《課題2 燃料的合理利用與開發(fā)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《課題2 燃料的合理利用與開發(fā)(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、燃料的合理利用與開發(fā)
.+知識點一、燃料和熱量
1. 化石燃料
遠古時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, 是由有機物和無機物所組成的復(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,沒有固定的熔點和沸 點。
(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%);焦爐氣主要含有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,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,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:一是燃燒時要有足夠多的空氣(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、碳氫化合物及碳粒等。
(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
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,作為燃料暫時還不能廣 泛使用。
2. 對于酸雨的認識要注意: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,必須先將管道內(nèi)注滿氮氣。填充氮氣的目 的是 。
(3) 天然氣本身是一種無色無味的氣體,但在使用時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,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誤的是( )
A.在地球上的蘊藏量都是有限的 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。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 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
■尸4.汽車如果改用天然氣作燃料,優(yōu)點是 。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)
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)請舉出兩個方面的危害實例:
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: