化石燃料及其利用、大自然中的二氧化碳

化石燃料及其利用、大自然中的二氧化碳一、化石燃料的燃烧

1、化石燃料：埋藏在地下的不可再生的燃料，煤、石油、天然气都是化石燃料。它们是由远古时代的动植物和其它生物的遗体，深埋在地层下，并在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。

①煤、石油、天然气都是化石燃料并且是混合物，主要含C、H元素。天然气的主要成分是甲烷（CH4），燃烧产生CO2和H2O并放出大量热。

②化石燃料是很好的能源且是一次性能源，不可再生，如果不加节制的乱开滥采，会对人类的可持续发展带来严重的后果，应节约能源。

例：到2005年，“西气东输”工程将为上海送来30亿立方米天然气。天然气的主要成分是

（填化学式），它是一清洁能源。写出该气体在空气中燃烧的化学方程式：

。城市煤气中通常含有气体，写出燃烧的化学方程式：

。煤气与天然气相比，从安全角度看，煤气的主要缺点是

；从环境角度考虑，煤气、天然气和氢气，首选的燃料是

氢气

容易造成煤气中毒2、化石燃料燃烧

燃料的热值

相同质量的燃料完全燃烧放出的热量不等，一定量燃料完全燃烧时放出的热量称为该燃料的热值。（如：原煤J/㎏、天然气J/㎏等。）Q=m.q(Q是热量，m指的是质量，q是热值）二、化石燃料对环境的污染

1．化石燃料燃烧对环境的影响：（1）影响原因：化石燃料燃烧时会产生的各种有害气体、固体废物以及余热等。

（2）煤和石油等化石燃料燃烧时污染因素的来源：

①燃料中的一些杂质如硫、氮等产生SO2、NO2等气体；

②燃料燃烧不充分，产生一氧化碳、碳氢化合物及碳粒等。

（3）主要污染类型及产生污染因素污染类型

污染因素

温室效应

燃料中的碳经燃烧反应转化为二氧化碳等，这些气体进入空气导致空气中二氧化碳浓度增大，从而导致全球气温升高

热污染

火力发电厂发电剩余的“余热”被排放到河流、湖泊或海洋中，使局部水域水温上升，影响水生物的生存甚至死亡大气污染化石燃料燃烧产生的烟、CO、SO2、NO2等污染物被排放到大气中，不仅影响空气的质量，而且氮和硫的氧化物溶解于雨水中形成酸雨。酸雨不仅影响自然环境，而且影响了生态。2．使用和开发新的燃料及能源

名称

酒精（乙醇）

氢气化学式C2H5OHH2

燃烧反应

C2H5OH+3O22CO2+3H2O2H2+O22H2O特点燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料燃烧产物无污染，是最清洁的燃料。来源高粱、玉米和薯类经发酵、蒸馏可制得酒精，为可再生能源氢气可由分解水得到，目前制取成本高，贮存困难，作为燃料暂不能广泛使用，但终将成为主要能源之一其他能源

现代社会对能源的需求越来越大，化学反应提供的能量已经不能满足人类的需求。目前，人们正在利用和开发其他新能源，如太阳能、核能、风能、地热和潮汐能等。这些能源的利用，不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染。

练习1、下列各物质，不属于自然界中的化石燃料的是（）

A、煤；

B、石油；

C、酒精；

D、天然气。2、下列物质为化合物的是（）

A、酒精；

B、洁净的空气；

C、石油；

D、海水。

3、下列变化属于化学变化的是（）

A、石油分离；

B、煤燃烧；

C、酒精挥发；

D、分离液态空气。

4、煤、石油在地球上的蕴藏量是有限的，以下做法错误的是（）

A、用电解水的方法制得氢气作能源；

B、大量砍伐树木作燃料；

C、用高梁、玉米酿制酒精作燃料；

D、开发太阳能、核能等新能源。

5、乙醇汽油就是在汽油中加入适量的乙醇混合而成的一种燃料。关于乙醇汽油的下列说法错误的是（）

A、乙醇汽油是一种新型化合物；

B、汽车使用乙醇汽油能减少有害气体的排放；

C、用石油可以制得汽油；

D、用玉米、高梁等发酵可制得乙醇。6、厄尔尼诺现象产生的原因是因为大气中的二氧化碳剧增，为减缓此现象，最理想的燃料是（）

A、优质煤；

B、天然气；

C、汽油；

D、氢气。7、下列物质排放到空气中不会造成空气污染的是（）

A、煤燃烧产生的烟；

B、汽车排气形成的烟雾；

C、氢气在空气中燃烧的产物；

D、石油化工厂放出的废气。8、既要节约已有能源，又要开发新能源，新能源是指（）

①核能②太阳能③风能④电能⑤水能⑥潮汐能⑦地热能

A、①②③④

B、①②③④⑤⑦

C、②③④⑤⑦

D、①②③⑤⑥⑦9、自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源,如氢气属高效\无污染的二级能源.下列叙述正确的是（）

A、天然气属一级能源；

B、一氧化碳属二级能源；

C、家用电器使用的电能属一级能源；

D、风能属二级能源。三、化石燃料的综合利用

1、石油的综合利用石油是一种重要的工业原料，被称为“工业血液”。

①根据石油中各成分沸点的不同，可以通过分馏的方法加以分离。从而获得汽油、煤油、柴油等轻质液体燃料，这就是石油炼制。

②通过石油化工裂化加工方法，可得到乙烯、丙烯，进而合成塑料、橡胶、纤维、医药、农药、染料等多种工业产品。

2、煤的综合利用煤常被称为“工业的粮食”。

①通过煤的气化（即煤在氧气不足情况下发生不完全燃烧），可以将煤转化为既可作燃料气又可作化工原料的CO、CH4、H2等气体。

②通过煤的焦化（即把煤隔绝空气加强热），可以将煤分解为焦炭、煤焦油、焦炉气。

③通过煤的液化（即用煤生产人造石油），得到与石油产品相近的燃料油。

四、CO2的性质

1、物理性质

（1）通常状况下，CO2是一种无色、无味的气体，密度比空气大；（2）能溶于水，压强增大溶解量增多；（3）降温加压下，CO2气体会变成液态CO2、固态CO2，固态CO2称为“干冰”，“干冰”易升华，升华时要吸热，因此“干冰”常做致冷剂。

2、化学性质

①CO2气体不能燃烧也不能支持燃烧，不能供给呼吸。

②CO2能与H2O反应生成不稳定的碳酸（H2CO3）。

将CO2气体通入到紫色石蕊试液中，溶液由紫变红，加热后又由红变紫，说明有下列反应发生：

CO2＋H2O＝H2CO3

H2CO3＝

H2O＋CO2↑

③CO2能与澄清石灰水反应生成不溶于水的白色沉淀碳酸钙（CaCO3）。

化学方程式为：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O3.CO2用途有

①CO2密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，可用来灭火——CO2灭火器。

②CO2是一种化工原料，用于制纯碱尿素、汽水饮料。

③干冰做致冷剂，保藏食品或用于人工降雨。

④做温室里的植物肥料，有利于光合作用。

4.讨论：①进入山洞或进入久末开启的菜窖前应该首先做个灯火试验，将火把或燃着的蜡烛放入其内，若灯火燃烧不旺或熄灭，说明CO2含量较高，人不能进去。因为CO2气体虽不是有毒气体，但它不能供给呼吸，密度比空气大，山洞中有大量CO2气体，离地面越近，CO2含量越高

②能使燃着木条熄灭的气体一定是CO2吗？

不一定，除CO2外，使燃着木条熄灭的还有氮气等。

③CO2气体通入紫色石蕊试液中，试液变成红色。说明CO2能使紫色石蕊试液变红，对吗？

不对，CO2气体通入石蕊试液中，实质是CO2先与H2O反应生成了碳酸，由于碳酸具有酸性而使石蕊变红。因此，真正使紫色石蕊变红色的是碳酸而不是CO2。

五、二氧化碳的实验室制法

1、CO2实验室制法

(1)原理

①药品：大理石或石灰石（CaCO3）和稀盐酸（HCl）②反应方程式：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑

(2)装置

如图所示：

(3)验证CO2气体

将生成的气体通入到澄清石灰水中，若变浑浊则证明该气体为二氧化碳气体。

(4)收集与验满的方法

由于CO2气体可溶于水，不能用排水集气法，又因为CO2气体密度比空气大，可用向上排空气法收集，即集气瓶口向上，导气管伸入到集气瓶底部，由下向上排出空气。检验CO2收集是否满，可将燃着的火柴放在集气瓶的瓶口处，如果熄灭，则证明CO2集满。

(5)问题讨论

问题1：实验室制CO2不用粉末状碳酸钙或碳酸钠晶体与稀盐酸反应，为什么？

反应速率与反应物的状态、性质有关。粉末状碳酸钙与稀盐酸充分接触反应十分剧烈；碳酸钠晶体由本身性质决定与稀盐酸反应也十分剧烈。反应难以控制，且易引起玻璃器皿破裂、药品伤人等事故。

问题2：采用什么方法检验装置气密性?

先用弹簧夹夹住橡皮管，从长颈漏斗中加水，如果在漏斗颈中能形成一段水柱，静置后不下降，则证明装置不漏气。

问题3：实验室制CO2选用稀盐酸与块状碳酸钙作用，为什么？（1）碳酸钙在自然界中大量存在，且价格便宜，是制取CO2的首先原料。（2）碳酸钙与硫酸作用生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面阻碍反应继续进行，因而不能选用稀硫酸（3）浓盐酸与碳酸钙反应生成的CO2中混有HCl气体，因而不能选用浓盐酸（4）稀盐酸与碳酸钙作用反应只在碳酸钙表面进行、反应速率适中，且易控制。综上所述，实验室制CO2

用稀盐酸与块状碳酸钙较为理想。

问题4：收集好后集气瓶用毛玻璃片盖上并正放在桌上，为什么？

二氧化碳的密度比空气大，瓶口必须向上放置；毛玻璃密封性能较好，能防止二氧化碳外逸。练习1、下列变化属于物理变化的是（）

A、植物的光合作用

B、二氧化碳使紫色的石蕊试液变成红色

C、二氧化碳使澄清石灰水变浑浊

D、二氧化碳经加压降温后可以变成干冰2、下列有关实验事实，能说明二氧化碳存在的是（）

A、集气瓶正放在桌上，瓶中没有颜色

B、往集气瓶内倒入紫色石蕊试液，振荡，变色。

C、将燃着的木条伸入瓶中，木条熄灭。

D、向无色的集气瓶中倒入适量的澄清石灰水，振荡变浑浊。3、下列说法不正确的是（）

A、温室里施用二氧化碳可提高农作物产量。

B、干冰用于人工降雨和制冷剂，是利用它的化学性质。

C、汽水是将二氧化碳加压溶解在水中制成的。

D、二氧化碳属于氧化物，也属于化合物和纯净物。

答案：D答案：D答案：B4、下列物质不能将二氧化碳和氧气鉴别开的是（）

A、紫色石蕊试液B、灼热的氧化铜C、燃着的木条D、澄清的石灰水

5、下列不属于二氧化碳用途的是（）

A、灭火B、人工降雨C、制汽水D、作灯泡填充气

6、你认为用石灰浆刷墙壁，日久变硬的原因是（）

A、水分蒸发

B、石灰浆干涸

C、氢氧化钙与空气中二氧化碳反应，生成坚硬的碳酸钙。

D、以上三点都有答案：B答案:D答案:D7、如图所示在一烧杯内放置一新鲜鸡蛋，往烧杯内倒入稀盐酸，可以看到蛋壳表面附着一层气泡。

(1)产生气泡的原因(用化学方程式表示)：

。

(2)反应一段时间后，鸡蛋在溶液中上浮，其主要的原因是

；鸡蛋浮出液面后又会下沉，其原因是

。

(2)鸡蛋壳表面产生气泡附着在表面，体积变大，鸡蛋所受浮力增大，大于重力；鸡蛋部分露出液面，表面上的气泡消失，浮力减小，重力大于浮力。

(1)CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O+CO2↑

8.下图是实验室制取CO2，并检验CO2化学性质的连接装置图，请依图填空。

(1)A中放入的固体药品是