初三化学笔记 第五章 燃料

第五章燃料第一节洁净的燃料——氢气1.物理性质无色、无味的气体，难溶于水。

密度比空气小，标准状况下，氢气的密度为0.090 g/L，是相同条件下密度最小的气体。

2.化学性质（1）可燃性：2H2+O22H2O现象：氢气燃烧时发出淡蓝色火焰，放出大量热，罩在火焰上方的烧杯内有水珠产生。

（2）还原性：H2+CuO Cu+H2O现象：黑色的粉末逐渐变成红色，并有水珠产生。

3.实验室制取氢气（1）反应原理Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑（2）反应物的选择选用锌粒和稀硫酸。

a 不使用盐酸，因为盐酸易挥发，使制得的氢气中混有HCl气体。

b 不用镁等活泼金属，因为反应速度太快，不用铁是因为反应速度太慢。

（3）发生装置和收集装置a 发生装置：固液常温型。

因为反应物中锌为固体，稀硫酸为液体，反应在常温下就能进行，所以发生装置同分解过氧化氢制取氧气的发生装置；b 收集装置：排水法收集气体的装置（原因：氢气难溶于水且不和水反应）或向下排空气法收集气体的装置（原因：氢气密度比空气小，且不和空气中成分反应）。

（4）注意事项a 用排空气法收集氢气时，不能验满！用排水法收集氢气时，如果集气瓶口出现气泡，说明氢气收集满了。

b 在点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度。

c 可燃性气体的验纯方法：用排水法收集一试管可燃气体，用大拇指堵住试管口移近火焰点燃。

如果气体较纯，气体将会安静地燃烧，并发出“噗”声；如果气体不纯，会发出尖锐爆鸣声。

d 如果验纯时发现气体不纯，需要再收集再检验时，必须对试管进行处理（用拇指在试管口堵住一会或更换试管），以免发生爆炸。

4.氢气作为理想的高能燃料的优点氢气被认为是最清洁的燃料。

（1）以水为原料，来源广泛；（2）热值高，放热多；（3）生成物是水，无污染。

5.目前氢能源存在的问题制取成本高、贮存和运输困难。

第二节组成燃料的主要元素——碳1.“碳”和“炭”的区别“碳”指碳元素，不是具体指某种物质；而“炭”指具体的、由碳元素组成的单质。

2.金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同的单质在一定条件下，将石墨转化为金刚石的变化是化学变化。

3.金刚石、石墨的物理性质和用途金刚石是天然存在的最硬的物质。

4.无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，没有固定形状。

常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。

木炭、活性炭都是疏松多孔结构，因而具有较强的吸附性（物理性质）。

活性炭的吸附性更强。

5.金刚石、石墨、C 60物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。

6.碳的化学性质单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却完全相同 （1）在常温下，碳的化学性质稳定。

碳素墨水笔的使用、古代字画的长期保存、经烧焦后埋入地下的木桩等都是利用常温下碳单质的化学性质稳定。

（2）碳具有可燃性：C+O 2CO 2（充分燃烧）2C+O 22CO （不充分燃烧）碳在氧气中燃烧的现象：发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

（3）碳具有还原性：C+CO 22CO 2Fe 2O 3+3C4Fe+3CO 2↑单质碳的还原性可用于冶金工业。

7.一氧化碳的物理性质无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气略小。

一氧化碳只能用排水法收集，不能用向下排空气法收集。

8.一氧化碳的化学性质（1）一氧化碳具有可燃性：2CO+O 22CO 2燃烧的现象：① 发出淡蓝色火焰； ① 放热； ① 生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

煤炉从上至下，常发生的三个反应：2CO+O 22CO 2、CO 2+C2CO 、C+O 2CO 2（2）一氧化碳具有还原性 3CO+Fe 2O 32Fe+3CO 2、CO+CuOCu+CO 2（3）一氧化碳具有毒性原因：一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。

正常的血液 呈深红色，当通入一氧化碳后，血液由深红色变成浅红色。

9.一氧化碳的用途利用CO 的可燃性，可作气体燃料；利用CO 的还原性来冶炼金属。

第三节 二氧化碳的性质和制法1.二氧化碳的物理性质及对应的探究实验（1）无色无味，常温常压下为气体。

一般情况下，二氧化碳的密度比空气的密度大。

【实验操作】如右图（1），将CO 2气体慢慢倒入杯中。

【实验现象】蜡烛自下而上依次熄灭。

【实验分析】二氧化碳气体沿烧杯内壁流下，先聚集在底部，然后逐渐上升， 把杯内的空气自下而上排出。

【实验结论】① 一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧；① 一般情况下，二氧化碳的 密度比空气的密度大。

（2）二氧化碳能溶于水。

【实验操作】如右图（2）向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中CO 2（1）加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。

【实验现象】瓶体变瘪。

【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。

【实验结论】二氧化碳能溶于水。

2.二氧化碳的化学性质（1）一般情况下，二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。

（2）二氧化碳不能供给呼吸。

（注意：二氧化碳没有毒性）（3）二氧化碳能与水反应生成碳酸。

【实验操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。

第一朵纸花喷上稀醋酸，第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水之后，再放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。

然后将第四朵纸花取出，小心烘烤，观察现象。

【实验现象】① 第一朵小花变红；① 第二朵小花不变色；① 第三朵小花不变色；① 第四朵小花变红；① 第四朵小花被烘烤后由红色变成紫色。

【实验分析】① 醋酸能使紫色小花变红，说明酸（溶液）可以使紫色石蕊变红；① 水不能使紫色石蕊变红；① 二氧化碳不能使紫色石蕊变红；① 二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红；① 说明碳酸被分解了。

【化学方程式】CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2↑【注意事项】① 第二朵、第三朵、第四朵纸花可以说明：水不能使紫色石蕊变红，二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红。

① 纸花必须是干燥的。

如果纸花不是干燥的，那么在把第三朵纸花放入集气瓶中时，CO2与纸花里的水分反应生成碳酸会使纸花变红，这样就起不到对照的作用。

①二氧化碳不能使紫色石蕊变红，但二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红。

（4）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O此反应用于检验CO2的存在。

（5）二氧化碳能与灼热的碳反应生成一氧化碳：CO2+C2CO该反应是吸热反应。

该反应既是化合反应，又是氧化还原反应（CO2是氧化剂，C是还原剂）。

该反应是二氧化碳变为一氧化碳的一种方法。

3.二氧化碳的用途（1）灭火（既利用了CO2的物理性质，又利用了CO2的化学性质）（2）固态的CO2叫做干冰，干冰升华时会吸收大量的热，因此干冰可用于人工降雨、制冷剂。

（3）植物光合作用需要CO2，所以CO2可作气体肥料，来提高农作物的产量。

4.二氧化碳对环境的影响CO2能导致温室效应。

但要注意CO2不是空气污染物。

能导致温室效应的气体除了二氧化碳外，还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷等。

5.实验室制取二氧化碳（1）原料：大理石或石灰石、稀盐酸。

a 不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会附着在碳酸钙表面，阻碍反应的继续进行。

b 不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。

c 不用纯碳酸钙粉末或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。

（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（3）发生装置：同分解过氧化氢制取氧气的发生装置（原因：反应物为固体和液体，在常温下反应生成气体）（4）检查装置的气密性：用长颈漏斗下端管口插入液面内的气体发生装置，用止水夹夹紧导气管出口，从长颈漏斗中加水，当长颈漏斗下端管口浸入液面以下，继续加少量水。

如果液面下降，则表明装置漏气；若液面不下降，则表明装置不漏气。

（5）收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳密度比空气密度大，二氧化碳能溶于水，所以不用排水法）（6）验满：把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），如果火焰熄灭，证明CO2已经收集满了。

（7）检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，就证明该气体是CO2。

（8）净化：用此法制取的CO2中会混有少量氯化氢气体和水蒸气，可先将气体通过盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气），就可得到纯净干燥的CO2了。

6.二氧化碳的工业制法工业上用煅烧石灰石的方法制取CO2，同时可得到副产物CaO（俗名：生石灰）：CaCO3CaO+CO2↑7.“低碳生活”和“低碳经济”“低碳经济”是指减少CO2排放的一种经济发展形态。

这要求在可持续发展理念的指导下，通过技术创新、产业转型和新能源开发等手段，尽可能减少煤炭、石油等高碳能源消耗。

“低碳生活”是指人们生活作息时所耗用的能量要尽量减少，从而降低CO2的排放量。

第四节古生物的“遗产”——化石燃料1.三大化石燃料：煤、石油、天然气（均为混合物，并且均为不可再生能源）（1）煤——“工业的粮食”煤中主要含碳元素。

煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2、CO、烟尘等（SO2、NO2可导致酸雨）。

为了使煤得到综合利用，可以将煤干馏，即隔绝空气加强热，使煤分解为焦炭、煤焦油、焦炉煤气等有用的物质（干馏是化学变化）。

（2）石油——“工业的血液”石油中主要含碳、氢元素。

汽车尾气中的污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘。

利用石油中各成分的沸点不同，可以将石油分馏，使石油中各成分分离（分馏是物理变化）。

（3）天然气天然气的主要成分是甲烷（CH4）。

甲烷是最简单的有机物、相对分子质量最小的有机物。

b 甲烷的化学性质：可燃性。

甲烷燃烧的化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O（甲烷燃烧会产生明亮的蓝色火焰。

）c 在我国农村，使用沼气（主要成分为甲烷）的好处如下：① 可以解决生活用燃料问题；① 改善农村环境、卫生状况；① 提高肥效。

d 可燃冰：科学家们在海底发现了大量可燃冰，它是一种甲烷水合物，是甲烷与水在低温高压下形成的。

① 可燃冰的优点：能量高、热值大，是替代化石燃料的新能源。

① 可燃冰的缺点：如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，会造成更加严重的温室效应。

2.我们对待化石燃料的态度：合理开采、减少直接燃烧、综合利用。

3.燃料燃烧（1）使燃料充分燃烧的方法① 加大空气的量；① 增大燃料与空气的接触面积。

实例：将块状的煤加工粉碎成煤粉，或者制成蜂窝煤等。