认识化石燃料 来源与组成分别判断
煤、石油、天然气属于化石燃料,在人的时间尺度内不能迅速再生。煤和石油都是复杂混合物,不能给它们写出一个统一的分子式。天然气的主要成分是甲烷,并不等于每份天然气都是纯甲烷。
石油分馏主要利用各成分沸点差异,涉及的分离过程属于物理变化;石油加工中的裂化会生成新物质,不能把所有炼油过程都叫物理变化。煤的干馏能生成新的物质,属于化学变化。
课题
02 · 从一个问题出发
先想一想,再带着问题进入下面的探索。
煤、石油、天然气属于化石燃料,在人的时间尺度内不能迅速再生。煤和石油都是复杂混合物,不能给它们写出一个统一的分子式。天然气的主要成分是甲烷,并不等于每份天然气都是纯甲烷。
石油分馏主要利用各成分沸点差异,涉及的分离过程属于物理变化;石油加工中的裂化会生成新物质,不能把所有炼油过程都叫物理变化。煤的干馏能生成新的物质,属于化学变化。
甲烷完全燃烧可生成水和二氧化碳。观察冷而干燥的器皿上出现水滴,是生成水的线索;将产物通入澄清石灰水出现浑浊,是存在二氧化碳的检验证据。要排除器皿原有水、空气背景等干扰,实验须由教师规范演示。
题目若已说明甲烷只有碳、氢两种元素,就可利用产物和守恒推理组成;若没有说明氧元素的来源,不能仅凭燃烧产物含氧断言燃料原来含氧。沼气也可含甲烷,但“主要成分相同”不等于“形成来源相同”。
氢气燃烧生成水,使用阶段可避免生成二氧化碳,但制氢、运输和储存也会消耗资源与能源,因此不能仅凭产物说全过程零排放。太阳能、风能可以再生,但供给受自然条件影响,需要考虑设备、储能和实际需求。核能常列入新能源讨论,不能因此把有限的核燃料说成可再生。
实验室制氢的一种常见反应是锌与稀硫酸:这是教师指导下的化学实验,不是家庭制氢教程。可燃气体点燃前必须由教师规范检验纯度。乙醇可以由含淀粉或糖的原料制取;是否更环保仍需说明生产与使用边界。
煤及部分石油燃料中的含硫物质燃烧可产生二氧化硫,某些氮氧化物也与酸雨有关;不能把酸雨的主要原因写成二氧化碳。一氧化碳有毒,常与含碳燃料不完全燃烧有关;二氧化碳排放的气候影响是另一个评价角度。
能源方案可从资源、有效能量、环境、安全和成本比较。只有统一单位和任务,数字才有可比性;没有可靠数据时,应写出需要补充哪些证据,而不是编造当地占比或最新储量。
已知纯甲烷4 g完全燃烧且氧气足量,求生成二氧化碳的质量。设生成二氧化碳的质量为x;写出并配平反应;找出甲烷与二氧化碳的质量关系16∶44;列出16/44=4 g/x;解得x=11 g;最后写明答句。
注意:这里用的是参加反应的纯甲烷质量。若样品不纯,要先求纯甲烷质量;若氧气不足,不能继续套用“完全燃烧、全部转化”的题设。结果是质量,必须有单位。
常见误区:新能源都可再生、全过程无排放。
正确理解:新能源分类与可再生性不同;必须说明生产、储运和使用边界。
常见误区:石油加工全部是物理变化。
正确理解:分馏利用沸点差异;裂化会生成新物质。
常见误区:完全燃烧产物含氧,所以燃料一定含氧。
正确理解:产物中的氧也可能来自氧气,须依据题设与质量证据判断。
学习重要度 ★★★
考查频率:待核实,不作为真题频率统计
常见题型:选择题、填空题、实验探究题、信息阅读题、计算题
典型考法:考点重要度为本站教学判断,非官方频率统计。先读条件,再找证据;条件、现象、结论与单位均要写清。
考法为原创教学归纳,官方分值与频率未填入。含80%甲烷的5 g样品,题设其余组分不含碳且不参与反应。甲烷完全燃烧,氧气足量,生成二氧化碳多少克?
设:生成二氧化碳质量为x;纯甲烷质量5×80%=4 g。
写: + 2 → + 2 ,条件为点燃。
找:甲烷与二氧化碳质量关系是16∶44。
列:16/44=4 g/x。
解:x=11 g。
答:生成二氧化碳11 g;使用样品总质量5 g列比例会出错。
先纯量,再方程式;检查完全反应、质量比和单位。
答完再看解析,检查自己理解了多少。
认识化石燃料:来源与组成分别判断;甲烷的组成要用产物证据支持;氢气、乙醇与新能源的边界;把酸雨、毒性与温室效应分清;方程式计算:六步算甲烷燃烧。先独立练习,再复测错题,阅读完成不等于掌握。
区分化石燃料、可再生能源及能源载体
从燃烧产物和题设推理甲烷的组成
区分酸雨、一氧化碳毒性与二氧化碳排放影响
按设、写、找、列、解、答完成甲烷燃烧计算
现象 → 条件 → 解释 → 独立作答
已核验的公开讲解分集;对应旧版课题,结合本站2024版讲解使用。按完整分集定位,不编造尚未观看审定的片内时间区间。
田野学知识-化学全集 · 17:25已核验的公开讲解分集;对应旧版课题,结合本站2024版讲解使用。按完整分集定位,不编造尚未观看审定的片内时间区间。
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田野学知识-化学全集 · 2:41人教版2024版 · 教材印刷页码:169—177。讲解与题目原创,待教师审核。
广西2023官方参考样卷 · 历史考法参考 ↗万唯公开资料说明 ↗具体广西版教辅与当年真题逐题对照尚待提供;本页不以历史样卷编造当前频率或分值。
依照人教版 · 2024版 九年级上册的课程纲要原创编写,待教师人工复核;不使用课本或真题扫描内容。