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第二节 化石燃料的利用
1. 化石燃料
分 类: 煤 、 石油 、 天然气 等是埋藏在地下的不可再生的化石燃料。
组 成:煤、石油、天然气的主要成分都是碳氢化合物。煤和石油除含碳、氢元素外,还含有少量的 硫 、 氮 等元素;天然气主要成分是 甲烷 ,是一种清洁能源。
煤
石油
天然气
硫
氮
甲烷
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2. 化石燃料的综合利用
石油的利用:(1)利用石油中各成分的沸点不同,通过分馏使之分离得到石油气、 汽油 、 航空煤油 、 柴油 、润滑油、重油、沥青等。
(2)改变石油中的分子,把石油转化成塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等。
汽油
航空煤油
柴油
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煤的利用:(1)焦化。在隔绝空气的情况下加强热使煤分解,得到 焦炭 、 煤焦油 、 焦炉气 。
(2)液化。在高温高压、催化剂等作用下使煤发生裂解并加氢,得到
汽油 、 煤油 、 柴油 等。
(3)气化。使煤在氧气不足的情况下不充分燃烧,得到 CO 、 H2 、
CH4 等。
焦
炭
煤焦油
焦炉气
汽油
煤油
柴油
CO
H2
CH4
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3. 化石燃料燃烧对环境的污染
污染原因:产生大量的 二氧化碳 会导致全球气候变暖;煤和石油中的硫、氮元素,在燃烧时产生的 二氧化硫、氮氧化物 会形成 酸雨 。
二氧化碳
二氧化硫、氮氧化物
酸雨
解决途径:(1)研发化石燃料的高效清洁利用技术。
(2)探索其他可再生的替代能源,如太阳能、氢能、风能、地热能等。
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4. 碳单质
金刚石:天然存在最 硬 的物质,用作玻璃刀等。
石 墨:质 软 、 有滑腻感 、具有优良的导电性能,可作电极、铅笔芯等。
C60:由分子构成,在超导、催化、材料、医学等领域具有广阔的应用前景。
硬
软
有滑腻感
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木炭和活性炭:具有 疏松多孔 的结构,吸附能力很强,常用于吸附有异味、有颜色的物质或有毒有害的气体。
易错易淆:①金刚石、石墨、C60等都是由碳元素组成的单质,是不同的物质,彼此之间的转化属于化学变化。
②它们物理性质存在明显差异的原因是碳原子的排列方式不同。
疏松多孔
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探究一 化石燃料的综合利用
煤、石油和天然气是生活中常用的化石燃料,下列说法不正确的是( C )
A. 都是混合物 B. 燃烧时都放出热量
C. 都是可再生能源 D. 都含有碳元素
C
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探究二 使用化石燃料对环境的影响
同学们调查发现,近50年我国部分城市家用燃料的使用,经历了图1所示的发展过程。
煤 液化石油气或管道煤气 天然气
图1
查阅资料:充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生SO2的质量如图2所示。
图2
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(1)天然气(主要成分为CH4)燃烧的化学方程式为 CH4+2O2 CO2+2H2O 。
CH4+
2O2 CO2+2H2O
图2
煤 液化石油气或管道煤气 天然气
图1
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(2)据图分析,用天然气代替煤作家用燃料,除了便于管道运输,还具有的优点是 放出的热量更多,生成的SO2更少 。
(3)人类即将进入多样化的新能源时期,请写出一种新能源: 太阳能(或风能等) 。
放出的热量更多,生成的SO2更少
太
阳能(或风能等)
图2
煤 液化石油气或管道煤气 天然气
图1
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1. 把煤隔绝空气加强热进行焦化,不能得到下列物质中的( B )
A. 焦炭 B. 水煤气 C. 煤焦油 D. 焦炉气
2. 每年的6月5日是世界环境日。下列物质的燃烧,对环境影响最小的是( D )
A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 氢气
B
D
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12
1. 下列物质中,不属于化石燃料的是( C )
A. 煤 B. 石油 C. 酒精 D. 天然气
C
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2. 下列关于碳单质的说法中,正确的是( C )
A. 金刚石、石墨、C60都是由原子构成的物质
B. 石墨可作电极,金刚石不导电,是因为碳原子的结构不同
C. 书写档案用碳素墨水是因为常温下碳的化学性质不活泼
D. 石墨和金刚石燃烧都有二氧化碳生成,能说明二者是由碳元素组成的单质
C
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3. [2024·广州]能源与生活息息相关。下列说法不正确的是( B )
A. 石油属于化石燃料,是不可再生能源
B. 天然气燃烧产生的二氧化碳可造成酸雨
C. 乙醇汽油用作汽车燃料可减少空气污染
D. 太阳能电池可将太阳能转化为电能
B
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4. 含硫的煤不完全燃烧时,排放出污染环境的气体是( D )
A. 只有CO B. 只有SO2
C. CO和CO2 D. SO2和CO
D
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5. 节约能源、保护环境、低碳生活是全社会应该倡导的生活方式。充分燃烧1kg天然气和1kg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 AD (填字母序号)。
AD
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
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6. (化学观念)液态燃料甲醇(化学式为CH3OH)的生产流程如图所示。
(1)步骤Ⅰ中若电解水产生了1000L的氢气,同时产生氧气的体积为 500 L。
500
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(2)步骤Ⅱ中加入CuO作为催化剂,反应前后CuO的质量和 化学性质 不变。步骤Ⅱ中氢气和二氧化碳反应生成甲醇的化学方程式为 CO2+3H2 CH3OH+ H2O 。
(3)甲醇中C、H原子的个数比为 1∶4 ,C、H元素的质量比为 3∶1 (填最简整数比),氧元素的质量分数为 50% 。
化学性质
CO2+
3H2 CH3OH+H2O
1∶4
3∶1
50%
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