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主题3合理利用化学能源课题2家用燃料的更新[学习目标]1.认为化石燃料综合利用的意义。2.了解煤的气化原理及途径。3.了解液化石油气、天然气、沼气的成分及反应原理。4.明确燃烧化石燃料对环境可能造成的污染及治理途径。认识综合利用的意义。我们家庭中使用的燃料有柴草、煤、液化石油气、天然气、沼气。一、历史悠久的燃料——煤1．煤的组成：煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物，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．据含碳量大小无烟煤含碳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，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，如将煤制成煤水浆，或向煤中加入石灰石等方法。4．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＋O2=====点燃2CO。②水煤气产生的化学方程式C＋H2O(g)=====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。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。2．保存。通过加压使其变为液体贮存在钢瓶中，运输和使用都很方便。3．燃烧的主要化学反应：C3H8＋5O23CO2＋4H2O，2C4H10＋13O28CO2＋10H2O。――→点燃――→点燃三、清洁燃料——天然气和沼气主要性质天然气沼气主要成分甲烷燃烧反应CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2O易错提醒1．煤不是碳单质，而是混合物。2．煤气的成分是CO与H2。自我检测1．判断正误。(1)煤和碳是同一种物质。(×)(2)沼气是清洁能源。(×)(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。(√)2．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解析：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。答案：A3．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．戊烷和己烷解析：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。答案：D要点一以煤为原料制成的三种气体燃料问题：以煤为原理可以制成哪三种气体？它们各自的主要成分、获取方式、用途和特点是什么？项目发生炉煤气水煤气干馏煤气主要成分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煤干馏获取反应2C＋O2=====点燃2COC＋H2O(g)=====高温CO＋H2复杂反应应用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，容易产生事故②发生炉煤气、水煤气、干馏煤气易引起人体中毒[例1]有关水煤气和干馏煤气的成分说法正确的是()A．含有完全相同的成分B．成分虽然不同，但都有CH4C．成分不同，水煤气含有CH4D．成分不同，水煤气为CO和H2，干馏煤气主要成分为H2、CO、CH4、C2H4解析：水煤气是烧红的煤与水蒸气反应得到的气体混合物，C＋H2O(g)=====高温CO＋H2，主要成分为CO和H2。干馏煤气是煤干馏过程中产生的气体物质，主要成分为H2、CH4、C2H4、CO等。答案：D解题归纳煤的干馏产物：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)。1．有关煤的叙述不正确的是()A．煤是由焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气组成的混合物B．煤可以转化为气体或液体燃料C．煤直接燃烧不仅利用率低，而且污染环境D．煤是一种不可再生能源即时演练解析：焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气是煤的干馏产物，而不是煤的成分，煤是不可再生化石能源。答案：A要点二液化石油气、天然气和沼气的使用问题：请写出液化石油气、天然气和沼气燃烧时的化学方程式？1．液化石油气。C3H8＋5O2――→点燃3CO2＋4H2OC4H10＋132O2――→点燃4CO2＋5H2O2．天然气和沼气。CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2O[例2]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解析：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＋5O2――→点燃3CO2＋4H2O，2C4H10＋13O2――→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。答案：B即时演练2．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是()A．煤、石油、天然气均为可再生能源B．石油产品都可用于聚合反应C．天然气、沼气的主要成分都是甲烷D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料解析：煤、石油、天然气均为化石燃料，属于不可再生能源，A错误；石油产品中有烷烃，烷烃不能发生聚合反应，B错误；水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料，D错误。答案：C家用燃料煤成分分类气化发生炉煤气水煤气干馏煤气液化石油气天然气和沼气