃料包括煤、石油、天然氣,是不可再生能源。1.煤煤俗稱“工業(yè)的糧食”,是古代植物遺體埋在地下經(jīng)過長期復(fù)雜的變化而形成的復(fù)雜混合物,主要含有碳元素,此外,還含有氫元素和少量的氮、硫、氧等元素,以及無機礦物質(zhì)。以煤作燃料主要是利用煤與氧氣反應(yīng)釋放大量熱量。將煤隔絕空氣加強熱(干餾)可分解成焦炭、煤焦油和焦爐氣等多種有用的物質(zhì),從而使煤得到綜合利用。這一過程可表示為:2.石油石油俗稱“工業(yè)的血液”,是古代海洋生物的遺骸埋在地下經(jīng)長期復(fù)雜的變化形成的,石油是一種黏稠狀液體,由沸點不同的化合物組成,主要含有碳、氫元素,同時還含有少量的硫、氧、氮等
2、元素。將石油加熱煉制,利用石油中各成分的沸點不同,將它們分離,可以得到不同的產(chǎn)品。如汽油、煤油、柴油、潤滑油等,它們具有廣泛的用途。這一過程可表示為:3.天然氣天然氣的形成與石油相同,在有石油的地方一般都有天然氣存在。天然氣的主要成分是甲烷。甲烷(CH4)是無色無味的氣體,極難溶于水,易燃燒,燃燒時產(chǎn)生明亮的藍色火焰,生成水和二氧化碳,CH42O2CO2+2H2O。把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發(fā)酵,就可產(chǎn)生甲烷,這對于解決我國農(nóng)村的燃料問題,提高農(nóng)家肥料的肥效,改善農(nóng)村衛(wèi)生條件以及發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等有著十分重要的意義。4.化石燃料的合理開采和節(jié)約使用煤、石油和天然氣等化石燃料是
3、不可再生的資源,面臨被耗盡的危險,應(yīng)合理開采、綜合利用并節(jié)約使用。使燃料充分燃燒,對于節(jié)約能源、減少環(huán)境污染非常重要。要點提示使燃料充分燃燒通??紤]兩點:一是燃燒時要有足夠多的空氣(或氧氣);二是燃料與空氣(或氧氣)要有足夠大的接觸面積。燃料燃燒不充分時,不僅使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量減少,浪費資源,而且還會產(chǎn)生大量的一氧化碳等物質(zhì),污染空氣。1 / 9二、化學反應(yīng)的能量變化1.吸熱和放熱物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)的同時,常常伴隨著能量的變化,通常表現(xiàn)為熱量變化,即有放熱現(xiàn)象或吸熱現(xiàn)象。有些化學反應(yīng)是放熱的,如物質(zhì)的燃燒、鋁與鹽酸的反應(yīng)等,這些都稱為放熱現(xiàn)象;有些反應(yīng)是吸熱的,如一氧化碳、木炭還原氧化銅的反應(yīng)
4、,碳與二氧化碳的反應(yīng),高錳酸鉀受熱分解等,這些都稱為吸熱現(xiàn)象。2.人類生活對化學能量的利用(1)生活燃料的利用:如做飯、取暖等。(2)利用燃燒產(chǎn)生的能量:發(fā)電、燒制陶瓷、冶煉金屬、發(fā)射火箭等。(3)利用爆炸產(chǎn)生的巨大能量:開山炸石、拆除危舊建筑等。(4)利用食物在體內(nèi)發(fā)生化學反應(yīng)放出的熱量,可維持體溫和日?;顒铀璧哪芰?。聯(lián)想發(fā)散在遠古時代,我們的祖先就會使用天然火,他們用火烘烤食物,驅(qū)趕野獸,還用火照明,防寒。火的使用,增強了人們適應(yīng)自然的能力。人類使用的燃料,從最早的柴草、木柴,到煤、石油、天然氣,發(fā)展到今天的許多新型燃料,燃料的燃燒在人類社會發(fā)展過程中起著相當重要的作用。問題思路探究問題
5、1:化石燃料燃燒對環(huán)境有哪些污染?思路:(1)煤中含有少量的硫、氮等元素,在燃燒時會排出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物,它們?nèi)苡谒畷纬伤嵊辍R虼藶榱吮Wo環(huán)境,應(yīng)該使用脫硫煤。(2)汽車尾氣中的主要污染物是一氧化碳、氮的氧化物和未燃燒的碳氫化合物、含鉛化合物、煙塵等。(3)燃料燃燒對空氣造成的危害主要有兩點:形成酸雨(主要由二氧化硫等氣體造成);形成溫室效應(yīng)(主要由二氧化碳、甲烷、氟氯烴、一氧化二氮等造成)。探究:(1)煤的燃燒因煤中含有少量的硫、氮等元素,在燃燒時會排出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物,它們?nèi)苡谒畷纬伤嵊?。酸雨不僅影響人的健康和植物生長,還會造
6、成對自然資源以及建筑物等的破壞。煤若燃燒不充分還會產(chǎn)生有毒氣體一氧化碳(CO)污染空氣。因此,應(yīng)盡量減少使用原煤作燃料。(2)汽車用燃料的燃燒汽車用燃料是汽油或柴油。它們?nèi)紵龝a(chǎn)生一氧化碳、氮的氧化物和未燃燒的碳氫化合物、含鉛化合物、煙塵等,合稱尾氣。排到空氣中,會對空氣造成污染,損害人體健康。為減少汽車尾氣對空氣的污染,需采取:a.改進發(fā)動機的燃燒方式,以使燃料能充分燃燒;b.使用催化凈化裝置,使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì);c.使用無鉛汽油,禁止含鉛物質(zhì)排放;d.加大檢測尾氣的力度,禁止尾氣未達到環(huán)保標準的汽車上路;e.使用清潔燃料,例如壓縮天然氣(CNG)或液化石油氣(LPG);f.在汽油中添
7、加適量酒精制成乙醇汽油等。(3)化石燃料燃燒,造成對空氣污染的原因燃料中的雜質(zhì)如硫等燃燒時,產(chǎn)生空氣污染物,如SO2等;燃料燃燒不充分,產(chǎn)生一氧化碳;未燃燒的碳氫化合物及碳粒、塵粒等排放到空氣中。(4)化石燃料中天然氣是清潔能源。相比之下由于天然氣的主要成分是甲烷,甲烷的含碳量相對較小,燃燒較完全,燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水,所以它對大氣的污染較輕,通常稱為清潔能源。問題2:煤礦的礦井里常含有甲烷,煤礦發(fā)生瓦斯爆炸造成人員傷亡的事故時有發(fā)生。你認為煤礦應(yīng)采取什么安全措施?思路:本題考查化學知識在安全生產(chǎn)方面的應(yīng)用。甲烷是可燃性氣體,在礦井里和空氣混合在一起,遇到明火,就可能劇烈燃燒而引起爆炸。故應(yīng)
8、采取嚴禁煙火、通風透氣等措施。 探究:應(yīng)采取的措施是:(1)嚴禁煙火,排除一切可能產(chǎn)生火花的因素;(2)通風透氣,使礦井里產(chǎn)生的甲烷盡快散失等。典題熱題新題例1:下列說法正確的是()A.天然氣就是甲烷,所以它是純凈物B.煤和石油中,含量最多的元素是碳元素C.煤不可再生,而石油可再生D.天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物思路解析:化石燃料是古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化而形成的,它們都是混合物,也都是不可再生資源;煤中主要含碳元素,而石油中主要含碳、氫兩種元素。答案:D深化升華天然氣和甲烷是兩個概念,要注意概念的區(qū)別,天然氣的主要成分是甲烷,除了甲烷外還有一些其他的物質(zhì)。例2:2002年世
9、界杯足球賽開幕式和揭幕戰(zhàn)在漢城蘭芝島上舉行,世人矚目的足球場下面填埋著漢城人15年的垃圾,垃圾產(chǎn)生的沼氣為足球場提供了部分能源。(1)沼氣燃燒的化學方程式是。(2)下列說法正確的是(填序號)。把秸稈、雜草等廢棄物放在密閉池中發(fā)酵可以產(chǎn)生沼氣沼氣的應(yīng)用對解決農(nóng)村燃料問題、改善環(huán)境有重要意義沼氣的主要成分甲烷是一種最簡單的碳氫化合物點燃沼氣與空氣的混合氣體可能發(fā)生爆炸思路解析:沼氣的主要成分是甲烷(CH4)。甲烷是最簡單的碳氫化合物,具有可燃性,煤礦礦井里的瓦斯爆炸主要就是甲烷與空氣混合遇明火造成的。答案:(1)CH42O2CO22H2O(2)深化升華本題以社會熱點為背景,將沼氣的產(chǎn)生、主要成分、
10、化學性質(zhì)以及用途有機結(jié)合進行命題,考查運用課本知識解決實際問題的能力。例3:請仔細閱讀下列文字,然后完成有關(guān)問題。(1)煤是一種常用的化石燃料。家庭用煤經(jīng)過了從“煤球”到“蜂窩煤”的變化。以前人們把煤粉加工成略大于乒乓球的球體,后來人們把煤粉加工成圓柱體,并在圓柱體內(nèi)打上一些孔(如圖)。請你分析這種變化的優(yōu)點是。(2)煤燃燒時會產(chǎn)生許多污染物。據(jù)資料顯示,冬天空氣中二氧化硫含量會增多,請你分析造成這一現(xiàn)象的可能原因是。為了減少煤燃燒對環(huán)境造成的污染,可將水蒸氣通過熾熱的煤層制得較清潔的水煤氣(主要成分是CO和H2),請你寫出反應(yīng)的化學方程式:。(3)水煤氣用管道輸送到千家萬戶,這便是我們常說的
11、家用煤氣。煤氣廠常在家用煤氣中摻入少量具有難聞氣味的氣體,其目的是 。思路解析:從煤的制作結(jié)構(gòu)上可以看出,蜂窩煤是疏松多空的,便于與空氣接觸,而煤球是實心的,與空氣的接觸面積小。答案:(1)增大煤與氧氣的接觸面積,使其充分燃燒(2)冬天用煤量增大,燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫增多CH2OCOH2(3)便于及早發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏,以防引起中毒深化升華本題密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際,將考查的知識點放在熟悉的生活情景中,讓人感到自然、可親。本題主要涉及燃料充分燃燒、煤的組成以及安全使用煤氣的有關(guān)知識。原理:C+2CuO2Cu+CO2裝置:鐵架臺、大試管、酒精燈(用高錳酸鉀制氧氣的裝置)。實驗步驟:按(上圖)從下到上安
12、裝好儀器,試管口略向下傾斜。將木炭粉和黑色氧化銅分別充分烘干后,按一定的質(zhì)量比稱取兩種黑色粉末。放入研缽中反復(fù)研碎、混勻。用藥匙或小紙槽將黑色混合物放進試管底部,塞上帶有橡皮塞的直角玻璃導(dǎo)管,玻璃導(dǎo)管的另一端插入另一支盛有澄清石灰水的試管中。點燃酒精燈,先預(yù)熱試管,然后集中在盛有混合粉末處加強熱。幾分鐘后,可觀察到澄清石灰水變渾濁。拔下橡皮塞,熄滅酒精燈,待試管自然冷卻后,將試管中的混合物倒在一張白紙上?;旌戏勰┲杏屑t色的單質(zhì)銅生成。 現(xiàn)象:黑色粉末變成紅色固體,放出的氣體能使澄清石灰水變渾濁。要點提示試管口略向下傾斜。實驗結(jié)束先從澄清石灰水中拿出導(dǎo)管再停止加熱。待試管冷卻后再把試管中的紅色固
13、體倒出來,防止生成的銅再被氧化;用酒精燈加熱時可用網(wǎng)罩提升溫度,也可用酒精噴燈加熱。氧化銅與碳的配比:由化學方程式計算,氧化銅與碳的質(zhì)量比應(yīng)當是131,在實際操作中,氧化銅粉與炭粉的質(zhì)量比控制在(913)1的范圍內(nèi)效果較好。(2)木炭還原氧化鐵2Fe2O3+3C4Fe+3CO2三、還原反應(yīng)含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。含氧化合物提供氧的性質(zhì)叫做氧化性,含氧化合物是氧化劑;奪取含氧化合物中氧的物質(zhì)是還原劑,它的這種性質(zhì)叫做還原性。用于冶金工業(yè),如3C+2Fe2O34Fe+3CO2要點提示氧化劑和和還原劑描述的對象是反應(yīng)物,還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)描述的是反應(yīng)過程,氧化劑具有氧化性,還原劑具
14、有還原性。如:反應(yīng)2CuO+C2Cu+CO2。 氧化銅失去氧而變成單質(zhì)銅,氧化銅被還原發(fā)生了還原反應(yīng)。木碳得到氧變成二氧化碳,木碳被氧化發(fā)生了氧化反應(yīng)。木炭使氧化銅還原為銅,木炭具有還原性,是一種還原劑。氧化銅能使木炭氧化為二氧化碳,那么氧化銅具有氧化性,在這個反應(yīng)中是還原劑。關(guān)于氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、氧化劑、還原劑的判斷,可以根據(jù)下面的韻語:得氧氧化,失氧還原;要是問劑,恰恰相反。氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)同時發(fā)生,不可能在一個反應(yīng)中,只有物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),沒有物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)。也就是說在同一反應(yīng)中,有氧化劑,也有還原劑。問題思路探究 問題1:吸附(作用)是物理變化還是化學變化?思路:吸附是各種固體表
15、面都有的性質(zhì)。一定質(zhì)量的吸附劑,吸附能力的大小決定于其表面積的大小,表面積越大,吸附能力越強。被吸附的氣體物質(zhì)的分子越大(半徑越大)相對分子質(zhì)量越大,沸點越高,越易被吸附。探究:木炭和活性炭的吸附是將被吸附物(有色液體、氣體、有毒氣體等)吸在表面(細管道內(nèi)),這個變化并沒有新物質(zhì)生成,因此是物理變化。由于活性炭是將木炭在隔絕空氣的條件下,通過水蒸氣氣流加強熱得到的,所以管道更為疏通,因而吸附性強于木炭。問題2:同一種元素可以組成不同的單質(zhì)嗎?思路:由于同一種元素可以組成不同種單質(zhì),元素已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了109種,那么單質(zhì)的種類就要更多了。注意元素和單質(zhì)是不同的概念,單質(zhì)一定是由同一種元素組成的,但一種
16、元素不一定只形成一種單質(zhì)。探究:同一種元素不僅能夠組成一種單質(zhì),有的還能組成多種單質(zhì),如碳元素可組成金剛石、石墨、C60等幾種單質(zhì);磷元素可組成紅磷、白磷等單質(zhì);氧元素可組成氧氣、臭氧等單質(zhì)。 典題熱題新題例1:碳元素有金剛石、石墨和無定形碳等多種單質(zhì),下列關(guān)于碳單質(zhì)的敘述正確的是()A.都是黑色固體B.碳原子的排列方式都相同C.在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳D.都能使紅墨水褪色思路解析:金剛石是無色透明的,所以A選項不對;這幾種物質(zhì)正是因為碳原子排列方式不同所以結(jié)構(gòu)不同,是不同的物質(zhì),所以B選項錯;金剛石、石墨和無定形碳都是碳元素形成的單質(zhì),其燃燒產(chǎn)物相同,都是二氧化碳;這三種物質(zhì)中,只有
17、無定形碳是疏松多孔的物質(zhì),具有吸附性,能使紅墨水褪色,所以D選項錯。答案:C深化升華該題考查了對同種元素可以組成不同單質(zhì)的理解,進一步提高了對組成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途基本原理的認識。金剛石、石墨和無定形碳等單質(zhì)都是由碳元素組成的,雖組成元素完全一樣,但因結(jié)構(gòu)不同,又是完全不同的幾種物質(zhì),性質(zhì)差別很大。如金剛石無色透明、硬度極大、不導(dǎo)電,石墨呈灰黑色、質(zhì)軟、具有良好的導(dǎo)電性,木炭、活性炭有較強的吸附性等,用途也各不相同。例2:1985年科學家發(fā)現(xiàn)的C60分子是由60個碳原子構(gòu)成的,它的形狀像足球(圖C),因此又叫足球烯。1991年科學家又發(fā)現(xiàn)一種碳的單質(zhì)碳納米管,它是由六邊環(huán)形的碳原子構(gòu)成
18、的管狀大分子(圖D)。圖A、圖B分別是金剛石和石墨的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中小黑點均代表碳原子。思路解析:由于碳原子排列方式的不同,導(dǎo)致它們的物理性質(zhì)有較大差異。金剛石、石墨、足球烯、碳納米管都是由碳原子構(gòu)成的碳單質(zhì),它們的化學性質(zhì)(常溫下穩(wěn)定性、可燃性、還原性)是相同的,而且由于碳原子的最外層電子數(shù)為4,常溫下不易得失電子,決定了這些碳單質(zhì)在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定。證明足球烯和碳鈉米管都是由碳元素組成的,首先利用其可燃性說明其含有碳元素,其次通過定量測定證明其只含碳元素。答案:(1)碳原子的排列方式不同。(2)不活潑,因為碳原子的最外層電子數(shù)為4,常溫下不易得失電子。(3)將足球烯放在充滿氧氣的密閉容器里使之燃燒,測定其生成物是二氧化碳,且二氧化碳里所含碳的質(zhì)量等于燃燒前后足球烯減少的質(zhì)量。分析題目時應(yīng)將足球烯和碳納米管的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與金剛石和
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