化石燃料

化石燃料

化石燃料的利用

〖知识要点〗

一、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，都是由碳氢化合物组成的，此外还含有硫、氮等元素。

二、燃料的热值

相同质量的燃料完全燃烧放出的热量不等，一定量燃料完全燃烧时放出的热量称为该燃料的热值。（如：原煤J/㎏、天然气J/㎏等。）

三、燃料的选择

不同的燃料成分不同、性质不同、燃料产生的效果也不相同，根据燃料的性质，选择合适的燃料。考虑因素包括：价格、点燃的难易、是否产生污染物、使用的安全性以及运输和贮存等方面综合考虑。

四、化石燃料对环境的污染

1、全球气候的变化

2、化石燃料的主要成分是碳，燃烧后转变为二氧化碳，使二氧化碳浓度增大，导致温室效应。

3、火力发电站的“余热”排放到河流、湖泊或海洋中，使水温升高，严重时可导致鱼等水生物大量死亡。

4、大气污染：化石燃料中含有相当数量的硫、氮，燃烧转化为二氧化硫和氮的氧化物能够溶于水，形成酸雨，同时化石燃料不完全燃烧会产生一氧化碳，污染空气（例如汽车尾气的排放等，还有煤炭燃烧也会产生大量粉尘）。

五、煤的综合利用

煤是我国主要的化石能源，煤的综合利用措施主要有下列2条：

1、煤的汽化：煤和水在高温的条件下发生反应，转化为水煤气，主要产品有等。

2、煤的焦化：也称煤的干馏，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：金属冶炼，电极材料（占70%—80%）

煤焦油：重要的化工原料（占2%—5%）

焦炉气：含有等，既可作燃料又是重要的化工原料（占10%—20%）

六、石油的分馏

石油是多种物质组成的混合物，没有固定的组成和性质，根据组成石油的各物质的沸点不同，将石油分离出不同的燃料（如汽油、煤油、液化石油气等），是一种物理变化。

七、需进一步开发的新能源

由于我国目前使用的能源主要是化石能源，而化石能源又是不可再生的能源，为了保持人类的可持续发展，急需进一步开发新能源。主要有：太阳能、核能、风能、地热能等，不污染环境。

【典例引路】

例1、空气、水、天然气、石油和煤等自然资源对人类的生存，日常生活和工农业生产都有着极其广泛和重要的用途。将与下列用途对应的物质的名称填在空白处：

（1）可用做生活燃料，并能通过管道长途输送的是；

（2）直接供人和动植物呼吸的是；

（3）可用于生产城市居民生活用的管道煤气是；

（4）是重要的化工原料而被称之为“工业的血液”的是；

（5）可用于获取充制霓红灯的气体是。

分析：煤、空气、水、天然气、石油都属于自然资源，其中煤、石油、天然气等称为化石燃料。人们常把煤称为“工业的粮食”，把石油称为“工业的血液”，空气不仅直接供给呼吸，而且从空气中可获取稀有气体，用于充制霓红灯，管道煤气的主要成分是一氧化碳和水。其生产原

料是煤和水，制取煤气的化学方程式为。

答案：（1）天然气；（2）空气；（3）煤和水；（4）石油；（5）空气。

例2、开采过的矿井留下了硕大的封闭性好、能耐高压的穴腔。国家已将其作为“西气东输”工程的调峰储气库，到西气东输管道全面启用时，这个储气库日储气量将达到8m3。从

产生同样热量的角度分析。这个储气库相当于一天能储存原煤？[已知：天然气的密度为0.66㎏/m3(25℃),天然气的热值为/㎏，原煤的热值为/㎏]

分析：本题是一个热值的计算题。只要理解热值的概念，计算出天然气的燃烧的热量，转化为多少吨煤放出的热量。

解：天然气的质量为0.66㎏/m3×8m3=8㎏；

燃烧放出的热量为8㎏×/㎏=1.724×1016;

原煤的质量为8= 8.2×105

答：这个储气库相当于一天能储存8.2×105t原煤。

例3、近年来，某市政府率先在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油作燃料的改革，取得了显著的进展，走在街头你会发出不少公交车和出租车上印有“CNG”的标志，代表它们是以压缩天然气作为燃料的汽车。（1）该市政府推行这一改革的主要目的是；（2）天然气主要成分是；（3）天然气的主要成分若出现在煤矿的矿井里，并达到一定的浓度，遇明火就会发生爆炸，这就是人们常说的瓦斯爆炸，瓦斯爆炸严重危害井下矿工的生命安全，为了防止瓦斯爆炸必须采取，等安全措施。

分析：作为汽车燃料的汽油燃烧产生大量的一氧化碳及氮的氧化物和烟尘，污染空气，而天然气的主要成分是是一种清洁能源，具有可燃性，煤矿中的含量达到爆炸极限，遇明火发生爆炸，防止措施从减少或降低甲烷的浓度，严禁明火等方面考虑。

答案：（1）减少空气污染；（2）（3）通风严禁烟火

例4、煤是重要的化工原料，用煤做燃料不仅是极大的浪费，而且固体煤中含有硫在燃烧时生成二氧化硫气体，造成环境污染，东北某城市冬季取暖约150天，每天消耗含硫1%的煤200吨，该城市一冬天向空气中排放二氧化硫气体，从保护环境的角度考虑，请你提出一条合理的建议。

分析：本题的计算可以根据燃烧后硫元素的质量不变为依据，150天消耗的煤中硫元素的质量也就是排放到空气中二氧化硫的气体中硫元素的质量，然后依据化学式计算得出二氧化硫的质量，合理化建议从不产生污染和消除污染性物质两方面考虑，合理即可。

答案：600吨；经过除硫处理后再燃烧；使用新能源，煤燃烧后的气体经过处理后再排放等。

例5、实验证明，在同温同压下，相同体积的任何气体中含有相同的分子数。根据此结论回答下列问题（以下气体均处在同温同压下）。

（1）将同体积的一氧化碳（煤气的主要成分）和甲烷（天然气的主要成分）混合，所得混合气体中，碳、氢、氧元素的原子个数为，碳、氢、氧元素的质量比为（化成最简整数比）。

（2）分别写出一氧化碳、甲烷燃烧的化学方程式：，。

（3）燃气灶是由灶体、进气管（进一氧化碳或甲烷）、进风管（进空气）、开关等部件组成的。我国西部大开发的天然气东输，可改善东部居民生活用气，使用煤气的用户在改用天然气时，需对燃气灶加以改造，改造后的燃气灶与原来的相比，进风管的主要区别是，你的理由是。

（4）面对石油、煤资源日趋减少的情况，人们正在积极开发新能源，你认为二十一世纪来源广泛、燃烧放热多、无污染的燃料的最佳制取方法是。

分析：第（1）题空可以根据“在同温同压下，相同体积的任何气体中含有的分子数相同”的信息，结合已学过的化学式的含义，进行分析。根据提供的信息，所得的混合气体中一氧化碳和甲烷的分子个数比为1：1，因此可以由一个一氧化碳分子和一个甲烷分子中的C、H、O原子个数，计算C、H、O元素的质量比：（1+1）×12：（4×1）：（1×16）=6：1：4。第（3）题

要求能够综合运用题目信息分析实际问题。根据两个化学方程式可知：恰好完全反应时，

与气体积比（等于分子个数比）为1：2，与的气体符号比为2：1，相同体积的

燃烧耗氧量较少。第（4）题，要结合学过的有关物质的知识，综合考虑“来源广泛、燃烧放热多、无污染”和“最佳制取方法”等信息。

答案：（1）2：4：1 6：1：4。

（2）

（3）改造后的燃气灶进风管的直径应比原来的大，根据、燃烧的化学方程式可知：2体积完全燃烧时，需1体积；1体积完全燃烧时，需2体积，（或相同体积的、分别完全燃烧时，需要的体积大）。

（4）。