课题3使用燃料对环境的影响

课题3使用燃料对环境的影响双基导学1．燃料充分燃烧的条件（1）燃烧是要有足够多的空气（2）燃料与空气要有足够大的接触面2．酸雨的危害(煤燃烧是会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物，这些气体溶于水，会形成酸雨)（1）腐蚀建筑物（2）影响水生物、动植物生长（3）污染江河湖泊（4）影响农作物和森林的生长等。3．采取怎样的防止和保护措施，防止酸雨的形成（1）减少煤中的含硫量，对煤炭中的硫资源进行合理的开发和利用（2）工厂排出的废气要处理（3）开发新能源（4）加强环境监测4．煤和石油等化石燃料燃烧，造成对空气的污染，主要有以下几个方面原因（1）燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生SO2等（2）燃料燃烧不充分，产生CO（3）未燃烧的碳氢化合物及碳粒，尘粒等排放到空气中5．汽车尾气中的主要污染物：有NO，未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘。减少汽车尾气对空气的污染可采取以下措施：（1）使用催化净化装置，使有害气体转化为无害气体（2）使用无铅汽油，禁止含铅物质的排放（3）改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧（4）使用压缩天然气和液化石油气（5）开发新能源等6．乙醇和氢气I.乙醇：（1）乙醇的制取：：高梁、玉米薯类经过发酵，蒸馏可得乙醇,俗名酒精。是一种清洁能源。（2）乙醇的性质：物理性质：无色有特殊气味的液体，易挥发，易溶于水，可以和水以任意比互溶，并能够溶解多种有机物。化学性质：能够燃烧，放出大量的热，它在空气中能够燃烧，反应的化学方程式为：（3）优点：（1）无污染；（2）热效率高（3）节省汽油（4）减少汽车尾气污染II.氢气：（1）氢气的性质：氢气是无色无味的气体，最轻的气体，本身无毒，极易燃烧，燃烧的产物是水。氢气具有还原性，可以用来冶炼金属。反应的化学方程式分别为：（2）氢气是最清洁的燃料，但由于氢气的制取成本高和贮存困难，作为燃料暂时还不能广泛使用。目前，对氢能源的开发已取得了很大进展，随着科技的发展，氢气终将会成为主要能源之一。其优点是：（1）燃烧效率高；（2）燃烧产物是水，无污染；（3）资源丰富。7．其他新能源（1）种类：：如氢能、风能、核能、太阳能、地热能和潮汐能等。（2）开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。例题解析【例1】下列物质中，是形成酸雨的主要原因（）A.CO2B.COC.N2D.SO2【点拨】煤在燃烧时生成二氧化硫、二氧化氮等气体或这些气体在空气中反应后的生成物溶于雨水形成酸雨。【解答】D【反思】形成酸雨的物质主要是二氧化硫、二氧化氮等。【例2】氢气是一种绿色能源，科学家们最近研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分解得到氢气的新技术，其中海水分解可以用化学方程式表示为：下列说法中不正确的是（）A.TiO2在反应中作氧化剂B.水分解不产生污染物C.TiO2在反应中作催化剂D.该技术可以将太阳能转化为氢能【点拨】A错，TiO2是该反应的条件不是反应物；水在TiO2的催化作用下，利用太阳能产生的激光使水分解成氢气和氧气，没有污染物生成，TiO2在该反应中只起催化作用，不是氧化剂。【解答】A【反思】同一种物质在不同的反应中处于不同的“角色”，TiO2在该反应中只是催化剂。【例3】能源是人类生存和发展的重要支撑因素，回答下列问题：（1）煤、石油、天然气、水能及生物能等是多年来大规模使用的能源，被称为__________（“常规能源”或“新能源”，下同）；而核能、地热能、海洋能，沼气以及现在又有新的利用方式的太阳能、风能等被称为__________________,日本决定大规模开采海床下面大量的冷冻固态甲烷，将会导致人类历史上使用化石燃料的又一场革命，请问人类即将开采的冷冻固态甲烷属于______________。（2）我们也可以把能源分为一级能源和二级能源两类，自然界中以现有形式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源，下列叙述中，不正确的是（）A.天然气是一级能源B.氢气是一种高效而没有污染的二级能源C.焦炉气是一级能源D.通过“湿式净化秸秆气化机”是田地里的秸秆和柴草转化成“洁净”的燃气，这种燃气为二级能源【点拨】煤、石油、天然气、水能及生物能等是多年来大规模使用的能源，因此是常规能源，而核能、地热能、海洋能，沼气以及现在又有新的利用方式的太阳能、风能及冷冻固态甲烷这些新开发的能源属于新能源；根据题目中的信息可知天然气和氢气都是一级能源，焦炉气和通过“湿式净化秸秆气化机”是田地里的秸秆和柴草转化成“洁净”的燃气都属于二级能源。【解答】（1）常规能源；新能源；新能源（2）C【反思】解决这种信息题，要反复读题，理解该题大意，该题的答案往往在信息的字里行间体现出来。【例4】石油资源紧张曾是制约中国发展轿车事业，尤其是制约轿车进入家庭的重要因素。据2001年5月23日的《扬子晚报》报道，中国宣布将推广使用“车用乙醇汽油”。乙醇（化学式为C2H5OH）完全燃烧生成二氧化碳和水（1）写出乙醇完全燃烧的化学方程式:_____________________________。（2）乙醇燃烧时如果氧气不足可能还有CO生成。用如图所示装置确证乙醇燃烧产物中有CO、CO2、H2O（注：氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳），应将乙醇燃烧的产物依次通过（按气流从左至右顺序填装置编号）：________________________。编号①②③④装置（3）实验时可观察到装置②中A瓶的澄清石灰水变浑浊，C瓶的澄清石灰水不变浑浊，A瓶溶液的作用是_____________；B瓶溶液的作用是___________________；C瓶溶液的作用是__________________。（4）装置③的作用是_________________；装置①中所盛的是_____________溶液，作用是________________。（5）装置④中所盛的固体是_____________,它可以确证的产物是________________。（6）尾气应如何处理？___________________________________________。（7）若乙醇燃烧产物CO、CO2、H2O的总质量是26.7g,其中H2O占10.8g,则参加反应的乙醇为____________g,产物中CO为____________g。（相对原子质量：H-1；C-12；O-16）（8）海底有大量的甲烷水合物，等质量的甲烷和乙醇，完全燃烧后产生温室气体CO2较多的是_______________。【点拨】（1）乙醇在空气中燃烧是与空气中的氧气反应生成二氧化碳和水。（2）要确证乙醇燃烧产物中有二氧化碳、水和一氧化碳，首先应明确验证方法，水通常用无水硫酸铜来验证，因为无水硫酸铜遇到水变成蓝色；二氧化碳用澄清的石灰水来验证，因为澄清的石灰水遇到二氧化碳会变浑浊；检验一氧化碳，要先将气体通入灼热的氧化铜，再将生成的气体通入澄清的石灰水。然后确定验证的顺序：先验水—-验二氧化碳—-验一氧化碳，所以气流的顺序是④②③①（3）A瓶中溶液变浑浊可验证二氧化碳的存在，B瓶的NaOH是吸收二氧化碳的，而C瓶中溶液没变浑浊说明此时出来的气体中没有二氧化碳。（4）装置③的作用是使一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳，装置①中所盛的是澄清的石灰水，作用是检验一氧化碳与氧化铜生成了二氧化碳。（5）装置④中所盛的药品是无水硫酸铜，验证产物是水。（6）其中因为含有未反应的一氧化碳，应回收或点燃，防止一氧化碳污染空气。（7）乙醇的燃烧产物总质量已知、水的质量已知,由质量守恒定律可知水中氢元素的质量与乙醇中氢元素的质量相等，即可求出乙醇的质量。根据乙醇的质量可求出碳元素的总质量。燃烧产物的总质量减去水的总质量可求出一氧化碳和二氧化碳的质量和，进而求出一氧化碳的质量。（8）通过化学方程式，取等质量的甲烷和乙醇，可计算出二氧化碳质量是多少。【解答】（1）C2H5OH+3O22CO2+3H2O（2）④②③①（3）验证二氧化碳的存在；除去混合气体中的二氧化碳；证明二氧化碳已除尽（4）将一氧化碳氧化成二氧化碳；澄清石灰水；检验由一氧化碳与氧化铜反应生成的二氧化碳，从而证明有一氧化碳气体存在（5）无水硫酸铜；H2O（6）点燃（或燃烧、收集）（7）7.2；1.4（8）甲烷【反思】解决此题要注意以下几点：（1）验证气体的顺序：水蒸气——二氧化碳——一氧化碳，顺序不能颠倒否则有些气体将无法检验。（2）确定验证气体的物质：水用无水硫酸铜验；二氧化碳用澄清石灰水来验证；检验一氧化碳时要先通入灼热的氧化铜，再将生成的气体通入澄清的石灰水。（3）根据元素守恒来计算物质的质量。以上几点是解此题的关键。【例5】为了减少大气的污染，我国的一些大城市积极推广使用清洁燃料。目前汽车使用的清洁燃料有两类：一类是液化石油气(LPG)；另一类是压缩天然气(CNG)。压缩天然气的主要成分的化学式为（）A.CH3COOHB.C2H5OHC.CH3OHD.CH4【点拨】液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等，而压缩天然气的成分是甲烷。【解答】D【反思】“CNG”是压缩天然气的标志。其主要成分是甲烷。【例6】原煤中含有硫元素，在燃烧过程中产生的二氧化硫会造成大气污染。某煤厂向原煤中加入适量生石灰制成供居民采暖用的“环保煤”，以减少二氧化硫的排放。燃烧时吸收二氧化硫的化学方程式为：2CaO+2SO2+O2===2CaSO4,该煤厂现有含硫3.2%的原煤1000t。（1）如果这些煤直接燃烧，硫完全转化为二氧化硫时，会产生多少吨二氧化硫？（2）如果要将这些原煤全部制成“环保煤”，需要多少吨含氧化钙98%的生石灰？（计算结果精确到0.1t）【点拨】先根据原煤的质量以及原煤中硫元素的质量分数计算出硫元素的质量，然后再根据化学方程式求出二氧化硫的质量，最后再根据化学方程式求出氧化钙的质量，用它除以98%得出“环保煤”的质量。【解答】（1）解：1000t含硫3.2%的原煤中硫的质量：1000t×3.2%=32t设生成的二氧化硫的质量为x。S~SO2326432tx32:64=32t:xx=64t答：会生成64t二氧化硫。（2）设需要生石灰的质量为y。2CaO+2SO2+O2===2CaSO4（2×56）（2×64）（y×98%）64t（2×56）:（2×64）=（y×98%）:64ty=57.1t答：可产生64t二氧化硫，需要含氧化钙98%的生石灰57.1t。【反思】本题是一道根据化学方程式的杂质运算题，解题时要注意含杂质的物质质量不能进入方程式的计算（如原煤1000t），必须将其换算成纯净物的质量再进入方程式的计算。拓展训练一。选择题（每题只有1个正确答案）1．下列燃料中属于可再生能源的是（）A．天然气B．煤C．石油D．酒精2．下列燃料中，最清洁的燃料是（）A．优质煤B．天然气C．汽油D．氢气3．一种新型绿色电池——燃料电池，是把H2、CO、CH4和空气不断输入，直接氧化，使化学能转变成电能，被称为21世纪的“绿色”发电站。这三种气体可以作为燃料的原因是（）A．都是无毒无害的气体B．都可以燃烧并放出大量的热C．燃烧产物均为二氧化碳和水D．均在自然界大量存在4．下列叙述正确的是（）A．点燃空气和甲烷的混合气体时，可能会发生爆炸，所以在点燃甲烷前必须要检验甲烷的纯度B．某物质完全燃烧后生成二氧化碳和水，该物质一定是由碳元素、氧元素、氢元素组成。C．汽油燃烧后生成二氧化碳和水，则汽油中含有碳和氢气D．一氧化碳和二氧化碳都含有碳元素和氧元素，所以它们的化学性质相同5．下列各项操作或措施，不会对环境造成污染或破坏的是（）A．过量砍伐森林树木B．某化工厂大量使用含硫的煤作燃料C．利用风能、太阳能发电D．将CO还原CuO的尾气，未经处理直接排放到空气中6．石油没有固定的沸点，在炼油厂精镏塔中分馏后能得到汽油、煤油、柴油等产品，由此可以判断石油属于（）A．单质B．化合物C．混合物D．纯净物7．下列说法不正确的是（）A．太阳能、水能、风能是可持续发展的能源B．煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源C．地下水资源不能无限