1、课题2 家用燃料的更新 1.1.了解煤的种类、化学成分以及煤的燃烧对环境的污染。了解煤的种类、化学成分以及煤的燃烧对环境的污染。2.2.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。化学反应。3.3.了解液化石油气、天然气、沼气的主要化学成分及燃烧了解液化石油气、天然气、沼气的主要化学成分及燃烧时发生的反应。时发生的反应。一、历史悠久的燃料一、历史悠久的燃料煤煤1.1.煤的组成煤的组成2.2.煤的分类煤的分类有机化合物有机化合物无机物无机物碳碳硫、磷、氢、氮、氧硫、磷、氢、氮、氧无烟煤无烟煤烟烟 煤煤 褐褐 煤煤泥泥 煤煤_(95%)
2、_(70%80%)_(50%70%)_(50%60%)含碳左右含碳据含碳量多少含碳含碳_物质类型：和组成的复杂的混合物；煤 所含元素：主要含有元素，此外还含有少量的 、硅、铝、钙、铁等元素。3.3.煤的应用煤的应用(1)(1)直接燃烧做家用燃料直接燃烧做家用燃料,一般是烧一般是烧_。(2)(2)以煤为原料制成气体燃料。以煤为原料制成气体燃料。煤球或蜂窝煤煤球或蜂窝煤气体气体2C+O2C+O2 2 2CO 2CO 点燃点燃=C+HC+H2 2O O CO+HCO+H2 2 高温高温=隔绝空气加强热隔绝空气加强热(1 000(1 000 以上以上)二、使用方便的燃料二、使用方便的燃料液化石油气液化
3、石油气1.1.成分成分液化石油气的主要成分是液化石油气的主要成分是_和和_，还含有少量的，还含有少量的_和和_。2.2.保存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。便。3.3.燃烧的主要化学反应燃烧的主要化学反应_丙烷丙烷丁烷丁烷丙烯丙烯丁烯丁烯点燃点燃 点燃点燃 C C3 3H H8 8+5O+5O2 2 3CO 3CO2 2+4H+4H2 2O O、2C2C4 4H H1010+13O+13O2 2 8CO8CO2 2+10H+10H2 2O O4.4.安全使用安全使用(1)(1)空气供应不足，不仅会造成石油气燃烧不完全，
4、还产生空气供应不足，不仅会造成石油气燃烧不完全，还产生有毒的有毒的_气体。气体。(2)(2)气温较低或液化石油气量较少时，不能气温较低或液化石油气量较少时，不能_或或_。(3)(3)不能将气罐中的残留物倒入不能将气罐中的残留物倒入_或或_中，否则中，否则会发生危险。会发生危险。COCO用火烧烤气罐底部用火烧烤气罐底部将气罐倒置过来使用将气罐倒置过来使用下水道下水道垃圾道垃圾道三、洁净燃料三、洁净燃料1.1.天然气和沼气天然气和沼气 甲烷甲烷CHCH4 4+2O+2O2 2 CO CO2 2+2H+2H2 2O O 点燃点燃 气体气体2.2.沼气的生产方法沼气的生产方法 1.1.几种气体燃料的主
5、要成分及其用途几种气体燃料的主要成分及其用途 高炉煤气高炉煤气炼厂气炼厂气油田气油田气天然气天然气裂解气裂解气沼气沼气名称名称来源来源炼铁高炉炼铁高炉石油炼制厂石油炼制厂油田油田天然气田、油田天然气田、油田裂解炉裂解炉农肥、作物等农肥、作物等主要成分主要成分COCO2 2、COCO等等低级烷烃低级烷烃低级烷烃低级烷烃甲烷甲烷乙烯、丙烯乙烯、丙烯CHCH4 4用途用途燃料燃料燃料、化工原料燃料、化工原料燃料、化工原料燃料、化工原料燃料、化工原料燃料、化工原料石油化工原料石油化工原料燃料燃料2.2.煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途 焦炉焦炉煤气煤气煤焦油煤焦油焦炭焦炭产品产品焦炉气焦炉
6、气 粗氨水粗氨水粗苯粗苯主要成分主要成分氢气、甲烷、乙烯、氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳一氧化碳氨和铵盐氨和铵盐苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯酚类、萘酚类、萘沥青沥青碳碳用途用途气体燃料、气体燃料、化工原料化工原料炸药、染料、医药、炸药、染料、医药、农药、合成材料农药、合成材料染料、农药、医药、染料、农药、医药、合成材料合成材料筑路材料、电极筑路材料、电极冶金、电石、冶金、电石、合成氨造气、燃料合成氨造气、燃料3.3.煤的气化与直接燃煤的对比煤的气化与直接燃煤的对比 煤的性质及使用煤的性质及使用 【典例典例1 1】煤是一种重要的能源和化工原料，根据有关知识煤是一种
7、重要的能源和化工原料，根据有关知识和信息，回答下列问题：和信息，回答下列问题：(1)(1)有关煤的叙述正确的是有关煤的叙述正确的是_。A.A.煤是由焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气组成的混合物煤是由焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气组成的混合物B.B.煤可以转化为气体或液体燃料煤可以转化为气体或液体燃料C.C.煤直接燃烧不仅利用率低，而且污染环境煤直接燃烧不仅利用率低，而且污染环境D.D.煤是一种可再生能源煤是一种可再生能源 (2)(2)已知煤的部分结构模型如图所示，从煤的结构模型来看，已知煤的部分结构模型如图所示，从煤的结构模型来看，煤是工业上获得煤是工业上获得_烃的重要来源。如果充分燃烧生成烃的重要
8、来源。如果充分燃烧生成的大气污染物是的大气污染物是_、_。(3)(3)城市家用燃料大多为天然气、石油液化气或煤气，煤气城市家用燃料大多为天然气、石油液化气或煤气，煤气的主要成分为的主要成分为COCO和和H H2 2，COCO和和H H2 2是用焦炭和水蒸气反应制得的，是用焦炭和水蒸气反应制得的，写出制取水煤气的主要化学方程式写出制取水煤气的主要化学方程式_。(4)(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，还是重要的化工原料。水煤气不仅是优良的气体燃料，还是重要的化工原料。COCO和和H H2 2在一定条件下可以合成：在一定条件下可以合成：a.a.甲醇甲醇 b.b.甲醛甲醛 c.c.甲酸甲酸 d.d.乙
9、酸。试分析当乙酸。试分析当COCO和和H H2 2按按1 11 1的体积比混合反应，合成的体积比混合反应，合成上述上述_(填字母填字母)物质时原子利用率为物质时原子利用率为100%100%。【思路点拨思路点拨】煤的部分结构中含苯环，干馏可得芳香烃，煤的部分结构中含苯环，干馏可得芳香烃，因煤中含因煤中含S S、N N元素，完全燃烧可生成元素，完全燃烧可生成SOSO2 2、NONOx x等大气污染物。等大气污染物。【解析解析】(1)(1)焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气是煤的干馏产焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气是煤的干馏产物，而不是组成煤的成分；煤是不可再生能源。物，而不是组成煤的成分；煤是不可再生能源
10、。(2)(2)从煤的结构看，它是工业获取苯等芳香烃的原料，又因从煤的结构看，它是工业获取苯等芳香烃的原料，又因含含S S、N N，完全燃烧生成，完全燃烧生成SOSO2 2、NONOx x等大气污染物。等大气污染物。(3)(3)焦炭和水蒸气在高温下反应生成焦炭和水蒸气在高温下反应生成COCO和和H H2 2。(4)(4)当当COCO和和H H2 2按按1111的体积比混合反应生成的体积比混合反应生成(甲醛甲醛)CH)CH2 2O O时原时原子利用率为子利用率为100%100%。答案：答案：(1)B(1)B、C (2)C (2)芳香芳香 SOSO2 2 NO NOx x(3)C+H(3)C+H2
11、2O CO+HO CO+H2 2 (4)b(4)b 高温高温=【延伸探究延伸探究】(1)(1)煤的气化和干馏是物理变化还是化学变化？煤的气化和干馏是物理变化还是化学变化？提示：提示：从煤的结构判断可知煤并不是由苯、甲苯、从煤的结构判断可知煤并不是由苯、甲苯、COCO、H H2 2、CHCH4 4、氨水等组成的，而气化时会生成、氨水等组成的，而气化时会生成COCO、H H2 2，干馏时生成，干馏时生成焦炭、煤焦油、焦炉气，所以煤的气化、干馏都是化学变焦炭、煤焦油、焦炉气，所以煤的气化、干馏都是化学变化。化。(2)(2)煤直接燃烧有哪些弊端？煤直接燃烧有哪些弊端？提示：提示：因煤中含有硫、氮、磷、
12、硅、铝、铁等元素，直接因煤中含有硫、氮、磷、硅、铝、铁等元素，直接燃烧时会产生燃烧时会产生COCO、SOSO2 2、氮氧化物等有害气体，还会产生大、氮氧化物等有害气体，还会产生大量的固体灰尘和固体垃圾，污染空气、水源等。量的固体灰尘和固体垃圾，污染空气、水源等。气体燃料的使用气体燃料的使用【典例典例2 2】现在城市使用的燃料大多是煤气、液化石油气。现在城市使用的燃料大多是煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，由煤炭与水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，由煤炭与水(蒸气蒸气)反反应制得，故又称水煤气。应制得，故又称水煤气。(1)(1)试写出制取煤气的主要化学方程式：试写出制取煤气的主要
13、化学方程式：_；(2)(2)已知在常温下，已知在常温下，1 mol1 mol丙烷丙烷(C(C3 3H H8 8)完全燃烧放出完全燃烧放出2 220.0 kJ 2 220.0 kJ 热量；热量；1 mol CO1 mol CO完全燃烧放出完全燃烧放出282.57 kJ282.57 kJ热量；热量；1 mol H1 mol H2 2完全燃烧放出完全燃烧放出285.8 kJ285.8 kJ热量。试比较：热量。试比较：相同质量的丙烷和氢气燃烧，产生热量的比值为相同质量的丙烷和氢气燃烧，产生热量的比值为_。相同条件下，相同体积的丙烷和相同条件下，相同体积的丙烷和COCO完全燃烧产生热量的完全燃烧产生热量
14、的比值为比值为_。(3)(3)氢气是未来的理想能源，除产生的热量多之外，还具有氢气是未来的理想能源，除产生的热量多之外，还具有的优点是的优点是_。【思路点拨思路点拨】解答本题要注意以下三点：解答本题要注意以下三点：(1)(1)水煤气的主要成分是水煤气的主要成分是COCO和和H H2 2；(2)(2)计算燃烧放出的热量时要注意物质的量和质量、体积的计算燃烧放出的热量时要注意物质的量和质量、体积的关系；关系；(3)H(3)H2 2燃烧不产生污染。燃烧不产生污染。【解析解析】(1)(1)制取水煤气的主要化学方程式为：制取水煤气的主要化学方程式为：C+HC+H2 2O CO+HO CO+H2 2。(2
15、)(2)设丙烷和设丙烷和H H2 2的质量都为的质量都为x x，则燃烧时产生的热量的比，则燃烧时产生的热量的比值为值为12.8312.83。高温高温=382xxC HH(2 220.0)(285.8)442相同条件下，相同体积的丙烷和相同条件下，相同体积的丙烷和COCO物质的量相同，完全物质的量相同，完全燃烧时放出的热量比值为燃烧时放出的热量比值为2 220.0282.57812 220.0282.5781。(3)(3)氢气是未来的理想能源，其优点有三：一是产生的热量氢气是未来的理想能源，其优点有三：一是产生的热量多，二是来源广泛，三是产物无污染。多，二是来源广泛，三是产物无污染。答案：答案：
16、(1)C+H(1)C+H2 2O CO+HO CO+H2 2(2)(2)12.83 12.83 8181(3)(3)来源广泛、产物无污染来源广泛、产物无污染 高温高温=【警示钟警示钟】解答该题第解答该题第(2)(2)小题时要注意题干信息中给出的是物质的量，小题时要注意题干信息中给出的是物质的量，而计算时用的是质量和体积，解答时要注意转换。而计算时用的是质量和体积，解答时要注意转换。【变式训练变式训练】天然气的主要成分天然气的主要成分CHCH4 4是一种会产生温室效应是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的的气体，等物质的量的CHCH4 4和和COCO2 2产生的温室效应前者大。下产生的温室效应
17、前者大。下列是有关天然气的几种叙述：天然气与煤相比较，天然列是有关天然气的几种叙述：天然气与煤相比较，天然气是较洁净的能源；等质量的气是较洁净的能源；等质量的CHCH4 4和和COCO2 2产生的温室效应也产生的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确是前者大；燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是的是()()A.A.只有只有 B.B.只有只有C.C.D.D.【解析解析】选选C C。等质量的。等质量的CHCH4 4和和COCO2 2，CHCH4 4的物质的量大，产生的物质的量大，产生的的COCO2 2多，故温室效应大；燃烧天然气不会产生酸雨。多，故温室效应大；燃烧天然气不会产生酸雨。
