課題2 燃料的合理利用與開發(fā)

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1、燃料的合理利用與開發(fā) .+知識點(diǎn)一、燃料和熱量 1. 化石燃料 遠(yuǎn)古時(shí)代的動植物和其他生物遺體在地球內(nèi)部熱量和壓力的作用下，經(jīng)過幾億年的時(shí)間 而形成的，是不可再生的能源，它們?nèi)紵竽軌蛱峁┠撤N形式的能量（熱能、光能、電能等） 其中煤、石油、天然氣是重要的化石燃料。 （1）煤是由古代植物遺體埋在地層下，并在地殼中經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的變化而形成的， 是由有機(jī)物和無機(jī)物所組成的復(fù)雜的混合物。煤主要含有碳元素，此外，還含有少量的氫、 氮、硫、氧等元素以及無機(jī)礦物質(zhì)（主要含有硅、鋁、鈣、鐵等元素）。 （2）石油是由古代動植物遺體在地殼中經(jīng)過非常復(fù)雜的變化而形成的一種粘稠狀液體，通 常顯黑色或

2、深棕色，不溶于水，密度比水的稍小。石油主要含碳、氫兩種元素，同時(shí)還含有 少量的硫、氧、氮等元素，且隨著產(chǎn)地不同而不同。石油也是混合物，沒有固定的熔點(diǎn)和沸 點(diǎn)。 （3）天然氣一般是指在地下自然形成的可燃性的氣體，它的主要成分是甲烷。另外沼氣、 礦坑氣（瓦斯）等的主要成分也是甲烷。 2. 煤和石油的綜合利用 （1）煤是我國主要的化石能源，被稱為“工業(yè)的糧食”。煤的綜合利用主要有煤的汽化和 煤的焦化。 ① 煤的汽化：煤在氧氣不足的條件下發(fā)生不完全燃燒，轉(zhuǎn)化為煤氣，又可作化工原料。主 要產(chǎn)品有CO、CH、H等。 42 ② 煤的焦化：也稱煤的干餾，是在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱，使組成煤的物質(zhì)發(fā)

3、生分解反 應(yīng)。 主要產(chǎn)品及用途：焦炭用于金屬冶煉、電極材料（占70%?80% ）等；煤焦油是重要 的化工原料（占2%?5%）；焦?fàn)t氣主要含有CO、CO2、H2等，可作燃料，又是重要的化工 原料（占 10%?20%）。 （2）石油是復(fù)雜的混合物。通過給石油加熱，由于組成石油的各物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，它們就 會被先后蒸餾出來，從而得到分離。 石油被稱為“工業(yè)的血液”。石油煉制的產(chǎn)品主要有：汽油、煤油和柴油。液化石油氣 的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯。這些物質(zhì)都是人們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)和交通運(yùn)輸中的 常用燃料。 3. 化石燃料燃燒 （1） 化石燃料通過燃燒以熱能的形式給人們提供能量。 （2）

4、化石燃料燃燒過程是化石燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程。 （3） 化石燃料燃燒的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水。 人類通過化學(xué)反應(yīng)獲得的能量大多來自于化石燃料，而化石燃料的資源是有限的。因此 控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒，對于節(jié)約能源非常重要。 4. 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，常常伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為熱量變化，即有放熱現(xiàn) 象或吸熱現(xiàn)象。許多化學(xué)反應(yīng)會放出熱量，如：燃燒、鎂和鹽酸反應(yīng)等。相反有些化學(xué)反應(yīng) 會吸收熱量，如：碳與二氧化碳反應(yīng)（C+CO2童愛2C0）要吸收熱量。 【要點(diǎn)詮釋】 1. 煤、石油和天然氣等化石燃料是不可再生的資源，面臨被耗盡的危險(xiǎn)，應(yīng)合理開采

5、、綜合 利用并節(jié)約使用。使燃料充分燃燒，對于節(jié)約能源、減少環(huán)境污染非常重要。 2. 使燃料充分燃燒通?？紤]兩點(diǎn)：一是燃燒時(shí)要有足夠多的空氣（或氧氣）；二是燃料和空 氣（或氧氣）要有足夠大的接觸面積。如果空氣（或氧氣）不足或跟燃料接觸面積太小，燃 料就會不完全燃燒，不僅使產(chǎn)生的熱量減少，浪費(fèi)燃料，而且還會產(chǎn)生大量的一氧化碳等有 害氣體污染空氣。 知識點(diǎn)二、化石燃料燃燒對環(huán)境的影響 1. 化石燃料燃燒對環(huán)境的影響 （1） 影響原因：化石燃料燃燒時(shí)會產(chǎn)生各種有害氣體、固體廢物等 （2） 煤和石油等化石燃料燃燒時(shí)污染因素的來源： ① 燃料中的一些雜質(zhì)如硫、氮等產(chǎn)生S02、NO2等氣

6、體； ② 燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳、碳?xì)浠衔锛疤剂５取? （3）主要污染類型及產(chǎn)生污染因素 污染類型 污染因素 溫室效應(yīng) 燃料中的碳經(jīng)燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳等，這些氣體進(jìn)入空氣導(dǎo)致空氣中二氧化 碳濃度增大，從而導(dǎo)致全球氣溫升高 熱污染 火力發(fā)電廠發(fā)電剩余的“余熱”被排放到河流、湖泊或海洋中，使局部水域水溫 上升，影響水生物的生存甚至死亡 大氣污染 化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙、CO、S02、NO2等污染物被排放到大氣中，不僅影響空氣 的質(zhì)量，而且氮和硫的氧化物溶解于雨水中形成酸雨。酸雨不僅影響自然環(huán)境， 而且影響了生態(tài) 2.使用和開發(fā)新的燃料及能源 煤和石油等都是重要的化工

7、原料，他們?nèi)紵龝r(shí)會對空氣造成污染，所以需要使用和開發(fā) 清潔的燃料。乙醇和氫氣屬于清潔能源。 名稱 酒精（乙醇） 氫氣 化學(xué)式 CHOH 2 5 H 2 燃燒反應(yīng) C H OH+3O 2CO +3H O 2 5 2 2 2 2h+o 逑蹙 2HO 2 2 2 特點(diǎn) 燃燒產(chǎn)物基本上不污染環(huán)境，可做酒 精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料 燃燒產(chǎn)物無污染，是最清潔的燃料 來源 高粱、玉米和薯類經(jīng)發(fā)酵、蒸餾可制 得酒精，為可再生能源 氫氣可由分解水得到，目前制取成本咼，貯存困難, 作為燃料暫不能廣泛使用 現(xiàn)代社會對能源的需求越來越大，化學(xué)反應(yīng)提供的能量已經(jīng)不能滿足人類的需

8、求。目前， 人們正在利用和開發(fā)其他新能源，如太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)岷统毕艿?。這些能源的利 用，不但可以部分解決化石能源面臨耗盡的問題，還可以減少對環(huán)境的污染。 【要點(diǎn)詮釋】 1.氫能源是非常理想的能源，但由于氫氣的制取成本高和貯存困難，作為燃料暫時(shí)還不能廣 泛使用。 2. 對于酸雨的認(rèn)識要注意：不是“只要有二氧化硫、二氧化氮排放就會形成酸雨”，實(shí)際上 酸雨是二氧化硫、二氧化氮在空氣中和雨水作用而形成的，對酸雨的界定是pH要小于5.6。 【典型例題】 類型一、考査燃料與熱量 1.天然氣是城市居民日常生活中一種重要的燃料。 （1）天然氣的主要成分是 ，其燃燒的化學(xué)方程式 為 。

9、 （2） 天然氣在第一次通過管道輸送到用戶時(shí)，必須先將管道內(nèi)注滿氮?dú)?。填充氮?dú)獾哪?的是 。 （3） 天然氣本身是一種無色無味的氣體，但在使用時(shí)常在天然氣中加入少量有特殊氣味 的乙硫醇。加入乙硫醇的作用是 。 V 2.“減少污染、凈化空氣，還我一片藍(lán)天”已成為市民共同的心聲。 （1） 潔凈的空氣中含量較多的氣體有氧氣和 （填化學(xué)式）； （2） 汽車燃料燃燒不充分時(shí)，會產(chǎn)生炭粒和有毒的 （填化學(xué)式）氣體，污染空氣； （3） 汽車使用壓縮天然氣（CNG）作燃料，會減少對空氣的污染。天然氣所含主要成分 的化學(xué)式是 。壓縮天然氣（CNG）加氣站必須懸掛 W，因 為 。 舉一反三：

10、 【變式1】下列關(guān)于煤、石油和天然氣的說法錯(cuò)誤的是（ ） A.在地球上的蘊(yùn)藏量都是有限的 B.都是可再生能源 C.都屬于混合物 D.完全燃燒時(shí)都有二氧化碳生成 【變式2】乙醇汽油的使用，可以緩解石油危機(jī)。所謂乙醇汽油是在汽油中加入適量乙醇混 合而成的一種燃料。 （1） 乙醇汽油屬于 （選填：“純凈物”或“混合物”）。 （2） 從環(huán)境保護(hù)的角度看，下列燃料中最理想的是 （填寫字母編號）。 A.氫氣 B.煤 C.乙醇汽油 D.煤氣（主要含CO） 類型二、使用燃料對環(huán)境的影響與新能源 3?化石燃料燃燒產(chǎn)生大量CO2。大氣中CO2含量過高會導(dǎo)致溫室效應(yīng)等環(huán)境問題。 （1）天然氣（主要

11、成分為ch4）完成燃燒的化學(xué)方程式 。 （2 ）從下表數(shù)據(jù)分析，與煤相比，用天然氣做燃料的優(yōu)點(diǎn) 是 。 1g物質(zhì)完全燃燒產(chǎn)生CO2的質(zhì)量1g物質(zhì)完全燃燒放出的熱量 CH4 2.75g 56KJ 費(fèi) ■尸4.汽車如果改用天然氣作燃料，優(yōu)點(diǎn)是 。汽車最理想的清 潔燃料是氫氣，氫氣在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為 ，但氫動力汽車目前還 不能普及，原因是 。（答一點(diǎn)） 舉一反三： 【變式】含硫煤燃燒排放到空氣中的有毒氣體主要是SO?它遇雨水后形成酸雨降落到地面 會帶來很大危害。（1）請舉出兩個(gè)方面的危害實(shí)例： ① ，② 。 （2）為減少環(huán)境污染，對工廠排放的廢氣可用氫氧化鈉溶液吸收處理，其反應(yīng)的化學(xué)方程 式為：