第七单元 燃料及其利用

第七单元 燃料及及其利用

- 1 - 第七单元 燃料及其利用

课题一 燃烧和灭火

一、燃烧(重点)

1.燃烧的概念：燃烧是指可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。

2.燃烧的发生应同时具备以下三个条件：①可燃物；②氧气(或空气)；③达到可燃物燃烧所需的最低温度(又叫着火点)。

二、灭火的原理和方法

1.灭火的原理

燃烧必须同时具备三个条件，所以只需破坏其中一个条件即可达到灭火的目的。灭火时只需选择：①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离；或②隔绝氧气(或空气)；或③使温度降低到着火点以下。

2.几种常见的灭火方法及其原理

①最常用的灭火方法是用水扑灭火灾，水的主要作用是通过蒸发吸收热量而使温度降低到可燃物的着火点以下，其次也能使可燃物与空气隔绝。②电器着火时，不能用水扑灭，应先切断电源，然后再用不导电的物质如沙土扑灭。③酒精灯洒在桌子上失火时，可用湿抹布扑灭，使其与空气隔绝。④油锅失火时，可用锅盖盖灭，使其与空气隔绝。⑤油失火时不能用水扑灭，油的密度比水小，会浮在水面上，水既不能使油与空气隔绝，也不能把温度降低到油的着火点以下。油失火时可以使用干粉灭火器，也可以用沙土盖灭，原理是隔绝空气。⑥森林、草原失火时，常围绕火场打一圈防火道，其原理是隔绝可燃物。

三、易燃物和易爆物的安全知识

1.爆炸：可燃物在有限空间内急速燃烧，就会在短时间内积聚大量的热，使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。

2.易燃与易爆：一般来说，易燃物质的是那些易燃的气体和液体，容易燃烧、自燃或遇到火可以燃烧的固体以及一些可以引起其他物质燃烧的物质。易爆物指的是那些受热或受到撞击时容易发生爆炸的物质。

3.安全知识：易燃易爆物在遇到明火、高温或撞击时，极易燃烧或发生爆炸。因此，在生产、运输、贮存和使用易燃物和易爆物时，必须严格遵守相关规定，绝对不允许违章操作。通过学习，要树立安全意识，学以致用。

典型例题

1.下列情况能发生燃烧的是( )

A.把木炭放在O2中 B.将点燃的H2放在CO2中 C.在空气中加热铜丝 D.在空气中加热红磷

答案： D

2.点燃的火柴竖直向上，火柴梗不易继续燃烧，其原因是( )

A.温度达不到火柴梗的着火点 B.火柴梗着火点较高

C.火柴梗潮湿不易继续燃烧 D.火柴梗接触氧气少

答案： A

3.海湾战争其间，科威特大批油井起火燃烧，我国救援人员在灭火工作中做出了较大的贡献。下列措施中，不能考虑用于油井灭火的是( )

A.设法降低石油的着火点 B.设法阻止石油的喷射

C.设法使火焰隔绝空气 D.设法降低油井口的温度

答案： A

4.某兴趣小组将大小相同的若干块棉布在五份不同体积分数的酒精溶液中浸透后取出点火，做了“烧不坏的棉布”的实验。其实验结果如下表：

实验序号 1 2 3

4

5

使用用酒精的体积分数 95% 65% 55% 15% 5%

实验现象 酒精烧完，棉布烧坏 酒精烧完，棉布无损 酒精烧完，棉布无损 不燃烧

(1) 你推测5中的实验现象是不燃烧；

(2)综合所学知识，分析2、3中“酒精烧完，棉布无损”的原因是：酒精溶液中含水较多，酒精燃烧引起水分蒸发带走热量，使棉布的温度达不到其着火点，故棉布不能燃烧。 第七单元 燃料及及其利用

- 2 - 课题二 燃料和热量

一、化石燃料

1、煤

(1)形成：古代植物遗体埋在地下经过长期复杂的变化而形成的。

(2)元素组成及分类：主要成分C(含少量H、N、S、O等)，是由有机物和无机物组成的复杂的混合物。

(3)煤的开发和利用：煤干馏属于化学变化。通过干馏可获得焦炭、煤焦油、合成材料、炸药等。

(4)用途：以煤为原料可以制出染料、医药用品、杀虫剂、筑路材料、合成材料、炸药等。

2、石油

(1)形成：古代海洋生物、动植物遗骸埋在地下经过长期复杂的变化形成的。

(2)元素组成及分类：主要是含C、H(含少量的S、O、N等)的混合物。

(3)石油的综合利用：将石油利用石油中各成分的沸点不同将它们分离。石油分馏可制得汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等产品，这些产品广泛应用于社会的各个领域。石油的炼制属于物理变化。

3、天然气。有石油的地方，一般都有天然气。天然气主要是由碳、氢组成的气态化合物，主要成分是甲烷。沼气、瓦斯气体的主要成分也是甲烷。甲烷(CH4)是一种无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。可燃烧生成CO2和H2O，因而天然气是化石燃料中比较清洁的能源。

4、待开发的新能源：可燃冰。

科学家在海底发现了大量可燃冰，它是一种甲烷水合物(CH4·xH2O)，是甲烷与水在低温高压下形成的，具有高能量、燃烧值大等优点，且储量很大，有可能成为替代化石燃料的新能源。

二、化学反应中的能量变化

1、化学反应在物质变化的同时都伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化。有些反应是放热的，如物质的燃烧、金属单质与稀盐酸生成氢气的反应；有些反应是吸热的。

2、人类生活对化学能的利用

(1)生活燃料的利用：如做饭、取暖等。(2)利用燃料产生的热量：如火力发电、烧制陶瓷、冶金、发射火箭等。(3)利用爆炸产生的能量：如开山炸石、危旧房屋爆破等。(4)利用食物在体内发生化学反应放出的能量，可维持体温和日常活动所需的能量等。

3、能源危机及措施

(1)地球上的化石燃料是不可再生的，并且储量有限。随着人类的发展对能源的需求量越来越大，化石能源有被消耗尽的可能。所以我们要节约能源，建立可持续发展型社会。

(2)燃料充分燃烧

①条件：燃烧时要有充足的氧气(或空气)；燃料与氧气(或空气)有足够大的接触面接。

②意义：节约能源；降低对环境的污染。

③不充分燃烧的危害：产生的热量少，浪费能源；产生大量的CO，污染环境。

典型例题

1、据新闻媒体报道，近年来一些地方频频发生煤矿井下瓦斯爆炸事故，造成重大损失，已引起政府部门的高度重视。引起煤矿井下爆炸的气体主要成分是( )

A.CO2 B.CO C.CH4 D.N2

答案： C

2、下列变化过程，属于化学变化的是( )

A.分离液化空气制氧气 B.分馏石油制汽油

C.制糖工业中用活性炭脱色制白糖 D.将煤制成煤气

答案： D

3、长沙市168路公交车是以压缩天然气(CNG)为动力燃料。CNG是将天然气多级压缩后，储存至高压容器中的燃料。下列叙述不正确的是( )

G的主要成分是CH4 G完全燃烧的主要产物是二氧化碳和水

G的主要成分是C2H5OH D.使用CNG燃料可减小空气污染

答案： C

第七单元 燃料及及其利用

- 3 - 课题三 使用燃料对环境的影响

一、燃料燃烧对空气的影响

1、煤的燃烧

(1)煤中含有少量的S、N，在燃烧时会排放出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物，这些气体溶于水，会形成酸雨。因此，应尽量减少使用原煤为燃料，煤若不充分燃烧还会产生有毒的气体一氧化氮(NO)而污染空气。

(2)防止酸雨污染的最根本途径是减少人为排放的污染物。人为排放的二氧化硫主要是由于燃烧高硫煤(煤中一般含硫的质量分数为0.3%—5%)造成的。因此，研究煤炭中硫的综合开发和利用，是防治酸雨的有效途径。

(3)现代工业大量燃烧化石燃料，使大气中的CO2不断增加，因而造成“温室效应”的加剧。

2、汽车燃料的燃烧

(1)目前，多数汽车使用的燃料是汽油、柴油，汽车尾气中的主要污染物由一氧化碳(CO)、未燃烧的碳氢化合物、氮氧化合物、含铅化合物和烟尘等。

(2)为减少汽车尾气对空气的污染，主要采取如下措施：

①改进发动机的燃烧方式，以使汽油能够充分燃烧；②使用催化净化装置，是有害气体转化为无害物质；③使用无铅汽油、禁止含铅物质排放；④加大尾气检测的力度，禁止没有达到环保指标的汽车上路；⑤城市中一些汽车改用压缩天然气(CNG)或液化石油气(LPG)作燃料，以减少对空气的污染。

备注：化石燃料燃烧造成空气污染的原因主要有以下三个方面：①燃料中的一些杂质如硫燃烧时，产生空气污染物如SO2；②燃料不充分燃烧，产生CO；③未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒排放到空气中。

二、开发和使用新的燃料及能源

1、乙醇(俗称酒精，化学式：C2H5OH)

(1)酒精的制取：高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏，即可得到乙醇(一种有机化合物)。

(2)性质：无色、有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶，并能溶解多种有机物。具有可燃性，完全燃烧时生成CO2和H2O，并放出大量的热：C2H5OH + 3O2

点燃 2 CO2 + 3 H2O。

(3)用途：作酒精灯、内燃机的燃料，它属于可再生资源，在汽油中加入适量酒精作为汽车燃料，可以节约石油资源，减少汽车尾气的污染；另外，体积分数为70%—75%的酒精溶液可做消毒剂；还可以用来制造醋酸、饮料、香精等。

(4)在我国许多城市推广乙醇汽油，在汽油中加入适量酒精作为汽车燃料，车用乙醇汽油是一种混合物，使用的好处是节约石油资源，减少汽车尾气的污染、增加农民的收入等。

2、氢气(化学式：H2)

(1)性质：无色无味、最轻的气体，本身无毒，极易燃烧，燃烧产物是水。2H2 + O2 点燃 2 H2O。

(2)未来最理想的能源——氢气：燃烧释放热量高，氢气作为能源放出的热量远远高于煤、石油、天然气等能源，1g氢气完全燃烧释放出的热量是1g汽油发热量的3倍；来源广泛，可由水分解制得，对环境无污染。

由于氢气的制取成本较高，并且贮存和运输困难，作为燃料是还不能广泛使用，有待进一步的开发。

3、能源展望

正在利用和有待开发的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。这既可以解决化石燃料面临的耗尽之危，又可减少对环境的污染。

典型例题

1、目前许多城市的公交车上写有“CNG”，CNG的使用可以降低汽车尾气的排放，较少空气污染，改善城市空气质量。下列叙述正确的是( )

G的主要成分是CH3OH G的主要成分是CH4

G的主要成分是CO D. CNG的主要成分是C2H5OH

答案： B

2、为了减缓温室效应。下列措施不可行的是( )

A.关闭城市内的所有化工厂 B.植树造林，全面绿化

C.防止二氧化碳大量排放入大气中 D.减少化石燃料的使用，发展和使用新能源

答案： A