邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件课题2 家用燃料的更新

有机化合物 (1)煤是由____________和无机物组成的复杂
混合物，主要含碳元素。 (2)煤分为________、烟煤、褐煤、泥煤等。 无烟煤 (3)煤燃料的优缺点
a．优点：资源丰富 b．缺点：产生__________、烟尘以及有害 二氧化碳 气体二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等。
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2．煤的气化 (1)概念：通过一定的方法将固体煤变成 煤气
_____的过程。
(2)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=====2CO ②水煤气产生的化学方程式
点燃
C＋H2O=====CO＋H2
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高温
。
隔绝 ③煤的干馏：把煤_______空气加强热使其分
D．骑自行车出行
解析：选D。A、B、C选项没有从根本上控制
CO2的排放。
2．下列叙述不正确的是( ． 气态煤的过程
)
A．煤的气化是将固体煤在一定条件下转化为
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
A、E叙述错误。
高温 (2)水煤气制备：C＋H2O(g) ===== CO＋H2， 生成的CO和H2既可以作为化工原料，也可用
做减少污染的清洁燃料，且燃烧充分，便于
运输，可使用管道输送。CO和H2按1∶1反应 合成物质时,可达到零排放,符合“绿色化学”
的要求,则合成的物质的最简式应满足CH2O,
则b、d符合。 【答案】 (1)AE
高温
(2)①C＋H2O(g) ===== 染，燃烧充分，方便运输
CO＋H2 ③bd
②减少污
【名师点睛】
(1)①在煤的干馏过程中所发
生的是很复杂的化学变化和物理变化，生成 了许多新的物质，如苯、萘、蒽等。 ②煤干馏的条件有两个：一是要隔绝空气， 目的是防止煤在空气中燃烧；二是要加强热.
③煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物, 煤中并不含有小分子有机物苯、萘、蒽等， 苯、萘、蒽等物质是煤干馏的产物。 (2)“绿色化学”要求原料中的原子都转移到 目标产物中，也就是原子利用率为100%，即 原子经济性。
的550 ℃以前，CH4体积分数高于H2。
题型探究权威预测
题型1
例1
煤及煤的应用
煤是一种重要的能源和化工原料，据有
关知识回答下列问题： (1)有关煤的下列叙述中不正确的是 ． ________(填序号)。 A．煤是由多种有机物组成的复杂混合物
B．煤可以通过多种方式转化成其他原料或燃 料
C．直接燃煤不仅利用率低而且存在环境污染
【解析】 4H2O
(1)C3H8 44 g
＋
5O23― → CO2＋ ― 5×22.4 L 21%· V
点燃
15×103 g V≈1.82×105 L。
(2)由题目提供的熔沸点可知丁烷沸点高,易液化,
造成气体量减少。 (3)①沼气的主要成分是CH4，其燃烧方程式：
CH4＋2O2CO2＋2H2O
②由沼气的制备、成分及意义即可作答。
应，合成上述________(填序号)物质时，可
以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料 中的原子，实现零排放。 【思路点拨】 解答此题注意以下两点：
(1)正确理解以煤为原料制取气体的原理；
(2)正确把握绿色化学的含义。
【解析】
(1)煤是千万年前由植物遗体形成的
不可再生能源，是由多种无机物和有机物形成 的复杂混合物,直接燃烧煤不仅能源利用率低, 而且会产生大量固体废弃物和大气污染物，而 综合利用可得到多种化工产品及清洁燃料，故
(2)煤的干馏产物
①固态物质——焦炭。用途：冶金工业、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。 氨水：氨和铵盐。用途：可做氮肥。 ③气态物质——焦炉气(H2、CH4、C2H4、 CO)。用途：做化工原料和燃料等。
要点归纳 三种气体燃料的比较 发生炉煤气 水煤气 主要 CO、N2 成分 CO、H2 干馏煤气 H2、CH4、 C2H4、CO等
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课题2 家用燃料的更新
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1.了解煤的种类、化学成分以及煤的燃烧对 环境的污染。 2．了解煤的气化以及各种煤气的化学成分 和燃烧时发生的化学反应。
3．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。
新知初探自学导引
自主学习
一、历史悠久的燃料——煤
1．煤的组成和分类
(2)管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有 少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见
下表：
乙烷 熔点(℃) 沸点(℃) －183.3 －88.6 丙烷 －189.7 －42.1 丁烷 －138.4 －0.5
试解释严寒的冬季有时管道煤气火焰很小， 并且呈断续状态的原因： ____________________________________ ____________________________________。 (3)在首尔兰芝岛上的足球场下面填埋着首尔
解析：选 B。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― →3CO2＋ ― 4H2O、2C4H10＋13O2― →8CO2＋10H2O”知， ― 液化石油气燃烧需要大量的空气；液化石油气残 留液是沸点相对较高的烃类物质，而不是水， 故选 B 项。
石？ 提示：在煤中加入石灰石，燃烧时石灰石分解 生成生石灰和二氧化碳，生石灰和煤燃烧产生 的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙再被
以煤为原料制成的气体燃料的比
在使用煤之前为什么要加入石灰
氧化为硫酸钙，最后可以制得石膏。
探究导引2 有何作用？
煤的干馏原理及产物是什么？产物
提示：(1)原理：将煤隔绝空气加强热使其分解. 煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过 程。
自主体验 1．(2012· 济南高二检测)由于日本地震使人们 对核能产生质疑。下列能源属于新能源，又 不会污染环境的是( A．水能 C．氢能 ) B．石油 D．核能
解析：选C。氢能、核能属于新能源，氢气燃
烧生成水，无毒无污染，而核能一旦放射性
物质泄漏，将造成巨大的环境污染。
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．液化石油气可用做燃料 D．液化石油气燃烧需大量氧气
解析：选A。煤气化是通过一定的方法使固体煤 变为煤气的过程。煤气化产生的煤气不同于煤， 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，如煤 不完全燃烧可得发生炉煤气，它的主要成分是
烧红的煤或 获取 煤或焦炭不 焦炭与水蒸 煤干馏 方式 完全燃烧 气反应
发生炉煤气 获取 2C＋O2 反应 2CO
水煤气 C＋ H2O(g) CO＋H2 合成氨的原 料、气体燃 料
干馏煤气
复杂反应
冶金、化工 应用 及家庭用燃 料
化工原料 气、气体 燃料
发生炉煤气
水煤气
干馏煤气
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
点燃 点燃
想一想 2．使用液化石油气时应注意哪些问题？
提示：液化石油气燃烧需要大量空气，空气
供应不足，会造成燃烧不完全，发热量少，
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冒黑烟，还会产生有毒的CO气体；当气温较 低或气量较少时，不能用火烤气罐底部或将 罐倒置过来使用；不能将气罐中的残留物倒
入下水道或垃圾道中，否则会产生危险。
三、洁净燃料——天然气和沼气 1．天然气
____________________________________ ____________________________________
___________________________________。
②“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤 直接燃烧放出的热量相等”，请列举将煤转
化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比的优
D．通过煤的干馏可以得到焦炭、煤焦油、粗 氨水、焦炉气等产品 E．煤是一种可再生能源
(2)城市里使用的家用燃料，现在大多为煤气 和液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳 和氢气的混合气，它由煤炭与水蒸气反应制 得，故又称水煤气。 ①写出制取水煤气的主要反应的化学方程式:
____________________________________
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
即时应用 煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。
下图为加热某地煤样所得煤气组成及体积分
数随温度变化的曲线图。由图可知该煤气中 ( )
A．只含有碳、氢两种元素 B．所含的有机物是CH4、CnHm，CO C．CO体积分数小于CH4体积分数 D．氢气体积分数最大 解析：选C。A项水煤气中有CO，至少含C、 H、O三种元素；B项中CO不是有机物；D项
解的过程。干馏煤气是煤干馏的产物之一， 焦炉气 也叫_________，其成分有H2、CH4、C2H4、
CO等。
想一想 1．水的汽化是物理变化，煤的气化也是物理 变化吗？
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提示：煤的气化是将煤变成发生炉煤气、水煤 气或干馏煤气的过程，是化学变化。
二、使用方便的燃料——液化石油气 1．成分：丙烷、______、还有少量丙烯、丁烯。 丁烷 2．液化石油气主要成分完全燃烧的化学方程式 C3H8＋5O2― →3CO2＋4H2O ― 2C4H10＋13O2― →8CO2＋10H2O ―
点 ___________________________________ ___________________________________ __。
③水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要
的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可
以合成：a.甲醇
b．甲醛
c．甲酸
d．乙
酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反
甲烷 (1)主要成分是______。
(2)天燃气主要成分完全燃烧的化学方程式： CH4＋2O2― → ―
点燃
CO2＋2H2O。
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2．沼气
(1)主要成分：______还含有CO2及少量的H2、 甲烷 N2、H2S、CO、水蒸气等。 做饭 (2)沼气的用途：除用于点灯、_______、发 电外，还可用做农用汽车和拖拉机燃料。
人15年的垃圾，垃圾发酵产生的沼气为足球
场提供部分能源。 ①沼气燃烧的化学方程式为：
____________________________________
____________________________________ ____。
②下列说法正确的是(填序号)________。 a．把秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵 可以产生沼气 b．沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环 境有重要意义 c．沼气的主要成分是甲烷 d．点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆炸 【思路点拨】 解答此题注意以下几点： (1)正确理解各燃料燃烧的原理； (2)充分利用信息解答问题； (3)正确利用化学方程式计算。
【答案】 1.82×105 L
(1)C3H8＋5O2― →3CO2＋4H2O ―
ห้องสมุดไป่ตู้
点燃
(2)冬天气温低，丁烷等容易液化 (3)①CH4＋2O2― →CO2＋2H2O ―
点燃
②abcd
课堂达标即时巩固
1．(2012· 潍坊高二检测)“低碳生活”成为新的 时尚流行全球，控制CO2排放需要从个人做起， 以下属于“低碳生活”的举措是( A．改烧煤球为煤气 B．大力普及家用轿车 C．大力普及家用电器 )
题型2
各种燃气的使用
例2 (1)家用液化石油气的主要成分之一是
丙烷，若一瓶液化气瓶中装有15 kg液化气且
全部是丙烷，试写出其完全燃烧时的化学方 程式______________________________。 并计算完全燃烧所需要的空气体积(标准状况 下) ____________________。
点燃 点燃
3．能证明煤的主要成分不是碳单质的事实是
( )
A．煤的燃烧 B．煤的干馏 C．煤的气化 D．制煤水浆
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解析：选B。煤是有机物和无机物的混合物，
煤的干馏是在隔绝空气的条件下加强热，可以
得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气，这些物 质中的氢元素只能来自煤本身。
要点突破讲练互动
要点
较
探究导引1