第二節(jié) 化石燃料的利用
1.化石燃料
(1)化石燃料包括煤、石油、天然氣等，它們都是不可再生能源。
(2)天然氣，主要成分的化學(xué)式為CH4，它燃燒的化學(xué)方程式為CH4＋2O2 eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃)) CO2＋2H2O。
2．化石燃料的燃燒對(duì)環(huán)境的影響
化石燃料燃燒時(shí)會(huì)生成CO2和H2O，煤和石油中還含有少量硫元素和氮元素，因而燃燒還會(huì)生成SO2和氮的氧化物，造成環(huán)境污染。
3．化石燃料的綜合利用
(1)石油分餾
利用石油中各組分的沸點(diǎn)不同，將石油分餾可得到汽油、煤油、柴油和液化石油氣等。
(2)煤的綜合利用：煤的綜合利用措施主要有氣化、焦化、液化，它們都屬于化學(xué)變化。
特別提醒：
石油的分餾是物理變化，煤的綜合利用過(guò)程中生成了新的物質(zhì)，屬于化學(xué)變化。
家用燃料經(jīng)歷了“煤→液化石油氣→煤氣→天然氣”的變化過(guò)程。人們?cè)谶x擇燃料時(shí)通常會(huì)考慮哪些因素呢？
提示：①是否易于點(diǎn)燃②是否生成污染性氣體③能釋放多少熱量④是否能穩(wěn)定地燃燒⑤是否廉價(jià)⑥使用是否安全⑦是否易儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)纫蛩亍?br>知識(shí)點(diǎn) 化石燃料的利用及對(duì)環(huán)境的影響
典例:(2021·衡陽(yáng)中考)隨著人類對(duì)能源的需求日益增長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)和利用新能源成為越來(lái)越迫切的需求。請(qǐng)回答：
(1)目前，人類使用的燃料大多來(lái)自化石能源，如煤、石油、天然氣，它們屬于__不可再生__(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)充分燃燒1 kg天然氣和煤所產(chǎn)生的CO2和SO2氣體的質(zhì)量如圖所示，則__煤__燃燒產(chǎn)生的氣體更易導(dǎo)致酸雨。
(3)為緩解全球性能源危機(jī)，人們正積極開(kāi)發(fā)和利用新能源。請(qǐng)舉例一種新能源：__太陽(yáng)能(合理即可)__。
(4)一定量甲烷(CH4)在氧氣中不充分燃燒，生成二氧化碳、一氧化碳和水的分子個(gè)數(shù)之比可能為_(kāi)_B__。
A．1∶1∶6 B．1∶2∶6
C．1∶3∶6 D．1∶4∶6
解析:(1)目前，人類使用的燃料大多來(lái)自化石能源，如煤、石油、天然氣，它們?cè)诙唐趦?nèi)得不到補(bǔ)充，均屬于不可再生能源；(2)充分燃燒1 kg天然氣和煤所產(chǎn)生的CO2和SO2氣體的質(zhì)量如題圖所示，則煤燃燒產(chǎn)生的SO2氣體更多，更易導(dǎo)致酸雨；(3)為緩解全球性能源危機(jī)，人們正積極開(kāi)發(fā)和利用的新能源有太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能等；(4)一定量甲烷(CH4)在氧氣中不充分燃燒，生成一氧化碳、二氧化碳和水，反應(yīng)前后碳原子和氫原子的個(gè)數(shù)不變。設(shè)一氧化碳、二氧化碳、水的分子個(gè)數(shù)分別為x、y、z，則(x＋y)∶2z＝1∶4，則(x＋y)∶z＝1∶2。觀察選項(xiàng)，B符合要求。
化石燃料是大自然給人類的寶貴的財(cái)富。下列關(guān)于化石燃料的敘述錯(cuò)誤的是(A)
A．石油是一種化工產(chǎn)品
B．將石油分餾可得到多種產(chǎn)品
C．將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱可制得煤焦油等產(chǎn)品
D．燃料充分燃燒，對(duì)于節(jié)約能源非常重要
解析:化工產(chǎn)品是經(jīng)過(guò)化工生產(chǎn)制得的相關(guān)產(chǎn)品，石油沒(méi)有經(jīng)過(guò)化學(xué)合成，而是直接開(kāi)采出的，不屬于化工產(chǎn)品，故A錯(cuò)誤；石油分餾可得到不同的產(chǎn)品，故B正確；煤隔絕空氣加強(qiáng)熱時(shí)，會(huì)生成煤焦油、焦?fàn)t氣、焦炭等物質(zhì)，故C正確；燃料充分燃燒可以放出大量的熱，對(duì)于節(jié)約能源非常重要，故D正確。
【答題關(guān)鍵】有關(guān)燃料知識(shí)的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
(1)石油分餾是利用各成分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離的，屬于物理變化。
(2)SO2和氮的氧化物是形成酸雨的主要成分。
(3)新能源指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式。指剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究有待推廣的能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿取?br>1．(2021·濱州中考)下列燃料不屬于化石燃料的是(D)
A．煤 B．石油 C．天然氣 D．氫氣
解析:化石燃料是古代生物遺體在特定地質(zhì)條件下形成的，可作燃料和化工原料的沉積礦產(chǎn)。包括煤、石油、天然氣等。氫氣可以人工制造，不屬于化石燃料。
2．(2022·益陽(yáng)質(zhì)檢)從環(huán)境保護(hù)的角度考慮，下列燃料最理想的是(A)
A．氫氣 B．煤氣 C．酒精 D．汽油
解析:氫氣燃燒產(chǎn)物只有水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，所以從環(huán)境保護(hù)的角度考慮，最理想的燃料是氫氣。
3．將石油加熱煉制，不可能得到的產(chǎn)品是(A)
A．煤焦油 B．潤(rùn)滑油
C．柴油 D．煤油
解析:煤焦油屬于煤加工的產(chǎn)品。
4．(2022·梧州質(zhì)檢)我國(guó)煤炭資源豐富，下列有關(guān)煤的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(A)
A．是可再生資源
B．直接燃燒會(huì)產(chǎn)生污染物
C．屬于化石燃料
D．加工后的產(chǎn)品有廣泛用途
解析:A.天然氣、石油、煤都是重要的化石燃料，是不可再生資源，A說(shuō)法錯(cuò)誤；B.煤直接燃燒會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫等污染物，B說(shuō)法正確；C.三大化石燃料包含煤、石油、天然氣，C說(shuō)法正確；D.煤加工后的產(chǎn)品有廣泛的用途，D說(shuō)法正確。
5．(2021·臨沂中考)下列說(shuō)法不正確的是(B)
A．煤、石油、天然氣屬于不可再生能源
B．在化學(xué)反應(yīng)中只有燃燒反應(yīng)才能放出熱量
C．燃料充分燃燒，能節(jié)約資源，減少污染
D．太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊睦?，可以緩解我們面臨的化石能源危機(jī)
解析:A、煤、石油、天然氣屬于不可再生能源；B、在化學(xué)反應(yīng)中不是只有燃燒反應(yīng)才能放出熱量，緩慢氧化等也會(huì)放出熱量；C、燃料充分燃燒，能節(jié)約資源，減少污染；D、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿鹊睦?，可以緩解我們面臨的化石能源危機(jī)。
6．(2021·吉林中考)燃料經(jīng)過(guò)一次次的變革，有效地改善了大氣環(huán)境，提高了人們的生活質(zhì)量。
(1)從燃燒條件分析，在生活中木柴比煤容易被點(diǎn)燃的原因是__木柴的著火點(diǎn)比煤低__。
(2)在煤、石油、天然氣中，比較清潔的燃料是__天然氣__。
(3)氫氣作為理想能源的優(yōu)點(diǎn)之一是__燃燒產(chǎn)物是水，無(wú)污染(合理即可)__。
解析:(1)在生活中木柴比煤容易被點(diǎn)燃的原因是木柴的著火點(diǎn)比煤低。(2)在化石燃料中，天然氣的主要成分是甲烷，燃燒生成二氧化碳和水，是比較清潔的燃料。(3)獲取氫氣的最佳途徑是利用太陽(yáng)能使海水(或水)分解生成H2，原料豐富；氫氣的熱值高；氫氣燃燒產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境。
7．(2022·天津質(zhì)檢)有三瓶無(wú)色、無(wú)味的氣體x、y、z，它們分別是甲烷、氫氣、一氧化碳中的一種，分別點(diǎn)燃三種氣體，用干燥的冷燒杯罩在火焰上方，只有y和z火焰上方的燒杯內(nèi)壁有水滴出現(xiàn)。燃燒后分別向燒杯中注入澄清石灰水，振蕩，只有x和y的燒杯內(nèi)石灰水變渾濁。則x、y、z分別是(C)
A．甲烷、氫氣、一氧化碳
B．甲烷、一氧化碳、氫氣
C．一氧化碳、甲烷、氫氣
D．氫氣、甲烷、一氧化碳
解析:甲烷燃燒生成二氧化碳和水，一氧化碳燃燒只生成二氧化碳，氫氣燃燒只生成水。分別點(diǎn)燃三種氣體，用干燥的冷燒杯罩在火焰上方，只有y和z火焰上方的燒杯內(nèi)壁有水滴出現(xiàn)，說(shuō)明y、z燃燒有水生成，x燃燒沒(méi)有水生成，則x是一氧化碳；燃燒后分別向燒杯中注入澄清石灰水，振蕩，只有x和y的燒杯內(nèi)石灰水變渾濁，說(shuō)明x和y燃燒有二氧化碳?xì)怏w生成，z燃燒沒(méi)有二氧化碳生成，則y是甲烷，z是氫氣，故x、y、z分別是一氧化碳、甲烷、氫氣。
8．(2021·無(wú)錫中考)家用燃料變遷過(guò)程的示意圖如圖：
(1)2020年，受新冠肺炎疫情的影響，全球工業(yè)生產(chǎn)排放的溫室氣體比2019年__下降__(填“上升”或“下降”)。
(2)秸稈在隔絕空氣的條件下受熱分解生成H2、CH4和CO等氣體，則秸稈中一定含有的元素有__C、H、O__；煤炭燃燒時(shí)放出NO2、__SO2__等氣體，在空氣中會(huì)形成酸雨。
(3)由液化石油氣(主要成分為C3H8)改為壓縮天然氣(主要成分為CH4)時(shí)，燃?xì)鈭?bào)警器應(yīng)安裝在灶具的__上方__(填“上方”或“下方”)；寫出CH4完全燃燒的化學(xué)方程式：__CH4＋2O2 eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃)) CO2＋2H2O__。
(4)為實(shí)現(xiàn)我國(guó)2030年前碳達(dá)峰，2060年前碳中和的目標(biāo)，你認(rèn)為能源綜合利用的趨勢(shì)是__向低碳、環(huán)保、高效的能源轉(zhuǎn)變__。
解析:(1)2020年，受新冠肺炎疫情的影響，全球工業(yè)生產(chǎn)排放的溫室氣體比2019年下降；(2)秸稈在隔絕空氣的條件下受熱分解生成H2、CH4和CO等氣體，化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變，所以秸稈中一定含有的元素有C、H、O；煤炭燃燒時(shí)排放出的NO2、SO2等氣體，在空氣中會(huì)形成酸雨；(3)由液化石油氣(主要成分為C3H8)改為壓縮天然氣(主要成分為CH4)時(shí)，甲烷的密度比空氣小，燃?xì)鈭?bào)警器應(yīng)安裝在灶具的上方；甲烷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成二氧化碳和水，化學(xué)方程式為CH4＋2O2 eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃)) CO2＋2H2O；(4)為實(shí)現(xiàn)我國(guó)2030年前碳達(dá)峰，2060年前碳中和的目標(biāo)，能源綜合利用的趨勢(shì)是向低碳、環(huán)保、高效的能源轉(zhuǎn)變。

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