人教版2024上冊/第七單元能源的合理利用與開發(fā)/課題2化石能源的合理利用實(shí)驗(yàn)14甲烷的燃燒實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．認(rèn)識甲烷的物理性質(zhì)。2．學(xué)會檢驗(yàn)生成物中的水和二氧化碳。【實(shí)驗(yàn)儀器】燒杯、導(dǎo)管、試管、酒精燈、貯氣裝置【實(shí)驗(yàn)試劑】甲烷【實(shí)驗(yàn)過程】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①觀察甲烷的顏色、狀態(tài)②點(diǎn)燃從導(dǎo)管放出放出的甲烷，在火焰的上方罩一個(gè)干燥的燒杯火焰呈色，放熱，燒杯內(nèi)壁有出現(xiàn)③迅速把燒杯倒轉(zhuǎn)過來，向燒杯內(nèi)注入少量澄清石灰水，振蕩澄清石灰水【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】①甲烷具有；燃燒生成了。②甲烷中含有元素和元素。1.實(shí)驗(yàn)原理（1）甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式：。（2）澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式：。【注意】（1）為防止甲烷中混有空氣，在點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸。所以在點(diǎn)燃前一定要驗(yàn)純。（2）驗(yàn)純的方法：用排水法收集一小試管甲烷，然后靠近點(diǎn)燃的酒精燈，如果發(fā)出“噗”的聲音則表明純凈，如果發(fā)出尖銳的爆鳴聲則表明不純凈。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，不變。甲烷燃燒生成水和二氧化碳，說明甲烷中含有。【典例1】（2024·上海·中考真題）甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式正確的是A． B．C． D．【典例2】（2024·湖北·中考真題）在探究甲烷的元素組成時(shí)，做了如下圖的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。下列說法錯(cuò)誤的是A．燃燒時(shí)火焰呈（淡）藍(lán)色 B．左側(cè)燒杯內(nèi)壁有小液滴產(chǎn)生C．右側(cè)燒杯內(nèi)壁石灰水變渾濁 D．可得出甲烷含有氧元素【典例3】（2024·安徽·中考真題）甲烷是一種較清潔的能源。小彥同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室制取甲烷并驗(yàn)證其組成。(1)裝置甲可用于制取甲烷，還可以制取氧氣，用該裝置制取氧氣的化學(xué)方程式為。(2)實(shí)驗(yàn)前，用圖乙所示方法檢查裝置氣密性時(shí)，如果氣密性良好，很快會出現(xiàn)的現(xiàn)象是______(填字母序號)。A． B． C．(3)甲烷難溶于水，密度比空氣的小，實(shí)驗(yàn)室收集甲烷的方法是(寫1種即可)。(4)用裝置丙驗(yàn)證甲烷的組成時(shí)，為保證安全，點(diǎn)燃前應(yīng)先驗(yàn)純。下列能證明甲烷中含有碳、氫元素的現(xiàn)象有______(填字母序號)。A．火焰呈淡藍(lán)色B．干燥的燒杯壁出現(xiàn)水霧C．倒轉(zhuǎn)燒杯，加入少量澄清石灰水，振蕩后溶液變渾濁1．甲烷在空氣中完全燃燒的微觀示意圖如圖所示。說法錯(cuò)誤的是A．氧分子是保持氧氣化學(xué)性質(zhì)的最小微粒B．化學(xué)反應(yīng)前后分子種類必然改變C．1個(gè)二氧化碳分子由1個(gè)碳原子和2個(gè)氧原子構(gòu)成D．參加反應(yīng)的甲烷和氧氣的質(zhì)量比為1：22．實(shí)驗(yàn)室常用無水醋酸鈉固體和堿石灰固體混合加熱來制取甲烷氣體。甲烷是一種無色、無味的氣體，它的密度比空氣小，且難溶于水。甲烷能在空氣中燃燒，生成二氧化碳和水。由于在燃燒的過程中會釋放大量的熱，所以它是一種很好的燃料。通過上述的文字說明，回答下列各題：(1)物理性質(zhì)：。(2)化學(xué)性質(zhì)：。(3)甲烷的收集方法可采用：。(4)甲烷在空氣中燃燒的化學(xué)方程式是。3．家庭燃料——天然氣天然氣是最清潔的化石能源，是一種重要的家庭燃料。其主要成分是甲烷，此外還有少量的乙烷、丙烷和丁烷等物質(zhì)。甲烷（CH4）是無色、無味、無毒的氣體，比空氣輕，極難溶于水。具有熱值高，污染小的優(yōu)點(diǎn)。天然氣在送到最終用戶之前還要用硫醇、四氫噻吩等來給天然氣添加氣味，為助于泄漏檢測，若泄漏會引發(fā)火災(zāi)或爆炸事故。天然氣可液化，液化后其體積將縮小為氣態(tài)的六百分之一。天然氣廣泛用于民用及商業(yè)燃?xì)庠罹摺崴鳌⒉膳爸评洌灿糜诎l(fā)電，造紙、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行業(yè)，還可用于廢料焚燒及干燥脫水處理等。閱讀文本，回答問題：(1)天然氣屬于（填“混合物”或“純凈物”）；(2)甲烷的物理性質(zhì)有。(3)用戶使用的天然氣要添加少量的硫醇等有刺激性氣味的氣體的目的是。(4)甲烷燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式是。4．中國空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜成功實(shí)施首次在軌點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中使用甲烷作為燃料。請回答下列問題：(1)甲烷與空氣中的混合氣體點(diǎn)燃可能會發(fā)生爆炸，因此點(diǎn)燃甲烷前，應(yīng)先。(2)火焰在重力的作用下有重心，會呈現(xiàn)液滴狀，在微重力環(huán)境下火焰會更短更圓。由此，你判斷科研人員在空間站做甲烷微重力燃燒的火焰會呈現(xiàn)（填“半球形”或“液滴狀”）。(3)甲烷（分子式CH4）充分燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為。5．閱讀下列科技短文并回答問題。2023年7月12日9時(shí)整，我國自主研制的朱雀二號遙二運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心騰空而起，成功入軌并完成了飛行任務(wù)。它作為全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，填補(bǔ)了國內(nèi)液氧甲烷火箭的技術(shù)空白。推進(jìn)劑是決定火箭動力的關(guān)鍵因素，下表是常見的三種液體火箭推進(jìn)劑的特點(diǎn)：液體推進(jìn)劑種類特點(diǎn)液氧煤油成本低、比沖較低、易積碳、結(jié)焦等液氧液氫成本高、比沖非常高、綠色環(huán)保、不易儲存等液氧甲烷成本低、比沖較高、積碳不結(jié)焦、綠色環(huán)保、燃燒效率高、易制取等(1)以上三種液體推進(jìn)劑中作助燃劑，煤油、液氫、甲烷作燃料。(2)火箭向上的推力來自燃料燃燒（填“釋放”或“吸收”）熱量并噴出高溫氣體產(chǎn)生的反作用力。(3)文中提到的煤油是由石油煉制而成，下列關(guān)于石油的敘述不正確的是（填字母）A．石油屬于不可再生能源B．化石燃料包括石油、煤、氫氣等C．石油是一種化工原料(4)液氧甲烷推進(jìn)劑燃燒效率高，甲烷（CH4）和液氧完全燃燒的化學(xué)方程式為。(5)液氧甲烷是理想的液體推進(jìn)劑之一，其優(yōu)點(diǎn)是。6．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究：【提出問題】甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)？【查閱資料】①含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO2，不完全燃燒生成CO②白色無水CuSO4粉末遇水變藍(lán)色；③CO與人體內(nèi)的血紅蛋白結(jié)合，會造成人中毒缺氧。(1)【猜想與假設(shè)】猜想一：；猜想二：CO、H2O；猜想三：CO2、CO、H2O。【實(shí)驗(yàn)探究】將甲烷在一定量的純凈氧氣中燃燒的產(chǎn)物依次通過如圖裝置(部分夾持、固定裝置省略)進(jìn)行驗(yàn)證：(2)實(shí)驗(yàn)過程中觀察到A中白色粉末變?yōu)樗{(lán)色，B、E中澄清石灰水變渾濁，D中紅棕色粉末變成黑色，由此推斷猜想成立。(3)實(shí)驗(yàn)過程中B裝置的作用是。(4)實(shí)驗(yàn)過程中用純凈O2而不用空氣的原因是。【反思與交流】(5)日常生活中，使用含碳燃料一定要注意通風(fēng)，防止中毒。1．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究：【提出問題】甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)？【查閱資料】①含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO2，不完全燃燒生成CO；②白色無水CuSO4粉末遇水變藍(lán)色；③CO與人體內(nèi)的血紅蛋白結(jié)合，會造成人中毒缺氧。【猜想與假設(shè)】猜想一：CO2、H2O；猜想二：CO、H2O；猜想三：CO2、CO、H2O。【實(shí)驗(yàn)探究】將甲烷在一定量的純凈氧氣中燃燒的產(chǎn)物依次通過C﹣G裝置（部分夾持、固定裝置省略）進(jìn)行驗(yàn)證：(1)若實(shí)驗(yàn)過程中觀察到A中白色粉末變?yōu)樗{(lán)色，則證明甲烷燃燒后生成了H2O；若B、E中澄清石灰水變渾濁，D中紅棕色粉末變成黑色，由此推斷猜想成立。(2)實(shí)驗(yàn)過程中B裝置的作用是。(3)D裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(4)實(shí)驗(yàn)過程中用純凈O2而不用空氣的原因是。【反思與交流】(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，對相關(guān)裝置進(jìn)行稱量（忽略空氣成分對實(shí)驗(yàn)的干擾）；A裝置增重3.6g，B、C裝置增重2.2g。那么燃燒甲烷的質(zhì)量為g。2．我國在南海成功試采可燃冰，它將推動世界能源利用格局的改變。可燃冰是在高壓低溫環(huán)境條件下，水分子籠中裝有甲烷分子而成“冰塊”。已知某種可燃冰的化學(xué)式為：CH4?8H2O。某校化學(xué)興趣小組的同學(xué)對甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，請你參與：【提出問題】甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)？【查閱資料】①含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO2，不完全燃燒生成CO；②無水CuSO4遇水變藍(lán)；③氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)沒有明顯現(xiàn)象，常用于吸收二氧化碳?xì)怏w。【猜想與假設(shè)】(1)甲：CO2、H2O；乙：CO、H2O；丙：NH3、H2O；丁：CO2、CO、H2O。你認(rèn)為同學(xué)的猜想是錯(cuò)誤的。理由是。【實(shí)驗(yàn)探究】為了驗(yàn)證上述猜想與假設(shè)，將甲烷在一定量的純凈氧氣中燃燒的產(chǎn)物依次通過如圖裝置，進(jìn)行驗(yàn)證：【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(2)A裝置中無水CuSO4變藍(lán)，則證明甲烷燃燒產(chǎn)物中有；(3)B裝置的作用是，裝置中澄清石灰水變渾濁，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為；(4)紅棕色氧化鐵變成黑色，E裝置中澄清石灰水也變渾濁，則證明甲烷燃燒產(chǎn)物中有；(5)由此推斷的猜想成立。【交流反思】(6)AB裝置的順序不能顛倒，理由是；(7)為避免有毒的CO污染環(huán)境，所有含碳元素的物質(zhì)燃燒必須滿足的條件是。3．同學(xué)們對甲烷進(jìn)行探究學(xué)習(xí)：探究Ⅰ：甲烷的制取【查閱資料】實(shí)驗(yàn)室通過加熱無水醋酸鈉和堿石灰固體混合物的方法制取甲烷，甲烷是天然氣的主要成分，密度小于空氣，難溶于水，具有可燃性。(1)制取甲烷的發(fā)生裝置應(yīng)選（填序號，下同），選用裝置C收集甲烷時(shí)氣體應(yīng)從端進(jìn)入。探究Ⅱ：甲烷的組成元素(2)點(diǎn)燃干燥的甲烷氣體，在火焰上方罩一冷而干燥的燒杯（見圖E），燒杯內(nèi)壁有生成，向燒杯中倒入少量澄清石灰水，振蕩，現(xiàn)象為。由此推斷，甲烷中一定含C、H兩種元素。(3)點(diǎn)燃甲烷前，通常應(yīng)先。(4)同學(xué)們通過隔絕空氣對甲烷氣體加強(qiáng)熱，也得出了甲烷的組成元素，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。探究Ⅲ：甲烷的化學(xué)性質(zhì)【提出問題】通過以上探究，甲烷除具有可燃性、能分解外，還具有什么化學(xué)性質(zhì)？(5)寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式。【查閱資料】I無水硫酸銅粉末遇水由白色變藍(lán)色；Ⅱ甲烷具有還原性。【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】該同學(xué)按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論】甲中黑色固體變?yōu)榧t色，乙中無水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色，丙中澄清石灰水變渾濁。(6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明甲烷還原氧化銅的產(chǎn)物有。【反思與評價(jià)】(7)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要先向裝置中通入一段時(shí)間的氮?dú)猓偻ㄈ爰淄榧訜岬哪康氖恰?．目前，我區(qū)家庭普遍使用天然氣（主要成分是甲烷CH4），其燃燒后的產(chǎn)物可能有什么？同學(xué)們開展了以下探究：【提出問題】甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)？【猜想與假設(shè)】猜想一：CO2、H2O；猜想二：CO、H2O；猜想三：CO2、CO、H2O【查閱資料】白色無水CuSO4粉末遇水變藍(lán)色【設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】將甲烷在一定量的純凈氧氣中燃燒的產(chǎn)物依次通過下圖裝置，進(jìn)行驗(yàn)證：（1）請根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論A中白色粉末變?yōu)樗{(lán)色，B、E中石灰水變渾濁，D中紅棕色