高中鲁科版课题2 家用燃料的更新教学设计

课题2　家用燃料的更新

学习目标：1.了解固体煤燃烧时产生的有害气体及废渣对环境的影响。(重点)2.了解煤的气化以及各种煤气的化学成分和燃烧时发生的化学反应。(难点)3.了解液化石油气、天然气、沼气的主要化学成分及燃烧时发生的反应。(重点)

一、历史悠久的燃料——煤

1．煤的组成

煤

2．煤的分类

据含碳量多少

3．煤的应用

(1)以煤做家用燃料，一般是烧煤球或蜂窝煤，其主要成分有煤粉、黏土和水。

(2)煤是人们在生产中使用的主要固体燃料，目前煤在我国仍为第一能源，约占能源总消耗量的，主要用于火力发电厂、钢铁冶炼厂、煤气厂、炼焦厂等。

4．以煤为燃料产生的危害及防治

(1)产生大量的固体垃圾。

(2)产生大量的CO2、烟尘以及SO2、CO、氮氧化物等有害气体，对环境造成严重污染，燃烧含硫量高的煤，不仅容易引发呼吸系统疾病，还会形成酸雨污染环境。

(3)防治与改进：使用之前，对煤进行处理，如煤制成煤水浆或向煤中加入石灰石等方法。

5．以煤为原料制成的气体燃料

(1)煤的气化定义：通过一定的方法使固体的煤变成气体——煤气的过程。

(2)作用：将煤气化后，其热效率提高，并消除了固体垃圾和烟尘的污染。

(3)将煤气化，可以制成发生炉煤气、水煤气、干馏煤气等。

①发生炉煤气产生的反应方程式2C＋O22CO。

②水煤气产生的化学方程式C＋H2O(g)CO＋H2。

③煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。干馏煤气是煤干馏的产物之一，也叫焦炉气，其成分有H2、CH4、C2H4、CO等。

二、使用方便的燃料——液化石油气

1．成分：丙烷、丁烷，还有少量的丙烯、丁烯。

2．液化石油气主要成分燃烧的化学方程式：C3H8＋5O23CO2＋4H2O、2C4H10＋13O28CO2＋10H2O。

3．安全使用液化石油气

(1)供应足量空气，防止液化石油气燃烧不完全，发热少、冒黑烟，还会产生有毒的一氧化碳气体。

(2)不能用火烤气罐或将气罐倒置使用。

(3)不能将气罐中的残留物倒入下水道或垃圾道中。

三、洁净燃料——天然气和沼气

1．天然气

(1)主要成分是甲烷。

(2)天然气燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。

2．沼气

(1)成分：甲烷，还含有CO2及少量的H2、N2、H2S、CO、水蒸气等。

(2)用途：除了用于点灯、做饭、发电外，还可用做农用汽车和拖拉机的燃料。

(3)来源：人畜粪便、动植物遗体、工农业有机废渣和废液以及城市生活垃圾中的有机物质等。

1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)

(1)煤和碳是同一种物质。  (　　)

(2)煤的气化属于物理变化。  (　　)

(3)燃烧天然气的炉灶可以直接用来燃烧液化石油气。 (　　)

(4)为了保护环境应推广清洁能源、新型能源。 (　　)

[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√

2．下列说法中正确的是(　　)

A．煤是纯净物

B．煤燃烧时，产生大量的二氧化硫、氮氧化物和烟尘等污染物

C．煤是以单质碳为主的简单混合物

D．以煤为主要原料，可以加工成高级液化石油气

B　[煤是由多种有机物和无机物组成的复杂混合物，煤燃烧会产生大量的污染物，生产高级液化石油气的原料是石油而不是煤。]

3．城市中许多家庭使用的罐装“煤气”，实际上是液化石油气，以下有关液化石油气的叙述不正确的是(　　)

A．液化石油气是一种混合物，其主要成分是丙烷、丁烷

B．液化石油气用完后，瓶内往往会残留一些液体，其成分是水

C．液化石油气可用作燃料

D．液化石油气燃烧需大量氧气

B　[液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷，还含有少量的丙烯和丁烯，它是一种使用方便的燃料，由“C3H8＋5O23CO2＋4H2O,2C4H10＋13O28CO2＋10H2O”知，液化石油气燃烧需要大量的空气，液化石油气残留液是未挥发的烃类物质，而不是水。]

气体燃料更容易净化，并且燃烧时不会产生粉尘，因此煤转化为气体是能源清洁的重要途径之一。

[思考交流]

1．以煤为原料可以制成几种气体燃料，在组成成分上有何共同点？

[提示]　以煤为原料可以制成发生炉煤气、水煤气、干馏煤气三种气体燃料，它们中都有CO。

2．以煤为原料，获取三种气体燃料的方式有何不同？

[提示]　煤或焦炭不完全燃烧可获得发生炉煤气；炽热的煤或焦炭与水蒸气反应可获得水煤气；将煤隔绝空气加强热可得干馏煤气。

3．煤气化后的气体燃料做能源物质有何优缺点？

[提示]　将煤气化得到的气体燃料燃烧优点：①洁净无烟尘污染　②热效率高，价格低　③使用方便

缺点：①易燃易爆、容易产生事故　②易引起人体中毒

题组1　历史悠久的燃料——煤

1．下列叙述不正确的是(　　)

A．煤的气化是将固体煤在一定条件下转化为气态煤的过程

B．煤气化的本质是发生了化学变化

C．煤经气化加工可提高煤的热效率，还可以减少煤燃烧对环境的污染

D．煤气化途径有多种，所得煤气的成分也各不相同

A　[煤气化是通过一定的方法使固体煤变为煤气的过程。煤气不同于煤，故煤气化产生了新物质，是化学变化。煤的气化途径有多种，所得煤气的成分也各不相同。煤气化后变成气体，点燃时燃烧充分，减少了CO的生成，提高了热效率，也减轻了CO对环境的污染。]

2．已知煤的部分结构模型如图所示：

(1)从煤的结构模型来看，煤是工业上获得________烃的重要来源。

(2)我国大约70%的煤是直接用于燃烧的。从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的__________等气体物质，造成严重的大气污染。

(3)为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有________、________、________等。

[解析]　(1)煤结构中含有较多的苯环，隔绝空气给煤加强热可以使它分解，从而获得芳香烃。

(2)煤结构中含有S和N，所以直接燃烧煤能产生SO2和氮氧化物，污染环境。

(3)煤的干馏、气化和液化是提高煤的利用价值的常用方法。

[答案]　(1)芳香　(2)二氧化硫、氮氧化物

(3)煤的干馏　气化　液化

煤的干馏产物：

1．固态物质——焦炭。用途：冶金、制造电石。

2．液态物质

煤焦油：芳香烃(苯的同系物、萘、蒽)、酚和沥青等。粗氨水：氨和铵盐。用途：可用作氮肥。

3．气态物质——焦炉气(H2、CH4、C2H4、CO等)。

题组2　液化石油气、天然气、沼气

3．液化石油气作为燃料，已普遍进入城市家庭，它是含有下列物质的混合物，在常压下，这些物质的沸点如下表所示：

在常温下使用至无气体放出时，钢瓶中常剩余一些液态物质，这些物质最有可能是(　　)

A．乙烷、丙烷和丁烷 B．乙烷和丙烷

C．只有乙烷 D．戊烷和己烷

D　[最终剩下的是常温常压下为液态的物质，由表中数据可知，乙烷、丙烷、丁烷常温下为气体，戊烷、己烷常温下为液体，故选D项。]

4．沼气的生产是构建生态农业的一个典型范例。

(1)沼气除了可以用来点灯、做饭、发电、做农用汽车和拖拉机燃料外，池中的残渣还可以用来做________。

A．化工原料　　 B．有机肥料

C．固体燃料 D．无用废渣

(2)沼气燃烧的化学方程式为：______________________________________

______________________________________________________________。

(3)下列说法正确的是________(填序号)。

①把秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵可以产生沼气

②沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环境有重要意义

③沼气的主要成分是甲烷

④点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆炸

[解析]　(1)生产沼气的原料主要有人畜粪便、动植物遗体、有机废渣和废液等。

(2)有机物烃燃烧的通式为：CxHy＋(x＋y/4)O2xCO2＋y/2H2O，根据元素守恒：碳燃烧生成二氧化碳，氢燃烧生成水。

(3)熟悉沼气的制备、组成意义即可回答。

[答案]　(1)B

(2)CH4＋2O2CO2＋2H2O

(3)①②③④