1、 第七单元第七单元 燃料及其利用燃料及其利用 课题课题 2 燃料的合理利用与开发燃料的合理利用与开发 讲解篇讲解篇 知识预习知识预习 1、纯净的氢气可以在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热，同时会生成水。氢气可作 燃料，其优点有：生成物只有水，不产生污染；产热量高；原料丰富。所以氢气是最理想的能源。 2、化石燃料主要指煤、石油、天然气，它们在地壳中的贮藏量是有限的，属于不可再生能源。 3、随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地排放，使空气中有害气体 和烟尘的含量不断升高，导致空气质量下降。空气污染的主要污染物有：二氧化氮、二氧化硫、一 氧化碳和可吸入颗粒物
2、。 知识讲解知识讲解 知识点一、化石燃料知识点一、化石燃料 知识详析知识详析 煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大化石燃料。 煤：也叫煤炭，被人们称为“工业的粮食”。 煤是古代植物遗体在地下经过长期复杂变化形成的，是 由有机物和无机物所组成的复杂混合物，主要含有碳元素，此外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等 元素。 石油：人们称为“工业的血液”，是宝贵的化工原料。石油是由古代动植物遗体在地壳中经过非常复杂 的变化而形成的，是一种复杂的混合物，石油有特殊的气味，不溶于水，密度比水的稍小，没有固 定的熔点和沸点。石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。 天然气（俗名：沼气、坑
3、气） ，主要成分：甲烷（CH4） ，是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比 空气小；具有可燃性，CH4+2O2CO2+2H2O。 知识延伸知识延伸 1、化石燃料主要指煤、石油、天然气，它们在地壳中的贮藏量是有限的，而且它们不可再生能源。来 因为它们的形成都要经历漫长的时间， 这个过程无法再次人工形成， 所以它们都属于不可再生能源。 2、天然气是可燃性气体，点燃前必须检验纯度； 3、我国是世界上用煤最早，开采石油、天然气最早的国家。 4、我国化石燃料的分布：资源较为丰富，但分布不平衡。 5、“西气东输”工程：我国天然气资源有 60%分布在中西部地区，如新疆、四川天然气储量很大，该工 程将天然气从
4、新疆塔里木输送到上海西郊，输气管横跨 9 个省、市、自治区。 考题详解考题详解 【考题示例】【考题示例】 【2018 年广州市】下列说法正确的是（ ） A石油是一种混合物 B可燃冰是可再生能源 C煤燃烧时只生成二氧化碳 D“西气东输”的“气”是指氢气 【考点】有关【考点】有关化石燃料 【题型】【题型】原理判断 【解题方法】【解题方法】根据化石燃料的种类、用途及特点进行分析和回答。 【答案】A 方法点拨：方法点拨： 1、熟记化石燃料的种类、特点及主要用途。、熟记化石燃料的种类、特点及主要用途。 2、会书写甲烷燃烧的化学方程式。、会书写甲烷燃烧的化学方程式。 跟踪练习跟踪练习 1 下列燃料不属于化
5、石燃料的是（ ） A煤 B石油 C天然气 D氢气 来源:学.科.网 Z.X.X.K 【答案】D 【解析】 ：化石燃料是古代生物遗体在特定地质条件下形成的，可作燃料和化工原料的沉积矿产。包括煤、 油页岩、石油、天然气等。A、煤属于化石燃料。B、石油属于化石燃料。C、天然气属于化石燃料。D、 氢气可以人工制造，不属于化石燃料。故选：D 学科网 2 【2018 年重庆市 A】重庆市拥有丰富的页岩气，它与天然气的主要成分相同。下列关于页岩气的说法不 正确的是（ ） A它是混合物 B它是不可再生能源 C它的主要成分是种有机物 D加压使它液化，其分子间的间距不变 【答案】D 3 【 湖南省长沙市 2018
6、 届九年级学期期末模拟】下列能源不属于化石燃料的是（ ） A 煤 B 沼气 C 石油 D 天然气 【答案】B 【解析】A、煤属于三大化石燃料之一，错误；B、沼气可用人畜粪便、植物的秸秆等发酵制取，属于可再 生能源，不属于化石燃料，正确；C、石油属于三大化石燃料之一，错误；D、天然气属于三大化石燃 料之一，错误。故选 B。学科￥网 知识点二、燃料燃烧对环境的影响知识点二、燃料燃烧对环境的影响 知识详析知识详析 化石燃料燃烧造成的环境污染主要有：热污染、全球气候变暖、释放二氧化硫、一氧化碳和粉尘造成 的大气污染。 因为化石燃料中一般都含 有一定量的杂质，所以化石燃料燃烧后会形成一定的污染。 煤中主
7、要含有硫，可形成二氧化硫；石油中含有氮，可形成二氧化氮，二者都能和水反应生成相应的酸 性物质，可形成酸雨。化石燃料燃烧时，会有不同程度的不完全燃烧的情况，所以会生成一氧化碳， 同时还会产生大量的烟尘（可吸入颗粒物） 。 知识延伸知识延伸 燃料燃烧对空气的影响 （1）煤的燃烧对空气的污染：煤燃烧时会排放出二氧化硫（SO2） 、二氧化氮（NO2）等污染物，这 些气体溶于水会形成酸雨，给环境造成危害；煤燃烧时会产生粉尘，不完全燃烧时还会产生有毒 的一氧化碳(CO)气体而污染空气；酸雨对环境的危害：可以使水质酸化，毒害鱼类和其他水中生 物；使土壤酸化，破坏农田，损害农作物、森林；腐蚀建筑物、金属制品、
8、名胜古迹等。 （2）汽车用燃料的燃烧对空气的污染：汽车使用的燃料主要是汽油和柴油；汽车尾气的主要成分 是一氧化碳、碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等；减少汽车尾气对空气污染的措施： a改进发动机的燃烧方式，使燃料能充分燃烧；b使用催化净化装置，使有害气体转化为无害气 体；c使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；d加大尾气监测力度，禁止未达到环保标准的汽车上 路；e改用压缩天然气（CNG）或液化石油气（LPG）作燃料，以减少对空气的污染。 （3）煤和油等化石燃料燃烧造成空气污染的原因；燃料成分中含有一些杂质如硫、氮等；燃料燃 烧不充分产生空气污染物一氧化碳；未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放
9、到空气中。 考题详解考题详解 【考题示例】【考题示例】 【2018 年山东省潍坊市】“绿水青山就是金山银山”是建设生态文明的重要理念。下列说法不正 确的是( ) A用乙醇汽油替代部分燃油可减少空气污染 B电动机车逐步替代燃油机车符合绿色发展理念 C“可燃冰”主要含有甲烷水合物，将成为未来新能源 D含磷污水是很好的肥料，可灌溉庄稼，能直接排放到自然界水体中 【考点】【考点】燃料燃烧对环境的影响 【题型】【题型】燃料燃烧对环境的影响 【解题方法】【解题方法】 根据燃料燃烧对环境造成的影响来分析和解答。 【答案】D 方法点拨：方法点拨： 能理解燃料燃烧对环境造成的影响；能说出主要的改善方法。 跟踪练
10、习跟踪练习 1 2022 年北京、张家口将联合举办冬奥会，为办成绿色奥运，下列措施不可行的是（ ） A发展公共交通，提倡绿色出行 B增加使用太阳能、核能等新能源 C加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空 D改进燃煤技术，减少 S02与粉尘排放 【答案】C 【解析】C 中加高燃煤锅炉烟囱，将废气排到高空不能减少有害气体的排放，C 错误。故选 C 2 【2018 年青海省西宁市】2018 年 6 月 5 日是第 47 个世界环境日，中国确立的主题是：“美丽中国，我是 行动者”。以下做法符合这一主题的是( ) A煤、石油、天然气等化石燃料是可再生的，人类可以无限制地开发利用 B农药和化肥能促进粮食增产，可
11、以尽量多用 C为减少公交压力，提倡多开私家车出行 D生活污水经处理达标后再排放 【答案】D 3【2018 年江苏省扬州市】煤炭燃烧排出的尾气中，能形成酸雨的是（ ） AN2 BCO2 CSO2 DH2O 【答案】C 【解析】酸雨是指 PH 小于 5.6 的雨雪或其他形式的降水。A、N2不溶于水，不能形成酸雨，不符合题意； B、CO2溶于水形成溶液的 pH 不小于 5.6，不能形成酸雨，不符合题意；C、SO2在空气能形成硫酸， 硫酸 pH 小于 5.6，能形成酸雨，符合题意；D、水的 pH=7，不能形成酸雨，不符合题意。故选 C 知识点三、新能源知识点三、新能源 知识详析知识详析 使用和开发新的
12、燃料及能源 （1）乙醇：乙醇俗称酒精，化学式为：C2H5OH； 乙醇是一种可再生的清洁能源； 乙醇具有可燃性： C2H5OH+3O2点燃 2CO2+3H2O； 乙醇被用作酒精灯、火锅、内燃机等燃料。 （2）能源展望：正在利用和待开发的新能源有：太阳能、核能、风能、水能、地热能等，这些能源既 能解决化石能源面临耗尽之危，又可减少对环境的污染。 知识延伸知识延伸 1、氢能源 人类面临着“能源危机”，而 H2 是未来最理想的能源，它有许多优点。首先，氢气可以用水作原料来制 取，而我们地球上的水是非常丰富的，因此，制取氢气的原料是广泛的。其次，氢气燃烧后唯一的 产物是水，与现在所使用的煤、石油等燃料所
13、排放的大量污染物所带来的问题相比，使用氢能源不 会造成环境污染问题。第三，氢气作为能源，单位质量放出的热量比煤、石油和天然气大得多，1g 氢气燃烧能释放出 142kJ 的热量，这相当于 1g 汽油发热量的 3 倍呢！发展氢能源需要解决如何廉 价、大量地制备氢气及如何安全贮存、运输氢气等问题。怎样发展、利用氢能源是许多科学家致力 研究的问题。 2、人类能源的新希望可燃冰 （1）可燃冰的化学名称为“天然气水合物”。 （2）可燃冰是由天然气（主要成分为甲烷）和水在低温、 高压的条件下形成的冰状固体，因其极易燃烧，因此称为“可燃冰”。 （3）海底不仅蕴藏着大量的煤、 石油、天然气等常规化石燃料，而且海
14、底还存有大量的可燃冰。 （4）可燃冰燃烧产生的能量比同等 条件下的煤或石油产生的能量多得多， 而且在燃烧后几乎不产生任何残渣或废气， 被科学家誉为“未 来能源”“21 世纪能源”。 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热 能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒 精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源，称为常规能源。随着常规能 源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。 在中国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站） 、风能、
15、生物质能、太阳能、地热能 等，是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环 境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。学科网来源:学科网 考题详解考题详解 【考题示例】【考题示例】 燃料对环境的影响越来越受到人们的重视，以人为本，关注健康，是人类永恒的主题。下列 选项中，属于最清洁燃枓的是（ ） A天然气 B乙醇汽油 C氢气 D煤气 【考点】【考点】资源综合利用和新能源开发 【题型】【题型】资源综合利用和新能源开发 【解题方法】【解题方法】 可根据产生能源危机的原因和解决能源危机的方法分析解答。 【答案】C 【解析】A 选项天
16、然气燃烧生成二氧化碳和水，会造成温室效应；B 选项乙醇汽油燃烧生成二氧化碳和水， 会造成温室效应；C 选项氢气燃烧生成水，不会造成其他污染；D 选项煤气燃烧，燃烧生成二氧化碳和 水，会造成温室效应；故最清洁的能源为氢气，答案选择 C 方法点拨：方法点拨： 1、理解新能源开发的必要性； 2、掌握常见的一些新能源及它们的特点。 跟踪练习跟踪练习 1.我了解决化石能源面临耗尽的问题，科学家正在开发新能源，下列不属于新能源的是（ ） A天然气 B太阳能 C地热能 D潮汐能 【答案】A 【解析】 ：新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、 有待推广的能源，如
17、：太阳能、地热能、海洋能、氢能和核能等。而电能、煤和石油、天然气、水能 等人类早已大范围使用，且技术也十分成熟，不属于新能源。故选：A。 2 【贵州省遵义市 2018 年中考】下列燃料最清洁的是（ ） A 化石燃料 B 一氧化碳 C 氢气 D 酒精 【答案】C 3化石燃料是不可再生能源。开发和利用新能源迫在眉睫，下列不属于新能源的是（ ） A太阳能 B潮汐能 C地热能 D煤气 【答案】D 【解析】A、太阳能与三大化石能源无直接关系，属于新能源，所以错误B、潮汐能与三大化石能源无直 接关系，属于新能源，所以错误C、地热能与三大化石能源无直接关系，属于新能源，所以错误D、 煤气是用煤加工而成的，是
18、化石能源的衍生能源，不属于新能源，所以正确故选 D 知识点四、化石燃料的综合利用知识点四、化石燃料的综合利用 知识详析知识详析 煤和石油的综合利用 1、煤的综合利用：煤的气化、液化和干馏是煤综合利用的主要方法。利用这些加工手段可以从煤中获 得多种有机化合物。 1） 煤的气化就是把煤转化为可燃性气体的过程。在高温下煤和水蒸气作用得到 CO、H2、CH4等气体， 生成的气体可作为燃料或化工原料气。 2）煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程。在一定条件下，使煤和氢气作用，可以得到液体燃料，也 可以获得洁净的燃料油和化工原料。煤气化生成的 CO 和 H2（水煤气）在经过催化合成也可以得到 液体燃料。用水
19、煤气还可以合成液态碳氢化合物和含氧有机化合物。来源:学科网 ZXXK 3）煤干馏是将煤隔绝空气加强热，使其发生复杂的变化，得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯 等。从 煤干馏得到的煤焦油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。利用这些有机物可移制 得染料、化肥、农药、洗涤剂、溶剂和多种合成材料。 2、石油的综合利用： 1）石油的蒸馏，可得到汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。来源:学科网 ZXXK 2）石油的裂解 石油中含有大量的相对分子质量很大的化合物，经过裂解后，得到一些相对分子质量很小的烃类物质。 可再石油化工进行合成可得到塑料等多种化工原料和产品。学科*网 知识延伸知识延伸 1、
20、煤化工的重要过程之一。指煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭（或半焦） 、煤焦油、粗苯、 煤气等产物的过程。煤的干馏是属于化学变化。 2、石油的蒸馏，利用了石油中各成分沸点不同的原理，可得到汽油、柴油等多种产品。石油的蒸馏是 物理变化。石油不仅可以得到的成分，而且经过（化学变化）得到多种产品。 3、综合利用化石燃料可以提高利用价值，合成许多新物质，并减少污染物的排放。 考题详解考题详解 【考题示例】【考题示例】 【大连市 2018 年中考】我国经济的快速发展对能源的需求日益增长。 （1） 煤主要含有碳元素，将煤作为燃料，主要是利用碳与氧反应放出的 _ ；氧气不充足时，煤中 的碳燃烧会产生 _
21、等物质污染空气。 （2） 将石油加热炼制，可得到用作汽车燃料的产品之一是_ 。压缩天然气也可用作汽车燃料，主 要成分甲烷燃烧的化学方程式为_。 （3） 化石燃料是不可再生能源，人们正在开发和使用的新能源之一是 _ 。 【考点】考点】资源综合利用 【题型】【题型】资源综合利用 【解题方法】【解题方法】 根据化石燃料的种类、 化石燃料的综合利用、 质量守恒定律和物质的分类等知识点进行综合分析和回答。根据化石燃料的种类、 化石燃料的综合利用、 质量守恒定律和物质的分类等知识点进行综合分析和回答。 【答案】热量 ;一氧化碳（或其他合理答案）; 汽油（柴油）; CH4+2O2CO2+2H2O; 太阳能
22、（或其他合理答案） 方法点拨：方法点拨： 能说出煤和石油综合利用的主要方法和意义。能说出煤和石油综合利用的主要方法和意义。 跟踪练习跟踪练习 1把煤隔绝空气加强热，不能得到下列物质中的（ ） A焦炭 B水煤气 C煤焦油 D焦炉气 【答案】B 【解析】根据煤隔绝空气加强热后的产物解答。为了使煤得到综合利用，将煤隔绝空气加强热，使煤分解 成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、焦炉气等，这个过程称为煤的干馏。水煤气是将水蒸气喷到高温 的煤上得到的，主要成分是一氧化碳和氢气，故将煤干馏得不到水煤气。故选 B 学.科.网 2 【2018 年辽宁阜新市中考】下图表示我市家用燃料使用的发展历程（括号内表示主要成
23、分） ，下列说法错 误的是 （ ）来源:学,科,网 A 将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量 B 使煤分解制成管道煤气的变化是物理变化 C 液化石油气是石油化工的一种产品 D 煤、石油、天然气都是化石燃料 【答案】B 3 【北京市东城区 2018 届九年级化学一模】由煤制氢气的技术发展已有 200年历史。某实验室提出了一种 煤制氢技术。其流程如 下图所示。 （1）水煤浆是由煤(主要含碳)与水混合而成，经过气化器后转化为 CO2和 H2。在气化器中发生了两个反应 (反应条件已省略)：C + H2O = CO + H2 + = CO2 + H2 的基本反应类型是_；的化学方程式是_。
24、 （2）重整器的作用是_。 （3）燃料电池里发生的反应为：2H2+O2 = 2H2O，为了维护电池的正常工作，需要定期排放所生成的水。 100kg 氢气通入燃料电池，理论上可生成水_kg。 【答案】置换反应 CO + H2O = CO2 + H2分离 CO2和 H2(除去氢气中混有的二氧化碳)900 【解析】 （1）由C+H2O=CO+H2可知：该反应是一种单质和一种化合物反应，生成另一种一种单质和另一 种化合物，属于置换反应；根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和质量不变，的化学方程 式是：CO+H2O=CO2+H2； （2）重整器的作用是分离 CO2和 H2（除去氢气中混有的二氧化碳） ； （3）设 理论上可生成水的质量为 x， 2H2+O2=2H2O 4 36 100kg x x=900kg。
