第16讲 燃料的合理利用与开发
考点1 化石燃料
1.煤与石油的组成与应用
煤
石油
形成
古代植物遗骸经过一系列复杂变化而形成
古代动植物遗骸在地壳中经过复杂变化而形成
组成
主要含______,少量H、N、S、O
主要含______,少量S、O、N
类别
混合物(有机物和无机物组成)
混合物(多种有机物组成)
性质
黑色固体,有光泽,无固定的熔点和沸点,人称“黑色的金子”
黑色或棕色,黏稠液体,有特殊气味,不溶于水,密度比水小,无固定的熔、沸点
应用
燃料,提取焦炭、煤气、煤焦油等
作用于提取汽油、煤油、润滑油等
2.天然气
(1)天然气俗名:沼气、坑气,主要成分是甲烷(CH4)。
(2)物理性质:通常状况下是一种无色无味的气体,极难溶于水,密度比空气小。
(3)化学性质——可燃性
燃烧现象:甲烷燃烧时产生明亮的蓝色火焰,烧杯内壁有水雾出现,烧杯内注入澄清的石灰水,石灰水变浑浊,放出热量。
化学方程式:__________________________________________。
考点2 化学反应中的能量变化
1.化学反应中的能量变化:化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,通常表现为热量的变化。有些反应是放热的,如燃烧、生石灰与水反应、镁与盐酸反应等,这称为放热现象;有些反应吸收热量,如碳与二氧化碳的反应等,称为吸热现象。
2.人类生活对化学能的利用:
(1)生活燃料的利用:如取暖、做饭等。
(2)利用燃料产生的能量:如火力发电、烧制陶瓷、冶金、发射火箭等。
(3)利用爆炸产生的能量:如开山炸石、拆除违章建筑等。
(4)利用食物在体内发生化学反应放出的能量,可维持体温和日常活动所需的能量。
3.燃料充分燃烧的条件:一是______________________________;二是______________________________。
考点3 使用燃料对环境的影响
1.化石燃料的燃烧是造成空气污染的原因:
(1)燃料中的一些杂质(如硫等)燃烧时,产生空气污染物(如______等);
(2)燃料燃烧不充分,产生______等;
(3)未燃烧的______化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘;
(4)煤燃烧会排放出______、______等,这些气体溶于雨水形成______。
2.汽车用燃料对空气的影响:
(1)汽车燃料主要是汽油和柴油,汽车尾气中的主要污染物有______、未燃烧的______化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等,会随尾气直接排放到空气中,对空气造成污染。
(2)减少汽车尾气对空气污染的措施:
①改进发动机的______,使燃料充分燃烧;
②使用______装置,使有害气体转化为无害物质;
③使用汽油;
④加大尾气检测力度,禁止未达到______的汽车上路;
⑤使用乙醇汽油、压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)等,以减少对空气的污染。
考点4 能源的利用与开发
1.两种绿色可再生能源
燃烧时化学方程式
优点
6
乙醇
(1)可再生
(2)节省石油资源,减少污染
氢气
(1)热值高
(2)产物是水,无污染
(3)可由水分解得到,来源广泛
2.新能源
目前正在开发的新能源有______、______、风能、潮汐能、地热能、生物能和核能等。
3.可燃冰
可燃冰是透明无色、外形似冰的晶体,学名叫做“天然气水合物”,是天然气被水分子包裹,在海底低温与压力作用下形成的。“可燃冰”的优点突出,1m3的“可燃冰”燃烧释放出的能量相当于164m3的天然气燃烧放出的热量。
命题点1 化石燃料
例1 (2013·鄂州)下列关于石油的叙述不正确的是( )
A.石油是一种化工产品 B.石油是一种混合物
C.可利用石油产品发电 D.将石油分馏可得到多种产品
思路点拨:石油是一种不可再生的自然资源,是一种化石燃料,不是一种化工产品。石油中含有多种成分,属于混合物,利用各成分的沸点不同,可将其分馏得到多种产品,如液化石油气、汽油、柴油等,这些产品作为能源,可以驱动汽车、发电等。
1.(2013·佛山)以下说法正确的是( )
A.化石燃料是可再生资源 B.化学反应伴随能量变化
C.化学反应过程中都会放出热量 D.化学反应中只有燃烧反应才放热
2.(2013·重庆)钓鱼岛及附近海域,蕴藏有大量石油和天然气,下列关于石油和天然气的叙述错误的是( )
A.天然气是混合物 B.石油是可再生能源
C.石油是一种化石燃料 D.天然气的主要成分是甲烷
命题点2 使用燃料对环境的影响
(2013·日照)“酸雨”的形成主要是由于( )
A.工业上大量燃烧含硫燃料 B.大气中二氧化碳的含量增多
C.汽车排出大量尾气 D.森林遭到乱砍滥伐,破坏了生态平衡
思路点拨:“酸雨”主要是由于二氧化硫和二氧化氮等气体溶于雨水形成的。
1.(2014·凉山)雾霾、灰霾、PM2.5已成电视新闻热词,下列做法符合“环境友好”的是( )
A.为保护森林,提倡用煤作燃料
B.为拉动经济减少公共交通压力,提倡使用私家车出行
C.为提高农作物的产量,提倡大量使用化肥农药
D.为减少环境污染,提倡秸秆综合利用,如秸秆粉碎还田、生产沼气、作饲料、造纸、作建筑装饰材料…制定法规禁止露天烧秸秆
2.(2013·沈阳)近年来,我国许多城市禁止使用含铅汽油,最主要是为了( )
A.降低汽油成本 B.减少铅资源消耗 C.提高汽油燃烧效率 D.避免造成环境污染
3.(2013·哈尔滨)汽车工业的发展方便了人们的出行。目前多数汽车使用的燃料是汽油或柴油,它们燃烧时产生的一些有害物质会随尾气直接排放到空气中,对空气造成污染。
(1)请写出汽车尾气中的两种主要污染物____________;
(2)为了减少汽车尾气对空气的污染,你的一种具体做法是__________________。
6
命题点3 能源的利用与开发
例3 (2013·扬州)如图是我国能源消费结构比例图。下列有关说法正确的是( )
A.煤、石油是可再生能源 B.化石燃料占能源消费比例的68%
C.应提倡以煤炭为主的能源消费 D.应适度发展水电、风电、核电等
思路点拨:煤、石油、天然气的形成需要若干万年,它们都属于不可再生能源,过度开发使用化石燃料不但会引起能源危机,还会造成温室效应、空气污染等环境问题,所以应适度发展清洁能源和新能源。
1.(2014·重庆)氢气作为21世纪极具开发前景的新能源之一,理由是( )
①燃烧热值高 ②原料资源丰富 ③储存和运输时安全性高 ④燃烧产物无污染
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
2.(2014·宁波)今年“世界环境日”的主题是“提高你的呼声,而不是海平面”,海平面上升的主要原因是由于温室效应导致的全球气候变暖。下列获取电能的途径会加剧温室效应的是( )
A.火力发电 B.水力发电 C.风力发电 D.核能发电
3.(2014·泰安)“节能减排、低碳生活”的主题旨在倡导节约能源和利用清洁能源,减少温室气体二氧化碳的排放。下列措施中不符合该主题的是( )
A.广泛使用太阳能和风能等清洁能源 B.回收利用废旧金属
C.多使用一次性塑料制品 D.减少使用私家车次数,多乘公交车或骑自行车
一、选择题
1.(2014·株洲)下列说法正确的是( )
A.化石燃料主要包括煤、石油、天然气,属于可再生能源
B.可燃冰就是干冰,主要成分为CO2
C.乙醇是一种很好的燃料,属于不可再生能源
D.点燃氢气前一定要检验其纯度
2.(2014·遵义)最理想的能源是( )
A.氢气 B.煤 C.石油 D.天然气
3.(2014·株洲)今年中国环境日(6月5日)的主题是“向污染宣战”。下列措施会引起环境污染的是( )
A.合理推广使用新能源 B.大量燃烧含硫燃料
C.控制家用汽车的使用 D.分类回收处理垃圾
4.(2014·呼和浩特)下列化学变化中吸收热量的是( )
A.高温煅烧石灰石 B.红磷在氧气中的燃烧
C.锌和稀硫酸的反应 D.生石灰与水反应
5.(2014·泸州)保护环境人人有责,下列措施与保护环境无关的是( )
A.提倡乘坐公共交通工具、骑自行车或步行的方式出行
B.推广使用太阳能、风能等清洁能源
C.减少户外运动时间,避免呼吸道疾病
D.废旧电池回收集中处理
6.下列反应中是吸热反应的是( )
A.2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
6
B.C+O2CO2
C.CO2+C2CO
D.2H2+O22H2O
7.(2014·潍坊)有三瓶无色、无味的气体x、y、z,它们分别是甲烷、氢气、一氧化碳中的一种,分别点燃三种气体,用干燥的冷烧杯罩在火焰上方,只有y和z火焰上方的烧杯内壁有水滴出现,燃烧后分别向烧杯中注入澄清的石灰水,振荡,只有x和y的烧杯内石灰水变浑浊。则x、y、z分别是()
A.CH4 H2 CO B.CH4 CO H2
C.CO CH4 H2 D.H2 CH4 CO
8.(2013·哈尔滨)下列有关资源、能源叙述正确的是( )
A.空气是一种宝贵的资源,其中含量最多的是氧气
B.太阳能、核能、氢能等属于新能源
C.防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径
D.地球上可利用的淡水资源是取之不尽用之不竭的
二、填空题
9.(2014·临沂)2014年世界环境日中国主题是“向污染宣战”。从近来经常发生的雾霾天气看治理污染刻不容缓。
(1)酸雨是指pH小于5.6的降水。煤燃烧时排放出______、______(写化学式)等污染性气体,这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于水,会形成酸雨;
(2)PM2.5是指大气中微粒直径小于2.5微米的颗粒物。下列物质中不会形成PM2.5的是______;
A.焚烧秸秆 B.汽车尾气排放 C.太阳能发电
(3)“低碳”是一种生活理念,也是一种生活态度。下列做法中不符合“低碳”要求的是______。
A.节约纸张 B.大量使用化石燃料
C.提倡使用节约技术和节能产品 D.尽量乘坐公交车
10.(2014·重庆A)我国“海洋石油981”钻井平台在西沙开钻,标志着我国能源开发迈上新台阶。
(1)目前,人类使用的燃料大多来自化石燃料,如煤、石油和______等。
(2)嫦娥三号探测器于去年12月在西昌卫星发射中心成功发射,承担发射任务的长三乙火箭第三子级使用的推进剂是液氢和液氧,液氢在液氧中燃烧的化学方程式为________________________,该反应的基本类型是______。根据方程式提供的信息,可以判断氢气是理想能源的依据之一是______(填序号)。
A.氢气便于贮存和运输 B.氢气资源丰富 C.氢气燃烧产物不污染空气 D.获得氢气成本低
11.(2014·重庆B)页岩气是指蕴藏于页岩系统中的天然气,是一种新开发的能源,重庆涪陵是页岩气资源富集地区。
(1)目前人类大量使用的三大化石能源是:石油、______和天然气。
(2)页岩气主要成分完全燃烧的化学方程式为________________________。
(3)页岩气中常含有剧毒的H2S气体,开采时若发生泄漏,可以喷射氢氧化钠溶液与H2S形成的溶液发生中和反应,该反应的化学方程式为________________________,该反应的基本类型属于______(填序号)。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
12.(2014·盐城)煤、石油和天然气等化石燃料是目前人类使用最主要的燃料,也是重要的化工原料。
(1)石油中主要含有______两种元素(填写元素符号);天然气的主要成分是______(填写化学式)。
(2)化石燃料属于______(填“可再生”或“不可再生”)能源,其燃烧排放的大量二氧化碳会引起全球气候变暖。一种新的处理方法是将二氧化碳气体通入含有长石(地壳中最常见的矿石,含量高达60%)成分的水溶液里,其中一种反应的化学方程式:KAlSi3O8+CO2+2H2OKHCO3+X↓+3SiO2↓,则X的化学式为______。
(3)工业上,煤炭燃烧前进行粉碎的目的是____________________________________________________________。
13.(2014·南京)能源与环境已成为人们日益关注的问题。
(1)目前人们利用最多的能源是煤、______和天然气等化石燃料。
(2)充分燃烧1 000g天然气和煤所产生的CO2和SO2气体的质量如图所示,根据图示分析,下列说法正确的是______。
6
A.煤燃烧产生的气体更易导致酸雨 B.该天然气中不含硫元素
C.煤燃烧对环境影响较小 D.煤和天然气的燃烧都有温室气体产生
(3)人们正在利用和开发其他能源,如太阳能、______、______等。
(4)2014年南京青奥会火炬使用的燃料为A物质,纯净物A在B物质中充分燃烧,发生反应:A+5B3C+4D(部分微观示意图如下所示)。
物质
A
B
C
D
分子
示意图
?
①在上述反应中提供氧,具有氧化性的物质为______;
②A物质中各元素的质量比为______。
三、计算题
14.(2014·呼和浩特)将一定质量的甲烷和一氧化碳的混合气体在足量的氧气中充分燃烧,将生成物依次通入盛有足量浓硫酸和氢氧化钠溶液的洗气瓶,实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重5.4克,装有氢氧化钠溶液的洗气瓶增重8.8克。试计算:
(1)混合气体中甲烷的质量。(写出完整的计算过程)
(2)混合气体中甲烷和一氧化碳的质量之比为______,混合气体中碳、氢、氧三种元素的质量之比为______。
参考答案
考点解读
考点1 1.C C、H 2.CH4+2O2CO2+2H2O
考点2 3.燃烧时要有足够的空气燃料与空气 要有足够大的接触面积
考点3 1.(1)二氧化硫 (2)一氧化碳 (3)碳氢 (4)二氧化硫 二氧化氮 酸雨 2.(1)一氧化碳 碳氢 (2)①燃烧方式 ②催化净化 ③无铅 ④环保标准
考点4 1.C2H5OH+3O22CO2+3H2O 2H2+O22H2O 2.太阳能 氢能
6
各个击破
例1 A
题组训练 1.B 2.B
例2 A
题组训练 1.D 2.D 3.(1)一氧化碳、氮的氧化物、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、烟尘等其中的两种 (2)少坐私家车(或步行上学等其他合理答案均可)
例3 D
题组训练 1.B 2.A 3.C
整合集训
1.D 2.A 3.B 4.A 5.C 6.C 7.C 8.B 9.(1)SO2 NO2 (2)C (3)B 10.(1)天然气 (2)2H2+O22H2O 化合反应 C 11.(1)煤 (2)CH4+2O2CO2+2H2O (3)2NaOH+H2SNa2S+2H2O D 12.(1)C、H CH4 (2)不可再生 Al(OH)3 (3)增大煤炭与空气(或氧气)的接触面积 13.(1)石油 (2)AD (3)风能 氢能(其他合理答案均可) (4)①氧气(或O2) ②碳、氢元素的质量比等于9∶2(或氢、碳元素的质量比等于2∶9)
14.(1)解:设混合气体中甲烷的质量为x。
CH4+2O2CO2+2H2O
16 36
x 5.4 g
= x=2.4 g
答:混合气体中甲烷的质量是2.4克。
(2)12∶7 12∶3∶4
6