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1、专题13 能源的开发和利用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)a) 煤“工业的粮食”i. 煤中主要含碳元素。ii. 煤燃烧排放的污染物:SO2、NO2、CO、烟尘等。(SO2、NO2可导致酸雨)iii. 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、煤气等有用的物质。(干馏是化学变化)b) 石油“工业的血液”i. 石油中主要含碳、氢元素。ii. 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。iii. 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)iv. 由石油炼
2、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。c) 天然气i. 天然气的主要成分是甲烷(沼气)。ii. 甲烷是最简单的有机物、相对分子质量最小的有机物。iii. 甲烷的物理性质:无色无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。iv. 甲烷的化学性质:可燃性。v. 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。)vi. 在我国农村,使用沼气的好处如下: 可以解决生活用燃料问题; 改善农村环境、卫生状况; 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。i. 可燃冰的优点:能
3、量高、热值大,是替代化石燃料的新能源。ii. 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、减少使用、综合利用。3. 化学反应中的能量变化a) 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,再加入5mL盐酸,观察现象,并用手触摸试管外部。【实验现象】剧烈反应,产生大量气泡;放热;镁条逐渐变小或消失。【实验结论】镁条与盐酸发生化学反应并放出热量。【化学方程式】Mg+2HCl=MgCl2+H2b) 有些化学反应可以产生热量,如:可燃物的燃烧;铝、镁等金属和盐酸反应等。有些化学反应会吸收热量,如一些条件为“高温
4、”的反应。c) 使燃料充分燃烧的方法: 加大空气的量; 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。d) 燃料充分燃烧的意义: 使有限的能源发挥最大的作用(放热多、节省能源); 降低环境污染的程度。e) 燃料不充分燃烧的后果: 使燃料燃烧产生的热量减少,浪费资源; 产生大量的CO等物质,污染空气。4. 燃料燃烧对空气的影响a) 煤燃烧时排放出SO2、NO2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,会形成酸雨。b) 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SO2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
5、验现象】见下表加入的物质现象水SO2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。c) 酸雨的危害: 腐蚀大理石建筑、钢铁制品; 污染江河湖海,使土壤酸化; 影响水中动植物生长,破坏森林、农作物的生长。 直接危害人体健康,甚至使人死亡。d) 酸雨形成的反应原理:SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4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。5. 防治燃料燃烧造成的空气污染a) 酸雨的防治: 工厂废气
6、处理后排放; 减少含硫煤的使用或使用脱硫煤; 改善汽车用燃料(如压缩天然气CNG和液化石油气LPG); 减少煤、石油等化石燃料的燃烧,大力开发使用新燃料、新能源。b) 减少汽车尾气对空气的污染 改进发动机的燃烧方式,以使汽油能够充分燃烧; 使用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质; 使用无铅汽油,禁止含铅物质排放。6. 使用和开发新的燃料及能源a) 乙醇i. 乙醇俗称酒精,化学式为C2H5OH。ii. 乙醇的物理性质:无色、有特殊气味的液体,易挥发,易溶于水(能与水以任意比例互溶),并能溶解多种有机物。iii. 乙醇具有可燃性:C2H5OH+3O22CO2+3H2Oiv. 乙醇的用途:用作酒
7、精灯、火锅、内燃机等的燃料;重要的化工原料;制成车用乙醇汽油;制造消毒剂;制造醋酸、饮料、香精、染料等。v. 车用乙醇汽油:车用乙醇汽油是将变形燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一种汽车燃料。vi. 使用车用乙醇汽油的好处: 节省石油资源; 减少汽车尾气的污染; 促进农业生产。b) 氢气c) 其他新能源:太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等。知识点1 化石燃料1(2023山东烟台中考真题)汉书中记载“高奴县洧水可燃”,梦溪笔谈中记载“予知其烟可用,试扫其烟为墨,黑光如漆”。“洧水”即为石油。下列关于“洧水”的说法错误的是( )A具有可燃性B是不可再生资源,属于纯净物C其成分中主要含有C、H
8、元素D其不完全燃烧的产物可用于制墨2. (2023新疆中考真题)“西气东输”是将西部的天然气通过管道向东部输送,缓解了东部地区用气难的问题。(1)天然气、煤、_被称作三大化石能原。与燃煤相比,使用天然气的优点是_。(2)“西气东输”输气管道采用的螺纹钢管属于_材料。(3)天然气的主要成分是_。天然气不充分燃烧易造成锅底出现黑色,此时可调_(填“小“或“大”)燃气灶的空气进风口。(4)化石燃料燃烧产生大量二氧化碳,会导致_效应增强。减少二氧化碳的排放有利于实现“碳中和”,请你提出一条减少二氧化碳排放的可行性建议_。3(2023湖南衡阳中考真题)阅读下面信息,回答相关问题。习近平总书记在致金沙江白
9、鹤滩水电站首批机组投产发电的贺信中指出:“白鹤滩水电站是实施“西电东送”的国家重大工程,是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程,全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组,实现了我国高端装备制造的重大夹破。”中国电力企业联合会近日发布报告指出:截止至今年3月底,全国全口径发电装机容量26.2亿千瓦。其中非化石能源发电装机容量13.3亿千瓦,同比增长15.9%,占总装机容量比重为50.5%,首次超过50%,形成了多元化清洁能源供应体系。(1)煤属于不可再生能源,生活中常将煤做成蜂窝状,其原因是_。 (2)大量使用化石燃料,可能导致温室效应增强,由此可能产生的危害有_(任写一条)。(3)国家
10、正在大力构建多元化清洁能源供应体系,下列措施符合这一主题的是_。A大力发展核电B使用火力发电C推广新能源汽车的使用D采用太阳能为城乡道路照明4(2023湖南长沙中考真题)认真阅读下列材料,回答有关问题。煤被誉为“工业的粮食”、“黑色金子”。煤最大的用途是作为燃料,用于发电。煤燃烧过程中产生硫的氧化物,可以生产出优质硫酸。煤灰和煤渣可以用来制造水泥等建筑材料,在煤灰里甚至还可以提取出半导体材料锗和镓。“煤氏三兄弟”是指无烟煤、烟煤、褐煤,它们的含碳量依次降低。无烟煤是一种很好的燃料,烧起来火力很强,发热量最高,烟尘很少,燃烧后灰渣也不多。(1)根据“煤燃烧过程中产生硫的氧化物”,说明煤中除碳元素
11、以外还含有 元素;(2)“无烟煤、烟煤、褐煤”中含碳量最低的是 ;(3)无烟煤作为一种很好的燃料,原因是 (任写一点)。知识点2 环境污染1(2023贵州中考真题)“绿水青山就是金山银山”体现了生态文明思想。下列不符合这一思想的做法是( )A生活垃圾分类处理,节约资源能源B合理使用农药化肥,增加粮食产量C化石燃料取之不尽,提倡大量使用D使用公共交通出行,减少尾气污染2(2023四川成都中考真题)成都市连续14年位居“中国最具幸福感城市”第一名,城市发展取得重大成就。下列做法不符合新时代成都发展理念的是( )A提升非化石能源消费比重B减少公园绿地增加住宅建设C推动大气污染防治协同立法D降低PM2
12、.5,做靓“雪山下的公园城市”3(2023四川自贡中考真题)今年6月5日是第52个世界环境日,中国主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”。下列做法不利于环境保护的是( )A树立“绿水青山就是金山银山”意识B集中焚烧塑料垃圾C推广使用新能源D我市实施河长制,保护釜溪河及其支流4(2023湖南长沙中考真题)为解决温室效应加剧问题,科学家正在研究如图所示的二氧化碳新的循环体系。(1)罐装液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的,请你从分子的角度分析并解释 ;(2)使用汽油为燃料时,机动车尾气中可能含有的污染空气的物质是 ;(3)若将 36g 水完全分解最多能产生氢气的质量是 g;(4)转化大气中的二氧化碳
13、也能缓解温室效应,转化途径有自然界转化和人为转化。下列属于自然界转化的是_。A光合作用B海洋吸收C工业利用5(2023甘肃金昌中考真题)能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。(1)目前,人类使用的燃料大多来自化石燃料,化石燃料属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。(2)煤的使用在方便人们生活的同时,也对环境造成了不良影响。含硫煤不充分燃烧产生的气体污染物有 (填化学式)。(3)为控制二氧化碳的排放量,科学家采取新技术,将二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下转化为重要的化工原料乙烯(C2H4)和水,反应的化学方程式为 。(4)目前世界各国都大力提倡使用新能源,请你写出一种新能源的名称 。知识
14、点3 新能源1(2023云南中考真题)下列不属于新能源的是( )A石油B潮汐能C太阳能D地热能2(2023江苏扬州中考真题)关于某可再生能源的描述如下:该能源储量巨大,但阴雨天等因素会影响其使用。如图为该能源在生活中的运用。该能源是( )A地热能B太阳能C水能D化石燃料3(2023湖南长沙中考真题)液氢已应用于航天等领域。目前在生活生产中大量使用氢能源还存在一定困难,原因是( )A氢气本身无毒B氢气制取成本高和贮存困难C氢气燃烧放出的热量多D氢气燃烧产物不污染空气4(2023广西中考真题)神舟十六号载人飞船于2023年5月30日在新能源助力下成功升空。下列属于新能源的是( )A天然气B氢能C石油D煤5(2023内蒙古包头中考真题)党的二十大报告中指出,要推动绿色发展,促进人与自然和谐共生。下列举措不符合这一要求的是( )A应用新技术、新工艺减少和处理“三废”排放B开发利用太阳能、风能等新能源替代化石燃料C实行塑料制品回收