课题2　家用燃料的更新
学习目标
1.了解煤的种类、化学成分以及煤的燃烧对环境的污染。
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。
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。
   
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课题2
　家
用燃料的更新
课前自主学案
课前自主学案
一、历史悠久的燃料——煤
1．煤的组成：煤是由______________和_______组成的复杂的混合物，主要含有___元素，此外还含有少量的硫、磷、氢、氮、氧、硅、铝、钙、铁等元素。
有机化合物
无机物
碳
2．煤的分类
无烟煤
4．煤的危害及防治
(1)产生大量的_____垃圾。
(2)产生大量的CO2、烟尘以及_____、____、___________等有害气体，对环境造成严重污染，不仅容易引发呼吸系统疾病，还会形成_____污染环境。
(3)防治与改进：使用之前，对煤进行处理，如将煤制成_______，或向煤中加入_______等方法。
固体
SO2
CO
氮氧化物
酸雨
煤水浆
石灰石
二、以煤为原料制成的气体燃料
1．煤的气化
(1)定义：通过一定的方法使固体的煤变成气体——________的过程。
(2)作用：将煤气化后，其_______提高，并消除了固体垃圾和_____的污染。
煤气化
热效率
烟尘
思考感悟
1．在使用之前，对煤进行处理如将煤制成煤水浆，可以有效地减少有害气体的产生，你还能想出其他的处理方法吗？
【提示】　(1)可将煤干馏制得焦炉气、煤焦油、焦炭等。
(2)可将煤气化制得可燃性气体——煤气。
(3)可将煤液化制得可燃性液体如甲醇、乙醇、液态烃等。
2．气化途径
CO
N2
CO
H2
合成氨
隔绝空气
H2、CH4、C2H4、
CO
思考感悟
2.煤的干馏原理及产物是什么？产物有何作用？
【提示】　(1)原理：将煤隔绝空气加强热使其分解。
煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程。
(2)煤的干馏产物
①固态物质——焦炭。用途：冶金工业、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。
氨水：氨和铵盐。用途：可做氮肥。
③气态物质——焦炉气(H2、CH4、C2H4、CO)。用途：做化工原料和燃料等。
三、使用方便的燃料——液化石油气
1．成分
液化石油气的主要成分是_____和____，还含有少量的丙烯和丁烯。
2．保存
通过加压使其变为液体贮存在钢瓶中，运输和使用都很方便。
3．燃烧的主要化学反应
丙烷
丁烷
4．安全使用
(1)液化石油气燃烧需要大量空气，空气供应不足，会造成燃烧不完全，发热量少，冒黑烟，还产生有毒的_____气体。
CO
(2)气温较低或气量较少时，不能用火烧烤气罐底部或将气罐倒置过来使用。
(3)不能将气罐中的残留物倒入下水道或垃圾道中，否则会发生危险。

四、洁净燃料——天然气和沼气
含氢量
CO2
发热值
发酵
1．下列说法中正确的是(　　)
A．煤是各种芳香烃组成的混合物
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
解析：选B。煤是由多种有机化合物和无机物组成的复杂混合物，燃烧时可产生大量污染物。液化石油气的原料是石油。
3．沼气的生产是构建生态农业的一个典型范例，其产物沼气除了可以用来点火、做饭、发电及做汽车、拖拉机的燃料外，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
解析：选B。将人畜粪便、农作物秸秆等有机废料投进沼气池中可以产生沼气，沼气池中的残渣经过发酵沤制，可以成为很好的有机肥料。
课堂互动讲练
             (1)家用液化石油气的主要成分之一是丙烷，若一瓶液化气瓶中装有15 kg液化气且全部是丙烷，试写出其完全燃料时的化学方程式，并计算完全燃料所需要的空气体积(标准状况下)。
(2)已知有如下反应：
①根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气(主要成分为CO、H2和少量烃类)和天然气(主要成分为CH4)，消耗空气体积较大的是________，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改造方法是进风口________(填“增大”或“减小”)，如不作改进可能产生的不良结果是__________________________________。
②管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见表：
试解释严寒的冬季有时管道煤气火焰很小。并且呈断续状态的原因：________________________________________________________________________。
(3)在首尔兰芝岛上的足球场下面填埋着首尔人15年的垃圾，垃圾产生的沼气为足球场提供部分能源。
①沼气燃烧的化学方程式为：
________________________________________________________________________。
②下列说法正确的是(填序号)________。
a．把秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵可以产生沼气
b．沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环境有重要意义
c．沼气的主要成分是甲烷
d．点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆炸
变式训练　　煤的气化所得气体可用于城市家用燃气。下列选项中的气体均属于家用燃气有效成分的是(　　)
A．CO、H2、N2　　　B．CO、CH4、H2
C．CO、CH4、CO2      D．CH4、H2、O2
解析：选B。本题考查家用燃气的主要组成。目前家用燃气主要有液化石油气(主要成分为丙烷、丁烷)、水煤气(主要成分为CO、H2)、天然气(主要成分为CH4)、沼气(主要成分为CH4)。由于CO、H2为水煤气的主要成分，CH4为天然气、沼气的主要成分，而N2、CO2、O2不属于燃气，故均属于家用燃气有效成分的是B项。
探究整合应用
D．通过煤的干馏可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品
E．煤是一种可再生能源
(2)城市里使用的家用燃料，现在大多为煤气和液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，它由煤炭与水蒸气反应制得，故又称水煤气。
①写出制取水煤气的主要反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”，请列举将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比的优点________________________________________________________________________。
③水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：a.甲醇　b．甲醛　c．甲酸　d．乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。
④在443 K～473 K温度下，若用钴作催化剂可以反应生成碳原子数为5～8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。
a．写出用CnH2n＋2表示人工合成汽油的化学方程式。
b．若向密闭的合成塔内加入恰好完全反应的CO和H2，当完全反应后，合成塔内温度不变，塔内压强降低到原来的2/5，此时有无汽油生成？