化石燃料及其利用、大自然中的二氧化碳一、化石燃料的燃燒

1、化石燃料：埋藏在地下的不可再生的燃料，煤、石油、天然氣都是化石燃料。它們是由遠(yuǎn)古時(shí)代的動(dòng)植物和其它生物的遺體，深埋在地層下，并在地殼中經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的變化而形成的。

①煤、石油、天然氣都是化石燃料并且是混合物，主要含C、H元素。天然氣的主要成分是甲烷（CH4），燃燒產(chǎn)生CO2和H2O并放出大量熱。

②化石燃料是很好的能源且是一次性能源，不可再生，如果不加節(jié)制的亂開濫采，會(huì)對人類的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重的后果，應(yīng)節(jié)約能源。

例：到2005年，“西氣東輸”工程將為上海送來30億立方米天然氣。天然氣的主要成分是

（填化學(xué)式），它是一清潔能源。寫出該氣體在空氣中燃燒的化學(xué)方程式：

。城市煤氣中通常含有氣體，寫出燃燒的化學(xué)方程式：

。煤氣與天然氣相比，從安全角度看，煤氣的主要缺點(diǎn)是

；從環(huán)境角度考慮，煤氣、天然氣和氫氣，首選的燃料是

氫氣

容易造成煤氣中毒2、化石燃料燃燒

燃料的熱值

相同質(zhì)量的燃料完全燃燒放出的熱量不等，一定量燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量稱為該燃料的熱值。（如：原煤J/㎏、天然氣J/㎏等。）Q=m.q(Q是熱量，m指的是質(zhì)量，q是熱值）二、化石燃料對環(huán)境的污染

1．化石燃料燃燒對環(huán)境的影響：（1）影響原因：化石燃料燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生的各種有害氣體、固體廢物以及余熱等。

（2）煤和石油等化石燃料燃燒時(shí)污染因素的來源：

①燃料中的一些雜質(zhì)如硫、氮等產(chǎn)生SO2、NO2等氣體；

②燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳、碳?xì)浠衔锛疤剂５取?/p>

（3）主要污染類型及產(chǎn)生污染因素污染類型

污染因素

溫室效應(yīng)

燃料中的碳經(jīng)燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳等，這些氣體進(jìn)入空氣導(dǎo)致空氣中二氧化碳濃度增大，從而導(dǎo)致全球氣溫升高

熱污染

火力發(fā)電廠發(fā)電剩余的“余熱”被排放到河流、湖泊或海洋中，使局部水域水溫上升，影響水生物的生存甚至死亡大氣污染化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙、CO、SO2、NO2等污染物被排放到大氣中，不僅影響空氣的質(zhì)量，而且氮和硫的氧化物溶解于雨水中形成酸雨。酸雨不僅影響自然環(huán)境，而且影響了生態(tài)。2．使用和開發(fā)新的燃料及能源

名稱

酒精（乙醇）

氫氣化學(xué)式C2H5OHH2

燃燒反應(yīng)

C2H5OH+3O22CO2+3H2O2H2+O22H2O特點(diǎn)燃燒產(chǎn)物基本上不污染環(huán)境，可做酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料燃燒產(chǎn)物無污染，是最清潔的燃料。來源高粱、玉米和薯類經(jīng)發(fā)酵、蒸餾可制得酒精，為可再生能源氫氣可由分解水得到，目前制取成本高，貯存困難，作為燃料暫不能廣泛使用，但終將成為主要能源之一其他能源

現(xiàn)代社會(huì)對能源的需求越來越大，化學(xué)反應(yīng)提供的能量已經(jīng)不能滿足人類的需求。目前，人們正在利用和開發(fā)其他新能源，如太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)岷统毕艿?。這些能源的利用，不但可以部分解決化石能源面臨耗盡的問題，還可以減少對環(huán)境的污染。

練習(xí)1、下列各物質(zhì)，不屬于自然界中的化石燃料的是（）

A、煤；

B、石油；

C、酒精；

D、天然氣。2、下列物質(zhì)為化合物的是（）

A、酒精；

B、潔凈的空氣；

C、石油；

D、海水。

3、下列變化屬于化學(xué)變化的是（）

A、石油分離；

B、煤燃燒；

C、酒精揮發(fā)；

D、分離液態(tài)空氣。

4、煤、石油在地球上的蘊(yùn)藏量是有限的，以下做法錯(cuò)誤的是（）

A、用電解水的方法制得氫氣作能源；

B、大量砍伐樹木作燃料；

C、用高梁、玉米釀制酒精作燃料；

D、開發(fā)太陽能、核能等新能源。

5、乙醇汽油就是在汽油中加入適量的乙醇混合而成的一種燃料。關(guān)于乙醇汽油的下列說法錯(cuò)誤的是（）

A、乙醇汽油是一種新型化合物；

B、汽車使用乙醇汽油能減少有害氣體的排放；

C、用石油可以制得汽油；

D、用玉米、高梁等發(fā)酵可制得乙醇。6、厄爾尼諾現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是因?yàn)榇髿庵械亩趸紕≡?，為減緩此現(xiàn)象，最理想的燃料是（）

A、優(yōu)質(zhì)煤；

B、天然氣；

C、汽油；

D、氫氣。7、下列物質(zhì)排放到空氣中不會(huì)造成空氣污染的是（）

A、煤燃燒產(chǎn)生的煙；

B、汽車排氣形成的煙霧；

C、氫氣在空氣中燃燒的產(chǎn)物；

D、石油化工廠放出的廢氣。8、既要節(jié)約已有能源，又要開發(fā)新能源，新能源是指（）

①核能②太陽能③風(fēng)能④電能⑤水能⑥潮汐能⑦地?zé)崮?/p>

A、①②③④

B、①②③④⑤⑦

C、②③④⑤⑦

D、①②③⑤⑥⑦9、自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源，需依靠其他能源間接制取的能源稱為二級能源,如氫氣屬高效\無污染的二級能源.下列敘述正確的是（）

A、天然氣屬一級能源；

B、一氧化碳屬二級能源；

C、家用電器使用的電能屬一級能源；

D、風(fēng)能屬二級能源。三、化石燃料的綜合利用

1、石油的綜合利用石油是一種重要的工業(yè)原料，被稱為“工業(yè)血液”。

①根據(jù)石油中各成分沸點(diǎn)的不同，可以通過分餾的方法加以分離。從而獲得汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)液體燃料，這就是石油煉制。

②通過石油化工裂化加工方法，可得到乙烯、丙烯，進(jìn)而合成塑料、橡膠、纖維、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等多種工業(yè)產(chǎn)品。

2、煤的綜合利用煤常被稱為“工業(yè)的糧食”。

①通過煤的氣化（即煤在氧氣不足情況下發(fā)生不完全燃燒），可以將煤轉(zhuǎn)化為既可作燃料氣又可作化工原料的CO、CH4、H2等氣體。

②通過煤的焦化（即把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱），可以將煤分解為焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣。

③通過煤的液化（即用煤生產(chǎn)人造石油），得到與石油產(chǎn)品相近的燃料油。

四、CO2的性質(zhì)

1、物理性質(zhì)

（1）通常狀況下，CO2是一種無色、無味的氣體，密度比空氣大；（2）能溶于水，壓強(qiáng)增大溶解量增多；（3）降溫加壓下，CO2氣體會(huì)變成液態(tài)CO2、固態(tài)CO2，固態(tài)CO2稱為“干冰”，“干冰”易升華，升華時(shí)要吸熱，因此“干冰”常做致冷劑。

2、化學(xué)性質(zhì)

①CO2氣體不能燃燒也不能支持燃燒，不能供給呼吸。

②CO2能與H2O反應(yīng)生成不穩(wěn)定的碳酸（H2CO3）。

將CO2氣體通入到紫色石蕊試液中，溶液由紫變紅，加熱后又由紅變紫，說明有下列反應(yīng)發(fā)生：

CO2＋H2O＝H2CO3

H2CO3＝

H2O＋CO2↑

③CO2能與澄清石灰水反應(yīng)生成不溶于水的白色沉淀碳酸鈣（CaCO3）。

化學(xué)方程式為：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O3.CO2用途有

①CO2密度比空氣大，不燃燒也不支持燃燒，可用來滅火——CO2滅火器。

②CO2是一種化工原料，用于制純堿尿素、汽水飲料。

③干冰做致冷劑，保藏食品或用于人工降雨。

④做溫室里的植物肥料，有利于光合作用。

4.討論：①進(jìn)入山洞或進(jìn)入久末開啟的菜窖前應(yīng)該首先做個(gè)燈火試驗(yàn)，將火把或燃著的蠟燭放入其內(nèi)，若燈火燃燒不旺或熄滅，說明CO2含量較高，人不能進(jìn)去。因?yàn)镃O2氣體雖不是有毒氣體，但它不能供給呼吸，密度比空氣大，山洞中有大量CO2氣體，離地面越近，CO2含量越高

②能使燃著木條熄滅的氣體一定是CO2嗎？

不一定，除CO2外，使燃著木條熄滅的還有氮?dú)獾取?/p>

③CO2氣體通入紫色石蕊試液中，試液變成紅色。說明CO2能使紫色石蕊試液變紅，對嗎？

不對，CO2氣體通入石蕊試液中，實(shí)質(zhì)是CO2先與H2O反應(yīng)生成了碳酸，由于碳酸具有酸性而使石蕊變紅。因此，真正使紫色石蕊變紅色的是碳酸而不是CO2。

五、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法

1、CO2實(shí)驗(yàn)室制法

(1)原理

①藥品：大理石或石灰石（CaCO3）和稀鹽酸（HCl）②反應(yīng)方程式：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑

(2)裝置

如圖所示：

(3)驗(yàn)證CO2氣體

將生成的氣體通入到澄清石灰水中，若變渾濁則證明該氣體為二氧化碳?xì)怏w。

(4)收集與驗(yàn)滿的方法

由于CO2氣體可溶于水，不能用排水集氣法，又因?yàn)镃O2氣體密度比空氣大，可用向上排空氣法收集，即集氣瓶口向上，導(dǎo)氣管伸入到集氣瓶底部，由下向上排出空氣。檢驗(yàn)CO2收集是否滿，可將燃著的火柴放在集氣瓶的瓶口處，如果熄滅，則證明CO2集滿。

(5)問題討論

問題1：實(shí)驗(yàn)室制CO2不用粉末狀碳酸鈣或碳酸鈉晶體與稀鹽酸反應(yīng)，為什么？

反應(yīng)速率與反應(yīng)物的狀態(tài)、性質(zhì)有關(guān)。粉末狀碳酸鈣與稀鹽酸充分接觸反應(yīng)十分劇烈；碳酸鈉晶體由本身性質(zhì)決定與稀鹽酸反應(yīng)也十分劇烈。反應(yīng)難以控制，且易引起玻璃器皿破裂、藥品傷人等事故。

問題2：采用什么方法檢驗(yàn)裝置氣密性?

先用彈簧夾夾住橡皮管，從長頸漏斗中加水，如果在漏斗頸中能形成一段水柱，靜置后不下降，則證明裝置不漏氣。

問題3：實(shí)驗(yàn)室制CO2選用稀鹽酸與塊狀碳酸鈣作用，為什么？（1）碳酸鈣在自然界中大量存在，且價(jià)格便宜，是制取CO2的首先原料。（2）碳酸鈣與硫酸作用生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在碳酸鈣表面阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，因而不能選用稀硫酸（3）濃鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的CO2中混有HCl氣體，因而不能選用濃鹽酸（4）稀鹽酸與碳酸鈣作用反應(yīng)只在碳酸鈣表面進(jìn)行、反應(yīng)速率適中，且易控制。綜上所述，實(shí)驗(yàn)室制CO2

用稀鹽酸與塊狀碳酸鈣較為理想。

問題4：收集好后集氣瓶用毛玻璃片蓋上并正放在桌上，為什么？

二氧化碳的密度比空氣大，瓶口必須向上放置；毛玻璃密封性能較好，能防止二氧化碳外逸。練習(xí)1、下列變化屬于物理變化的是（）

A、植物的光合作用

B、二氧化碳使紫色的石蕊試液變成紅色

C、二氧化碳使澄清石灰水變渾濁

D、二氧化碳經(jīng)加壓降溫后可以變成干冰2、下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，能說明二氧化碳存在的是（）

A、集氣瓶正放在桌上，瓶中沒有顏色

B、往集氣瓶內(nèi)倒入紫色石蕊試液，振蕩，變色。

C、將燃著的木條伸入瓶中，木條熄滅。

D、向無色的集氣瓶中倒入適量的澄清石灰水，振蕩變渾濁。3、下列說法不正確的是（）

A、溫室里施用二氧化碳可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

B、干冰用于人工降雨和制冷劑，是利用它的化學(xué)性質(zhì)。

C、汽水是將二氧化碳加壓溶解在水中制成的。

D、二氧化碳屬于氧化物，也屬于化合物和純凈物。

答案：D答案：D答案：B4、下列物質(zhì)不能將二氧化碳和氧氣鑒別開的是（）

A、紫色石蕊試液B、灼熱的氧化銅C、燃著的木條D、澄清的石灰水

5、下列不屬于二氧化碳用途的是（）

A、滅火B(yǎng)、人工降雨C、制汽水D、作燈泡填充氣

6、你認(rèn)為用石灰漿刷墻壁，日久變硬的原因是（）

A、水分蒸發(fā)

B、石灰漿干涸

C、氫氧化鈣與空氣中二氧化碳反應(yīng)，生成堅(jiān)硬的碳酸鈣。

D、以上三點(diǎn)都有答案：B答案:D答案:D7、如圖所示在一燒杯內(nèi)放置一新鮮雞蛋，往燒杯內(nèi)倒入稀鹽酸，可以看到蛋殼表面附著一層氣泡。

(1)產(chǎn)生氣泡的原因(用化學(xué)方程式表示)：

。

(2)反應(yīng)一段時(shí)間后，雞蛋在溶液中上浮，其主要的原因是

；雞蛋浮出液面后又會(huì)下沉，其原因是

。

(2)雞蛋殼表面產(chǎn)生氣泡附著在表面，體積變大，雞蛋所受浮力增大，大于重力；雞蛋部分露出液面，表面上的氣泡消失，浮力減小，重力大于浮力。

(1)CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O+CO2↑

8.下圖是實(shí)驗(yàn)室制取CO2，并檢驗(yàn)CO2化學(xué)性質(zhì)的連接裝置圖，請依圖填空。

(1)A中放入的固體藥品是