第七单元 燃料及其利用 课题 2 燃料的合理利用与开发 考点归纳 知识点一、化学反应中的能量变化 放热反应：生石灰和水反应，镁与盐酸反应等 高温 2 CO 碳酸钙高温分解等 吸热反应：C+CO==== 2 = 现在我们的生活中，经常使用的燃料大多是煤、石油和天然气等。因为它们都是由古 代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，所以我们称之为化石燃料。化石燃料是由古代 生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源。 知识点二、化石燃料的利用 1.煤（工业“粮食”） 黑色固体、有光泽、具有可燃性。煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物。主要 含碳元素，还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。古代植物被埋于土 中，经长期复杂变化形成。为了使煤得到综合利用，将煤隔绝空气加热，就可以使煤分解 成许多有用的物质，其中就有煤气（燃料）、焦炭（冶金）、煤焦油（化工原料）等。 2．石油（工业“血液”） 原油通常显深棕色或黑色，常有绿色或蓝色荧光，有特殊气味，不溶于水，密度比水 的稍小，没有固定的熔点和沸点。主要含有碳、氢两种元素，还含有少量的氮、硫、氧等 元素的混合物。古代动植物的遗骸被掩埋，经长期复杂变化形成。将石油加热炼制，利用 石油中各成分的沸点不同，将它们分离，就可得到不同的产品，比如汽油、煤油、柴油等 给工厂、农村、汽车、轮船、火车等提供所需要的动力和热量。在 20 世纪兴起了综合利 用石油产品的工业——石油化工。科技工作者把燃料油中较大的分子裂解成小分子，然后 把它们加工制造成各种产品，例如塑料、合成纤维、染料、洗涤剂等。石油已经在人类生 活中发挥了巨大作用，它已深入到了日常生活中的各个方面。 我国是世界上最早发现和利用石油的国家之一。早在一千八百多年前，我国勤劳智慧 的劳动人民就发现了石油。我国的石油资源比较丰富，煤也是世界上蕴藏量最大的国家之 一。解放后，我国先后开发和建立了大庆、胜利、华北、中原、大港等石油基地和一批煤 炭基地，近年来在我国海域和西北部也开发出了新的油田。 有石油的地方一般都有天然气。 3.天然气 无色气体。主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷，其化学式 是 CH4。甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，烧杯内壁上有水滴生成，同时放出大量的热，烧 杯内加入澄清石灰水变浑浊。甲烷是最简单的有机物、相对分子质量最小的有机物。 CH4+2O2 CO2+2H2O CO2+Ca(OH）2 =CaCO3 ↓+H2O 注意事项：（1）点燃甲烷和氧气或甲烷和空气的混合物都很可能会发生爆炸，所以要先 验纯。正因为如此煤矿里必须采取通风设施、一定要严禁明火。 （2）“冷而干燥”是这个实验成败的关键。“冷”有利于水汽的凝集，“干燥”可以判断是否有 水滴生成。 （3）这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。 在池沼的底部常常含有甲烷，通常也称池沼中的气体为沼气。在我国农村，利用沼气 可解决生活用燃料问题。 目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，而化石燃料资源是有限 的。煤、石油、天然气等化石燃料的形成，并非一日之功，它要经过数百万年才能形成。 化石燃料已经面临被耗尽的危险，应合理开采，并节约使用。 总体来讲，如果我们能提高煤等燃料的燃料利用率，就相当于延长煤的使用期限。要 使燃料燃烧通常考虑两点：一是要有足够的空气；二是要使燃料与空气有足够大的接 触面。 科学家已经发现了未来新能源——可燃冰。 知识点三 使用燃料对环境的影响 （一）造成原因：煤和石油都含有碳、硫、氮这三种元素，所以燃烧后会生成 CO2（温室 效应）、CO（有毒）以及 SO2、NO2（造成酸雨）等气体。汽车尾气中的主要污染物：一 氧化碳，未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。 （二）减少汽车尾气对空气污染的措施有： (1)改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。 (2)使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。 (3)使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。 (4)使用压缩天然气[CNG]或液化石油气[LPG]作燃料。 (5)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。 知识点 四、能源的利用和开发 1、乙醇 乙醇俗称酒精，是无色、有特殊气味的液体，能与水以任意比互溶，在空气中能燃烧 ， 发出淡蓝色火焰，放出大量的热。其化学式为 C2H5OH。是以高粱、玉米和薯类等发酵、 蒸馏而得到，是可再生能源。可用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料，75%的酒精溶液可 做医疗消毒剂。与汽油以一定比例混合形成乙醇汽油，使用乙醇汽油可以适当节省石油资 源，在一定程度上减少汽车尾气的污染。 可燃性：C2H5OH+3O2 2、氢气 2CO2+3H2O (1)氢气和天然气都可以作为燃料。目前，天然气作为燃料使用已经非常广泛，而氢气还不 能作为燃料被广泛应用。但氢气是最理想的清洁、高能燃料。液氢已应用于航天领域、氢 氧燃料电池用做汽车的驱动电源等。 优点：a、资源丰富，可再生； b、燃烧放热多；c、生成物不污染环境。 缺点：a、制取成本高； b、贮存、运输困难。 （2）氢气的性质和实验室制取 a、物理性质：无色、无味，难溶于水，密度最小的气体。 b、化学性质： 可燃性：2H2+O2 还原性：H2+CuO 2H2O Cu+H2O c、药品和反应原理：锌粒和稀盐酸 Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑ d、发生装置：选用固体和液体常温条件下反应的发生装置。如实验室制取二氧化碳、过 氧化氢溶液制取氧气的发生装置。 e、收集装置：H2 密度比空气小，难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集。 3、可利用的新能源 为解决化石能源枯竭，减少环境污染等问题，需要我们大量开发利用新能源。目前可 开发的新能源种类包括太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。 典例精讲 【例 1】“改变环境质量，推动绿色发展”。下列说法不符合该理念的是 (　　) A．生活垃圾分类处理 B．使用一次性木筷 C．工业废水处理达标后排放 D．提倡步行、骑自行车等出行方式 【解析】生活垃圾分类处理，有利于回收再利用，A 符合绿色理念；一次性木筷的使用， 会消耗大量的树木，B 不符合绿色理念；工业废水处理达标后，对环境不再造成污染，C 符合绿色理念；步行或骑自行车都不消耗化石燃料，不会产生有害物质，D 符合绿色理念。 故选 B。 【答案】B 夯实基础 1、开发新的能源来改善大气环境，提高人民生活质量，比如我国著名的工程“　　　　　”， 运输的是　　　　　。 2、为了减少酸雨的产生有下列措施：（１）少用煤作燃料；（２）把工厂的烟囱建高；（３） 在酸化的土壤中加石灰（４）燃料脱硫（５）开发新能源，其中有效的措施是 （　 ） Ａ、（１）（２）（３）　　 Ｂ、（２）（３）（４）　 Ｃ、（１）（４）（５）　 Ｄ、（１）（３）（４） 3、下列各变化过程中，不会释放出一氧化碳的是 （ ） A．绿色植物的光合作用 B．石油 C．汽车排放的废气 D．煤气的泄漏 4、乙醇的组成元素有 三种，其化学式为 ，其中碳的质量分数为 ，乙醇燃烧的化学方程式： 5、煤燃烧时会排放出 、 。 等污染物。这些气体溶于雨水，会形成 ， 酸雨的危害是 、 等。 6．当前日本与我国有钓鱼岛之争、菲律宾与我国有南沙之争、越南与我国有西沙之争。 这些国家想侵占我国的领土、领海，抢夺这些地区丰富的渔业和油气等资源。试分析： (1)石油属于____(选填“纯净物”或“混合物”)，是经过数百万年复杂的物理和化学变化才能形 成，是一种____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)天然气的主要成分是____，实验室点燃气体之前都要先____。 (3)怀化地区有丰富的水力资源，相对用煤作燃料的火力发电，水力发电的优势是____(任 写一种)。 7．国务院总理李克强在十二届全国人大五次会议上作政府工作报告时说，要加大生态环 境保护和治理力度。云南省响应号召“向污染宣战”，倡导全社会共同行动，打一场治理污 染的攻坚战。 (1)目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油和____等，它们属于____(选填 “可再生”或“不可再生”)能源。 (2)计入空气污染指数的项目暂定为：二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物和臭 氧等。近年来，我国多地出现的雾霾天气主要是由上述污染指数中的____造成的，下列措 施可减缓雾霾天气的是___(填字母)。 A．露天焚烧垃圾 B．用风能与太阳能发电替代燃煤发电 C．提升燃油品质，减少机动车尾气的污染 能力突破 1.近年来，部分大中城市的公交车使用压缩天然气（CNG）代替汽油燃料，这样做的好处 是（ ） A．减少了污染，空气更清新 B．汽车行驶速度更快 C．运输成本更低 D．汽车发动机的使用寿命更长 2.国家决定推广使用乙醇汽油，所谓乙醇汽油就是在汽油中放入适量的乙醇混合而成的一 种燃料。下列叙述错误的是（ ） A．乙醇汽油是一种新型化合物 B．由石油可以制得汽油 C．使用乙醇汽油会减少 SO2、NOX 等有害气体的排放 D．用玉米、高粱的籽粒经发醇可制得乙醇，乙醇是绿色能源 3.人们在工作、生活中，为了防止事故，常采用一些安全措施，下列措施安全的是（ ） A．发生煤气泄漏，立即关闭阀门，打开门窗通风 B．掏空沼气池前进灯火实验 C．点燃木条检查液化石油气是否泄漏 D．到小煤窑里挖煤用火把照明 4.有关环境问题的认识中错误的是（ ） A．机动车尾气的排放会污染大气 B．大量燃烧化石燃料会导致“温室效应” C．植树造林有利于遏制沙尘暴的发生 D．大量使用含磷洗衣粉不会污染水源 5.CO2、CO、CH4 三种含碳的物质，按所含碳元素质量分数由大到小的排列顺序为 。 6．2017 年 5 月 18 日，国土资源部发布消息，在南海北部 1 266 m 深的神狐海域，中 国首次海域“可燃冰”试采成功。 查阅资料发现，古代低等生物遗骸大量沉积，经过漫长的地质年代形成石油及天然气， 海底的天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的固体物质即“可燃冰”。“可燃冰”为甲烷 的水合物，遇火即可燃烧且热值高，是一种环保、高效的新能源。 (1)若甲烷的水合物化学式为 CH4·8H2O，它的相对分子质量是 160，则 CH4·8H2O 中 CH4 的质量分数为 。 (2)可燃冰储存的巨大的化学能量最终来自于古代绿色植物通过 固定的太阳能。 (3)可燃冰燃烧时把自己的热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用，这说 明能量转化具有 性。 (4)人类正面临常规能源枯竭的危机，下列有关能源的认识正确的是 。 A．提高能源的利用效率 B．积极寻找替代常规能源的新能源 C．自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源 7．合理利用能源和保护环境是我们关注的问题，请回答： (1)化石燃料是一类重要的能源，它