主题3 合理利用化学能源
课时训练8 电池探秘
1.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是( )
A.阴极
B.正极
C.阳极
D.负极
解析:原电池的两极分别命名为正极、负极。铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池,其中锌失去电子做原电池的负极。2·1·c·n·j·y
答案:D
2.原电池的正极一定是( )
A.电子流出的极
B.电子流入的极
C.发生氧化反应的极
D.电极自身参与反应的极
解析:电池正极为电子流入的一极,发生还原反应,电极本身并不参与反应。
答案:B
3.关于如图所示装置的叙述,正确的是( )
A.铜是阳极,铜片上有气泡产生
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原
解析:从图中可以看出这是原电池,原电池的电极名称应说是正极、负极,故A项错;而原电池是活泼金属被消耗,B项错;负极(Zn)的电子经外线路流向正极(Cu),电流方向应与电子流向相反,故C项错。21cnjy.com
答案:D
4.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池,利用细菌将有机物转化为氢气,氢气流入以磷酸为电解质的燃料电池发电。该电池的负极反应为( )21·世纪*教育网
A.H2+2OH--2e-2H2O
B.O2+4H++4e-2H2O
C.H2-2e-2H+
D.O2+2H2O+4e-4OH-
解析:电池负极发生氧化反应,失电子,B、D两项错;根据电解质是磷酸可知A项错误。
答案:C
5.常用锌锰干电池在放电时的总反应可表示为:
Zn(s)+2MnO2(s)+2NZn2++Mn2O3(s)+2NH3+H2O
放电时,正极所发生反应的物质或粒子是( )
A.锌
B.MnO2
C.N
D.MnO2和N
解析:Zn为原电池的负极,碳棒为原电池的正极,负极失电子变成Zn2+,失去的电子被MnO2得到,MnO2和N在正极生成Mn2O3和不带电的NH3,所以在正极上N和MnO2为反应物。
答案:D
6.镍镉(Ni-Cd)可充电电池可以发生如下反应:
Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O
由此可知,该电池放电时的负极材料是( )
A.Cd
B.NiO(OH)
C.Cd(OH)2
D.Ni(OH)2
解析:此反应的逆过程为放电过程,负极为电子流出的一极,发生氧化反应,元素化合价升高,故放电时负极材料为Cd。21世纪教育网版权所有
答案:A
7.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是:
H2+NiO(OH)Ni(OH)2
根据此反应式判断,下列叙述不正确的是( )
A.电池放电时,电池负极周围溶液中的OH-浓度不断减小
B.电池放电时,镍元素被氧化
C.电池充电时,氢元素被还原
D.电池放电时,H2是负极反应物
解析:充电电池在放电时是一个电源(原电池),发生原电池反应,在这个反应方程式中从左到右是放电,根据发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极,所以D项正确,B项错误;而H2在电池的负极上发生的反应是2H2O,溶液中OH-浓度减小,所以A项正确;充电反应是从右到左,所以氢元素被还原,C项正确。21教育网
答案:B
8.(1)将Al片和Cu片用导线相连,插入稀硫酸中组成原电池,写出电极名称及电极反应:
Al片( ) ,?
Cu片( ) 。?
(2)若将Al片和Cu片用导线相连,插入浓硝酸中能否组成原电池? (填“能”或“不能”,“若不能”,则不用回答下面的问题),若能组成原电池,写出电极名称及电极反应:?
Al片( ) ,?
Cu片( ) 。?
解析:(1)Al片和Cu片用导线相连,插入稀硫酸中时,Al比Cu活泼,Al为负极,失电子被氧化为Al3+,Cu为正极,溶液中的H+得电子被还原为H2。www.21-cn-jy.com
(2)Al片和Cu片用导线相连,插入浓硝酸中时,由于铝被钝化不能溶解,故Al为正极;Cu为负极,失电子被氧化为Cu2+。【来源：21·世纪·教育·网】
答案:(1)负极 2Al-6e-2Al3+
正极 6H++6e-3H2↑
(2)能 正极
2N+4H++2e-2NO2↑+2H2O
负极 Cu-2e-Cu2+
9.燃料电池是使气体燃料氧化直接产生电流的装置,燃料电池的研究是21世纪最具挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入丁烷,电池的电解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体,它在高温下能传导O2-。试回答下列问题。www-2-1-cnjy-com
(1)该电池放电时的化学反应方程为?
。?
(2)该燃料电池的电极反应:
正极:13O2+52e-26O2-
负极:2C4H10+26O2--52e-8CO2+10H2O
则固体电解质中的O2-向 (填“正”或“负”)极移动。?
(3)某金属的相对原子质量为52.00,用上述电池电解该金属的一种含氧酸盐的酸性水溶液时,阳极每放出3 360 mL(标准状况)氧气,阴极析出金属10.4 g,在该含氧酸盐中金属的化合价为 ,在该实验中,若不考虑能量的损失,电池中消耗丁烷的质量最少是 g(结果精确至0.01 g)。?2-1-c-n-j-y
解析:(1)2C4H10+13O28CO2+10H2O;
(2)根据电极反应式可知氧离子由正极移向负极;
(3)设金属的化合价为x,则根据得失电子守恒关系可得
4=x
可得x=3,此过程中转移的电子的物质的量为0.6 mol,所以消耗的丁烷的质量为1.34 g。
答案:(1)2C4H10+13O28CO2+10H2O
(2)负
(3)+3 1.34
10.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应: ;?
银片上发生的电极反应: 。?
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g,试计算:21·cn·jy·com
①产生氢气的体积(标准状况);
②通过导线的电量。(已知NA=6.021023 mol-1,电子电量为1.6010-19 C)
解析:(1)锌片、银片与稀硫酸构成原电池
锌片为负极,发生氧化反应:Zn-2e-Zn2+
银片为正极,发生还原反应:2H++2e-H2↑
(2)①锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量,设产生的氢气体积为x。
Zn+2H+Zn2++H2↑
65 g 22.4 L
60 g-47 g=13 g x
x=13 g22.4 L÷65 g=4.48 L
②反应消耗的锌为:13 g÷65 g·mol-1=0.20 mol
1 mol Zn变为Zn2+时,转移2 mol e-,则通过的电量为:
0.20 mol26.021023 mol-11.610-19C≈3.85104 C。
答案:(1)Zn-2e-Zn2+ 2H++2e-H2↑
(2)①4.48 L
②3.85104 C
课件31张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二一、电池是怎样工作的
1.原理(以铜锌原电池为例)
(1)电子流向
锌片失去电子,电子经导线流向铜片,溶液中的H+从铜片上得到电子被还原成氢原子,然后结合成氢分子进而聚集成氢气从铜片上逸出。目标导航预习导引一二(2)电极名称
负极:电子流出的电极,发生氧化反应。
正极:电子流入的电极,发生还原反应。
(3)电极反应式
负极:Zn-2e- Zn2+;
正极:2H++2e- H2↑;
总反应式:Zn+2H+ Zn2++H2↑。
(4)实质:发生了自发的氧化还原反应,原电池中有的电极材料直接参与反应,有的不参与反应,只起导电作用。目标导航预习导引一二2.形成原电池的条件
(1)活泼性不同的电极;
(2)电解质溶液;
(3)闭合回路;
(4)能自发进行的氧化还原反应。目标导航预习导引一二预习交流1
下列装置能够组成原电池的是( )目标导航预习导引一二解析:构成原电池要具备四个基本条件:电解质溶液、两种活泼性不同的电极并插入电解质溶液中、构成闭合回路、可以自发进行氧化还原反应,四个条件相互联系,不能孤立。B项中电极均为Cu,D项中所用乙醇为非电解质,C项中所用蔗糖溶液是非电解质溶液,故B、C、D三项均不能组成原电池。
答案:A目标导航一二预习导引二、认识几种电池
1.锌锰干电池
(1)工作原理:锌做负极,失电子被氧化;碳棒做正极,电池内部的MnO2得电子被还原。
(2)缺点:①使用时锌筒逐渐消耗,引起电解质渗漏;②电压不断减小,不能提供稳定电压。
2.铅酸蓄电池
(1)工作原理:Pb做负极,PbO2做正极,发生反应为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。充电时PbSO4转变为Pb和PbO2。
(2)优缺点:①可通过检查H2SO4溶液的密度确定是否应该充电;②该电池充、放电方便,稳定性强,但寿命较短。目标导航一二预习导引3.燃料电池
(1)原理:利用燃料和氧化剂间的氧化还原反应提供电能的电池。
(2)特点:工作时不断地从外界输入燃料和氧化剂。
(3)氢氧燃料电池:正极输入氧气,负极输入氢气,电解质为KOH,总反应为
2H2+O2 2H2O。
(4)优点:效率高,无污染,装置可重复使用。目标导航一二预习导引4.化学电池的表示方法为:(-)负极|电解质|正极(+),请用这种方法表示下列原电池
锌锰干电池:(-)Zn|NH4Cl,ZnCl2|MnO2,C(+),
锌氧化汞电池:(-)Zn|KOH|HgO,C(+),
铅蓄电池:(-)Pb|H2SO4|PbO2(+),
氢氧燃料电池:(-)Pt,H2|KOH|O2,Pt(+),
铜锌原电池:(-)Zn|H2SO4|Cu(+),
碱性锌锰电池:(-)Zn|KOH|MnO2,C(+)。目标导航一二预习导引预习交流2
为什么说燃料电池从原理上产生了飞跃?
答案:燃料电池是从原理上产生飞跃的电池,它虽然仍是利用氧化还原反应,但其工作物质可以源源不断由外部输入,因此可长时间不间断工作。电池工作时将反应物(燃料)中的化学能直接转化为电能,燃料和氧化剂不断分别输至电池两极,确保电池连续稳定工作。常用的燃料电池一般用H2、CH4等做燃料。问题导学即时检测一二一、电池的工作原理
活动与探究问题导学即时检测一二解析:当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时,由于锌比铜活泼,容易失去电子,锌被氧化成Zn2+而进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢原子,氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。锌片和铜片接在一起插入稀硫酸中构成了原电池。
电极反应:
负极:Zn-2e- Zn2+ 正极:2H++2e- H2↑问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二迁移与应用
依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s) Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题。
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 。?
(2)银电极为电池的 极,发生的电极反应为 ;X电极上发生的电极反应为 。?
(3)外电路中的电子是从 电极流向 电极。?
答案:(1)铜 AgNO3溶液 (2)正 Ag++e-Ag Cu-2e- Cu2+ (3)铜 银问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二二、认识几种电池
活动与探究
根据下列氧化还原反应设计一个原电池:2FeCl3+Fe 3FeCl2。
要求:(1)画出此原电池的装置图。
(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。?
(3)写出两个电极上发生的电极反应。??问题导学即时检测一二解析:分析题目所给反应知,固体铁中铁元素的化合价升高,发生氧化反应,应做原电池的负极;FeCl3中铁元素的化合价降低,发生还原反应,但因FeCl3易溶于水,不能直接做电极,所以要选用一种活动性比铁弱且与FeCl3溶液不反应的固体做辅助电极,这里可以采用石墨棒或银棒等,FeCl3溶液作电解质溶液。
答案:(1)装置图如下:
(2)电池的正负极及外电路中电子的流向如上图所示。
(3)负极(Fe):Fe-2e- Fe2+
正极(C或Ag):2Fe3++2e- 2Fe2+问题导学即时检测一二迁移与应用
人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池,其电池的电极反应式为Zn+2OH--2e- ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-。据此判断锌是( )
A.负极,并被氧化
B.正极,并被还原
C.负极,并被还原
D.正极,并被氧化
解析:根据电极反应,可知锌的化合价升高,被氧化,做负极。
答案:A问题导学即时检测一二1.锌锰干电池
锌锰干电池工作时,锌筒上的锌原子失去电子,电子通过外电路、金属帽流向碳棒,电池内部的二氧化锰从碳棒上得到电子被还原。
其他干电池:碱性锌锰干电池、银锌纽扣电池等
优点:携带方便
缺点:不能提供稳定的电压,污染大问题导学即时检测一二?问题导学即时检测一二(2)氢氧燃料电池
用氢气和氧气做反应气体,铂或活性炭做电极,40%的氢氧化钾溶液做电解质溶液。
负极:2H2+4OH--4e- 4H2O
正极:O2+2H2O+4e- 4OH-
总反应:2H2+O2 2H2O问题导学即时检测一二?问题导学即时检测123451.下列叙述正确的是( )
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置
②原电池的正极发生氧化反应,负极发生还原反应
③不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池的装置均可以实现
④碳棒不能用来做原电池的电极
⑤反应Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+,能以原电池的形式来实现
A.①⑤ B.①④⑤ C.②③④ D.②⑤
解析:原电池正极得电子,发生还原反应;负极失电子,发生氧化反应。碳棒可导电,可做原电池的电极。
答案:A问题导学即时检测123452.据报道,锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池,因为锌电池容量更大,而且没有铅污染,其电池反应为2Zn+O2 2ZnO,原料为锌粒、电解质溶液和空气,则下列叙述不正确的是( )
A.锌为正极,空气进入负极反应
B.负极反应为Zn+2OH--2e- ZnO+H2O
C.正极发生还原反应
D.电解质溶液肯定不是强酸
答案:A问题导学即时检测12345?问题导学即时检测123454.下列装置属于原电池的是 ;在选出的原电池中, 是负极,此原电池反应的化学方程式为 。?
解析:原电池的构成条件为:有两个活泼性不同的电极、有电解质溶液,并形成闭合回路,只有⑤符合。该电池中,铁比铜活泼,铁为负极。
答案:⑤ Fe Fe+H2SO4 H2↑+FeSO4问题导学即时检测123455.利用反应Fe+CuSO4 FeSO4+Cu设计一个原电池,画出实验装置图,并指出:
(1)正极材料为 ,电极反应为 ;?
(2)负极材料为 ,电极反应为 ;?
(3)电解质溶液为 。?
(4)实验装置图
解析:该反应中的氧化反应为Fe-2e- Fe2+,还原反应为Cu2++2e- Cu。
因此,Fe一定是负极,正极可选用Pt棒或C棒等惰性电极。选择含Cu2+的溶液做电解质溶液。
画实验装置图时要注意电极不可全部没入液面以下,以防有副反应发生。问题导学即时检测12345答案:(1)比铁稳定的金属或C Cu2++2e- Cu
(2)Fe Fe-2e- Fe2+ (3)CuSO4溶液
(4)课时训练9 家用燃料的更新
1.下列说法中,不正确的是( )
A.煤气化技术的推广使用,是使煤变成清洁能源的有效途径
B.煤的干馏过程属于物理变化,通过煤干馏可得到焦炉气、煤焦油、焦炭、粗氨水等
C.煤里主要含有碳、少量其他元素及矿物,工业上大量燃烧含硫燃料是形成酸雨的主要原因之一
D.发生炉煤气主要成分是一氧化碳
解析:煤的气化可有效降低污染物的排放,A项正确;煤的干馏过程中既有物理变化,又有化学变化,B项错误;煤燃烧的过程中会排出二氧化硫及氮的氧化物,形成酸雨,C项正确;发生炉煤气为煤或焦炭不完全燃烧得到的气体混合物,主要成分为一氧化碳,D项正确。
答案:B
2.现有以下几种措施:①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理;②少用原煤做燃料;③燃煤时鼓入足量空气;④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是( )
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
解析:煤及其他化石燃料中含S元素,它们燃烧产生的SO2的大量排放是形成酸雨的主要原因。对燃煤产生的尾气进行除硫,少用、不用原煤做燃料,开发清洁能源都可以减少SO2的排放,减少酸雨的产生。燃煤时鼓入足量空气只能提高煤的燃烧效率,不能减少SO2的排放。
答案:C
3.煤的低温干馏目的是( )
A.提高煤焦油的产量
B.获得优质焦炭
C.提高焦炉气的产量
D.提高煤焦油中芳香烃的含量
解析:煤的干馏分为低温干馏和高温干馏。高温干馏目的是制得冶金工业用的焦炭,低温干馏目的是获取较多的煤焦油。2·1·c·n·j·y
答案:A
4.在相同条件下,对环境污染程度最小的燃料是( )
A.液化气 B.煤油
C.煤饼 D.天然气
解析:燃烧相同质量的液化气、煤油、煤饼、天然气,天然气生成的二氧化碳最少,并且煤饼燃烧还会产生二氧化硫等污染性气体。21世纪教育网版权所有
答案:D
5.下列变化属于化学变化的是( )
①将煤隔绝空气加热
②将石油加热分馏炼制成汽油、煤油、柴油等产品
③用酒精配制成饮用酒
④植物的光合作用
A.① B.①②④
C.①④ D.①②③④
解析:将煤隔绝空气加热可以把煤分解生成焦炉气、煤焦油、粗氨水、焦炭等,发生的是化学变化,这个过程叫煤的干馏。将石油加热分馏制得汽油、柴油、煤油等利用的是各组分的沸点不同把各组分分开,发生的是物理变化。将酒精配制成饮用酒,是把酒、水、香精等混合,未发生化学变化。植物的光合作用是植物利用二氧化碳等合成氧气、淀粉等,是化学变化。
答案:C
6.城市中许多家庭使用的罐装“煤气”,实际上是液化石油气,以下有关液化石油气的叙述不正确的是( )21·cn·jy·com
A.液化气是一种混合物,其主要成分是丙烷、丁烷
B.液化气用完后,瓶内往往会残留有一些液体,其成分是水
C.液化气可用做燃料
D.液化气燃烧需大量氧气
解析:液化石油气残留液体是沸点较低的烃类,并非是水。
答案:B
7.近年来,广州市的大部分公交车及部分出租车已采用LPG(液化石油气)作为汽车的燃料,其主要目的在于 ( )
A.防止石油短缺
B.降低成本
C.减少对大气的污染
D.加大发动机的动力
解析:液化石油气的成分含碳量低于汽油、柴油等燃料油,容易完全燃烧而降低产生一氧化碳的可能性。
答案:C
8.人们在工作、生活中,为了防止发生事故,常采用一些安全措施,下列措施安全可行的是( )
A.到天然溶洞探险打火把照明
B.掏沼气池前进行灯火试验
C.点燃木条检查液化石油气是否泄漏
D.到小煤窑挖煤用火把照明
解析:一般可燃气体点燃前都需要验纯,因为点燃可燃气体与空气的混合物易发生爆炸。选项B、C、D中都有可燃的气体,所以若点火会发生爆炸造成危险。21教育网
答案:A
9.已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体。等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下面是有关天然气的几种叙述:①天然气与煤、柴油相比是比较清洁的能源;②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大;③燃烧天然气,也是酸雨的成因之一。其中正确的是( )21·世纪*教育网
A.①②③ B.①
C.①② D.③
解析:质量相等的CH4、CO2,甲烷的物质的量大,产生的温室效应也大。
答案:C
10.甲烷在不同条件下有两种热解反应:①CH4(g)C(s)+2H2(g);②2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)。现将两份标准状况下等体积的甲烷分别通入两个容积可变的密闭容器中,按①式和②式热解,待完全反应后,恢复至标准状况,则两容器中气体体积关系正确的是 ( )
A.①和②相等
B.①小于②
C.①大于②
D.无法判断
解析:本题是从气体体积变化的角度来考查甲烷的热解反应。反应①生成物C为固体,所以反应后的气体体积为反应前的2倍,反应②的生成物全为气体,反应后的气体体积也为反应前的2倍,也就是两个反应前后的气体体积比均为1∶2,等体积的甲烷发生反应①和反应②后得到的气体体积相等。www-2-1-cnjy-com
答案:A
11.能源是人类生存和发展的重要支撑因素。请回答以下有关能源的问题:
(1)人类历史进程的各个阶段,如按照石器时代、铁器时代、蒸汽时代、电气时代划分,各时代主要的动力来源分别是 、 、 、 。?
(2)人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能。捕获太阳能的生物主要为绿色植物。绿色植物能够通过光合作用把太阳能转化为化学能,光合作用的总反应式是 。?
(3)煤、石油、天然气等能源以热的形式供给人们需要的能量。试以它们各自的主要成分C、CnH2n+2和CH4为代表,写出它们燃烧过程的化学方程式。指出它们质量相同时,哪一种燃料对环境造成的负面影响(产生温室效应)最小。2-1-c-n-j-y
解析:人类生存和发展的重要支撑因素是能源,人类历史进程各个阶段也明显带有能源的烙印,各个阶段的动力来源应是:石器时代—人的体力,铁器时代—畜力,蒸汽时代—燃煤动力,电气时代—电力。绿色植物将太阳能转化为化学能的过程,称为光合作用。总反应式为:
6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
煤、石油、天然气等能源称为化石燃料,燃烧方程式为:
C+O2CO2
CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
CH4+2O2CO2+2H2O
从燃烧方程式对比可知:燃烧等质量的三种燃料,天然气(CH4)产生的CO2最少。
答案:(1)人的体力 畜力 燃煤动力 电力
(2)6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
(3)C+O2CO2
CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
CH4+2O2CO2+2H2O
天然气产生的CO2最少。
12.(1)已知有如下反应:2CO+O22CO2,2H2+O22H2O,CH4+2O2CO2+2H2O。
①根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气(主要成分为CO、H2和少量烃类)和天然气(主要成分为CH4),消耗空气体积较大的是 ,因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具的改造方法是进风口 (填“增大”或“减小”),如不作改进可能产生的不良结果是 ?www.21-cn-jy.com
。?
②管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表:
乙烷
丙烷
丁烷
熔点/℃
-183.3
-189.7
-138.4
沸点/℃
-88.6
-42.1
-0.5
试解释严寒的冬季有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因:?
。?
(2)在首尔兰芝岛上的足球场下面填埋着首尔人15年的垃圾,垃圾产生的沼气为足球场提供部分能源。请回答:21cnjy.com
①沼气燃烧的化学方程式为 。?
②下列说法正确的是 (填序号)。?
a.把农作物秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵可以产生沼气
b.沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环境有重要意义
c.沼气的主要成分是甲烷
d.点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆炸
解析:(1)由燃烧的化学方程式可知CO、H2的耗氧量小于等体积的CH4的耗氧量,故改造时应增加空气进气量,否则燃烧不完全易产生大量黑烟。【来源：21·世纪·教育·网】
由题目提供的熔、沸点可知丁烷的沸点高,易液化,液化的丁烷导致管道不畅通。
(2)沼气的主要成分是CH4,其燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O。
答案:(1)①天然气 增大 燃烧不充分,产生黑烟和有毒气体CO ②冬天气温低,丁烷等容易液化
(2)①CH4+2O2CO2+2H2O ②abcd
课件31张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二?三目标导航预习导引一二3.以煤做燃料的危害及防治
(1)产生大量的固体垃圾。
(2)产生大量的CO2、烟尘以及SO2、CO、氮氧化物等有害气体,对环境造成严重污染。尤其是燃烧含硫量高的煤不仅容易引发呼吸系统疾病,还会形成酸雨污染环境。
(3)使用之前,对煤进行处理以防治危害,如将煤制成煤水浆,或向煤中加入石灰石等方法。
4.气化:通过一定的方法使固体的煤变成气体——煤气的过程。将煤气化可以制成发生炉煤气、水煤气、干馏煤气等。三目标导航预习导引一二三目标导航预习导引一二答案:(1)CO和N2 (2)CO和H2 (3)H2、CH4、C2H4、CO (4)2C+O22CO (5)C+H2O(g) CO+H2 (6)合成氨三目标导航一二预习导引二、使用方便的燃料——液化石油气
液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷,还含有少量的丙烯和丁烯;液化石油气燃烧的两个主要化学方程式为C3H8+5O2 3CO2+4H2O,2C4H10+13O2 8CO2+10H2O。
预习交流2
如何安全使用液化石油气?
答案:液化石油气是一种常见的家用气体燃料,其主要成分是以丙烷和丁烷为主的混合物。液化石油气的不完全燃烧不仅发热量少、冒黑烟,而且还会产生有毒的一氧化碳。不可将气罐中的残留物倒入下水道或垃圾道中,以免发生危险。要安全使用液化石油气。三目标导航一二预习导引三目标导航一二预习导引三预习交流3
天然气是如何形成的?沼气的成分有哪些?
答案:天然气是可燃气体的一种,它产生于油田、煤田和沼泽地带,是埋藏在地下的生物遗体经过亿万年的高压、高温等作用形成的。
沼气除含有甲烷外,还含有二氧化碳及少量的氢气、氮气、硫化氢、一氧化碳、水蒸气等。问题导学即时检测一二三一、认识煤的组成和开发利用
活动与探究
下图是实验室干馏煤的装置图。根据图回答下列问题:
(1)指出图中各仪器的名称:a ,b ,c ,d 。?
(2)装置c的作用是 。d中的液体有 和 ,其中的无机物里溶有 ,可用 检验出来;有机物可以通过 的方法使其中的重要成分分离出来。?
(3)e处点燃的气体是 。?问题导学即时检测一二三解析:煤的干馏可制得焦炉气、粗氨水、煤焦油、焦炭等,多种液体有机物可利用其沸点差异,通过分馏的方法进行分离。
答案:(1)酒精喷灯 铁管(或瓷管) 烧杯 U形管
(2)将干馏生成的气体进行降温冷凝 粗氨水 煤焦油 氨气 酚酞溶液 分馏
(3)H2、CH4、C2H4、CO等问题导学即时检测一二三迁移与应用
下列说法中正确的是( )
A.煤是各种芳香烃组成的混合物
B.煤燃烧时,产生大量的二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物
C.煤是以单质碳为主的简单混合物
D.以煤为主要原料,可以加工成高级液化石油气
解析:煤是由多种有机化合物和无机物组成的复杂混合物,燃烧时可产生大量污染物。获得液化石油气的原料是石油。
答案:B问题导学即时检测一二三煤的气化
通过一定的方法使固体的煤变成气体——煤气的过程。
(1)发生炉煤气——煤或焦炭经过不完全燃烧得到的气体混合物,化学方程式:2C+O2 2CO,主要成分为CO和N2,可用做冶金、化工及家庭用气体燃料。
(2)水煤气——烧红的煤或焦炭与水蒸气反应得到的气体混合物,化学方程式:C+H2O CO+H2,主要成分为CO和H2。可做合成氨等工业的常用原料,也可用做气体燃料。
(3)干馏煤气——把煤隔绝空气加强热,使其分解得到的焦炉气,主要成分为H2、CH4、C2H4、CO等。可做管道燃气、化工原料气。问题导学即时检测一二三二、液化石油气
活动与探究
如图所示,将浸透了石蜡油(分子中含17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的矿渣棉放在硬质玻璃管的底部,试管中加入碎瓷片,给碎瓷片加强热,使石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面。
(1)若将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液后,溶液退色并且液体分为两层,上层无色、油状,下层无色、水状。
(2)若将生成的气体通入溴水,溴水也退色。问题导学即时检测一二三请回答下列问题。
(1)实验装置中矿渣棉的作用是 ,碎瓷片的作用是 。?
(2)酸性高锰酸钾溶液退色,有机化合物发生的化学反应的类型是 。?
(3)溴水退色,有机化合物发生的化学反应的类型是 。?
(4)若将生成的气体用图b所示的装置进行收集、检验,浸入水中的试管里形成了油状液体,另一试管内的酸性高锰酸钾溶液退色。按图a所示的方法进行石蜡油裂化的实验,从实验安全性的角度来说,该实验设计中存在的主要问题是? 。?
(5)假设石蜡油中某种烃的分子式是C18H38,它发生裂化反应生成了癸烷和烃A,癸烷又发生裂化反应生成了己烷和烃B,己烷又发生裂化反应生成了丁烷和烃C。写出上述裂化反应的化学方程式(有机化合物用分子式表示):
① ;?② ;?③ 。?问题导学即时检测一二三解析:该实验装置是石蜡油分解实验的装置图,实质是利用了烃的裂化原理,由长链烃变短链烃,长链烷烃裂化成烷烃和短链烯烃,使溴水退色的是烯烃(与乙烯性质相似)。裂化反应类似于无机反应中的分解反应,结合原子守恒定律可写出反应的化学方程式。
答案:(1)石蜡油的载体 催化剂
(2)氧化反应
(3)加成反应
(4)缺少防火设备(装置),易发生气态烃爆炸事故问题导学即时检测一二三迁移与应用
液化石油气已普遍进入现代家庭的厨房中,它的主要成分如下表所示。现将各物质在一个大气压下的沸点分别列表如下。
有人发现液化石油气用完后,残留在钢瓶内的液体能溶解油脂,就将它倒出来做洗涤剂,洗擦物件上的油泥,这种废物利用的做法为何不可取?问题导学即时检测一二三解析:本题考查能否根据各物质的沸点,判定残液的主要化学成分和安全使用液化石油气。本题的研究对象是残液,所以必须首先要弄清残液的化学成分。而根据沸点表可知,在常温下(取25 ℃),随着瓶内压强的降低,沸点低的液体必然首先汽化,所以剩留残液必然是沸点高于常温的液体。使用液化石油气,应从安全第一去考虑。问题导学即时检测一二三答案:从表中可知,在常温下未能汽化的残液主要是沸点相对较高的戊烷和戊烯。此两种物质在空气中较易挥发成气体,当这些气体在室内达到一定比例后,如遇明火,就会引发火灾,所以用残液做洗涤剂不可取。
液化石油气罐中的残留物仍属于易燃、易爆的物质,不可随意乱倒。国家颁布的《国家城市建设总局液化石油气安全管理暂行规定中》明确指出:严禁私自倒出瓶内液化石油气或残液,对于违反规定而造成事故者,根据情节轻重予以严肃处理,直至追究刑事责任。然而,在生活中违章乱倒液化石油气残液的现象屡见不鲜,因此而酿成事故的也很多。所以,我们要从自我做起,加强有关知识的宣传,杜绝乱倒液化石油气残液,防患于未然。问题导学即时检测一二三液化石油气
主要成分:丙烷、丁烷(含有少量丙烯、丁烯)
液化石油气燃烧的化学方程式:
C3H8+5O2 3CO2+4H2O
2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
优点:(1)洁净,燃烧不会产生粉尘污染。
(2)热效率高,价格低廉。
(3)使用方便。
缺点:易燃、易爆,容易产生安全事故。问题导学即时检测一二三三、天然气和沼气
活动与探究
下图是我国农村采用的一种沼气池的剖面示意图,使用时由进料口加入农作物的废弃物,如秸秆、杂草、树叶等以及人、畜、家禽的排泄物,然后加满水到一定位置以留下贮气空间。经过一段时间发酵之后,便有沼气产生。问题导学即时检测一二三(1)在沼气发酵的过程中,有一种微生物具有除臭的作用,这种微生物是什么?是如何除臭的?
(2)在沼气发酵的过程中,进行着非常复杂的微生物代谢活动。其呼吸类型有好氧型、厌氧型和兼气型(如酵母菌)三种,试分析这三类微生物的数量在沼气池中的消长规律。
解析:微生物代谢种类有好氧型、厌氧型和兼气型,根据题中信息利用同位素探究反应机理。
答案:(1)硝化细菌,它能将NH3氧化成亚硝酸和硝酸。
(2)沼气发酵的开始阶段,好氧型和厌氧型微生物大量繁殖。但随着水中含氧量的下降,好氧微生物的活动受到抑制,而兼气型和厌氧型微生物活动加强,最终好氧型微生物大量死亡而厌氧型和兼气型微生物大量繁殖。问题导学即时检测一二三迁移与应用
沼气的生产是构建生态农业的一个典型范例,其产物沼气除了可以用来点火、做饭、发电及做汽车、拖拉机的燃料外,池中的残渣还可以用来做( )
A.化工原料 B.有机肥料
C.固体燃料 D.无用废渣
解析:将人畜粪便、农作物秸秆等有机废料投进沼气池中可以产生沼气,沼气池中的残渣经过发酵沤制,可以成为很好的有机肥料。
答案:B问题导学即时检测一二三天然气
主要成分:甲烷。
燃烧的化学方程式:CH4+2O2 CO2+2H2O
西气东输工程起点:新疆塔里木,管线全长4 000 km。
沼气
主要成分:甲烷(还含有少量CO2、H2、N2、H2S、CO、H2O等)。
应用:点灯、做饭、发电,做农用汽车、拖拉机的燃料。
沼气的生产原料:人畜粪便、动植物遗体、工农业有机废渣、废液。
生产过程:原料在一定温度、湿度、酸度和缺氧的条件下,经厌氧微生物发酵即可生成。问题导学即时检测123451.煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。下图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分数随温度变化的曲线图。由图可知该煤气中( )
A.只含有碳、氢两种元素
B.所含的有机物是CH4、CnHm、CO
C.CO体积分数小于CH4体积分数
D.氢气体积分数最大
解析:A项,煤气中有CO,至少含C、H、O三种元素;B项,CO不是有机物;D项,550 ℃以前,CH4体积分数高于H2。
答案:C问题导学即时检测123452.为了减少大气污染,许多城市推广清洁燃料,目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压缩天然气,另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分是( )
A.碳水化合物 B.碳氢化合物
C.氢气 D.醇类
解析:天然气的主要成分为CH4,液化石油气的主要成分为分子中含碳原子数较少的烃。故选B项。
答案:B问题导学即时检测123453.据报道,近年来科学家在百慕大等深海底发现一种新能源,这种物质的外观很像冰,称可燃冰。科学研究表明,可燃冰实际上是一种甲烷水合物(CH4·xH2O),是甲烷与水在低温高压下形成的一种固态物质。
(1)目前,排放到大气中的气体污染物主要有SO2、NO2、CO等,它们主要来自矿物燃料的燃烧和工业废气。今有:①可燃冰、②氢能、③风能、④太阳能、⑤煤、⑥天然气、⑦石油等能源,在通常情况下使用上述能源,一般不会造成空气污染的一组是( )
A.①②③④⑥ B.②③④⑥⑦ C.①③④⑤⑥ D.①②③④⑤
(2)下面有关甲烷和可燃冰的说法中,不正确的是( )
A.甲烷主要是植物残体在隔绝空气的情况下分解而生成的
B.可燃冰燃烧时火焰呈淡蓝色
C.与煤比较,可燃冰是一种高效能源
D.通常情况下,甲烷是一种无色、无味,易与水化合的气体问题导学即时检测12345解析:(1)由题意可知,可燃冰的主要成分为CH4·xH2O,其燃烧产物为CO2和H2O,对环境不会造成污染,而煤和石油的燃烧产物会对空气造成污染。(2)甲烷不易与水发生化学反应。
答案:(1)A (2)D问题导学即时检测123454.煤气的主要成分是CO、H2。写出煤气和天然气燃烧的化学方程式: 、? 、? 。?
把一套以煤气为燃料的灶具(如煤气灶)改为以天然气为燃料时,灶具应作相应调整,正确的方法是? 。?
解析:燃烧等体积的煤气和天然气时,天然气消耗氧气多。问题导学即时检测123455.“西气东输”中的“气”指 ,有些地方在公交车和出租车中推行用该气代替汽油做燃料的改革,该气的主要成分燃烧的化学方程式为 。?
1吨该气燃烧所放出的热量大约是相同质量煤炭的1.7倍,但所释放出的CO2却仅是燃烧相同质量煤炭所释放CO2质量的 %,这对防止 有利。该气的主要成分若出现在煤矿的矿井里,并达到一定浓度,遇明火就会发生爆炸,这就是人们常说的瓦斯爆炸。为了防止瓦斯爆炸,煤矿的矿井里必须采取 、 等安全措施。在农村,农家废弃物放在 中也可以得到主要成分与该气大致相同的气体(习惯称沼气)。?问题导学即时检测12345?课时训练10 汽车燃料清洁化
1.下列叙述正确的是( )
A.汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物
B.乙醇可以被氧化为乙酸,二者都能发生酯化反应
C.甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到
D.含5个碳原子的有机物,每个分子中最多可形成4个碳碳单键
解析:A项植物油中含氧元素,错误;C项石油成分不含烯烃,不能通过石油分馏得到乙烯,错误;D项若为环烷烃则可形成5个碳碳单键,错误。www-2-1-cnjy-com
答案:B
2.下列烷烃含量越高,汽油品质越好的是( )
A.CH3(CH2)6CH3
B.CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
C.(CH3)2CHCH2C(CH3)3
D.CH3(CH2)14CH3
解析:汽油所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高,它的抗爆震性越好;所含直链烃分子越多,抗爆震性越差。2-1-c-n-j-y
答案:C
3.汽车尾气排出的某种氮氧化物和一氧化碳在催化剂作用下充分反应,生成了氮气和二氧化碳。若测得产物中氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2,则该氮氧化物是 ( )
A.NO2 B.NO
C.N2O D.N2O5
解析:设氮氧化物为NOx,则由题意可写出反应的化学方程式,2NOx+2CON2+2CO2,依据氧元素守恒得:2x+2=22,求出x=1。故此氮氧化物为NO。
答案:B
4.天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的,因此下列做法可行的是( )
①可利用电解水的方法得到氢气做能源 ②可用酒精做能源 ③砍伐树木做能源 ④开发太阳能、核能等新的能源
A.① B.①④
C.②③ D.②④
解析:电解水需要消耗大量电能,不经济;酒精来源于绿色植物,为可再生资源,可作为新能源;砍伐树木破坏生态平衡,不可以;开发太阳能、核能等新能源是能源发展的必然趋势,故D正确。
答案:D
5.近年来,在许多城市街头会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标识,表示它们是以天然气做燃料的汽车。推行这一改革的主要目的是( )
A.延长发动机的寿命
B.促进地方经济的发展,增加再就业机会
C.节约能源
D.减少大气污染
解析:天然气燃烧产物对环境污染小。
答案:D
6.为减少汽车对城市大气的污染,近年来中国成功地开发出了以新燃料做能源的“绿色汽车”。这种汽车可避免有毒的有机铅、苯和苯的同系物以及多环芳烃的排放,保护环境。这种“绿色汽车”的燃料可能是( )21cnjy.com
A.甲醇
B.汽油
C.柴油
D.重油
解析:甲醇为新燃料,而汽油、柴油、重油均来自石油,为常规化石燃料。
答案:A
7.下表为某汽车在不同速率时所产生的空气污染物质量(按汽车平均行驶1 km计算)
污染物
速率/(km·h-1)
50
80
120
一氧化碳/g
8.7
5.4
9.6
氮的氧化物/g
0.6
1.5
3.8
碳氢化合物/g
0.7
0.6
0.8
根据上表,下列说法不正确的是( )
A.汽车行驶时,污染物中CO含量最高
B.汽车速率为120 km·h-1时,污染最严重
C.从环保角度考虑,最合适的汽车速率为50 km·h-1
D.汽车速率增加时,氮氧化物的质量增加得最快
解析:由表中数据可知,汽车速率为80 km·h-1时,污染物相对最少。
答案:C
8.一摩托车行驶至缓慢泄漏汽油的油罐附近时,随着一声巨响,发生剧烈爆炸。经消防队员20小时的奋力扑救,大火被扑灭,消防队员仍继续对油罐喷水6小时。在事故发生后,环保部门及时对事故附近的空气进行检测,公布了当地的空气污染指数,以提醒附近民众注意。
(1)该油罐起火爆炸的原因是?
。?
(2)大火被扑灭后继续对油罐喷水6小时的目的是?
?
。?
(3)事故发生后,环保部门应该检测的附近空气中的污染物是 。?
解析:(1)汽油易挥发。泄漏汽油的油罐附近充斥着汽油与空气混合形成的可爆性气体。摩托车发动机产生的火花引爆了这些可爆性气体。21世纪教育网版权所有
(2)明火熄灭后,油罐内的汽油温度仍可能高于其着火点,需要继续冷却以防止再次发生爆炸。
(3)汽油的燃烧和爆炸会产生SO2、NO2、CO和可吸入颗粒物等影响空气质量的污染物,环保部门需要检测这些污染物的浓度以确定当地空气污染指数。www.21-cn-jy.com
答案:(1)油罐泄漏的汽油挥发后与附近空气形成了爆炸性的混合气体,摩托车发动机产生的火花引爆了这些可燃性气体【来源：21·世纪·教育·网】
(2)将油罐内汽油的温度降低至着火点以下,防止油罐内汽油再次发生爆炸
(3)SO2、NO2、CO和可吸入颗粒物
9.汽车尾气污染已成为一重大公害。汽车内燃机中,汽油汽化后与空气一定比例混合,引擎用电火花引燃。此时汽缸内温度迅速升高,气体体积急剧膨胀,产生压力推动活塞。燃烧时产生有害气体通过尾气排出污染大气。为简化讨论:设汽油成分全部为辛烷,并设空气中O2体积占1/5,其余为N2。试定量讨论分析如下问题:21·世纪*教育网
(1)设辛烷气体与空气的体积比(相同条件下)为a,要使辛烷完全燃烧,设a的最大值为a',则a'= (用小数表示)。?21·cn·jy·com
(2)若辛烷与空气的体积比大于a'时,尾气中存在的污染大气的有毒气体是 ,当该污染气体含x mol时,反应的化学方程式是 。?【来源：21cnj*y.co*m】
(3)若辛烷与空气的体积比小于a'时,尾气中存在的污染大气的有毒气体是 ,产生该气体的化学方程式是 。?21教育名师原创作品
解析:辛烷燃烧的化学方程式为:
2C8H18+25O216CO2+18H2O
2 25
a' 1
即,解得a'=0.016
当a>a'时,汽油不完全燃烧产生CO。当a
汽油作为汽车燃料一定产生污染气体,要想从根本上杜绝汽车尾气对环境的污染,就需要使燃料清洁化。
答案:(1)0.016
(2)CO C8H18+O2xCO+(8-x)CO2+9H2O
(3)NOx N2+O22NO、2NO+O22NO2
10.1,2-二溴乙烷可做汽油抗爆震剂,常温下它是无色液体,密度为2.18 g·cm-3,沸点为131.4 ℃,熔点为9.79 ℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用下图所示装置制备1,2-二溴乙烷,图中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)。2·1·c·n·j·y
填写下列空白:
(1)写出本题中制备1,2-二溴乙烷的两个化学反应方程式:?
;?
。?
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞,请写出d发生堵塞时瓶b中的现象 。? 21*cnjy*com
(3)容器c中NaOH溶液的作用是?
。?
(4)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当液溴全部退色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下超出许多,如果装置的气密性没有问题,试分析可能的原因。
解析:利用汽油抗爆震剂1,2-二溴乙烷的实验室制法,考查中学化学实验的基本问题。回顾所学知识不难回答。【出处：21教育名师】
答案:(1)CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O
CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br
(2)若试管d堵塞,安全瓶b内压强增大,玻璃管中的水柱上升甚至溢出
(3)吸收乙烯中混有的CO2、SO2等酸性气体
(4)乙烯通过速率过快,吸收不完全;或制备乙烯时温度没有迅速升至170 ℃,部分乙醇转化为乙醚等杂质21教育网
11.汽车尾气(含有烃类、SO2与NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂钯合金作催化剂)。它的特点是使CO和NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
(1)下列说法错误的是 。?
A.CO和NOx反应的化学方程式为2xCO+2NOx2xCO2+N2
B.上述方法的缺点是由于CO2增多和SO2转化为SO3,会大大提高空气的酸度
C.多植树造林,增大绿化面积,可有效控制城市空气各种污染源
D.汽车改用天然气为燃料或开发氢能源,都会减少对空气的污染
(2)写出CO与NO反应的化学方程式: 。?
(3)“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是?
。?
(4)汽车尾气可引起光化学烟雾,主要是 气体。形成酸雨主要是 气体,在尾气转化中,主要还会产生 气体,造成温室效应。?【版权所有：21教育】
解析:由CO、NO的组成元素及有关物质的性质知,生成的无毒气体只能是CO2和N2,即2CO+2NON2+2CO2。根据接触法制硫酸的反应原理可知,SO2可催化氧化成SO3,所以SO2经“催化转化器”被转化(氧化)为SO3,最后形成硫酸酸雾。要控制城市的污染源,采取的方法只能是使用不能产生污染的清洁能源。汽车尾气可引起光化学烟雾的主要是氮的氧化物,形成酸雨的主要气体是SO2,产生温室效应的是CO2。21*cnjy*com
答案:(1)C (2)2CO+2NON2+2CO2
(3)该催化器可促进SO2的转化,发生2SO2+O22SO3,然后SO3+H2OH2SO4
(4)NO、NO2 SO2 CO2
课件24张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引一二一、从汽油谈起
1.汽油及其性质:汽油是分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物,含有的烷烃主要是己烷(C6H14)、庚烷(C7H16)、辛烷(C8H18)和壬烷(C9H20)。汽油的沸点较低,在70~150 ℃之间,完全燃烧生成水蒸气和二氧化碳;不完全燃烧则会有一氧化碳和碳单质生成,这是汽缸里产生积炭的原因。?
2.汽油的抗爆震性:汽油抗爆震的程度以“辛烷值”的大小来衡量,“辛烷值”越高,抗爆震程度越高。汽油所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高,它的抗爆震性越好;所含直链烃分子越多,它的抗爆震性越差;目前,部分城市已禁止使用含铅汽油,代替四乙基铅作为汽油抗震剂的是甲基叔丁基醚(MTBE)。目标导航预习导引一二3.汽车尾气及其处理措施
(1)汽车尾气中有害气体的产生途径
①烃不完全燃烧产生CO。
②电火花放电使N2和O2反应产生氮氧化物。
③汽油中的硫氧化生成SO2气体。
(2)汽车尾气的危害
①形成光化学烟雾。
②形成酸雨。
③产生大量温室气体CO2。目标导航预习导引一二(3)消除汽车尾气对环境污染的办法
①在汽车排气管上安装填充催化剂的催化转化装置,使有害气体CO、NOx转化为CO2、N2,如NO与CO的反应为2CO+2NO 2CO2+N2,该措施的缺陷是催化剂加速了SO2向SO3的转化,使排出的废气酸度升高。
②推广使用乙醇汽油等无铅汽油。
③使用清洁燃料或新型能源。
预习交流1
汽油的辛烷值代表了什么问题?
答案:辛烷值就是人们一般所说的汽油的标号值。商品汽油按汽油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分,标记为辛烷值 90#、93#、95#、97#或更高,标号数值就相应标示这种汽油的辛烷值大小。标号愈大,辛烷值越高,表示汽油的抗爆震性能越好,耗油也越省。目标导航一二预习导引二、汽车燃料的清洁化
1.清洁燃料车
清洁燃料车是以压缩天然气和液化石油气为燃料的机动车,其优点是:
(1)大大减少了CO、NOx的排放,降低了对环境的污染。
(2)延长了发动机的使用寿命。
2.氢气——汽车最理想的清洁燃料
(1)优点
①释放能量多,燃烧相同质量的氢气和汽油,前者放出的热量约是后者的3倍。
②环境污染小,氢气燃烧生成水,没有灰渣和废气。
(2)不足:当前制取氢气成本高,氢气贮存困难。目标导航一二预习导引预习交流2
汽车的燃料除汽油和柴油外,还有什么其他代用燃料?使用这些代用燃料是从什么角度考虑的?
答案:除汽油和柴油外,汽车的代用燃料有多种,如液化石油气(简称LPG),这是通过低温加压方式将石油气转化成的液体燃料。类似的燃料还有液化天然气(简称LNG)、压缩天然气(CNG)、甲醇、酒精、菜油等。使用代用燃料往往是出于当地的环保状况和资源情况的考虑,而无论使用以上哪一种燃料,都有其一定的利弊,因此必须具体分析和应用。问题导学即时检测一二一、常用燃料——汽油
活动与探究
机动车尾气(含有烃类、NO、CO2、CO、SO2等物质)是城市大气污染的主要污染源之一,对汽车尾气的治理方法之一是在汽车的排气管上安装“催化转换器”(用Pt-Pd合金做催化剂),使NO和CO反应生成可参与生态循环的气体,并促使烃类燃烧及SO2的转化。请据此回答下列问题:
(1)机动车尾气可导致的环境污染有 。?
①温室效应 ②酸雨 ③光化学烟雾 ④白色污染
A.① B.①②
C.①②③ D.①②③④
(2)写出NO和CO反应的化学方程式: 。?
(3)“催化转换器”在一定程度上提高了空气的酸度,其原因是 。?问题导学即时检测一二解析:CO2是主要的温室效应气体;SO2等酸性气体都可以导致酸雨的形成;大量的烃类和NO在环境条件适宜、阳光照射下可以产生光化学烟雾;而“白色污染”是指不可降解塑料的污染。 NO和CO在催化剂的作用下发生氧化还原反应,生成可参与生态循环的气体,所以第(2)问的答案为2NO+2CO 2CO2+N2。“催化转换器”的存在可使SO2转化为酸度更高的SO3,所以说“催化转换器”在一定程度上提高了空气的酸度。
答案:(1)C
(2)2NO+2CO 2CO2+N2
(3)使SO2转化为酸度更高的SO3问题导学即时检测一二迁移与应用
确定汽油是一种混合物的方法是( )
A.测量浓度 B.测量沸点
C.将它燃烧 D.闻气味
解析:由于混合物没有固定的熔、沸点,而纯净物有固定的熔、沸点,利用此性质可以鉴别一种物质是否为混合物。
答案:B问题导学即时检测一二1.汽油的组成
分子中含有5~11个碳原子的烃的混合物。
主要是己烷、庚烷、辛烷和壬烷。
2.汽油的燃烧(以戊烷为例)
(1)完全燃烧——生成CO2和H2O
(2)不完全燃烧——有CO和碳单质生成(汽缸积炭的原因)
问题导学即时检测一二3.汽油的作用原理
汽油进入汽缸后,经电火花点燃迅速燃烧,产生的热气体做功推动活塞往复运动产生动力,使汽车前进。
4.汽油的来源
(1)石油的分馏。
(2)石油的催化裂化。
5.汽油的标号与抗震性
(1)汽油的抗爆震的程度以辛烷值的大小来衡量。
(2)辛烷值也就是我们常说的汽油标号。
(3)汽油中所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高,它的抗爆震性越好。
(4)常用抗爆震剂
四乙基铅[Pb(C2H5)4]、甲基叔丁基醚(MTBE)。问题导学即时检测一二6.汽车尾气及处理措施
(1)汽车尾气
汽车尾气中的有害气体主要有CO、氮氧化物、SO2等。
(2)尾气处理
在汽车的排气管上安装填充催化剂的催化装置,使有害气体CO、NOx转化为CO2和N2,例如:2CO+2NO 2CO2+N2。
措施缺陷:
(1)无法消除硫的氧化物对环境的污染,还加速了SO2向SO3的转化,使排出的废气酸度升高。
(2)只能减少,无法从根本上杜绝有害气体产生。问题导学即时检测一二二、汽车燃料的清洁化
活动与探究
“零油耗,零排放”的雪佛兰Equinox燃料电池车曾作为温哥华冬奥会官方用车,实现了冬奥会更加环保的目标。
(1)雪佛兰燃料电池车与单纯燃油车相比的优点是 。?
(2)雪佛兰燃料电池车的工作原理是? ;?
与内燃机相比,燃料电池的优点是? 。?
(3)氢能与其他能源相对比,具有的优点是? ,?
氢燃料电池汽车的普及还十分困难,你认为其中的原因有? (填一项即可)。?问题导学即时检测一二(4)我国推广使用乙醇汽油,它是在汽油中加入适量乙醇形成的混合燃料。下列叙述中正确的是 。?
A.使用乙醇汽油能减少有害气体的排放,是一种改善环境的清洁能源
B.燃料中的乙醇可以通过粮食发酵或化工合成等方法制得
C.乙醇汽油是一种新型化合物
D.燃烧乙醇汽油可以减少对大气的污染是因为它不含硫元素和氮元素
答案:(1)低燃料消耗和无污染物排放
(2)从电池的正极输进氧气,负极输进燃料如甲醇、氢气等,通过电池内发生的化学反应将燃料的化学能转化为电能 能量转化率高,环保
(3)原料来源广,易燃烧,热值高而且没有灰渣和废气,不会污染环境 制取氢气耗能大,成本高,储存和运输困难,安全性低,加氢站建设投资大等(回答一项即可)
(4)AB问题导学即时检测一二迁移与应用
燃料电池汽车是新型环保汽车,下列有关叙述错误的是( )
A.燃料电池是将化学能转化成电能的装置
B.燃料电池的正极应输进O2
C.H2或甲醇应从燃料电池的负极输进
D.燃料电池虽不会产生污染,但能量转换效率很低,不值得推广
解析:燃料电池能将化学能转化成电能,H2或甲醇等燃料在负极发生氧化反应,O2在正极发生还原反应;燃料电池不会产生污染,而且能量转换效率显著提高,非常值得推广,只有D项错。
答案:D问题导学即时检测一二1.汽车燃料清洁化的原因
使用尾气催化装置只能减少有害气体的排放量,无法从根本上杜绝有害气体的产生,而要有效地杜绝有害气体的产生,汽车燃料就必须清洁化。
2.清洁燃料车
压缩天然气和液化石油气为燃料的机动车。
清洁燃料车的优点:
(1)大大降低了对环境的污染(排放的CO、NOx等比汽油汽车下降90%以上);
(2)发动机汽缸几乎不产生积炭现象;
(3)可延长发动机的使用寿命。问题导学即时检测一二3.汽车最理想的清洁燃料——氢气
(1)H2是汽车最理想的清洁燃料的原因:
①相同质量的煤、汽油和氢气,燃烧氢气释放能量最多;
②氢气燃烧后生成水,不会污染环境。
(2)氢做燃料需要解决的问题:
①大量廉价氢的制取;②安全贮氢。
(3)两种方便的制氢方法:
①光电池电解水制氢;
②人工模仿光合作用制氢。
4.其他动力汽车
氢氧燃料电池汽车
氢氧燃料电池的优点:高效率、无噪音、零污染。
缺点:价格昂贵。问题导学即时检测123451.城市大气中铅污染的主要来源是( )
A.铅笔的随意丢弃
B.使用含铅汽油的汽车尾气
C.蓄电池的使用
D.化妆品的大量使用
解析:人们为了提高汽油的抗爆震性,向汽油中加入了抗震剂四乙基铅,导致含铅汽油燃烧时产生铅的化合物。因此,各类使用含铅汽油的机动车废气排放成为城市大气中铅污染的主要来源。
答案:B问题导学即时检测123452.利用植物及其废弃物可以制取乙醇燃料,下列关于乙醇燃料的说法错误的是( )
A.它是一种再生能源
B.乙醇易燃烧,污染小
C.乙醇只能在实验室内做燃料
D.粮食作物是制乙醇的重要原料
解析:乙醇不仅可以在实验室内做燃料,而且还可作为内燃机的燃料。
答案:C问题导学即时检测12345?问题导学即时检测123454.以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是( )
A.发展氢能和太阳能
B.限制塑料制品的使用
C.提高原子利用率,发展绿色化学
D.尽量用纯液态有机物代替水做溶剂
解析:氢能和太阳能都属于清洁能源,能够起到节能减排作用,A项正确;塑料制品是石油化工产品,消耗大量的化石燃料,限制其使用可以实现社会的可持续发展,B项正确;绿色化学的目标是达到100%的原子利用率,实现零排放,C项正确;液态有机物作为溶剂,不仅浪费资源,而且容易造成环境污染,D项不正确。
答案:D问题导学即时检测123455.随着现代工业的发展,能源问题已经越来越引起人们的重视。科学家们预言,未来最理想的燃料是绿色植物,即将植物的秸秆(主要成分是纤维素)用适当的催化剂水解成葡萄糖,再将葡萄糖转化成乙醇,用做燃料。
(1)写出将绿色植物的秸秆转化为乙醇的化学方程式:? 。?
(2)已知:C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 367 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890 kJ·mol-1
若某种植物的秸秆含纤维素约50%,由植物秸秆经过一系列转化得到乙醇原料的总利用率为80%,则用1 000 g 秸秆为原料制得的乙醇燃料燃烧所产生的热量与 L甲烷完全燃烧产生的热量相当(标准状况下)。?问题导学即时检测12345?课件9张PPT。专题 原电池正负极的判断、电极反应式的书写
1.原电池正负极的判断方法
(1)由组成原电池两极的电极材料判断。一般是活泼性强的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。特别注意,判断原电池正负极时,不要盲目根据活泼金属做负极去判断,最好是根据正负极上发生的反应进行判断。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。在外电路中,电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断。在原电池的电解质溶液中,阳离子移向的电极是正极,阴离子移向的电极是负极。
(4)根据原电池两极发生的反应来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应。
(5)依据现象判断。溶解的一极为负极,增重或者有气体放出的一极为正极。2.电极反应式
(1)含义:一般用离子反应方程式表示原电池正、负极的工作原理,叫电极反应式。其中负极上发生的是氧化反应,正极上发生的是还原反应,即负氧正还。如果将两极反应式相加可得出总反应式,该反应叫电池反应。
(2)书写
①如果题目给定的是装置图:先分析正、负极,再根据正、负极反应规律去写反应式。一般先写负极反应式,再写正极反应式,则总反应=正极反应+负极反应。
②如果题目给定的是总反应式,可以分析该反应中元素化合价的变化。所含元素化合价升高的物质失电子,为负极反应物;所含元素化合价降低的物质得电子,为正极反应物。一般先写较简单的电极反应式,再根据较烦琐的电极反应式=总反应式-较简单电极反应式。特别提示:要注意介质环境。如对于氢氧燃料电池:(1)选稀硫酸做电解质溶液时:正极:O2+4e-+4H+ 2H2O;负极:2H2-4e- 4H+。
(2)选KOH溶液做电解质溶液时:正极:O2+2H2O+4e- 4OH-;负极:2H2+4OH--4e- 4H2O。例题如图所示装置(灯泡功率合适),可组成一种原电池。试回答下列问题。
(1)电解质溶液为稀硫酸时,灯泡 (填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为 ;Al电极上发生的反应为 。若灯泡不亮,其理由为 ? (若灯泡亮,此空不用填)。?
(2)电解质溶液为NaOH溶液时,灯泡 (填“亮”或“不亮”)。若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应为 ;Al电极上发生的反应为 。若灯泡不亮,其理由为 ? (若灯泡亮,此空不用填)。?解析:两种情况都具备了形成原电池的条件,因而灯泡都亮。(1)当电解质溶液为酸溶液时,Mg比Al活泼,Mg是原电池的负极,失去电子变为Mg2+;Al是原电池的正极,电子由Mg片流向Al片,正极上H+得电子变为H2。(2)当电解质溶液为碱溶液时,Al与碱反应:2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑。而Mg与碱不反应,所以Al是原电池负极,负极Al失去电子被氧化;Mg是正极,正极上生成H2。
答案:(1)亮 Mg-2e- Mg2+ 2H++2e- H2↑ (2)亮 6H2O+6e-3H2↑+6OH-
2Al-6e-+8OH- 2[Al(OH)4]-迁移训练分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是( )
A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极
B.(2)中Mg作正极,电极反应式为:6H2O+6e- 6OH-+3H2↑
C.(3)中Fe作负极,电极反应式为:Fe-2e- Fe2+
D.(4)中Cu作正极,电极反应式为:2H++2e- H2↑解析:在稀硫酸中,活泼性Mg>Al,故在(1)中Mg为负极;而在NaOH溶液中,Al能与NaOH溶液反应而Mg不能,故(2)中Al为负极、Mg为正极,且Mg电极反应为6H2O+6e- 6OH-+3H2↑;铁在浓硝酸中钝化,而铜与浓硝酸在常温下能反应,则在(3)中Cu为负极;(4)中Cu为正极,由于通入O2,故电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-。
答案:B主题3过关检测
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个正确选项)
1.下列有关电池的说法不正确的是( )
A.手机上用的锂离子电池属于二次电池
B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D.锌锰干电池中,锌电极是负极
解析:锂离子电池可以充电后再次使用,属于二次电池,A项正确;铜锌原电池中铜为正极,故外电路中电流为铜流向锌,而电子是由锌流向铜,B项错;电池的实质即是化学能转化成电能,C项正确;Zn失去电子生成Zn2+,故为负极,D项正确。21·cn·jy·com
答案:B
2.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液,电池总反应式为Zn+2MnO2+H2OZn(OH)2+Mn2O3,下列说法错误的是( )【来源：21·世纪·教育·网】
A.电池工作时,锌失去电子
B.电池正极的电极反应式为2MnO2+H2O+2e-Mn2O3+2OH-
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极
D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g
解析:本题要求利用原电池的原理,分析锌锰碱性原电池:锌为负极,在反应中失去电子;电池工作时,电流由正极通过外电路流向负极,而电子定向移动的方向应为电流的反方向,故C项错误;根据电子守恒可知D项正确;由该电池反应的总反应和原电池的原理写出正极反应,可知B项正确。21·世纪*教育网
答案:C
3.电池对环境的污染目前还没有被人们充分地认识到,下列有关电池污染及回收的有关叙述正确的是( )
A.电池一般比较小,即使埋到土壤中也不会造成太大危害
B.电池回收的主要目的是为了提取里面的银、汞等金属
C.废旧电池可以直接通过燃烧的方式销毁
D.电池不仅污染土壤,也污染地下水
答案:D
4.下列关于原电池的叙述中错误的是( )
A.构成原电池的正极和负极可以是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转变为电能的装置
C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生还原反应
D.原电池放电时,电流的方向是从正极到负极
解析:原电池中,电子流出的一极是负极,发生的是氧化反应。
答案:C
5.关于石油和煤的说法中不正确的是( )
A.石油的主要成分是液态烃,是混合物,煤是复杂的混合物
B.将煤气化、液化可制得清洁燃料,减少大气污染
C.直馏汽油、裂化汽油、合成汽油均是石油产品
D.用适当的方法使煤气化,可制得甲烷
解析:石油是以液态烃为主溶解有少量气态烃和固态烃的混合物;煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物;直馏汽油和裂化汽油都是由石油经过加工得到的,而合成汽油是将煤等通过加工制得的汽油。21教育网
答案:C
6.燃气灶因燃气成分、供气压力的不同而结构不同。已知天然气、液化石油气燃烧的化学方程式分别为CH4+2O2CO2+2H2O和C3H8+5O23CO2+4H2O。www.21-cn-jy.com
现有一套以天然气为燃料的灶具,欲改为燃液化石油气,应采取的正确措施是( )
A.空气及液化石油气两种气体的进入量都应减少
B.增大空气进入量或减少液化石油气进入量
C.空气及液化石油气两种气体的进入量都应增大
D.减小空气进入量或增大液化石油气进入量
解析:结合CH4、C3H8的燃烧反应化学方程式可知,单位体积的两种燃气完全燃烧的耗氧气量C3H8是CH4的2.5倍,因此,从有利于燃气完全燃烧的角度考虑,应适度增大炉灶的空气进入量或适度减少液化石油气的进入量。2-1-c-n-j-y
答案:B
7.下列选项中,能说明乙醇作为燃料的优点的是( )
①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境
③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量热量
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
解析:应从乙醇燃烧的特点和乙醇的来源考虑。
答案:D
8.石油中的硫燃烧产生的二氧化硫是形成硫酸型酸雨的主要原因,因此要对煤和石油等燃料进行脱硫处理,对应的下列说法正确的是( )21世纪教育网版权所有
A.在煤中添加的脱硫剂是石灰石
B.在煤中添加的脱硫剂是熟石灰
C.脱硫后产生的废料中含有的CaCO3,可用于制造建筑材料
D.脱硫后产生的废料中含有的CaSO3,可用于制造建筑材料
解析:在煤中添加石灰石作为脱硫剂,反应后生成CaSO3,进一步氧化为CaSO4,可以制得石膏。
答案:A
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
9.(10分)铅蓄电池是化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。根据上述情况判断:
(1)工作时,电解质溶液的pH (填“增大”“减小”或“不变”)。?
(2)工作时,电解质溶液中阴离子移向 极。?
(3)电流方向从 极流向 极。?
(4)写出负极的电极反应: 。?
解析:蓄电池工作(放电)时发生原电池反应。题中各小题概括叙述了蓄电池放电时所涉及的各个方面,分析如下:根据原电池原理,负极发生氧化反应,所以Pb为负极;正极发生还原反应,元素化合价降低,从总反应式可知,PbO2是氧化剂,即正极反应为PbO2+2e-+4H++SPbSO4+2H2O;从正极反应或电池的总反应可知H2SO4参加了反应,H+转变成H2O,所以pH增大;原电池工作时溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极;电流方向与电子移动方向相反,从正极沿导线流向负极。负极Pb失电子后生成的Pb2+与S生成难溶物PbSO4。故负极反应式为Pb+S-2e-PbSO4。2·1·c·n·j·y
答案:(1)增大 (2)负 (3)正 负 (4)Pb+S-2e-PbSO4
10.(20分)煤是一种常用的燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有二氧化硫等有害气体会对环境造成污染,因此需要对煤进行加工,或将废气净化后再排放。www-2-1-cnjy-com
(1)这些废气会对环境造成怎样的影响?导致哪些环境问题?
(2)如果废气中的二氧化硫进入大气,会发生哪些化学变化?写出相关反应的化学方程式。
(3)下图是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程图,试写出废气脱硫过程中发生的主要反应的化学方程式。并分析此流程的优、缺点。21cnjy.com
解析:在燃煤废气脱硫的过程中,CaSO3转化为CaSO4时通入空气,目的是补充O2,使CaSO3充分地向CaSO4转化。 21*cnjy*com
答案:(1)空气中SO2含量的增多,会导致酸雨的发生,也能引发人的呼吸道疾病。酸雨导致的环境问题有:酸雨会使湖泊的水质变酸,导致水生生物死亡;酸雨浸渍土壤,会使土壤变得贫瘠;长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积消失;酸雨对人体健康也有直接影响,如酸雨渗入地下可使地下水中的重金属元素含量增加,饮用这样的水会危害人体健康。【来源：21cnj*y.co*m】
(2)2SO2+O22SO3,SO3+H2OH2SO4,SO2+H2OH2SO3,2H2SO3+O22H2SO4
(3)①CaCO3+SO2CaSO3+CO2,2CaSO3+O22CaSO4,CaSO4+2H2OCaSO4·2H2O
②优点:石灰石脱硫比碱液脱硫廉价。不足:石灰石脱硫反应速率慢,吸收不完全、效果差。
11.(10分)硝酸工业产生的尾气(NO、NO2等)对环境造成污染,同时汽车尾气(含烃类、CO、SO2与NO等)是城市空气的污染源。【版权所有：21教育】
(1)汽车以汽油作为发动机燃料,在不断启动打火的过程中产生了CO、NO等有毒气体,若供氧不足,主要产生的污染物是 ;若供氧充足,主要产生的有毒气体是 。?
(2)简述CO、NO对人体产生的影响是?
。?
(3)汽车尾气污染物造成的影响有:?
。?
(4)控制城市空气污染的方法有 。?
A.开发氢能源 B.使用电动车
C.植树造林 D.戴上呼吸面具
解析:(1)若供氧不足,汽油中的烃(C5H12等)不完全燃烧,产生CO;若供氧充足,C5H12等烃完全燃烧,但N2、O2在电火花作用下生成NO和NO2。(2)CO、NO极易与血红蛋白结合,使血液失去供氧能力,使人体中毒,同时NO在人体中含量不正常,可导致心脑血管病等。(3)汽车尾气排放过多,可形成酸雨和光化学烟雾而污染环境,引起呼吸严重障碍,导致心肺衰竭。(4)控制城市污染源,避免汽车燃烧汽油,所以必须开发新的能源,如开发氢能源、使用电动车等,从根源上消除污染。21*cnjy*com
答案:(1)CO NO、NO2等 (2)使血液失去供氧能力,导致心脑血管病等 (3)污染环境,引起呼吸严重障碍,导致心肺衰竭 (4)AB
12.(12分)“可燃冰”是深藏在海底的新能源,它是由蕴藏在海底的甲烷在高压下形成的固体,是外观像冰的甲烷水合物(CH4·nH2O)。我国南海海底有极其丰富的甲烷资源,其总量超过已知蕴藏在我国陆地下天然气总量的一半。
(1)设想,若把它从海底取出,拿到地面上,它会发生什么变化?
(2)已知每立方米这种固体可释放出164 m3的甲烷气体,试计算这种固体中水与甲烷的物质的量之比(设该固体的密度ρ=1 g·cm-3,且气体体积已换算为标准状况)。
(3)试设想安全合理地开发“可燃冰”的可行性方法。
解析:(1)由于“可燃冰”(可表示为CH4·nH2O)是在海水的高压条件下形成的冰样固体,若将之从海底取出,拿到常温常压的地面上,它当然会分解成CH4与H2O,CH4会扩散到大气中,并可能引发一系列的环境问题(如“温室效应”)。21教育名师原创作品
(2)n(CH4)=≈7 321 mol
折合为m(CH4)=7 321 mol16 g·mol-1=1.17105 g
1 m3可燃冰的质量为:m=1 m3106 cm3·m-31 g·cm-3=1106 g
其中水的质量为:m(H2O)=1106 g-1.17105 g=8.83105 g
折合为:m(H2O)==4.9110-4 mol
故该可燃冰中n(H2O)∶n(CH4)=4.91104 mol∶7 321 mol=6.7∶1
答案:(1)其中的CH4会扩散到大气中。
(2)6.7∶1
(3)①将空心钻管伸入到“可燃冰”层中,减压使甲烷涌出,并予以完全回收;②使用双心空心钻管(钻管内部一分为二),当钻管伸入“可燃冰”层后,将高温水蒸气从钻管的一侧压入“冰”层,从而使“可燃冰”气化,并从钻管的另一侧收集导出的甲烷气体(其他科学合理、安全的开采方法均可)。【出处：21教育名师】
