古生物的“遗产”——化石燃料

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1、第五章燃料54古生物的 “遗产 ” 化石燃料素材一新课导入 情景导入 燃料对于人类生活和社会发展具有十分重要的作用。当今社会，最主要的能源是化石燃料，它是古生物留给现代人类的一笔巨大的珍贵遗产。 情景导入 大家可能在博物馆见过化石，比如三叶虫化石、恐龙化石。今天我们学习的化石燃料，它们的形成过程和化石一样，都是生物遗骸在特殊的气候和地质条件下，经过漫长的变化得到的。化石燃料是我们人类宝贵的财富，煤被称为黑色的“金子”，石油被称为工业的“血液”。今天就让我们来学习这宝贵的财富化石燃料。 热点导入 能源问题是21 世纪的热点问题。作为当今社会应用最广泛的能源，大家一定也略知一二，家里现在的燃料，一

2、般无非是煤、液化石油气、天然气等，而汽车、卡车的燃料则是汽油、柴油等。液化石油气、汽油、柴油都是从石油中分离出来的，煤、石油和天然气都属于古生物给我们留下的遗产，是化石燃料。化石燃料的现状和特点如何？燃烧对环境有什么影响？我们又怎样来防止、减少这些影响呢？素材二教学建言 建言 煤、石油的综合利用一方面，可以借助教材中的图示及相关视频，使学生得到感性的体验。另一方面，尽可能用一些化石燃料燃烧后造成的大气污染的图片或视频，以及酸雨对农作物、钢铁制品、石材和雕像等造成的破坏等图片或视频 (视频情景详见光盘内容 )，让学生了解煤和石油的综合利用，以及开发清洁能源的重要性。(1) 全球气候变化：燃料燃烧

3、后，使大气中的二氧化碳增多，加剧温室效应。(2) 大气污染：煤的燃烧和汽车、飞机尾气的排放含有大量的二氧化硫和二氧化氮等，会形成酸雨；燃烧不完全还会向大气排放一氧化碳、粉尘、造成大气污染。(3) 通过分析煤的干馏和石油的分馏来认识化石燃料的综合利用。将煤隔绝空气加强热称为煤的干馏或炼焦，从中可以得到多种多样的产品。如焦炭、煤焦油、焦炉煤气等。该过程有新物质生成，为化学变化。人们一般不直接用石油作燃料，而是利用它的组分沸点不同，把它加热蒸馏而分开，称为分馏。该过程没有新物质生成，为物理变化。素材四板书设计 设计 1 设计 2种 ：煤、石油和天然气形成：古生物 期复 化特点： 量有限，不可再生CO

4、2温室效 SO2、NO 2酸雨燃 境的影响CO 染空气固体 弃物 境 染化石燃料煤焦油煤：将煤隔 空气加 ，煤的焦炉煤气干 （ 焦）化学 化焦炭 合利用汽油柴油石油：利用各 分的沸点不同蒸 分离 物理 化煤油石蜡素材五 后“ 与 用” 式 1. 1 、2 式 我国南海海域 ， 含丰富的石油 源， 量大致在230 至 300 吨之 ，素有“第二个波斯湾”之称。 回答：(1) 化石燃料是当今人 得能量的主要来源，化石燃料都属于 _ (“可再生”或“不可再生” ) 源。(2) 石油又叫原油， 没有固定的沸点， 油厂根据石油中各成分沸点的不同将其分离开来，可得到汽油、煤油、柴油、石蜡、 青等。 明石油

5、属于_。A 化合物B混合物C 物D (3) 有石油的地方一般会有天然气。随着“西气 ”的全 通，将有千家万 用上天然气。天然气本身是一种无色无味的气体，但在使用 常在天然气中加入少量有特殊气味的乙硫醇。加入乙硫醇的作用是_ 。社会的 展面 峻的能源 ， 岩气是中国未来能源的“新 ”。 岩气和天然气有着相同的主要成分， 岩气中主要含有的是_ ，完全燃 的化学方程式 _ 。 答案 (1) 不可再生(2)B点燃(3) 一旦漏气，可以及 察 CH4CH4 2O2 =CO2 2H 2O 解析 化石燃料都是不可再生 源，属于混合物。天然气无色无味，泄漏 不易察 ，但加入有气味的乙硫醇，泄漏 能被及 。 岩

6、气的主要成分和天然气一 ， 明含有的主要成分是甲 。2 3 式 下列自然 源的利用 程中， 生了化学 化的是()A 海水晒盐B 风力发电C铁矿石冶炼D 太阳能取暖 解析 C海水晒盐只是将水分蒸发，没有新的物质生成，属于物理变化；风力发电是利用风力使轮子转动做功发电，没有新的物质生成，属于物理变化；铁矿石炼铁是利用还原剂与铁的化合物反应生成铁，有新物质生成， 属于化学变化； 太阳能取暖是利用阳光的照射，使温度升高，没有新的物质生成，属于物理变化。3. 5 题变式 小煜同学通过学习知道，乙醇汽油是一种新型车用燃料，于是他对汽油中添加乙醇的目的进行了如下探究。 猜想 猜想 1：可以减少汽车尾气的污染

7、；猜想 2：可以产生更多的热量，增强汽车的动力。 设计与实验 序号实验步骤实验现象结论在两个蒸发皿中各加入 10mL 冷水，控制相同燃烧条用乙醇加热耗时 118 s；用猜想 2_( 填“成件，分别用乙醇和汽油作汽油加热耗时 56 s立”或“不成立” )为燃料进行加热，记录从开始到水沸腾的时间实验停止加热后，取下用乙醇加热的蒸发皿底部只有极少量炭黑，而用汽_蒸发皿，观察蒸发皿的底油加热的蒸发皿底部有大(可仿照上格填写 )部量的炭黑 分析与讨论 (1) 实验是一个对比实验，实验过程中不一定控制的条件是_(填序号 )。A 水的初始温度必须相同B加热开始计时点必须相同C燃具产生火焰的大小必须相同D 蒸

8、发皿的大小必须相同(2) 汽车的发动机、排气管等部件易出现积炭，使用乙醇汽油后，这些部件产生的积炭量将 _。(3) 目前乙醇汽油中乙醇的添加量约为10%，可一定程度节省石油资源。 结合实验的结论分析，如果乙醇的添加量过大，会使汽车动力_(填“增强”“减弱”或“不变”)。 答案 设计与实验 不成立猜想 1 成立 分析与讨论 (1)B(2) 减少(3)减弱 解析 设计与实验 加热相同量的水，用乙醇耗时多， 用汽油耗时少，说明汽油的热值比乙醇高。用乙醇加热的蒸发皿底部只有极少量炭黑，而用汽油加热的蒸发皿底部有大量炭黑，说明汽油燃烧生成的污染物比乙醇燃烧生成的污染物多，所以汽油中添加乙醇可以减少汽车尾

9、气的污染。分析与讨论 (1)加热开始计时点可以相同，也可以不同，因为开始计时点相同或不同，都不影响实验结论。(2) 乙醇比汽油清洁，燃烧时生成的固体颗粒物少，所以使用乙醇汽油后，这些部件产生的积炭量将减少。(3) 使用乙醇汽油，可在一定程度上节省石油资源，但是结合实验 的结论分析，如果乙醇的添加量过大，会使汽车动力减弱。4. 6 题变式 每年的 4 月 22 日是世界地球日， “我们只有一个地球”已成为世界各国呼吁人们保护环境的共同口号。(1) 随着全球能源使用量的增长，煤、_、天然气等不可再生能源将日趋枯竭，这迫切要求人们开发新能源，如氢能、地热能、_(填一种 ) 等。(2) 煤燃烧时会排放

10、出二氧化硫、二氧化氮等污染物。在一定条件下，二者能发生反应：一定条件SO2 NO 2 =SO3X ，其中 X 的化学式为 _。(3) 汽车是重要的交通工具， 但其使用传统燃料时产生的尾气也是造成空气污染的主要原因之一。 汽 车 使 用 天 然 气 作 燃 料 ， 排 放 污 染 较 低 。 其 完 全 燃 烧 的 化 学 方 程 式 为_ 。很多新型汽车使用清洁能源以减少对环境的污染，请举出一例还能作为汽车使用的清洁能源：_。 答案 (1) 石油点燃太阳能(2)NO (3) CH4 2O2 =CO2 2H2O 氢能 解析 (1) 随着全球能源使用量的增长，不可再生能源将日趋枯竭，这迫切要求人们

11、开发新能源，如氢能、地热能、太阳能、风能等。一定条件(2)在反应 SO2NO2 =SO3 X 中，左边有硫、氮、氧原子的个数分别是1、1、4，右边有硫、氮、氧原子的个数分别是1、0、3，由质量守恒定律可知，X 的化学式是NO。 (3) 天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成了点燃二氧化碳和水，其反应的化学方程式为：CH4 2O2=CO2 2H2O。 很多新型汽车使用清洁能源以减少对环境的污染，例如使用氢能等。素材六教材参考答案 教材P147 观察活动 参考答案 实验5 9馏分名称馏分的沸点范围汽油30 160 煤油160 220 柴油220350 润滑油 350 燃烧现象易燃烧，火焰易燃烧，

12、火焰易燃烧，火焰易燃烧，有火明亮，无烟明亮，略有黑烟明亮，有黑烟焰和大量黑烟结论：石油馏分的沸点越高，燃烧时火焰越不明亮，且带有较多黑烟(燃烧越不完全 )。 实验 5 10 煤油完全燃烧时，火焰明亮，几乎不产生黑烟，煤油不完全燃烧时，火焰不明亮并发出红光，产生大量黑烟。出现这种现象的原因是煤油完全燃烧时生成二氧化碳和水，不完全燃烧时有炭黑生成，因而两种燃烧的现象不同。 教材 P149 习题 参考答案 1 B 解析 化石燃料是指煤、石油和天然气，水煤气不是化石燃料。2C解析 化石燃料完全燃烧才会生成二氧化碳和水，而且煤和石油中还含有其他元素，燃烧可生成二氧化硫、氮氧化物等。3A 解析 石油分馏是

13、利用各组分沸点的不同而对其加以分离的一种方法，属于物理变化；其余都是化学变化。点燃点燃点燃4 2H2 O2=2H 2OCH4 2O2 =CO2 2H 2O2COO2=2CO25浓烟中的黑色颗粒物是炭。 因为汽车以汽油为燃料， 燃料不完全燃烧会产生一氧化碳，甚至碳的颗粒，因为是黑烟，所以是碳的颗粒。6 (1) 减少化石燃料直接作能源(或开发利用新能源，合理即可)点燃(2)CH 4 2O2=CO2 2H2O(3)2.75 g( 计算过程略 )(4) 等质量的天然气和煤相比，放出的热量更多，产生的二氧化碳更少，可见利用天然气更环保，更节约能源。素材七化学与生活“可燃冰”近来， 科学家发现 : 在深海

14、底有一种外形似冰、 能够燃烧的固体， 它就是甲烷分子被水分子包围而成的物质，人们称它为“可燃冰”。我国南海和东海海底有巨大的“可燃冰”带。经过科学家们研究获知: 燃烧 1m3的“可燃冰” ，相当于燃烧164m3的天然气所释放的能量。估计全球“可燃冰”提供的总能量是煤、石油、天然气总和的23 倍 : 不过，由于“可燃冰”不易开采和运偷，所以它的利用尚待人们继续探索。素材八能力培优【培优训练题】1 （ 河 北 竞 赛 题 ） 防 止 全 球 变 暖 ， 请 低 碳 生 活 吧 ！ 下 列 建 议 不 利 于 该 主 题 的 是 （）2（A 及时关闭电脑B常骑自行车，少开私家车C自备购物袋D多用柴草

15、作燃料（全国竞赛题）关于天然气的下列叙述中不正确的是）A 天然气和沼气的主要成分都是甲烷B液化石油气灶具改为天然气作燃料，燃烧时应减小进空气量或增大进天然气量C天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸D与煤炭相比，天然气燃烧产生的废气中，SO2 等污染物较少3氯气 (Cl 2)和氧气 (O2)都是活泼的非金属单质，在一定条件下它们都能跟甲烷(CH 4)反应。已知 O2 和 CH 4 充分反应后的生成物是CO2 和 H2O，由此推断 Cl 2 和 CH4 充分反应后的生成物是（）（温馨提示：氯气(Cl 2)和氧气 (O 2)具有相似的化学性质）A CCl 4 和 HClB CCl 4 和 H 2C C

16、H 2Cl 2 和 H2D C 和 HCl4（山东竞赛题）据报道，科学家在深海发现了一种外表象冰的固态物质，这种物质的成分是甲烷水合物 (CH 4xH2O)，称为可燃冰。 通常状况下， 这种物质不稳定、 易分解、 易燃，在低温或高压下呈固态。其储量超过煤和石油的总储量，是很有前途的待开发能源。(1)请你分析可燃冰作为能源有什么优点？。(2) 科学家对在我国南海海域发现的可燃冰的组分进行研究后，测得其含碳的质量分数为 7.5，则 x 的值为。【情景创新题】5据南方日报报道，广东清远阳山在社会主义新农村建设中大手笔投入建设沼气池，近 5 年来共投入 1406.9 万元建设沼气池 4644 个，年产

17、沼气 567 万立方米，为 1.26 万农户每年节省燃料费开支 1386 万元、肥料成本 126 万元。阳山县委、 县政府把加快推进农村沼气建设作为优化农村能源结构、保护生态环境、转变农业发展方式、改善农民生活生产条件、推进社会主义新农村建设的重要举措来抓。该县因地制宜推广以沼气建设为纽带的“猪、沼、菜 (鱼、果、 稻 ) ”等生态家园模式，发展循环经济，提高沼气建设的综合效益，初步形成了“家庭养殖 沼气 菜 (稻、果、鱼 ) ”“规模养殖 沼气 蓄水池 山地果园开发 ”“规模养殖 沼气 保温 (照明 ) 果 ( 鱼、菜、稻 ) ”综合利用三大模式。根据以上信息和我们掌握的知识回答下列问题：（

18、 1） “猪、沼、菜 (鱼、果、稻 ) ”是综合利用猪的粪便发酵的产物，猪粪便发酵产生沼气的过程属于_（选填 “物理 ”或 “化学 ”）变化。（ 2）阳山县使用沼气对建设社会主义新农村有非常积极的意义，燃烧沼气用于煮饭、照明是将化学能分别转化为能和能；沼气的的主要成分是甲烷，其在氧气中完全燃烧的化学方程式为。（ 3）下列叙述正确的是（填序号）。用灯火是试验检验人是否可入沼气池中清洗沼气池沼气是一种可再生能源沼气泄漏，遇明火可能会发生爆炸沼渣属于化学肥料（ 4）写出 “猪 -沼 菜 (鱼、果、稻 )”发展模式的一点积极意义。参考答案1D【解析】柴草燃料生成二氧化碳，多用柴草作燃料加大二氧化碳的排放量，不属于低碳生活。2C【解析】天然气是可燃性气体，可燃性气体与空气混合达到爆炸极限，遇到明火极易发生爆炸。3A【解析】甲烷和氧气反应是甲烷中的两种元素均结合氧，则类似的甲烷和氯气反应是甲烷中的两种元素均结合氯。4 (1) 储量大、对环境友好、低温下为固态好运输，用时易液化(2) 85（ 1）化学（ 2）热点燃+ 2H 2O （ 3） BC光（或电）CH4 + 2O2 =CO2（4）保护农村环境（节约资源或保护生态环境或转变农业发展方式或改善农民生活生产条件 等合理答案）【解析】 沼气的主要成分是甲烷，它具有可燃性，与空气混合遇到明火容易发生爆炸；沼渣属于农家肥料。