化學(xué)選修一新突破講義主題3課題2家用燃料的更新Word版含答案

課題2家用燃料的更新學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解固體煤燃燒時(shí)產(chǎn)生的有害氣體及廢渣對(duì)環(huán)境的影響。(重點(diǎn))2.了解煤的氣化以及各種煤氣的化學(xué)成分和燃燒時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。(難點(diǎn))3.了解液化石油氣、天然氣、沼氣的主要化學(xué)成分及燃燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)。(重點(diǎn))一、歷史悠久的燃料——煤1．煤的組成煤eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(物質(zhì)類型：有機(jī)化合物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物,所含元素：主要含有碳元素，此外還含有少量的,硫、磷、氫、氮、氧、硅、鋁、鈣、鐵等元素))2．煤的分類據(jù)含碳量多少eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(無煙煤（含碳95%左右）,煙煤（含碳70%～80%）,褐煤（含碳50%～70%）,泥煤（含碳50%～60%）))3．煤的應(yīng)用(1)以煤做家用燃料，一般是燒煤球或蜂窩煤，其主要成分有煤粉、黏土和水。(2)煤是人們?cè)谏a(chǎn)中使用的主要固體燃料，目前煤在我國(guó)仍為第一能源，約占能源總消耗量的eq\f(3,4)，主要用于火力發(fā)電廠、鋼鐵冶煉廠、煤氣廠、煉焦廠等。4．以煤為燃料產(chǎn)生的危害及防治(1)產(chǎn)生大量的固體垃圾。(2)產(chǎn)生大量的CO2、煙塵以及SO2、CO、氮氧化物等有害氣體，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，燃燒含硫量高的煤，不僅容易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病，還會(huì)形成酸雨污染環(huán)境。(3)防治與改進(jìn)：使用之前，對(duì)煤進(jìn)行處理，如煤制成煤水漿或向煤中加入石灰石等方法。5．以煤為原料制成的氣體燃料(1)煤的氣化定義：通過一定的方法使固體的煤變成氣體——煤氣的過程。(2)作用：將煤氣化后，其熱效率提高，并消除了固體垃圾和煙塵的污染。(3)將煤氣化，可以制成發(fā)生爐煤氣、水煤氣、干餾煤氣等。①發(fā)生爐煤氣產(chǎn)生的反應(yīng)方程式2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO。②水煤氣產(chǎn)生的化學(xué)方程式C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2。③煤的干餾：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程。干餾煤氣是煤干餾的產(chǎn)物之一，也叫焦?fàn)t氣，其成分有H2、CH4、C2H4、CO等。二、使用方便的燃料——液化石油氣1．成分：丙烷、丁烷，還有少量的丙烯、丁烯。2．液化石油氣主要成分燃燒的化學(xué)方程式：C3H8＋5O2eq\o(,\s\up7(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O、2C4H10＋13O2eq\o(,\s\up7(點(diǎn)燃))8CO2＋10H2O。3．安全使用液化石油氣(1)供應(yīng)足量空氣，防止液化石油氣燃燒不完全，發(fā)熱少、冒黑煙，還會(huì)產(chǎn)生有毒的一氧化碳?xì)怏w。(2)不能用火烤氣罐或?qū)夤薜怪檬褂谩?3)不能將氣罐中的殘留物倒入下水道或垃圾道中。三、潔凈燃料——天然氣和沼氣1．天然氣(1)主要成分是甲烷。(2)天然氣燃燒的化學(xué)方程式：CH4＋2O2eq\o(,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O。2．沼氣(1)成分：甲烷，還含有CO2及少量的H2、N2、H2S、CO、水蒸氣等。(2)用途：除了用于點(diǎn)燈、做飯、發(fā)電外，還可用做農(nóng)用汽車和拖拉機(jī)的燃料。(3)來源：人畜糞便、動(dòng)植物遺體、工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢渣和廢液以及城市生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)等。1．判斷對(duì)錯(cuò)(對(duì)的在括號(hào)內(nèi)打√，錯(cuò)的在括號(hào)內(nèi)打×)(1)煤和碳是同一種物質(zhì)。 ()(2)煤的氣化屬于物理變化。 ()(3)燃燒天然氣的爐灶可以直接用來燃燒液化石油氣。 ()(4)為了保護(hù)環(huán)境應(yīng)推廣清潔能源、新型能源。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√2．下列說法中正確的是()A．煤是純凈物B．煤燃燒時(shí)，產(chǎn)生大量的二氧化硫、氮氧化物和煙塵等污染物C．煤是以單質(zhì)碳為主的簡(jiǎn)單混合物D．以煤為主要原料，可以加工成高級(jí)液化石油氣B[煤是由多種有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，煤燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，生產(chǎn)高級(jí)液化石油氣的原料是石油而不是煤。]3．城市中許多家庭使用的罐裝“煤氣”，實(shí)際上是液化石油氣，以下有關(guān)液化石油氣的敘述不正確的是()A．液化石油氣是一種混合物，其主要成分是丙烷、丁烷B．液化石油氣用完后，瓶?jī)?nèi)往往會(huì)殘留一些液體，其成分是水C．液化石油氣可用作燃料D．液化石油氣燃燒需大量氧氣B[液化石油氣的主要成分是丙烷和丁烷，還含有少量的丙烯和丁烯，它是一種使用方便的燃料，由“C3H8＋5O2eq\o(,\s\up7(點(diǎn)燃))3CO2＋4H2O，2C4H10＋13O2eq\o(,\s\up7(點(diǎn)燃))8CO2＋10H2O”知，液化石油氣燃燒需要大量的空氣，液化石油氣殘留液是未揮發(fā)的烴類物質(zhì)，而不是水。]以煤為原料制成的氣體燃料比較氣體燃料更容易凈化，并且燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生粉塵，因此煤轉(zhuǎn)化為氣體是能源清潔的重要途徑之一。[思考交流]1．以煤為原料可以制成幾種氣體燃料，在組成成分上有何共同點(diǎn)？[提示]以煤為原料可以制成發(fā)生爐煤氣、水煤氣、干餾煤氣三種氣體燃料，它們中都有CO。2．以煤為原料，獲取三種氣體燃料的方式有何不同？[提示]煤或焦炭不完全燃燒可獲得發(fā)生爐煤氣；熾熱的煤或焦炭與水蒸氣反應(yīng)可獲得水煤氣；將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱可得干餾煤氣。3．煤氣化后的氣體燃料做能源物質(zhì)有何優(yōu)缺點(diǎn)？[提示]將煤氣化得到的氣體燃料燃燒優(yōu)點(diǎn)：①潔凈無煙塵污染②熱效率高，價(jià)格低③使用方便缺點(diǎn)：①易燃易爆、容易產(chǎn)生事故②易引起人體中毒發(fā)生爐煤氣水煤氣干餾煤氣(焦?fàn)t氣)主要成分CO、N2CO、H2H2、CH4、C2H4、CO等獲取方式煤或焦炭不完全燃燒燒紅的煤或焦炭與水蒸氣反應(yīng)將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱反應(yīng)2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2COC＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2復(fù)雜反應(yīng)應(yīng)用冶金、化工及家用燃料合成氨的原料、氣體燃料化工原料氣、氣體燃料優(yōu)點(diǎn)①潔凈，燃燒不會(huì)產(chǎn)生煙塵污染②熱效率高、價(jià)格低廉③使用方便缺點(diǎn)①易燃易爆，容易發(fā)生事故②發(fā)生爐煤氣、水煤氣、干餾煤氣易引起人體中毒題組1歷史悠久的燃料——煤1．下列敘述不正確的是()A．煤的氣化是將固體煤在一定條件下轉(zhuǎn)化為氣態(tài)煤的過程B．煤氣化的本質(zhì)是發(fā)生了化學(xué)變化C．煤經(jīng)氣化加工可提高煤的熱效率，還可以減少煤燃燒對(duì)環(huán)境的污染D．煤氣化途徑有多種，所得煤氣的成分也各不相同A[煤氣化是通過一定的方法使固體煤變?yōu)槊簹獾倪^程。煤氣不同于煤，故煤氣化產(chǎn)生了新物質(zhì)，是化學(xué)變化。煤的氣化途徑有多種，所得煤氣的成分也各不相同。煤氣化后變成氣體，點(diǎn)燃時(shí)燃燒充分，減少了CO的生成，提高了熱效率，也減輕了CO對(duì)環(huán)境的污染。]2．已知煤的部分結(jié)構(gòu)模型如圖所示：(1)從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，煤是工業(yè)上獲得________烴的重要來源。(2)我國(guó)大約70%的煤是直接用于燃燒的。從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，在提供熱量的同時(shí)產(chǎn)生大量的__________等氣體物質(zhì)，造成嚴(yán)重的大氣污染。(3)為了解決煤燃燒所造成的污染問題和提高煤的利用價(jià)值，煤資源的綜合利用方法還有________、________、________等。[解析](1)煤結(jié)構(gòu)中含有較多的苯環(huán)，隔絕空氣給煤加強(qiáng)熱可以使它分解，從而獲得芳香烴。(2)煤結(jié)構(gòu)中含有S和N，所以直接燃燒煤能產(chǎn)生SO2和氮氧化物，污染環(huán)境。(3)煤的干餾、氣化和液化是提高煤的利用價(jià)值的常用方法。[答案](1)芳香(2)二氧化硫、氮氧化物(3)煤的干餾氣化液化煤的干餾產(chǎn)物：1．固態(tài)物質(zhì)——焦炭。用途：冶金、制造電石。2．液態(tài)物質(zhì)煤焦油：芳香烴(苯的同系物、萘、蒽)、酚和瀝青等。粗氨水：氨和銨鹽。用途：可用作氮肥。3．氣態(tài)物質(zhì)——焦?fàn)t氣(H2、CH4、C2H4、CO等)。題組2液化石油氣、天然氣、沼氣3．液化石油氣作為燃料，已普遍進(jìn)入城市家庭，它是含有下列物質(zhì)的混合物，在常壓下，這些物質(zhì)的沸點(diǎn)如下表所示：物質(zhì)名稱乙烷丙烷丁烷戊烷己烷沸點(diǎn)/℃－88.6－42.1－0.536.169.2在常溫下使用至無氣體放出時(shí)，鋼瓶中常剩余一些液態(tài)物質(zhì)，這些物質(zhì)最有可能是()A．乙烷、丙烷和丁烷B．乙烷和丙烷C．只有乙烷D．戊烷和己烷D[最終剩下的是常溫常壓下為液態(tài)的物質(zhì)，由表中數(shù)據(jù)可知，乙烷、丙烷、丁烷常溫下為氣體，戊烷、己烷常溫下為液體，故選D項(xiàng)。]4．沼氣的生產(chǎn)是構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)的一個(gè)典型范例。(1)沼氣除了可以用來點(diǎn)燈、做飯、發(fā)電、做農(nóng)用汽車和拖拉機(jī)燃料外，池中的殘?jiān)€可以用來做________。A．化工原料 B．有機(jī)肥料C．固體燃料 D．無用廢渣(2)沼氣燃燒的化學(xué)方程式為：____________________________________________________________________________________________________________。(3)下列說法正確的是________(填序號(hào))。①把秸稈、雜草等廢棄物放在密閉池中發(fā)酵可以產(chǎn)生沼氣②沼氣的應(yīng)用對(duì)解決農(nóng)村燃料問題、改善環(huán)境有重要意義③沼氣的主要成分是甲烷④點(diǎn)燃沼氣與空氣的混合氣體可能發(fā)生爆