高中化學(xué) 3-2 家用燃料的更新同步課件 魯科版選修1.ppt

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1．了解煤的種類及其化學(xué)成分。 2．從高效節(jié)能、環(huán)保的角度了解煤的氣化的意義。 3．了解液化石油氣、天然氣、沼氣等家用氣態(tài)燃料的化學(xué)成分。 4．認(rèn)識安全使用氣體燃料的重要性。,課題2 家用燃料的更新,煤直接用做燃料對環(huán)境有哪些影響？ 提示 煤用作燃料產(chǎn)生粉塵、硫的氧化物、氮的氧化物等物質(zhì)能污染大氣。,1.煤可分為 、 、 、 ，其中 含碳量最大。煤是 和 組成的復(fù)雜的混合物，主要含 元素，此外還含有少量的 、 、 、 、 、 、 、 、 等元素。,無煙煤,煙煤,褐煤,泥煤,無煙煤,有機(jī)化合物,無機(jī)物,碳,硫,磷,氫,氮,氧,硅,鋁,鈣,鐵,2．以煤為燃料，不僅能產(chǎn)生大量的 ，而且還會產(chǎn)生大量的 、 以及 、 、NOx等有害氣體，其中 可形成酸雨， 加劇溫室效應(yīng)， 導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，嚴(yán)重污染環(huán)境。為了提高燃燒效率，減小污染，常將煤氣化，可得到 、 、 等，其主要成分分別為 ， ， 。,固體垃圾,CO2,煙塵,SO2,CO,SO2,CO2,NOx,發(fā)生爐煤氣,水煤氣,干餾煤氣,CO、N2,CO、H2,H2、CH4、CO、CH2===CH2,1 ．常見的氣體燃料有： ； ； 。,液化石油氣,天然氣,沼氣,丙烷,丁烷,甲烷,少,灶具上的風(fēng)板大小,4．沼氣的主要成分除 外，還含有 等。,甲烷,CO2、H2、N2、H2S、CO、H2O,【慎思1】 煤是人類生產(chǎn)和生活中使用的主要燃料之一，但在我國很多城市里卻禁止直接使用散煤，你知道這是為什么嗎？ 提示 因?yàn)槊翰皇羌儍粑铮闹饕煞质翘?，但除了碳外還含有少量的硫、磷、氮等元素，因此煤直接燃燒除了產(chǎn)生我們需要的能量外，同時(shí)還會生成大量的二氧化硫、氮的氧化物和煙塵等。所以我國很多城市都禁止直接使用散煤。,【慎思2】 為什么管道煤氣(主要成分CH4)的灶不能使用罐裝煤氣(主要成分為含碳數(shù)較少的烴如：C3H8、C4H10、C3H6、C4H8等)？如果要使用需做哪些改動？,將煤制成氣體燃料 1．制成發(fā)生爐煤氣,2．水煤氣,3．干餾煤氣,【例1】 煤的氣化是煤高效、潔凈利用的方向之一。下圖為加熱某地煤樣所得煤氣組成及體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線圖。由圖可知該煤氣中 ( )。,A．只含有碳、氫兩種元素 B．所含的有機(jī)物是CH4，CnHm，CO C．CO體積分?jǐn)?shù)小于CH4體積分?jǐn)?shù) D．氫氣體積分?jǐn)?shù)最大 解析 A項(xiàng)水煤氣中有CO，至少含C、H、O三種元素；B項(xiàng)中CO不是有機(jī)物；D項(xiàng)的550 ℃以前，CH4體積分?jǐn)?shù)高于H2。 答案 C,【體驗(yàn)1】 為了提高煤燃燒的熱效率和減少CO等有害物質(zhì)的污染，可采取的措施是 ( )。 A．通入大量的空氣 B．將固體燃料粉碎，使之充分燃燒 C．將煤經(jīng)過處理，使之轉(zhuǎn)化為氣體燃料 D．控制煤的生產(chǎn) 解析 提高固體燃料的熱效率，一是將其粉碎，與適當(dāng)過量的空氣反應(yīng)，二是變成氣體燃料。大量的空氣會帶走大量的熱，降低熱效率，A項(xiàng)錯。 答案 BC,優(yōu)點(diǎn)：(1)潔凈，燃燒不會產(chǎn)生粉塵污染。 (2)熱效率高，價(jià)格低廉。 (3)使用方便。 缺點(diǎn)：(1)易燃、易爆，容易產(chǎn)生安全事故。 (2)發(fā)生爐煤氣、水煤氣、干餾煤氣，易引起人體中毒。,主要成分：甲烷(還含有少量CO2、H2、N2、H2S、CO、H2O等)。 應(yīng)用：點(diǎn)燈、做飯、發(fā)電，農(nóng)用汽車、拖拉機(jī)的燃料。 沼氣的生產(chǎn)原料：人畜糞便、動植物遺體、工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢渣、廢液。 生產(chǎn)過程：原料在一定溫度、濕度、酸度和缺氧的條件下，經(jīng)厭氧微生物發(fā)酵即可生成。,3．沼氣,【例2】 據(jù)報(bào)道，近年來科學(xué)家在百慕大等深海底發(fā)現(xiàn)一種新能源，這種物質(zhì)的外觀很像冰，稱可燃冰?？茖W(xué)研究表明，可燃冰實(shí)際上是一種甲烷水合物(CH4·xH2O)，是甲烷與水在低溫高壓下形成的一種固態(tài)物質(zhì)。 (1)目前，排放到大氣中的氣體污染物主要有SO2、NO2、CO等，它們主要來自礦物燃料的燃燒和工業(yè)廢氣。今有：①可燃冰②氫能③風(fēng)能④太陽能⑤煤⑥天然氣⑦石油等能源，在通常情況下使用上述能源，一般不會造成空氣污染的一組是 ( )。 A．①②③④⑥ B．②③④⑥⑦ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑤,(2)下面有關(guān)甲烷和可燃冰的說法中，不正確的是 ( )。 A．甲烷主要是植物殘?bào)w在隔絕空氣的情況下分解而生成的 B．可燃冰燃燒時(shí)火焰呈藍(lán)色 C．與煤比較，可燃冰是一種高效能源 D．通常情況下，甲烷是一種無色、無味，易與水化合的氣體,解析 (1)由題意可知，可燃冰的主要成分為CH4·xH2O，其燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O，對環(huán)境不會造成污染，而煤和石油燃燒產(chǎn)物會對空氣造成污染。(2)甲烷不能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 答案 (1)A (2)D,【體驗(yàn)2】 為了減少大氣污染，許多城市推廣清潔燃料，目前使用的清潔燃料主要有兩類，一類是壓縮天然氣，另一類是液化石油氣。這兩類燃料的主要成分是 ( )。 A．碳水化合物 B．碳?xì)浠衔?C．氫氣 D．醇類 解析 天然氣主要成分為CH4，液化石油氣主要成分為碳原子較少的烴。故選B。 答案 B,【案例】 在過去科學(xué)技術(shù)不夠發(fā)達(dá)的年代，煤主要用作燃料被直接燃燒掉，這既造成了很大浪費(fèi)，還由于燃燒質(zhì)量低，造成了環(huán)境的污染。若將煤干餾，則可得到多種不同用途的物質(zhì)，將這些物質(zhì)分類運(yùn)用，可以大大提高煤的使用價(jià)值。在你學(xué)過有關(guān)知識的基礎(chǔ)上，查閱資料，然后集體討論，整理出煤干餾的產(chǎn)品成分、用途及煤的綜合利用的意義。,解析 應(yīng)從以下幾方面入手分析：(1)煤的干餾的原理。(2)干餾后的主要產(chǎn)品及其主要用途。(3)由于對產(chǎn)品的要求不同，工業(yè)上還可分為高溫干餾和低溫干餾。 可自愿結(jié)成幾個(gè)探究小組，通過查閱資料和集體討論，整理出煤干餾的產(chǎn)品成分、用途及煤的綜合利用的意義。最后每個(gè)小組選出一名代表交流探究結(jié)果。,答案 干餾是指在隔絕空氣的條件下，給煤加熱使其分解的過程。高溫干餾的溫度一般在1 000 ℃左右，它的主要目的是獲得冶金工業(yè)的原料——焦炭。高溫干餾的煤焦油產(chǎn)量在3%左右，其中主要是芳香族化合物，可以從中提取苯、甲苯等重要的戰(zhàn)略物資和萘、酚類、蒽等化工原料。低溫干餾是為了獲得更多的煤焦油，溫度一般控制在500～600 ℃。低溫干餾所得焦油的質(zhì)量一般是原煤的10%，可以將其分餾以獲得柴油等液體燃料。,煤的綜合利用是相對于把煤直接用作燃料所說的。煤直接用作燃料時(shí)，往往由于燃燒不充分、爐子的熱效率不高等因素造成極大的浪費(fèi)；同時(shí)煤在不加處理的情況下燃燒，往往由于其中所含的硫元素轉(zhuǎn)化為二氧化硫、不完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的大量一氧化碳和煙塵等，對環(huán)境造成污染。煤可以在高溫下與水蒸氣作用，生成一氧化碳和氫氣，而氫氣正是工業(yè)合成氮肥(氨)的基本原料；煤經(jīng)干餾可以得到煤焦油，其中含有甲苯、苯酚等，將它們分離出來，可以分別用于制取三硝基甲苯(TNT)和苦味酸(2，4，6三硝基苯酚)等烈性炸藥。煤的綜合利用的手段很多，主要有干餾(高溫干餾和低溫干餾)、氣化、地下液化等。,煤的地下液化是試圖在地下(有效地利用地下的溫度和壓力)將煤還原，使其含氫量增多，從而由固體變?yōu)轭愃朴谑秃褪蜌獾囊后w或氣體，提高其使用價(jià)值。將煤進(jìn)行干餾的結(jié)果是，得到了各種不同用途的干餾產(chǎn)品——焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等，使它們的作用得到了充分的發(fā)揮，提高了煤的價(jià)值的同時(shí)，還避免了燃燒不充分而造成的浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題。,