【本讲教育信息】

一、教学内容

化石燃料及其应用

二、考点清单

1. 化石燃料（煤、石油、天然气）是人类社会不可再生的重要自然资源。

2. 化石燃料燃烧对环境的影响。

3. 选择燃料时应考虑的因素，初步学会选择合适的燃料。

4. 化石燃料的综合利用，认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。

三、重点：化石燃料的综合利用

四、全面突破

知识点1：化石燃料的燃烧

1、近年我国能源消耗构成示意图

2、三大化石燃料

①煤：“工业的粮食”，是人类历史上最古老的化石燃料。主要含碳元素，含少量的氮、氢、硫、氧等元素。

②石油：“工业的血液”。主要含碳、氢元素及少量的氮、硫、氧等元素。

③天然气：地下自然形成的可燃性气体，主要成分是甲烷（CH₄）

“西气东输”工程——我国天然气资源有60%分布在中西部地区，如新疆、四川天然气储量很大，该工程将天然气从新疆塔里木输送到上海西郊，输气管道横跨9个省、市、自治区。

3、煤的形成

4、石油的形成

各种有机物如动物、植物，特别是低等的动植物，像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、三角洲、湖泊等地，经过许多物理化学作用，最后逐渐形成石油。

5、各种常见燃料的来源

燃料	煤	石油	天然气	煤气	液化气	汽油	柴油	柴草	酒精
来源	自然资源（一级能源）			为煤加工生成	由石油炼制而成			植物的茎、叶等	粮食

【典型例题】

例1、作为能源的化石燃料中，常用的气体燃料是，液体燃料是，固体燃料是，能源危机迫使科学家千方百计地寻求新能源，试列举三种新能源

。

分析与答案：常用的化石燃料中天然气以气体形式存在，煤以固体形式存在，石油以液体形式存在。由于三大化石燃料是不可再生能源，能源问题已成为社会普遍关注的热点，大力推广开发太阳能、氢能、核能、风能、潮汐能、地热能、生物能等新能源。

例2、空气、水、天然气、石油和煤等自然资源对人类的生存，日常生活和工农业生产都有着极其广泛和重要的用途。将与下列用途对应的物质的名称填在空白处：

（1）可用作生活燃料，并能通过管道长途输送的是；

（2）直接供人和动植物呼吸的是；

（3）可用于生产城市居民生活用的管道煤气的是；

（4）是重要的化工原料并被称为“工业的血液”的是；

（5）可用于获取充制霓虹灯的气体是。

分析：煤、空气、水、天然气、石油都属于自然资源，其中煤、石油、天然气等称为化石燃料。人们常把煤称为“工业的粮食”，把石油称为“工业的血液”，空气不仅直接供给呼吸，而且从空气中可获取稀有气体，用于充制霓虹灯，管道煤气的主要成分是一氧化碳和水。其生产原料是煤和水，制取煤气的化学方程式为。

答案：（1）天然气；（2）空气；（3）煤和水；（4）石油；（5）空气。

知识点2：化石燃料的综合利用。

1、选择燃料应考虑的因素

不同的燃料成分不同、性质不同、燃料产生的效果也不相同，根据燃料的性质，选择合适的燃料。

考虑因素：价格、点燃的难易、是否产生污染物、使用的安全性以及运输和贮存等方面综合考虑。

2、煤的综合利用。

煤——干馏——焦炭、煤焦油、焦炉（煤）气

①煤的气化：煤和水在高温条件下发生反应，转化为水煤气，主要产品有CO、H₂。

②、煤的焦化：也称煤的干馏，是在隔绝空气的条件下加强热，使组成煤的物质发生分解反应。主要产品及用途：

焦炭：金属冶炼，电极材料（占70%—80%）

煤焦油：重要的化工原料（占2%—5%）

焦炉气：含CO，CO₂，H₂等，既可作燃料又是重要的化工原料（占10%—20%）

3、石油的综合利用。

石油——蒸馏——汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青

4、能源短缺的解决办法。

①节约使用煤、石油、天然气等化石燃料；

②提高燃料的利用率：改进燃料燃烧设备和技术，使燃料充分燃烧；对燃料进行深加工后综合利用；

③积极研究开发新能源。

如：太阳能、氢能、核能、风能、潮汐能、地热能、生物能等。

【典型例题】

例3、实验证明，在同温同压下，相同体积的任何气体中含有的分子数相同。根据此结论回答下列问题（以下气体均处于同温同压下）。

（1）将同体积的一氧化碳（煤气的主要成分）和甲烷（天然气的主要成分）混合，所得混合气体中，碳、氢、氧元素的原子个数比为，碳、氢、氧元素的质量比为（化成最简整数比）。

分析：第（1）题可以根据“在同温同压下，相同体积的任何气体中含有的分子数相同”的信息，结合已学过的化学式的含义，进行分析。根据题给信息，所得的混合气体中一氧化碳和甲烷的分子个数比为1：1，因此可以用一个一氧化碳分子和一个甲烷分子中的C、H、O原子个数进行计算，并据此计算C、H、O元素的质量比：（1+1）×12：（4×1）：（1×16）=6：1：4。

（2）分别写出一氧化碳、甲烷燃烧的化学方程式：，。

（3）燃气灶是由灶体、进气管（进一氧化碳或甲烷）、进风管（进空气）、开关等部件组成的。我国西部大开发的天然气东输，可改善东部居民的生活用气状况，使用煤气的用户在改用天然气时，需对燃气灶加以改造，改造后的燃气灶与原来的相比，进风管的主要区别是，你的理由是。

分析：第（3）题要求能够综合运用题目信息分析实际问题。根据两个化学方程式可知：恰好完全反应时，CH₄与O₂气体体积比（等于分子个数比）为1：2，CO与O₂的气体体积比为2：1，相同体积的CO、CH₄分别完全燃烧时，CO的耗氧量较CH₄少。

（4）面对石油、煤资源日趋减少的情况，人们正在积极开发新能源，你认为二十一世纪来源广泛、燃烧放热多、无污染的燃料的最佳制取方法是。

分析：第（4）题，要结合学过的有关物质的知识，综合考虑“来源广泛、燃烧放热多、无污染”和“最佳制取方法”等信息来解答。

答案：（1）2：4：1 6：1：4。

（2）

（3）改造后的燃气灶进风管的直径应比原来的大，根据CO、CH₄燃烧的化学方程式可知：2体积CO完全燃烧时，需1体积O₂；1体积CH₄完全燃烧时，需2体积O₂，（或相同体积的CH₄、CO分别完全燃烧时，CH₄需要O₂的体积大）。

（4）。

知识点3、化石燃料燃烧与环境污染

1、化石燃料燃烧对环境的污染有：温室效应、热污染、大气污染

2、环境污染的产生原因及防治措施。

污染类型	产生原因	防治措施
温室效应	燃料中的碳燃烧后转化为CO₂进入大气，使大气中CO₂浓度增大。	减少化石燃料的燃烧，大量植树造林，禁止乱砍滥伐，开发新能源，如太阳能、氢能等。
大气污染	燃料中的杂质如硫等燃烧，产生SO₂等，燃料燃烧不充分产生CO；煤炭燃烧排放大量的烟尘	对煤进行脱硫处理，发展洁净煤技术，减少污染物排放，使燃料充分燃烧，将固体煤处理变为气体燃料。

【典型例题】

例4、能减少酸雨产生的有效措施是（）

A. 把工厂烟囱造高 B. 燃料脱硫

C. 在已酸化的土壤中加石灰 D. 植树造林

答案：B

例5、我国已在一些城市推广车用乙醇汽油的使用。下列有关乙醇汽油的叙述错误的是（）

A. 乙醇汽油是一种新型的化合物

B. 用高粱玉米为原料制取乙醇

C. 使用乙醇汽油可以促进农业生产

D. 汽车使用乙醇汽油能减少有害气体的排放

答案：A

例6、某气体中可能含有H₂、CO、CH₄，为判断其组成，进行如下实验：点燃这种气体，在其火焰上方罩一干燥而冷的小烧杯，杯壁有水珠生成，将烧杯迅速倒过来注入少量澄清石灰水并振荡，石灰水变浑浊，若该气体是由一种或几种物质组成的，则该气体的可能性组成有__________________________。

分析：由实验现象可知，燃烧产物有CO₂和H₂O，原气体中一定有C、H元素。

答案：（1）CH₄ （2）H₂、CO （3）H₂、CH₄ （4）CO、CH₄ （5）H₂、CO、CH₄

例7、近年来，某市政府率先在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油作燃料的改革，取得了显著的进展，走在街头你会发现不少公交车和出租车上印有“CNG”的标志，这一标志代表它们是以压缩天然气作为燃料的汽车。

（1）该市政府推行这一改革的主要目的是；

（2）天然气的主要成分是；

（3）天然气的主要成分若出现在煤矿的矿井里，并达到一定的浓度，遇明火就会发生爆炸，这就是人们常说的瓦斯爆炸，瓦斯爆炸严重危害井下矿工的生命安全，为了防止瓦斯爆炸必须采取，等安全措施。

分析：作为汽车燃料的汽油燃烧产生大量的一氧化碳及氮的氧化物和烟尘，污染空气，而天然气的主要成分是CH₄，它是清洁能源，具有可燃性，煤矿中CH₄的含量若达到爆炸极限，遇明火即发生爆炸。防止措施应从减少或降低甲烷的浓度，严禁明火等方面考虑。

答案：（1）减少空气污染；

（2）CH₄

（3）通风严禁烟火

例8、煤是重要的化工原料，用煤作燃料不仅是极大的浪费，而且固体煤中所含的硫元素在燃烧时会生成二氧化硫气体，造成环境污染，东北某城市冬季取暖期约150天，每天消耗含硫1%的煤200吨，该城市一冬天向空气中排放二氧化硫气体，从保护环境的角度考虑，请你提出一条合理的建议。

分析：本题的计算可以以燃烧后硫元素的质量不变为依据，150天消耗的煤中硫元素的质量也就是排放到空气中的二氧化硫气体中硫元素的质量，然后依据化学式计算得出二氧化硫的质量，合理化建议从不产生污染和消除污染性物质两方面考虑，合理即可。

答案：600吨，煤经过除硫处理后再燃烧；使用新能源，煤燃烧后的气体经处理后再排放等。

五、本讲小结

三大化石燃料（煤、石油、天然气）的燃烧。

化石燃料的综合利用

化石燃料燃烧对环境的影响。

六、应考锦囊

对本讲知识重点考查三大化石燃料，选择燃料应考虑的因素，化石燃料的综合利用以及解决能源危机，预防环境污染的方法等。考试中的常见题型为选择题、填空题、简答题等。

七、超前思维（大自然中的二氧化碳）

1、已知碳酸氢钙［Ca（HCO₃）₂］易溶于水，受热易分解。王强同学在实验室中加热固体碳酸氢钙并检验部分生成物，请回答下列问题：

写出碳酸氢钙分解反应的化学方程式。。

用到的主要仪器是：。

如何用实验方法证明分解产物中有二氧化碳？。

如何用实验方法证明分解产物中有碳酸钙？。

2、下图实验的现象是：；

结论：，，。

【模拟试题】（答题时间：45分钟）

1、下列各物质，不属于自然界中的化石燃料的是（）

A、煤； B、石油； C、酒精； D、天然气。

2、下列物质为化合物的是（）

A、酒精； B、洁净的空气； C、石油； D、海水。

3、下列变化属于化学变化的是（）

A、石油分离； B、煤燃烧； C、酒精挥发； D、分离液态空气。

4、煤、石油在地球上的蕴藏量是有限的，以下做法错误的是（）

A、用电解水的方法制得氢气作能源；

B、大量砍伐树木作燃料；

C、用高粱、玉米酿制酒精作燃料；

D、开发太阳能、核能等新能源。

5、乙醇汽油就是在汽油中加入适量的乙醇混合而成的一种燃料。关于乙醇汽油的下列说法错误的是（）

A、乙醇汽油是一种新型化合物；

B、汽车使用乙醇汽油能减少有害气体的排放；

C、用石油可以制得汽油；

D、用玉米、高粱等发酵可制得乙醇。

6、厄尔尼诺现象产生的原因是因为大气中的二氧化碳剧增，为减缓此现象，最理想的燃料是（）

A、优质煤； B、天然气； C、汽油； D、氢气。

7、下列物质排放到空气中不会造成空气污染的是（）

A、煤燃烧产生的烟； B、汽车排气形成的烟雾；

C、氢气在空气中燃烧的产物； D、石油化工厂放出的废气。

8、既要节约已有能源，又要开发新能源，新能源是指（）

① 核能 ② 太阳能 ③ 风能 ④ 电能 ⑤ 水能 ⑥ 潮汐能 ⑦ 地热能

A、①②③④ B、①②③④⑤⑦

C、②③④⑤⑦ D、①②③⑤⑥⑦

9、自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源，如氢气属高效、无污染的二级能源.下列叙述正确的是（）

A、天然气属一级能源； B、一氧化碳属二级能源；

C、家用电器使用的电能属一级能源； D、风能属二级能源。

10、1995年12月8日，在克拉玛依特大火灾中有288名小学生葬身火海，该灾难震惊全国，为此，专家呼吁：每个人都应懂得防火知识，学会如何逃生，当高楼下层起火，火势凶猛无法扑灭时，下列逃生措施中正确的是（）

① 沿楼梯迅速下楼 ② 用湿毛巾捂住口鼻 ③ 匍匐前进寻找安全出口

④ 封闭房门 ⑤ 迅速转移到阳台呼救 ⑥ 跳楼

A、①②③④ B、②③④⑤ C、③④⑤⑥ D、①②④⑤

11、到2005年，“西气东输”工程将为上海送来30亿立方米天然气。天然气的主要成分是_________（填化学式），它是一种清洁能源。写出该气体在空气中燃烧的化学方程式：____________。城市煤气中通常含有CO气体，写出CO燃烧的化学方程式：。煤气与天然气相比，从安全角度看，煤气的主要缺点是；从环境角度考虑，煤气、天然气和氢气，首选的燃料是。

12、把煤隔绝空气加强热，就可以使煤分解，生成的固体A是，生成的液体B是，生成的气体C是。A可用作，B是重要的，C则是重要的。这样，煤便得到了综合利用。

13、化石燃料主要包括、、。煤的主要成分中含有元素，另外还含有少量元素，在燃烧过程中会产生、，此二者释放到大气中会造成环境污染。

14、今年我市决定开工建设红庙岭垃圾焚烧发电厂，以改善目前填埋方式处理垃圾对环境产生的不良影响。其建成后既能利用垃圾，又能利用前期填埋垃圾产生的沼气，作为焚烧的原料。

（1）你认为这样做的好处是。（至少答两点）。

（2）前期填埋的垃圾中易腐败的有机物在一定条件下被细菌分解为沼气，沼气的主要成分是（填名称）。写出沼气燃烧的化学方程式：。

*15、大多数汽车使用的燃料是汽油或柴油，它们燃烧时会产生一些有害物质排放到空气中，造成空气污染。

（1）请写出汽车尾气中两种主要的污染物。

（2）请你提出可减少汽车尾气污染的两项措施。

*16、曾经有两则新闻引起安徽省人民的广泛关注： ① 2003年5月13日，安徽淮北芦岭煤矿发生特大瓦斯爆炸（瓦斯的主要成分是甲烷），造成重大伤亡。 ② 2003年5月26日，中央电视台《新闻联播》报道，“西气东输”工程进展迅速，明年，安徽等省市将用到质优价廉的天然气。

（1）请用化学知识分析瓦斯爆炸的原因；

（2）写出天然气燃烧的化学方程式。上面两个例子说明，化学物质可以造福人类，但有时也会给人类带来危害。请你再举出生活中的一种物质来说明这个问题。

【试题答案】

1、C； 2、A； 3、B； 4、AB； 5、A； 6、D； 7、C； 8、D； 9、AB； 10、B。

11、，，，

容易造成煤气中毒，氢气。

12、焦炭煤焦油焦炉气金属冶炼化工原料气体燃料

13、煤石油天然气碳硫、氮二氧化硫二氧化氮

14、（1）变废为宝、提供能源、改善环境、解决垃圾处理问题、节约土地（任意两条即可）

（2）甲烷，

15、分析：汽油和柴油都是石油分离后的产物，其中主要含碳、氢两种元素，因此汽车尾气中所含的污染空气的气体主要有一氧化碳、二氧化氮、含铅化合物等，而减少汽车尾气污染空气的措施，可以使汽油或柴油充分燃烧，使用无铅汽油，处理汽车尾气等方面考虑。

答案：（1）CO，SO₂，NO，含铅化合物（任选两种）；

（2）①改变发动机结构，使汽油或柴油完全燃烧； ②使用无铅汽油； ③汽车尾气经处理后再排放。（从以上三条中任选两条，其余答案合理也可）

16、分析：天然气的主要成分是甲烷，具有可燃性，当其混有空气并达到爆炸极限，遇明火就会发生爆炸，给人民的生命和财产造成灾害。可见其既有有利的一面，也有有害的一面。

答案：（1）甲烷在空气中的含量达到爆炸极限并遇明火就会发生爆炸

（2），

塑料袋，有利的方面是帮助人们盛放物品，不利的方面是会造成环境污染。