初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第五章 燃料 知識(shí)清單（粵教版）

初中化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第五章燃料知識(shí)清單（粵教版）一、單元導(dǎo)語(yǔ)：建構(gòu)“燃料”主題的認(rèn)知框架本章“燃料”是初中化學(xué)核心素養(yǎng)中“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化”“化學(xué)與社會(huì)發(fā)展”的重要承載單元。學(xué)習(xí)本章，不能僅停留在記憶氫氣、碳單質(zhì)、一氧化碳、二氧化碳、化石燃料等孤立的知識(shí)點(diǎn)上，而應(yīng)建立起以“元素觀”“變化觀”“守恒觀”為核心的認(rèn)知模型。本章知識(shí)體系圍繞“燃料”這一社會(huì)性議題展開(kāi)，從潔凈燃料氫氣到傳統(tǒng)燃料碳及其化合物，再到化石燃料的綜合利用與環(huán)境影響，層層遞進(jìn)。我們需要從物質(zhì)組成（元素）、性質(zhì)（物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)）、變化（燃燒、轉(zhuǎn)化）、用途及對(duì)環(huán)境的影響五個(gè)維度，構(gòu)建起完整的燃料知識(shí)圖譜，并深刻理解“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途，用途體現(xiàn)性質(zhì)，關(guān)注環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展”的化學(xué)思想。二、5.1潔凈的燃料——?dú)錃猓℉?）（一）氫氣的物理性質(zhì)【基礎(chǔ)】【必記】氫氣是一種無(wú)色、無(wú)臭、難溶于水的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氫氣是密度最小的氣體（密度為0.0899g/L，遠(yuǎn)小于空氣）。【易錯(cuò)點(diǎn)】常考“難溶于水”而非“不易”或“能溶”；“密度最小”是其特征，常用于解釋為何可用向下排空氣法收集以及為何氫氣球能升空。（二）氫氣的化學(xué)性質(zhì)【非常重要】【高頻考點(diǎn)】1.可燃性：氫氣在空氣中或氧氣中能燃燒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H?+O?點(diǎn)燃2H?O。（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：純凈的氫氣在空氣中安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，放熱；在火焰上方罩一個(gè)冷而干燥的燒杯，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧或水珠（這是證明氫氣燃燒生成水的關(guān)鍵現(xiàn)象，也是證明水組成的重要依據(jù)）。（2）產(chǎn)物無(wú)污染：氫氣燃燒的唯一產(chǎn)物是水，因此被公認(rèn)為最清潔的理想燃料。2.還原性（拓展內(nèi)容，本章初步涉及）：氫氣能與某些金屬氧化物（如CuO）反應(yīng)，奪取其中的氧，表現(xiàn)出還原性。H?+CuO△Cu+H?O，此反應(yīng)中氫氣被氧化，氧化銅被還原。（三）氫氣的安全與檢驗(yàn)【難點(diǎn)】【高頻考點(diǎn)】1.爆炸極限：當(dāng)空氣中混入氫氣的體積達(dá)到總體積的4.0%～74.2%時(shí)，遇明火就會(huì)發(fā)生爆炸，這個(gè)范圍叫做氫氣的爆炸極限。【易錯(cuò)點(diǎn)】任何可燃性氣體（如CO、CH?）或粉塵與空氣混合，達(dá)到爆炸極限，遇明火都可能爆炸。2.驗(yàn)純方法：點(diǎn)燃?xì)錃馇氨仨殭z驗(yàn)純度。方法：用排水法或向下排空氣法收集一試管氫氣，用拇指堵住試管口，管口朝下，靠近火焰，移開(kāi)拇指點(diǎn)火。若發(fā)出尖銳的爆鳴聲，則表明氣體不純；若聽(tīng)到輕微的“噗”聲，則表明氣體純凈。【重要】若第一次驗(yàn)純發(fā)出尖銳爆鳴聲，需用拇指堵住試管口一會(huì)兒（防止火焰回燃引爆發(fā)生裝置），再重新收集檢驗(yàn)，直至純凈為止。（四）氫能源的利用與前景【熱點(diǎn)】【基礎(chǔ)】1.優(yōu)點(diǎn)：熱值高、燃燒產(chǎn)物無(wú)污染、原料來(lái)源廣泛（水）。2.目前無(wú)法廣泛推廣的瓶頸：制取成本高（電解水耗能大）、儲(chǔ)存和運(yùn)輸困難（氫氣分子小，易泄漏，對(duì)容器材料要求高，且易燃易爆）。三、5.2組成燃料的主要元素——碳（C）及碳的單質(zhì)（一）碳的單質(zhì)【基礎(chǔ)】【重要】（區(qū)分“碳”與“炭”）“碳”是元素名稱，指核電荷數(shù)為6的一類原子，是抽象概念；“炭”是指具體的由碳元素組成的單質(zhì)，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。1.金剛石：純凈的金剛石是無(wú)色透明、正八面體形狀的固體，是天然存在的最硬的物質(zhì)。用途：裁玻璃（玻璃刀）、鉆探機(jī)鉆頭、裝飾品（鉆石）。2.石墨：深灰色、有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體，質(zhì)軟，有滑膩感，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。用途：鉛筆芯（與粘土混合）、電極、潤(rùn)滑劑（高溫或高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下）。3.無(wú)定形碳（如木炭、活性炭、焦炭、炭黑）：（1）木炭：具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此具有吸附能力，能吸附色素和異味。（2）活性炭：吸附能力比木炭更強(qiáng)，常用于防毒面具的濾毒罐、制糖工業(yè)的脫色劑、自來(lái)水廠的凈水吸附劑。【重要】吸附過(guò)程屬于物理變化。（3）焦炭：用于冶金工業(yè)（煉鐵）。（4）炭黑：用于制造墨水、油墨、油漆、輪胎橡膠填料等。4.新型碳單質(zhì)：富勒烯（如C??，形似足球）、石墨烯（由單層碳原子構(gòu)成，具有超強(qiáng)導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性）。【拓展】這些物質(zhì)均由碳元素組成，屬于單質(zhì)，但由于碳原子排列方式不同，物理性質(zhì)差異巨大。（二）碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)【非常重要】【核心考點(diǎn)】雖然碳單質(zhì)的物理性質(zhì)差異很大，但化學(xué)性質(zhì)相似。1.穩(wěn)定性：在常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。【應(yīng)用】用墨汁（主要成分為炭黑）書(shū)寫(xiě)或繪制的字畫(huà)能保存很長(zhǎng)時(shí)間而不變色；木質(zhì)電線桿埋入地下部分常先將其表面燒焦，利用碳的穩(wěn)定性防止腐爛。2.可燃性（放熱反應(yīng)）：碳在氧氣或空氣中充分燃燒。（1）氧氣充足時(shí)，完全燃燒，生成二氧化碳：C+O?點(diǎn)燃CO?（發(fā)出白光，放熱）。（2）氧氣不足時(shí)，不完全燃燒，生成一氧化碳：2C+O?點(diǎn)燃2CO（放出熱量，但比完全燃燒少）。3.還原性（吸熱反應(yīng)）：在高溫下，碳能奪取某些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。（1）與二氧化碳反應(yīng)：C+CO?高溫2CO（此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，也是煤爐下層生成CO?、中層轉(zhuǎn)化為CO的原理）。（2）與金屬氧化物反應(yīng)（如氧化銅）：2CuO+C高溫2Cu+CO?↑（現(xiàn)象：黑色粉末變?yōu)楣饬恋募t色固體，生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁）。此處碳表現(xiàn)出還原性，是還原劑；氧化銅表現(xiàn)出氧化性，被還原。（三）一氧化碳（CO）的性質(zhì)【非常重要】【高頻考點(diǎn)】【難點(diǎn)】1.物理性質(zhì)：無(wú)色、無(wú)臭的氣體，難溶于水，密度比空氣略小（因此不能用排空氣法有效收集，通常用排水法）。2.化學(xué)性質(zhì)：（1）可燃性：2CO+O?點(diǎn)燃2CO?（火焰呈藍(lán)色，放出大量熱，是煤氣的主要成分）。【重要】燃燒產(chǎn)物僅為CO?，但本身有毒。（2）還原性：CO+CuO△Cu+CO?（現(xiàn)象：黑色粉末變紅，生成的氣體使澄清石灰水變渾濁）。此處CO作還原劑，是還原劑。（3）毒性：CO極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合，結(jié)合能力比氧氣強(qiáng)約200倍，從而使血紅蛋白失去輸送氧氣的能力，導(dǎo)致人體缺氧而中毒（煤氣中毒）。【易錯(cuò)點(diǎn)】CO本身無(wú)味，煤氣中常加入有臭味的物質(zhì)（如硫醇）來(lái)警示泄漏。3.來(lái)源與處理：含碳燃料不完全燃燒時(shí)易產(chǎn)生CO。因此，冬天用煤爐取暖時(shí)，一定要注意通風(fēng)，防止煤氣中毒。四、5.3二氧化碳（CO?）的性質(zhì)與用途（一）物理性質(zhì)【基礎(chǔ)】無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣大（標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度約為1.977g/L），能溶于水（1體積水約溶解1體積CO?，溶解性通常描述為“能溶”而非“易溶”）。固態(tài)二氧化碳俗稱“干冰”。（二）化學(xué)性質(zhì)【非常重要】【高頻考點(diǎn)】1.既不燃燒，也不支持燃燒（一般情況下）：將CO?氣體倒入盛有燃著蠟燭的燒杯中，蠟燭自下而上依次熄滅。此實(shí)驗(yàn)證明了CO?密度比空氣大（物理性質(zhì)）和不支持燃燒（化學(xué)性質(zhì)）兩點(diǎn)。2.與水反應(yīng)：CO?+H?O=H?CO?（碳酸）。碳酸能使紫色石蕊試液變紅。【易錯(cuò)點(diǎn)】是CO?與水反應(yīng)生成的碳酸使石蕊變紅，而不是CO?本身使石蕊變紅。加熱此紅色溶液，溶液又變?yōu)樽仙驗(yàn)镠?CO?不穩(wěn)定，受熱易分解：H?CO?=H?O+CO?↑。3.與澄清石灰水反應(yīng)：CO?+Ca(OH)?=CaCO?↓+H?O。這是實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)CO?的常用方法（現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁）。【重要】該反應(yīng)用于解釋久置石灰水表面產(chǎn)生白膜、用石灰漿抹墻變硬等現(xiàn)象。4.與碳反應(yīng)：CO?+C高溫2CO（吸熱反應(yīng)）。（三）用途【基礎(chǔ)】1.滅火：利用其密度比空氣大（覆蓋可燃物）且不支持燃燒的性質(zhì)。2.氣體肥料：植物進(jìn)行光合作用的原料。3.化工原料：制純堿、尿素、碳酸飲料等。4.干冰的用途：升華吸熱，可用于人工降雨（制造舞臺(tái)煙霧效果）、作制冷劑。（四）二氧化碳對(duì)環(huán)境的影響【熱點(diǎn)】【基礎(chǔ)】1.溫室效應(yīng)：CO?是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w之一。其他溫室氣體還包括臭氧（O?）、甲烷（CH?）、氟氯代烷等。2.減緩溫室效應(yīng)的措施：減少化石燃料的使用（開(kāi)發(fā)新能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、氫能）；植樹(shù)造林，增加對(duì)CO?的吸收；提高能源利用效率；倡導(dǎo)低碳生活。五、5.4二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法【非常重要】【核心實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)】（一）藥品與原理1.藥品：大理石（或石灰石，主要成分CaCO?）和稀鹽酸（HCl）。【注意】不能用濃鹽酸（揮發(fā)性強(qiáng)，使制得的CO?不純）；不能用硫酸（與CaCO?反應(yīng)生成微溶的CaSO?覆蓋在固體表面，阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行）；不能用純的碳酸鈉或碳酸鈣粉末（反應(yīng)速率太快，不易控制）。2.原理：CaCO?+2HCl=CaCl?+H?O+CO?↑（二）裝置選擇與搭建【必考】依據(jù)：反應(yīng)物狀態(tài)（固體+液體）和反應(yīng)條件（不需要加熱），應(yīng)選擇固液常溫型發(fā)生裝置。1.典型裝置：錐形瓶（或試管、廣口瓶）+雙孔橡皮塞+長(zhǎng)頸漏斗（或分液漏斗）+直角導(dǎo)管。（1）長(zhǎng)頸漏斗的作用：添加液體藥品。下端必須伸入液面以下，形成“液封”，防止生成的CO?氣體從漏斗口逸散。（2）分液漏斗的優(yōu)勢(shì)：通過(guò)活塞控制液體滴加速率，從而控制反應(yīng)速率。2.收集裝置：只能用向上排空氣法（因?yàn)镃O?密度比空氣大，且能溶于水）。不能用排水法（因?yàn)镃O?能溶于水，且與水反應(yīng)，會(huì)造成氣體損失且不純）。（三）實(shí)驗(yàn)步驟（可歸納為：查、裝、收、驗(yàn)）【基礎(chǔ)操作】1.檢查裝置的氣密性：連接好裝置，將導(dǎo)管一端放入水中，雙手緊握錐形瓶（或試管），若導(dǎo)管口有氣泡冒出，松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好。2.裝入藥品：先加入石灰石（或大理石），后從長(zhǎng)頸漏斗加入稀鹽酸。3.收集氣體：用向上排空氣法收集，導(dǎo)管末端應(yīng)伸入集氣瓶底部，以排盡瓶?jī)?nèi)空氣。4.驗(yàn)滿方法：【重要】將一根燃著的木條放在集氣瓶口（注意：不是伸入瓶?jī)?nèi)），若木條熄滅，則證明已收集滿。5.檢驗(yàn)方法：將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則證明該氣體是CO?。（四）實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路【學(xué)科方法】1.確定反應(yīng)原理（藥品和反應(yīng)條件）。2.確定發(fā)生裝置（依據(jù)：反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件）。3.確定收集裝置（依據(jù)：氣體的密度、溶解性及是否與水反應(yīng)）。4.確定檢驗(yàn)和驗(yàn)滿方法（依據(jù)：氣體的化學(xué)特性）。六、5.5化石燃料與新能源（一）三大化石燃料【基礎(chǔ)】【高頻考點(diǎn)】它們都是混合物，是不可再生能源。1.煤：被稱為“工業(yè)的糧食”。主要含碳元素，還含有少量H、N、S、O等元素。煤的綜合利用：煤的干餾（隔絕空氣加強(qiáng)熱）可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、煤氣等，屬于化學(xué)變化。2.石油：被稱為“工業(yè)的血液”。主要含碳和氫元素。石油的綜合利用：石油的分餾（利用各成分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離），屬于物理變化。3.天然氣：主要成分是甲烷（CH?）。（1）甲烷的物理性質(zhì)：無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。（2）甲烷的化學(xué)性質(zhì)：可燃性。CH?+2O?點(diǎn)燃CO?+2H?O（火焰呈藍(lán)色，燒杯內(nèi)壁有水霧，生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體）。【重要】這是檢驗(yàn)甲烷的方法，也是證明甲烷含碳、氫元素的依據(jù)。（二）燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響【熱點(diǎn)】【基礎(chǔ)】1.酸雨的形成：煤等含硫燃料燃燒產(chǎn)生SO?、NO?等污染物，溶于水形成酸雨。2.溫室效應(yīng)：CO?的大量排放。3.其他污染：熱污染、粉塵（可吸入顆粒物）、汽車(chē)尾氣（含CO、未燃燒的碳?xì)浠衔铩⒌趸铩U化合物等）。（三）使燃料充分燃燒的條件【基礎(chǔ)】1.燃燒時(shí)要有足夠多的空氣（或氧氣）。2.燃料與空氣要有足夠大的接觸面積（如將煤加工成粉末狀或蜂窩煤）。（四）新能源的開(kāi)發(fā)利用【熱點(diǎn)】【基礎(chǔ)】1.理想的新能源應(yīng)具備的條件：資源豐富、可以再生、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、熱值高。2.正在開(kāi)發(fā)的新能源：氫能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕堋⒑四堋⑸镔|(zhì)能等。七、燃燒與滅火專題【非常重要】【高頻考點(diǎn)】（一）燃燒的定義與條件1.定義：通常情況下，可燃物與氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、放熱的劇烈的氧化反應(yīng)。2.燃燒的三個(gè)條件（缺一不可）：（1）可燃物。（2）氧氣（或空氣）。（3）溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)（著火點(diǎn)是物質(zhì)固有的屬性，一般不會(huì)改變）。（二）滅火的原理與方法【重要】根據(jù)燃燒條件，滅火只需破壞其中任意一個(gè)條件即可。1.清除可燃物或使可燃物與其他物品隔離（如森林火災(zāi)開(kāi)辟隔離帶）。2.隔絕氧氣（或空氣）（如油鍋起火用鍋蓋蓋滅、用燈帽蓋滅酒精燈）。3.使溫度降低到可燃物的著火點(diǎn)以下（如用水滅火，水蒸發(fā)吸熱降溫）。【易錯(cuò)點(diǎn)】滅火是降低溫度至著火點(diǎn)以下，而不是降低可燃物的著火點(diǎn)。（三）爆炸【基礎(chǔ)】1.定義：可燃物在有限的空間內(nèi)急劇地燃燒，在短時(shí)間內(nèi)聚積大量的熱，使氣體的體積迅速膨脹而引起爆炸。2.注意：爆炸不一定是化學(xué)變化（如自行車(chē)輪胎爆炸是物理變化），由燃燒引起的爆炸屬于化學(xué)變化。（四）易燃物和易爆物的安全知識(shí)【基礎(chǔ)】1.加油站、面粉廠、煤礦礦井等地，必須嚴(yán)禁煙火，保持通風(fēng)，防止可燃性氣體或粉塵與空氣混合達(dá)到爆炸極限。2.常見(jiàn)的消防安全標(biāo)志要認(rèn)識(shí)。3.遭遇火災(zāi)時(shí)的自救措施：用濕毛巾捂住口鼻，貼近地面逃離（因?yàn)闈鉄熀蜔峥諝馔献撸０恕⑻技捌浠衔锏霓D(zhuǎn)化關(guān)系與推斷題專項(xiàng)突破【難點(diǎn)】【拉分點(diǎn)】（一）碳及其化合物之間的轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)（核心物質(zhì)：C、CO、CO?、H?CO?、CaCO?）可以構(gòu)建“碳三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系：C——(O?不足)→COC——(O?充足)→CO?CO——(O?點(diǎn)燃)→CO?CO?——(C,高溫)→COCO?——(H?O)→H?CO?H?CO?——(△)→CO?CO?——(Ca(OH)?)→CaCO?CaCO?——(高溫或HCl)→CO?（二）推斷題常見(jiàn)題眼【解題技巧】1.特征顏色：黑色固體（C、CuO、Fe?O?、MnO?等）、紅色固體（Cu、Fe?O?、紅磷等）。2.特征現(xiàn)象：能使澄清石灰水變渾濁的氣體（CO?）；使黑色CuO變紅的氣體（CO、H?）或固體（C）；有劇毒的氣體（CO）。3.特征組成：組成元素相同的氧化物（CO和CO?、H?O和H?O?）。4.特征用途：最清潔的燃料（H?）；人工降雨、滅火（CO?）；最輕的氣體（H?）；硬度最大（金剛石）。5.解題步驟：找題眼→順推/逆推→代入驗(yàn)證→規(guī)范作答。九、單元易錯(cuò)點(diǎn)與考點(diǎn)總結(jié)（一）易錯(cuò)概念辨析1.“碳”與“炭”：除指明具體物質(zhì)如木炭、焦炭