第三講 煤、石油和天然氣

第三講煤、石油和天然氣一、知識(shí)點(diǎn)1、有機(jī)物是有機(jī)化合物的簡(jiǎn)稱(chēng)，通常指含碳元素的化合物。（1）碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽，雖是含碳化合物，但由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)上都跟無(wú)機(jī)化合物類(lèi)似，所以通常將它們歸到無(wú)機(jī)化合物中。（2）有機(jī)物大多含有碳、氫、氧、氮等元素,可以人工合成。（3）有些有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量較小，屬于有機(jī)小分子化合物，如乙醇、甲烷、葡萄糖等；有些有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量較大，屬于有機(jī)高分子化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)為有機(jī)高分子，如淀粉、蛋白質(zhì)等。2、有機(jī)物的特征：（1）大部分有機(jī)物的熔點(diǎn)較低,易揮發(fā),不易導(dǎo)電,不易溶于水,易燃燒等。（2）許多有機(jī)物，如酒精、汽油、苯等，都是常見(jiàn)的、很好的溶劑。二、常見(jiàn)的簡(jiǎn)單有機(jī)物1、甲烷（CH4），是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物，它是無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣小,難溶于水，是天然氣、沼氣的主要成分。甲烷是溫室氣體，吸收紅外輻射的能力約為二氧化碳的25倍。注意收集甲烷氣體的方法以及點(diǎn)燃甲烷前需要驗(yàn)純。甲烷燃燒的化學(xué)方程式：2、乙炔（C2H2）,具有可燃性,在氧氣中燃燒能產(chǎn)生3000℃以上的高溫,可用于焊接和切割金屬。3、丁烷（C4H10）,易被液化，具有可燃性，是打火機(jī)、液化石油氣的主要成分。4、乙醇（C2H5OH），即酒精，是常用的溶劑，易揮發(fā)，易燃燒。常見(jiàn)的是95%的工業(yè)酒精、食用酒精、藥用酒精。工業(yè)酒精中含有甲醇（CH3OH）,有劇毒。5、醋酸（CH3COOH）,化學(xué)名稱(chēng)為乙酸。6、甲酸（HCOOH）,即蟻酸，具有酸的性質(zhì)。7、尿素［CO（NH2）2］,是常用的氮肥。8、乙烯（C2H4）,乙烯也是氣體，乙烯分子比乙烷分子少兩個(gè)氫原子。乙烯是非常重要的化工原料，用于生產(chǎn)塑料、炸藥、溶劑、涂料等，還能催熟水果。乙烯的產(chǎn)量與生產(chǎn)技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工水平的重要指標(biāo)。二、精選練習(xí)題【典例】1．治理污染、保護(hù)環(huán)境，事關(guān)人民群眾的身體健康和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。（1）下列環(huán)境問(wèn)題與燃煤有直接關(guān)系的是（填序號(hào)）。A．酸雨B．溫室效應(yīng)C．可吸入顆粒物增加（2）煙氣脫硫是目前控制燃煤的重要途徑。如鈉堿循環(huán)法是利用亞硫酸鈉（Na2SO3）溶液脫除煙氣中的SO2，生成亞硫酸氫鈉（NaHSO3），反應(yīng)的化學(xué)方程式為，Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）大氣中CO2含量不斷升高，使全球氣候問(wèn)題日趨嚴(yán)重?？茖W(xué)家們正在努力嘗試通過(guò)多種途徑減少CO2的排放或?qū)O2轉(zhuǎn)化為有用物質(zhì)。①途徑一：利用NaOH溶液來(lái)“捕捉”CO2，并將CO2儲(chǔ)存或利用，流程如圖。下列有關(guān)該過(guò)程的敘述正確的是；（填序號(hào)）A．該過(guò)程可實(shí)現(xiàn)CO2零排放B．該過(guò)程只有2種物質(zhì)可以循環(huán)利用C．反應(yīng)分離室中分離物質(zhì)的操作是蒸發(fā)、結(jié)晶D．該過(guò)程至少發(fā)生了4個(gè)化學(xué)反應(yīng)②途徑二：將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇（CH3OH），其反應(yīng)的微觀過(guò)程如圖2所示，上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為。2．節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、低碳生活是全社會(huì)應(yīng)該倡導(dǎo)的生活方式。（1）下列物質(zhì)都可以用來(lái)作為燃料：①煤；②氫氣；③石油；④天然氣。其中，最清潔的燃料是（填序號(hào)）。（2）充分燃燒1000g天然氣和煤所產(chǎn)生的CO2和SO2氣體的質(zhì)量如圖所示，根據(jù)圖示分析，下列說(shuō)法正確的是。A．煤燃燒產(chǎn)生的氣體更易導(dǎo)致酸雨B．該天然氣中不含硫元素C．煤燃燒對(duì)環(huán)境影響較小D．煤和天然氣的燃燒都有溫室氣體產(chǎn)生（3）硫酸型酸雨的形成主要經(jīng)過(guò)以下兩步：①SO2在空氣中被粉塵催化氧化得到SO3；②SO3與水化合形成硫酸。其中反應(yīng)②的化學(xué)方程式為。（4）丙醇（化學(xué)式為C3H8O）是一種清潔燃料，它在一定量的氧氣中燃燒的化學(xué)方程式可表示為C3H8O+4O2點(diǎn)燃ˉ4H2O+2CO2+X，生成物X的化學(xué)式為。要使6.0g丙醇燃燒時(shí)不生成X，則消耗氧氣的質(zhì)量至少為

【變式訓(xùn)練】1．生產(chǎn)生活中離不開(kāi)能源。下列不屬于化石燃料的是（）A．煤 B．石油 C．乙醇 D．天然氣2．從環(huán)境保護(hù)的角度考慮，下列燃料最理想的是（）A．汽油 B．柴油 C．氫氣 D．煤油3．天然氣是家庭日常生活的常用燃料。下列說(shuō)法不正確的是（）A．天然氣是一種不可再生的化石能源 B．天然氣燃燒能放出熱量 C．天然氣完全燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量炭黑顆粒 D．發(fā)現(xiàn)家中天然氣泄漏，立即關(guān)閉閥門(mén)，開(kāi)窗通風(fēng)4．化石燃料的使用促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也帶來(lái)了一些問(wèn)題，如對(duì)環(huán)境造成不良影響，造成資源枯竭等。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．我國(guó)大力推廣脫硫煤，有助于減少酸雨 B．埋于海底的可燃冰將來(lái)可能替代化石燃料 C．使用乙醇汽油作燃料，可節(jié)約石油資源 D．使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)汽油充分燃燒可減少CO2排放5．下列有關(guān)石油的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A．屬于混合物 B．屬于化石燃料 C．只含碳元素 D．屬于不可再生能源6．下列說(shuō)法不正確的是（）A．CO2、O3、CH4、氟氯代烷都能產(chǎn)生溫室效應(yīng) B．液化氣、汽油、煤油都是石油的加工產(chǎn)品 C．超市里賣(mài)的純凈水是純凈物 D．露天焚燒垃圾會(huì)增加空氣中的PM2.57．工業(yè)用煤燃燒產(chǎn)生二氧化硫，在排放前需經(jīng)處理，如圖是兩種除硫工藝中主要物質(zhì)的轉(zhuǎn)化路徑（部分產(chǎn)物已略）．若每1000gCa（OH）2和NaOH的市場(chǎng)價(jià)格分別按0.36元、2.90元計(jì)算，下列說(shuō)法不正確的是（）A．煤是不能再生的化石燃料 B．反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)方程式為：SO2+2NaOH＝Na2SO3+H2O C．“雙堿法”中的NaOH可以循環(huán)使用，節(jié)約成本 D．處理相同的SO2，“鈉堿法”所需的原料成本更低8．當(dāng)代社會(huì)幾乎離不開(kāi)化石燃料，關(guān)于人類(lèi)使用化石燃料的“利”與“弊”，下列說(shuō)法正確的是（）A．只有“利”而無(wú)“弊”，因?yàn)槿祟?lèi)的生活和生產(chǎn)根本就離不開(kāi)化石燃料，也離不開(kāi)以化石燃料為原料生產(chǎn)的塑料、橡膠、纖維、藥物、化肥、農(nóng)藥等 B．只有“弊”而無(wú)“利”，因?yàn)榛剂系娜紵a(chǎn)生許多有害物質(zhì)，導(dǎo)致氣候變暖，酸雨、空氣中可吸入顆粒物含量急劇上升 C．“弊”大于“利”，雖然化石燃料為人類(lèi)提供了能源和物質(zhì)，但使用化石燃料帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題 D．“利”大于“弊”，雖然使用化石燃料帶來(lái)了一定的環(huán)境問(wèn)題，但化石燃料是當(dāng)今社會(huì)重要的能源和物質(zhì)資源，只要合理利用，就可以趨利避害9．能源、環(huán)保是人們?nèi)找骊P(guān)注的問(wèn)題。（1）煤、、天然氣是當(dāng)今世界最重要的不可再生化石燃料，要合理利用和開(kāi)發(fā)。（2）含硫煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生有毒氣體二氧化硫，寫(xiě)出產(chǎn)生二氧化硫的化學(xué)方程式；工業(yè)上常向含硫煤中加入適量石灰石，將二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鈣，可以大大減少燃燒產(chǎn)物中二氧化硫的量。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。10．2018年5月30日，媒體公布我國(guó)新疆準(zhǔn)噶爾盆地探明一儲(chǔ)量為10億噸的大型油田。石油是工業(yè)的“血液”，是多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?。?）石油不直接作為燃料的原因是。（2）石油在綜合利用時(shí)，可以得到多種產(chǎn)品，如石油液化氣（主要成分丁烷）、汽油等。丁烷燃燒的化學(xué)方程式為：2R+13O2點(diǎn)燃ˉ8CO2+10H2O，則丁烷（R）的化學(xué)式是（3）化石能源是有限的，用一點(diǎn)少一點(diǎn)，最終會(huì)被耗盡，這充分說(shuō)明了化石能源具有性。11．仔細(xì)閱讀下列材料，回答問(wèn)題：2017年5月18日，國(guó)土資源部宣布，在我國(guó)南海神狐灣試開(kāi)采可燃冰成功，其開(kāi)采技術(shù)處于世界前列．可燃冰除主要含有甲烷的水合物外，還含有少量二氧化碳?xì)怏w．（1）可燃冰在物質(zhì)分類(lèi)上屬于．（2）寫(xiě)出可燃冰燃燒的化學(xué)方程式（甲烷的燃燒）．（3）可燃冰與傳統(tǒng)化石燃料相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)（寫(xiě)出一條即可）．12．人類(lèi)使用的燃料大多來(lái)自化石燃料。（1）煤主要含有碳元素，將煤作為燃料，主要是利用碳元素與氧反應(yīng)所放出的。煤還含有少量的元素，燃燒產(chǎn)生的氣體溶于雨水會(huì)形成酸雨。（2）將石油加熱煉制，利用石油中各成分的不同，將它們分離，可得到的產(chǎn)品之一是。（3）天然氣的主要成分是甲烷，甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式為。13．合理利用化石燃料資源，是值得我們探索的課題，根據(jù)下列材料回答問(wèn)題。材料一：上冊(cè)教材表7﹣3是2009年我國(guó)化石能源基礎(chǔ)儲(chǔ)量和年產(chǎn)量，以下為部分?jǐn)?shù)據(jù)?；A(chǔ)儲(chǔ)量年產(chǎn)量煤3261億噸30.5億噸材料二：益陽(yáng)市家用燃料的使用，經(jīng)歷了如圖所示的過(guò)程，括號(hào)中的物質(zhì)是對(duì)應(yīng)燃料的主要成分。（1）根據(jù)材料一提供的數(shù)據(jù)，從2009年起，估算煤只可開(kāi)采106.9年，請(qǐng)你對(duì)化石燃料的使用或開(kāi)發(fā)提出一條合理的建議；（2）下列對(duì)我市燃料使用的相關(guān)說(shuō)法正確的是（填字母代號(hào)）。A．蜂窩煤燃燒時(shí)排放出SO2和NO2等污染物B．我市燃料的使用經(jīng)歷圖，說(shuō)明燃料的燃燒利用率在逐步提高C．管道天然氣主要成分比罐裝液化石油氣主要成分的含碳量更高14．家用燃料變遷過(guò)程的示意圖如圖：（1）2020年，受新冠疫情的影響，全球工業(yè)生產(chǎn)排放的溫室氣體比2019年（填“上升”或“下降”）。（2）秸稈在隔絕空氣的條件下受熱分解生成H2、CH4和CO等氣體，則秸稈中一定含有的元素有；煤炭燃燒時(shí)排放出NO2、等氣體，在空氣中會(huì)形成酸雨。（3）由液化石油氣（主要成分為C3H8）改為壓縮天然氣（主要成分為CH4）時(shí)，燃?xì)鈭?bào)警器應(yīng)安裝在灶具的（填“上方”或“下方”）；寫(xiě)出CH4完全燃燒的化學(xué)方程式：。（4）為實(shí)現(xiàn)我國(guó)“2030年前碳達(dá)峰，2060年前碳中和”的目標(biāo)，你認(rèn)為能源綜合利用的趨勢(shì)是。15．2020年12月12日，國(guó)家主席習(xí)近平在氣候雄心峰會(huì)上發(fā)表的重要講話中提到，中國(guó)將采取更加有力的政策和措施，力爭(zhēng)2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，即“碳達(dá)峰”；爭(zhēng)取在2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”（即通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式，以抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”）。我國(guó)對(duì)全世界宣布“碳中和”目標(biāo)，彰顯了大國(guó)的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。閱讀此文，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）目前，人們使用的燃料大多來(lái)自化石燃料，如煤、和天然氣；化石燃料的大量使用，使大氣中二氧化碳的含量持續(xù)上升，由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題是；（2）人類(lèi)致力于降低空氣中二氧化碳含量的研究有兩個(gè)方向：一是提倡低碳生活，減少二氧化碳排放，二是吸收二氧化碳，增加二氧化碳的消耗。請(qǐng)寫(xiě)出利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的化學(xué)方程式；（3）發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”，提倡“低碳生活”，已成為社會(huì)發(fā)展的總趨勢(shì)，下列做法有利于實(shí)現(xiàn)“碳中和”的是（填