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  4. 化石燃料二氧化碳的性质

甲烷是___________和___________的主要成分,在空气中燃烧的方程式是___________,现象是发出___________,放出___________,生成___________和

一、题文

甲烷是___________ 和___________ 的主要成分,在空气中燃烧的方程式是___________ ,现象是发出___________ ,放出___________ ,生成___________ 和使澄清石灰水___________ 气体。

考点提示:化石燃料,二氧化碳的性质

二、答案

天然气  ;沼气  ;CH4+2O2CO2+2H2O  ;蓝色火焰 ; 热量  ;水  ;变浑浊的二氧化碳

三、考点梳理

知名教师分析,《甲烷是___________和___________的主要成分,在空气中燃烧的方程式是___________,现象是发出___________,放出___________,生成___________和》这道题主要考你对 化石燃料二氧化碳的性质 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:化石燃料,二氧化碳的性质

考点名称:化石燃料
  •  概念:
    化石燃料是由古代动植物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的。化石燃料包括煤(工业的粮食),石油(工业的血液)和天然气,是不可再生能源。
  •  煤:
     ①煤是固体燃料,其最大的缺点是燃烧速率慢,利朋效率低,且不适用于多数运输业作动力源,还会导致严重的大气污染。从资源、经济与环境三方面综合考虑,适宜在煤产地搞热电联产,提高煤炭转换成电能的比重.住城市发展煤气或液化燃料。煤的综合利用煤是我国主要的化石能源,占90%以上,煤的综合利用措施主要有下列三条:
    a.煤的气化:目前主要是煤在高温下与水蒸气的反应。产物为燃料气,又可作化工原料。主要产品有CO、CH4、H2等。
    b.煤的焦化:也称煤的干馏,是在隔绝空气的条件下加强热.使组成煤的物质发生分解反应。主要产品及用途:焦炭:金属冶炼;煤焦油:重要的化工原料;焦炉气:含有CO、CH4、H2等,既可作燃料又是重要的化工原料。
    c. 煤的液化:煤发生化学反应,分裂为小分子,利用催化剂向小分子中加入氯元素.得到与石油产品成分相近的燃料油,是一项人造石油的技术。

    ②煤气:
    a.煤气的形成:煤气作为一种生活燃料,在一些城市被使用.煤气通常情况下是利用煤与水蒸气在高温条件反应生成的:C+H2OCO+H:煤气的主要成分是CO,但同时含有H2、CH4等其他可燃性气体
    b.煤气中报警物质的特性:由于煤气的主要成分CO是一种无色、无味的有毒气体,当煤气泄漏时不易察觉,会危害人体健康甚至危及生命。为了安全起见,通常在煤气中加入一些持殊的物质,如乙硫醇(C2H5SH)。乙硫醇具有特殊刺激性气味,当煤气泄漏时,可以使人很快警觉,并马上采取措施,防止发生爆炸、火灾和中毒事故;同时,乙硫醇在煤气燃烧过称中可以充分燃烧不仪煤气.其他可燃性气体如天然气、液化石油气中通常也加入少量报警物质。

    石油的综合利用:
    ①石油是由多种物质组成的混合物,没有同定的组成和性质,根据组成石油的各组分的沸点不同,可从石油中分离出不同的燃料,如汽油、煤油、液化石油气等,

    ②石油分馏产品及用途
    溶剂油——溶剂
    汽油—一汽车燃料
    航空煤油一一飞机燃料
    柴油一—拖拉机、轮船燃料
    润滑油一一润滑剂
    石蜡——蜡烛
    沥青——筑路
    石油不仅是优质的能量来源,还是宝贵的化工资源。使石油中的大分子断裂为小分子.小分子重新组合成大分子,从而把石油转化为工农业、医疗、化工等产品,因此把石油称怍“工业的血液”。石油化学工业不同于石油分离,石油化学工业是石油发生复杂的反应,从而生成各种产品,是化学变化。

    天然气:
    天然气的主要成分是甲烷,主要含碳、氢两种元素。天然气里的甲烷是在隔绝空气的情况下,主要由植物残体分解而生成的。有石油的地方,一般就有天然气。天然气是一种重要的气体燃料。但其贮藏量是有限的。
    甲烷的组成
    甲烷是由碳、氢两种元素组成的化合物,其化学式为CH4,是一种最简单的有机物,其中含氢元素的质量分数为25%,是氢元素含量最高的有机物。

    甲烷的性质
    a. 物理性质:无色,无味的气体,极难溶于水,它的密度比空气小。
    b. 化学性质——可燃性
    纯净的甲烷在空气中能安静地燃烧在火焰上方罩一冷而干燥的小烧杯,然后再换一个内壁有石灰水的小烧杯。
    现象:烧杯内壁有水珠生成,烧杯内壁的石灰水变浑浊。
    结论:甲烷中含有碳元素和氢元素,是由碳和氢两种元素组成的化合物,化学式为CH4。
    化学方程式:CH4+O2CO2+H2O
    c. 当甲烷与氧气或空气混合后,点燃就有发生爆炸的危险(按体积计算爆炸极限为5%—15%),所以在煤矿的矿井里必须采取通风,严禁烟火等安全措施,以防甲烷和空气等混合发生爆炸。
  • 煤,石油,天然气的区别
    石油天然气
    形成古代植物被埋在地下经过一系列复杂变化而形成古代植物遗骸在地壳中经过复杂变化而形成
    元素组成主要含C;少量含:H、N、S、O等主要含C、H,少量含S、N、O主要含C、H,主要成分是CH4
    类别混合物(由有机物和无机物组成)混合物(多种有机物)混合物
    形态黑色固体,有光泽,人称“黑色金子”,无固定的熔点,沸点,具有可燃性粘稠液体,黑色或棕色,不溶于水,密度比水小,无固定的熔点,沸点无色无味气体,密度比空气小,极难溶于水
    性质焦炭,煤焦油、煤气等石油溶剂油,汽油,航空煤油,煤油,柴油等易燃烧,产生明亮的蓝色火焰,化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O
  • 化石燃料燃烧与环境的关系:
    化石燃料燃烧产生的物质
    化石燃料煤、石油和天然气都是含碳元素的物质.其中还含硫元素等杂质。这些燃料燃烧时,会产生二氧化硫等污染空气的气体,燃料燃烧不充分,会产生一氧化碳和碳粒,加上未燃烧的碳氢化合物,如果直接排放到空气中必然对空气造成污染化石燃料燃烧时排放出的物质有:
    a.一氧化碳:
    b.碳氢化合物;
    c.碳粒和尘粒;
    d.二氧化碳

    煤燃烧产生的有害物质
    由于煤所含元素有C、H、N、S、O等几种,所以煤燃烧时会排放出二氧化硫、氮的氧化物等.这些气体溶于水会形成酸雨,酸雨会对森林、雕像、建筑物等造成腐蚀。当煤未充分燃烧时,会产生一氧化碳,一氧化碳是夺气的污染物。煤在燃烧时,会散出固体小颗粒(未燃烧的碳粒),造成对空气的粉尘污染。家庭里用煤炉烧煤时,常常会闻到一股激性气味,并看到炉口上方蓝色火焰、这种刺激气昧是烧煤时产生的二氧化硫的气味,蓝色火焰主要是生成的一氧化碳燃烧而产生的。二氧化碳的大量排放,超过自然界的消耗能力,就会引起温室效应,会使大气变暖,陆地减少。

    减少煤燃烧污染的措施
    a.燃烧低硫优质煤,或是采用燃料脱硫技术.减少SO2的排放;
    b.尽量使燃料完全燃烧;
    c.减少化石燃料的使用,开发新能源:
    d.植树造林;
    e.变分散供热为集中供热。

    汽车用燃料燃烧对空气的影响及减少空气污染的措施
    燃料燃烧对空气的影响减少空气污染的措施
    汽车用燃料的燃烧汽车使用的燃料 (汽油或柴油)燃烧产生的尾气中,主要污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等①改进发动机的燃烧方式,使汽油或柴油充分燃烧;②使用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质;④使用无铅汽油。禁止含铅物喷排放,同时在管理上加入检测尾气的力度等
  • 化石燃料的使用与开发:
    现有的化石燃料是有限的,而且是不可再生的,每种化石燃料都确有用尽的时候。下表是我同1998年探明的化石燃料储量及产量和使用年限
    探明储量年产量使用年限
    石油32.7亿吨1.6亿约20年
    天然气1.37×104亿立方米217亿立方米约63年
    1145亿吨12.4亿约92年
    从表中数据可以看出,节约能源是完全有必要的,也是十分重要的
    节约能源,充分利用能源,使燃料充分燃烧,可从以下两个方面着手:
    ①燃烧时要有足够的空气;
    ②燃料与空气要有足够大的接触面积,充足的空气才能使燃料尽可能完全燃烧,与空气充分接触才能使其反应快,对能量的利用损失小,
考点名称:二氧化碳的性质
  • 概述:
        二氧化碳是空气中常见的化合物,其分子式为CO?,由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成,常温下是一种无色无味气体,密度比空气略大,能溶于水,与水反应生成碳酸。固态二氧化碳俗称干冰。二氧化碳被认为是造成温室效应的主要来源。
  • 物理性质:
    常温下,二氧化碳是一种无色无味的气体,密度比空气大,能溶于水。
    固态的二氧化碳叫做干冰。

    化学性质:
    (1)一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,不供给呼吸,因此当我们进入
    干枯的深井,深洞或久未开启的菜窖时,应先做一个灯火实验,以防止二氧化碳浓度
    过高而造成危险
    (2)二氧化碳和水反应生成碳酸,使紫色石蕊试液变红:CO2 + H2O===H2CO3
    碳酸不稳定,很容易分解成水和二氧化碳,所以红色石蕊试液又变回紫色:
    H2CO3===H2O + CO2
    (3)二氧化碳和石灰水反应:Ca(OH)2 + CO2====CaCO3↓+ H2O
    (4)二氧化碳可促进植物的光合作用:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
  • 一氧化碳和二氧化碳性质的比较:

     

     

    一氧化碳

    二氧化碳

    物理性质

    状态

    无色,无味气体

    无色,无味气体

    密度

    1.250g/l(略小于空气)

    1.977g/l(大于空气)

    溶解性

    1体积水中约溶解0.02体积

    1体积中约溶解1体积

    化学性质

    可燃性

    有可燃性
    2CO+O22CO2

    一般情况下,既不能燃烧,也不能支持燃烧

    还原性

    有还原性:
    CuO+COCu+CO2

    没有还原性

    跟水反应

    不能

    能:CO2+H2O==H2CO3

    跟澄清石灰水反应

    不能

    CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

    毒性

    有毒

    无毒

    主要用途

    作气体燃料,用于高炉炼铁

    灭火,人工降雨,干冰制冷剂等,作化工原料和温室肥料

    相互转化

    C+O2CO2
    C+CO22CO
  • 干冰:
    一定条件下,二氧化碳气体会变成固体,固体二氧化碳叫“干冰”。干冰升华时,吸收大量的热,因此可作制冷剂。如果用飞机向云层中撤干冰,由于干冰升华吸热,空气中的水蒸气迅速冷凝变成水滴,就可以形成降雨。 

    二氧化碳不一定能灭火:
    二氧化碳一般不支持燃烧,但在一定条件下,某些物质也可以在二氧化碳中燃烧,如将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,镁条能继续燃烧,反应的化学方程式为:2Mg+CO22MgO+C,所以活泼金属着火不能用二氧化碳来灭火

    二氧化碳与一氧化碳的鉴别方法:
    (1)澄清石灰水:将气体分别通入澄清石灰水中,能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳,无明显现象的是一氧化碳。
    (2)燃着的木条:将气体分别在空气中点燃,能燃烧的是一氧化碳,不能燃烧的是二氧化碳。
    (3)紫色石蕊试液:将气体分别通入紫色石蕊试液中,能使石蕊试液变红的是二氧化碳,无明显现象的是一氧化碳。
    (4)还原金属氧化物:将气体分别通过灼热的氧化铜,出现黑色粉末变红这一现象的是一氧化碳,没有明显现象的是二氧化碳。

    二氧化碳与一氧化碳的除杂方法:
    1.CO(CO2)(括号内的物质为杂质):通常将气体通人过量的碱溶液(一般用氢氧化钠溶液而不用澄清石灰水)中,二氧化碳与碱溶液反应,从而达到除杂的目的。
    2.CO2(CO)(括号内的物质为杂质):通常将气体通过灼热的氧化铜,一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,从而达到除杂的目的。不能用点燃的方法,因为CO2不支持燃烧,也不能燃烧。
  • 二氧化碳与石灰石的应用:
    二氧化碳与石灰水反应出现白色沉淀,反应的方程式为:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O。
    该反应及现象有以下儿方面的应用:
    (1)检验二氧化碳气体;
    (2)鉴别NaOH溶液和澄清石灰水:将CO2气体通入待测溶液中,生成白色沉淀的溶液为澄清石灰水,无明显现象的为NaOH溶液;
    (3)除去某些气体中的杂质:如除去CO中的CO2 气体,可将混合气体通过澄清石灰水;
    (4)解释澄清石灰水为什么要密封保存:敞口放置的澄清石灰水会吸收空气中的CO2而使澄清石灰水表面生成一层白膜或变浑浊,其成分是CaCO3;
    (5)用石灰砂浆砌砖抹墙不久后变白变硬:石灰砂浆的主要成分是Ca(OH)2,吸收空气中的CO2发生反应Ca(OH)2声称白色固体CaCO3固体。
    (6)保存鸡蛋:将鸡蛋浸泡在澄清石灰水中,取出来后CO2与石灰水反应封闭鸡蛋壳上的小孔,可以延长鸡蛋的保存时间。

    二氧化碳肥料:
    二氧化碳是光合作用的原料之一,因而现在在温室大棚内种植蔬菜水果时,经常人为提高温室内CO2 浓度,以增加农作物产员,增大CO2浓度的方法通常有以下几种:
    (1)在温室内放置干冰,干冰升华增大CO2浓度。
    (2)在温室内放置通过化学反应产生CO2气体的物质,如在塑料大棚顶部的容器内放置石灰石和稀盐酸。

    灯火实验:
    (1)二氧化碳本身无毒,但它不供给呼吸,当空气中二氧化碳含量超过常量时,也会对人体健康产生不良影响。

    空气中二氧化碳的体积分数/%对人体健康的影响
    1感到气闷,头昏,心悸
    4—5气喘,头痛,眩晕
    10神志不清,呼吸停止,死亡
     由于二氧化碳的密度大于空气,因而在低洼的地方浓度会增大。在进人久未开启的菜窖或干涸的深井前,应先点燃一支蜡烛用绳放到下面,观察蜡烛能否正常燃烧,若不能正常燃烧,应开启菜窖或深井一段时间后再检验,直到蜡烛能正常燃烧时,才能下去。

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