化学选修一新突破讲义主题3课题2家用燃料的更新Word版含答案

课题2家用燃料的更新学习目标：1.了解固体煤燃烧时产生的有害气体及废渣对环境的影响。(重点)2.了解煤的气化以及各种煤气的化学成分和燃烧时发生的化学反应。(难点)3.了解液化石油气、天然气、沼气的主要化学成分及燃烧时发生的反应。(重点)一、历史悠久的燃料——煤1．煤的组成煤eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(物质类型：有机化合物和无机物组成的复杂的混合物,所含元素：主要含有碳元素，此外还含有少量的,硫、磷、氢、氮、氧、硅、铝、钙、铁等元素))2．煤的分类据含碳量多少eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(无烟煤（含碳95%左右）,烟煤（含碳70%～80%）,褐煤（含碳50%～70%）,泥煤（含碳50%～60%）))3．煤的应用(1)以煤做家用燃料，一般是烧煤球或蜂窝煤，其主要成分有煤粉、黏土和水。(2)煤是人们在生产中使用的主要固体燃料，目前煤在我国仍为第一能源，约占能源总消耗量的eq\f(3,4)，主要用于火力发电厂、钢铁冶炼厂、煤气厂、炼焦厂等。4．以煤为燃料产生的危害及防治(1)产生大量的固体垃圾。(2)产生大量的CO2、烟尘以及SO2、CO、氮氧化物等有害气体，对环境造成严重污染，燃烧含硫量高的煤，不仅容易引发呼吸系统疾病，还会形成酸雨污染环境。(3)防治与改进：使用之前，对煤进行处理，如煤制成煤水浆或向煤中加入石灰石等方法。5．以煤为原料制成的气体燃料(1)煤的气化定义：通过一定的方法使固体的煤变成气体——煤气的过程。(2)作用：将煤气化后，其热效率提高，并消除了固体垃圾和烟尘的污染。(3)将煤气化，可以制成发生炉煤气、水煤气、干馏煤气等。①发生炉煤气产生的反应方程式2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO。②水煤气产生的化学方程式C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2。③煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。干馏煤气是煤干馏的产物之一，也叫焦炉气，其成分有H2、CH4、C2H4、CO等。二、使用方便的燃料——液化石油气1．成分：丙烷、丁烷，还有少量的丙烯、丁烯。2．液化石油气主要成分燃烧的化学方程式：C3H8＋5O2eq\o(,\s\up7(点燃))3CO2＋4H2O、2C4H10＋13O2eq\o(,\s\up7(点燃))8CO2＋10H2O。3．安全使用液化石油气(1)供应足量空气，防止液化石油气燃烧不完全，发热少、冒黑烟，还会产生有毒的一氧化碳气体。(2)不能用火烤气罐或将气罐倒置使用。(3)不能将气罐中的残留物倒入下水道或垃圾道中。三、洁净燃料——天然气和沼气1．天然气(1)主要成分是甲烷。(2)天然气燃烧的化学方程式：CH4＋2O2eq\o(,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。2．沼气(1)成分：甲烷，还含有CO2及少量的H2、N2、H2S、CO、水蒸气等。(2)用途：除了用于点灯、做饭、发电外，还可用做农用汽车和拖拉机的燃料。(3)来源：人畜粪便、动植物遗体、工农业有机废渣和废液以及城市生活垃圾中的有机物质等。1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)(1)煤和碳是同一种物质。 ()(2)煤的气化属于物理变化。 ()(3)燃烧天然气的炉灶可以直接用来燃烧液化石油气。 ()(4)为了保护环境应推广清洁能源、新型能源。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)√2．下列说法中正确的是()A．煤是纯净物B．煤燃烧时，产生大量的二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物C．煤是以单质碳为主的简单混合物D．以煤为主要原料，可以加工成高级液化石油气B[煤是由多种有机物和无机物组成的复杂混合物，煤燃烧会产生大量的污染物，生产高级液化石油气的原料是石油而不是煤。]3．城市中许多家庭使用的罐装“煤气”，实际上是液化石油气，以下有关液化石油气的叙述不正确的是()A．液化石油气是一种混合物，其主要成分是丙烷、丁烷B．液化石油气用完后，瓶内往往会残留一些液体，其成分是水C．液化石油气可用作燃料D．液化石油气燃烧需大量氧气B[液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷，还含有少量的丙烯和丁烯，它是一种使用方便的燃料，由“C3H8＋5O2eq\o(,\s\up7(点燃))3CO2＋4H2O，2C4H10＋13O2eq\o(,\s\up7(点燃))8CO2＋10H2O”知，液化石油气燃烧需要大量的空气，液化石油气残留液是未挥发的烃类物质，而不是水。]以煤为原料制成的气体燃料比较气体燃料更容易净化，并且燃烧时不会产生粉尘，因此煤转化为气体是能源清洁的重要途径之一。[思考交流]1．以煤为原料可以制成几种气体燃料，在组成成分上有何共同点？[提示]以煤为原料可以制成发生炉煤气、水煤气、干馏煤气三种气体燃料，它们中都有CO。2．以煤为原料，获取三种气体燃料的方式有何不同？[提示]煤或焦炭不完全燃烧可获得发生炉煤气；炽热的煤或焦炭与水蒸气反应可获得水煤气；将煤隔绝空气加强热可得干馏煤气。3．煤气化后的气体燃料做能源物质有何优缺点？[提示]将煤气化得到的气体燃料燃烧优点：①洁净无烟尘污染②热效率高，价格低③使用方便缺点：①易燃易爆、容易产生事故②易引起人体中毒发生炉煤气水煤气干馏煤气(焦炉气)主要成分CO、N2CO、H2H2、CH4、C2H4、CO等获取方式煤或焦炭不完全燃烧烧红的煤或焦炭与水蒸气反应将煤隔绝空气加强热反应2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2COC＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2复杂反应应用冶金、化工及家用燃料合成氨的原料、气体燃料化工原料气、气体燃料优点①洁净，燃烧不会产生烟尘污染②热效率高、价格低廉③使用方便缺点①易燃易爆，容易发生事故②发生炉煤气、水煤气、干馏煤气易引起人体中毒题组1历史悠久的燃料——煤1．下列叙述不正确的是()A．煤的气化是将固体煤在一定条件下转化为气态煤的过程B．煤气化的本质是发生了化学变化C．煤经气化加工可提高煤的热效率，还可以减少煤燃烧对环境的污染D．煤气化途径有多种，所得煤气的成分也各不相同A[煤气化是通过一定的方法使固体煤变为煤气的过程。煤气不同于煤，故煤气化产生了新物质，是化学变化。煤的气化途径有多种，所得煤气的成分也各不相同。煤气化后变成气体，点燃时燃烧充分，减少了CO的生成，提高了热效率，也减轻了CO对环境的污染。]2．已知煤的部分结构模型如图所示：(1)从煤的结构模型来看，煤是工业上获得________烃的重要来源。(2)我国大约70%的煤是直接用于燃烧的。从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的__________等气体物质，造成严重的大气污染。(3)为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有________、________、________等。[解析](1)煤结构中含有较多的苯环，隔绝空气给煤加强热可以使它分解，从而获得芳香烃。(2)煤结构中含有S和N，所以直接燃烧煤能产生SO2和氮氧化物，污染环境。(3)煤的干馏、气化和液化是提高煤的利用价值的常用方法。[答案](1)芳香(2)二氧化硫、氮氧化物(3)煤的干馏气化液化煤的干馏产物：1．固态物质——焦炭。用途：冶金、制造电石。2．液态物质煤焦油：芳香烃(苯的同系物、萘、蒽)、酚和沥青等。粗氨水：氨和铵盐。用途：可用作氮肥。3．气态物质——焦炉气(H2、CH4、C2H4、CO等)。题组2液化石油气、天然气、沼气3．液化石油气作为燃料，已普遍进入城市家庭，它是含有下列物质的混合物，在常压下，这些物质的沸点如下表所示：物质名称乙烷丙烷丁烷戊烷己烷沸点/℃－88.6－42.1－0.536.169.2在常温下使用至无气体放出时，钢瓶中常剩余一些液态物质，这些物质最有可能是()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[最终剩下的是常温常压下为液态的物质，由表中数据可知，乙烷、丙烷、丁烷常温下为气体，戊烷、己烷常温下为液体，故选D项。]4．沼气的生产是构建生态农业的一个典型范例。(1)沼气除了可以用来点灯、做饭、发电、做农用汽车和拖拉机燃料外，池中的残渣还可以用来做________。A．化工原料 B．有机肥料C．固体燃料 D．无用废渣(2)沼气燃烧的化学方程式为：____________________________________________________________________________________________________________。(3)下列说法正确的是________(填序号)。①把秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵可以产生沼气②沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环境有重要意义③沼气的主要成分是甲烷④点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆