资源简介

教学内容：使用燃料对环境的影响
【学习目标】
1．了解一些燃料燃烧对环境有不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料．
2．了解在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料．
3．应使用和开发化石燃料以外的清洁燃料，综合利用资源和开发新能源具有重要意义．
【基础知识精讲】
※课文全解
一、燃料燃烧对空气的影响
(一)探究煤的燃烧形成的酸雨及其危害
煤的主要成分是碳，但含有较多的硫元素，燃烧时产生SO2，SO2与CO2一样，也能和水反应，生成亚硫酸(H2SO3)，亚硫酸在空气中的铁锰氧化物的催化作用下，最终转化为硫酸，另外，煤燃烧时还能产生二氧化氮气体，这也是形成酸雨的一种有害气体．
酸雨主要是由大气中二氧化硫成分增多所致，二氧化硫及其氧化物和生成的水化物随雨雪、雾降到地面就形成了酸雨．酸雨能使土壤酸化、养分淋溶、肥力降低；使地面水、地下水酸化，影响植物生长；使水中生物和鱼类大批死亡，甚至绝迹；破坏生态平衡；酸雾能附着在人们的支气管粘膜上，使呼吸道感染，危及人体健康．
(二)汽车用燃料的燃烧
目前，多数汽车使用的燃料是汽油或柴油，它们燃烧时产生的一些物质会直接排放到空气中，对空气造成污染．尾气中的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物等都是污染物．
为了减少汽车尾气对空气的污染，目前在燃料使用和汽车制造技术方面已采取了一些措施，如：(1)改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧；(2)使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；(3)使用无铅汽油，禁止含铅物质排放．同时，在管理上，加大检测尾气的力度，禁止没达到环保标准的汽车上路．
目前，一些城市的部分汽车已改用压缩天然气(CNG)或液化石油气(LPG)作燃料，以减少对空气的污染．
综合上述讨论，可知煤和石油等化石燃料燃烧造成对空气的污染，主要有以下几方面原因：
(1)燃烧中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如二氧化硫等；
(2)燃料燃烧不充分，产生一氧化碳；
(3)未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中．
二、使用和开发新的燃料和能源
(一)酒精
高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏，可得到酒精，酒精属于可再生能源．
纯净的酒精是一种无色有特殊香味的液体，化学名称为乙醇，化学式为C2H5OH．酒精燃烧的化学方程式为：C2H5OH＋3O2 2CO2＋3H2O
酒精燃烧时放出大量的热，所以它被用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料．在汽油中加入适量酒精作为汽车燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染．
(二)氢气
氢气本身无毒，极易燃烧，燃烧的化学方程式是2H2＋O2 2H2O，由于氢气的燃烧热效率高，产物是水，又没有污染，所以氢气被认为是最清洁的燃料，并且氢气还是一种可再生能源，氢气的工业制取方法有很多，但从长远的眼光来看，有两种制氢方法还是很有发展前途的，一种是以水作原料，通过热化学循环制氢，还有一种是以硫化氢作原料制氢．
氢气主要作为燃料广泛用于交通运输、热能和动力等生产中，比如液化氢用于飞机航行，比常规燃料的效率高38%，它还用于氢能汽车、氢燃料电池和氢燃烧器等．
(三)其他能源
现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求．目前，人们正在利用和开发其他新能源，如太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等，这些能源的利用，不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染．
※问题全解
1．空气污染有哪些严重的危害？怎样防治？
答：在当今世界上，大气环境问题已成为一个举世瞩目的全球性问题．酸雨、臭氧层破坏，“温室效应”等造成的环境污染和生态破坏已波及地球的各个角落，对经济的发展、社会的安定和人类生存构成了严重的威胁，人类面临着大气污染的挑战．
所谓空气污染就是受某种自然或人为因素的影响，改变了空气的平衡组成，并且超过了大气的自净能力，对人体、动植物和物体产生不良影响．其污染源主要是煤和石油的燃烧，工业生产过程中泄漏或排放出的粉尘和废气及汽车尾气等．其中对大气污染威胁较大的污染物主要有粉尘、二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、氟和氟化氢、烃类、硫化氢、氨和氯气等．
空气污染的危害主要表现在三个方面：
(1)对人体健康的危害
大气污染物一般经呼吸道进入人体，少数可通过消化道或皮肤进入人体．有些经食物或饮水间接进入人体．一般可引起感官和生理机能的不适反应，诱发慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿或肺癌等疾病．1952年在伦敦发生了伦敦烟雾事件，大气中烟尘的最高浓度达到4.46毫克/立方米，二氧化硫日平均浓度1.34ppm，由于持续时间达4.5天之久，伦敦死亡人数达4000人之多；我国北方有的城市从1949年到1979年30年间，癌症死亡率增加145%，已上升为死因的第二位，其中与大气污染有关的肺癌居第一位．
(2)对植物的危害
大气污染物浓度超过植物的承受限度，会使植物的细胞和组织器官受到伤害，生理功能和生长发育受阻，农作物产量下降，产品品质变坏；群落组织发生变化，甚至造成植物的个体死亡，种群消失．
(3)对器物的危害
空气污染加速金属的腐蚀，各种大理石等建筑材料腐蚀失去光泽，出现坑洼不平、脱落石片；橡胶加速老化，脆裂，强度下降；电线绝缘体漏电；皮革制品使用寿命缩短，2～3年内开始脆化等等．
防治的方法主要有：全面规划，工业区的建设要合理布局；控制污染源，尽量减少排放，改进工艺，回收废气，综合利用；绿化造林净化空气；采取必要的行政管理措施，加强监测、监督．
2．乙醇的性质及用途
乙醇俗称酒精，这是我们都熟悉的物质，它是无色透明，具有特殊气味的液体．乙醇易挥发，能与水以任意比率互溶，并能溶解多种有机化合物．
乙醇的成分里含有碳、氢、氧三种元素，它的化学式是C2H5OH．乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水，同时放出大量的热．因此，乙醇常用作酒精灯和内燃机中的燃料．
乙醇是一种重要的化工原料，医疗上也常用体积分数为70%～75%的乙醇作消毒剂．
把高粱、玉米等绿色植物的籽粒经过发酵再进行蒸镏，就可以得到乙醇，各种饮用酒里都含有乙醇．例如，啤酒含乙醇3%～5%，葡萄酒里含乙醇6%～20%，黄酒含乙醇8%～15%，白酒含乙醇50%～70%．
乙醇有加速人体的血液循环、兴奋神经的作用．过量饮酒会造成酒精中毒，有害健康．
【学习方法指导】
本课题是需要大家常识性了解的内容，在学习的时候，大家一定要重视实验和讨论，借此来培养善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新实践的科学精神，同时通过燃料对环境的影响的学习来树立保护环境的意识，体会化学与社会发展的关系．
【拓展训练】
一、化石燃料对环境的影响
由于化石燃料是目前世界一次能源的主要部分，其开采、燃烧、耗用等方面的数量及对环境的影响也令人关注．
对环境的影响最典型的是煤炭开采，包括开采对土地的损害、对村庄的损害和对水体的污染，据不完全统计，迄今为止平均每开采1万吨煤炭塌陷农田0.2公顷，平均每年塌陷2万公顷．开采时水污染对生态环境的影响也量大面广，平均每开采1吨原煤需排放2吨污水．有些地区，由于水体的严重污染，造成居民用水短缺．
化石燃料在利用过程中对环境的影响主要是燃烧时的各种气体与固体废物和发电时的污染．化石燃料产生的污染物对环境的影响主要有两个方面．一是全球气候变化．燃料中二氧化碳进入大气，使大气中二氧化碳的浓度增大，从而导致温室效应，改变了全球的气候，这是热污染．火电站发电所剩“余热”被排出到河流、湖泊、大气或海洋中，在多数情况下，会使水温升高．例如，这种废热水进入水域时，其温度比水域的温度平均要高出7～8度，以致明显改变水域周围的环境．
二、原子能化石燃料对环境的影响
核动力是利用铀—235(或钚—239)在中子轰击下发生裂变，同时释放出核能，将能量用来驱动发电机组，发出电来作为动力．由于核动力的燃料是核燃料(铀或钚)，相比于煤或石油具有无气污染，无漏油等问题．它的缺点是存在放射性污染，因此为了保证安全，要求由反应产生的废物应与环境隔离，不让它进入生态环境．目前国内外公认比较好的处理技术是深部地下将反应完全的放射性废物进行玻璃固化后，将其埋藏于数百米深的岩层中．
首先在深部岩层中开挖洞室，将玻璃固化体装入不锈钢容器内，然后把容器放入洞底，用湿润土材料进行密闭，阻止万一情况下发生的放射性物质向周围的扩散和转移．
三、水力发电对环境的影响
水库建造的过程与建成之后，对环境的影响主要包括以下几个方面：
自然方面：巨大的水库可能引起地表的活动，甚至有可能诱发地震．此外，还会引起水位改变．如下游水位降低或来自上游的泥沙减少等．水库建成后，由于蒸发量大，气候凉爽，炎热天气减少．
生物方面：对陆生动物而言，水库建成后，可能会造成大量的野生动植物被淹没死亡灭绝．对水生动物而言，由于上游生态环境的改变，会使鱼类受到影响，导致灭绝或种群数量减少．由于上游水域面积的扩大，使某些生物(如钉螺)的栖息地点增加，为一些地区性疾病的传播、蔓延创造了条件．
物理化学性质方面：流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质方面发生改变，深层水的密度、温度，甚至溶解氧等有所不同，深层水的水温低，而且沉积库底的有机物由于厌氧分解，水体的二氧化碳含量明显增加．
社会经济方面：修建水库可以防洪、发电，也可以改善水的供应和管理，增加农田的产量．不利之处，如受淹地区城市搬迁、农村移民安置会对社会结构、地区经济发展等产生影响，若大局计划不周，社会生产和人民生活安排不当，还会引起一系列的社会问题．另外，自然景观的淹没与破坏，更是文化和经济上的一大损失．应当事先制定保护规划和落实保护措施．

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