燃料、热量和环境(基础)-知识讲解.docx

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1、燃料、热量和环境(基础)【学习目标】L了解几种常见的燃料及化学反应中的能量变化；认识燃料充分燃烧的重要性。2 .了解化石燃料燃烧对环境的影响；认识开发各种新能源和使用清洁燃料的重要性。【要点梳理】要点一、燃料和热量L化石燃料远古时代的动植物和其他生物遗体在地球内部热量和压力的作用下，经过几亿年的时间而形成的，是不可再生的能源，它们燃烧后能够提供某种形式的能量(热能、光能、电能等)，其中煤、石油、天然气是重要的化石燃料。(1)煤是由古代植物遗体埋在地层下，并在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的，是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物。煤主要含有碳元素，此外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以

2、及无机矿物质(主要含有硅、铝、钙、铁等元素)。(2)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一种粘稠状液体，通常显黑色或深棕色，不溶于水，密度比水的稍小。石油主要含碳、氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素，且随着产地不同而不同。石油也是混合物，没有固定的熔点和沸点。(3)天然气一般是指在地下自然形成的可燃性的气体，它的主要成分是甲烷。另外沼气、矿坑气(瓦斯)等的主要成分也是甲烷。3 .煤和石油的综合利用(1)煤是我国主要的化石能源，被称为“工业的粮食”。煤的综合利用主要有煤的汽化和煤的焦化。煤的汽化：煤在氧气不足的条件下发生不完全燃烧，转化为煤气，又可作化工原料。主要产

3、品有CO、CH、上等。煤的焦化：也称煤的干储，是在隔绝空气的条件下加强热，使组成煤的物质发生分解反应。主要产品及用途：焦炭用于金属冶炼、电极材料(占70%80%)等；煤焦油是重要的化工原料(占2%5%)；焦炉气主要含有CO、CO?、也等，可作燃料，又是重要的化工原料(占10%20%)0(2)石油是复杂的混合物。通过给石油加热，由于组成石油的各物质的沸点不同，它们就会被先后蒸储出来，从而得到分离。石油被称为“工业的血液”。石油炼制的产品主要有：汽油、煤油和柴油。液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯。这些物质都是人们日常生活、生产和交通运输中的常用燃料。4 .化石燃料燃烧(1)化石燃料通过

4、燃烧以热能的形式给人们提供能量。(2)化石燃料燃烧过程是化石燃料中的化学能转化为热能的过程。(3)化石燃料燃烧的主要产物是二氧化碳和水。人类通过化学反应获得的能量大多来自于化石燃料，而化石燃料的资源是有限的。因此控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要。5 .化学反应中的能量变化物质发生化学反应的同时，常常伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即有放热现象或吸热现象。许多化学反应会放出热量，如：燃烧、镁和盐酸反应等。相反有些化学反应会吸收热量，如：碳与二氧化碳反应(C+C0,2C0)要吸收热量。【要点诠释】1 .煤、石油和天然气等化石燃料是不可再生的资源，面临被耗尽的危险，应合理开采

5、、综合利用并节约使用。使燃料充分燃烧，对于节约能源、减少环境污染非常重要。2 .使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；二是燃料和空气（或氧气）要有足够大的接触面积。如果空气（或氧气）不足或跟燃料接触面积太小，燃料就会不完全燃烧，不仅使产生的热量减少，浪费燃料，而且还会产生大量的一氧化碳等有害气体污染空气。要点二、化石燃料燃烧对环境的影响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各种有害气体、固体废物等。（2）煤和石油等化石燃料燃烧时污染因素的来源：燃料中的一些杂质如硫、氮等产生SO2、NOz等气体；燃料燃烧不充分，产生一氧化碳、碳氢化合物及碳

6、粒等。（3）主要污染类型及产生污染因素污染类型污案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、NOz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煤和石油等都是重要的化工原料，他们燃烧时会对空气造成污染，所以需要使用和开发清洁的燃料。乙醇和氢气属于清洁能源。名称酒精（乙醇）氢气

7、化学式=C2H5OHH2燃烧反应C2Hs0H+302壁=2C02+3H202H2+02型驾2也0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、蒸储可制I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现代社会对能源的需求越来越大，化学反应提供的能量己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。【要点诠释】L氢能源是非常理想的能源，但由于氢气的制取成本高

8、和贮存困难，作为燃料暂时还不能广泛使用。2.对于酸雨的认识要注意：不是“只要有二氧化硫、二氧化氮排放就会形成酸雨”，实际上酸雨是二氧化硫、二氧化氮在空气中和雨水作用而形成的，对酸雨的界定是PH要小于5.6。【典型例题】类型一、考查燃料与热量C1.（2011.肇庆市）下列关于石油的说法正确的是（）A.石油的蕴藏量是无限的B.石油是“清洁燃料”C.石油属于混合物D.石油除了作燃料，不能再开发利用了【答案】C【解析】石油的储藏量是有限的且不可再生；石油燃烧时产生大量烟尘和有害气体，不是“清洁燃料”；石油中含有多种物质，属于混合物；石油经分馆等操作后，可进行多用途的综合利用。【总结升华】石油是一种化石

9、燃料，不可再生，其中含有硫元素，因而燃烧时生成二氧化硫，污染空气。Cz减少污染、净化空气，还我一片蓝天”，已成为市民共同的心声。（I）洁净的空气中含量较多的气体有氧气和（填化学式）；（2）汽车燃料燃烧不充分时，会产生炭粒和有毒的（填化学式）气体，污染空气；（3）天然气所含主要成分的化学式是o【思路点拨】本题考查减少环境污染的相关化学知识。了解空气的组成、汽车尾气的排放、天然气的成分及记住常见物质的化学式是解题的关键。【答案】H（2）CO（3）CH4【解析】空气中含量较多的是氧气和氮气；汽车燃料燃烧不充分会产生炭粒和一氧化碳等污染环境；天燃气的主要成分是甲烷。【总结升华】汽车尾气是城市空气污染的

10、主要来源。举一反三：【变式1】下列能源中，不会对环境造成污染且取之不尽的天然能源的是（）A.氢气B.太阳能C.天然气D.石油【答案】B【变式2】下列关于煤、石油和天然气的说法错误的是（）A.在地球上的蕴藏量都是有限的B.都是可再生能源C.都属于混合物D.完全燃烧时都有二氧化碳生成【答案】B类型二、使用燃料对环境的影响与新能源C3.煤燃烧排出的少量二氧化硫进人大气后，会引起的环境问题是（）A.温室效应B.白色污染C.酸雨D.臭氧层破坏【思路点拨】环境问题是当今世界各国都非常关注的问题，也是人类可持续发展必须解决的一个重要问题。煤中含有一定量的硫元素，煤燃烧产生一定量的二氧化硫气体形成酸雨，污染环

11、境。【答案】C【解析】二氧化硫在氧气和雨水存在的条件下能形成酸雨。【总结升华】白色污染是由塑料垃圾造成的，废弃的塑料垃圾不一定是白色的。Cd.目前，人类对煤和石油的过度使用，使空气中二氧化碳含量增大，温室效应增强。科学家们对二氧化碳增多带来的负面影响较为担忧，于是积极寻求解决良策。请举一例说明温室效应的增强对环境和人类生活造成的影响。【答案】气温逐年升高，加快水分蒸发，带来局部地区旱灾【解析】温室效应可以带来海平面升高、气温上升、冰川融化等问题。【总结升华】提高能源利用率，减少煤和石油的用量，开发风能和太阳能等新能源可以减少二氧化碳的排放。举一反三：【变式】（2011.苏州市）今年3月苏州日报报导：“太仓奥特斯维能源等一批大项目建成后，我市光伏电池产能将突破7000兆瓦。”下列有关“光伏电池”能量形式转化的叙述正确的是（）A.化学能转化为电能B.电能转化为化学能C.太阳能转化为电能D.风能转化为电能【答案】C