27.1 化石燃料的重要性

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27.1 化石燃料的重要性27.1 化石燃料的重要性

化石燃料是一種既方便，又便宜的能源。

燃燒化石燃料是我們獲得能量的主要途徑。

化石燃料（尤其是石油）亦可用來製造多種有用的產品。

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27.1 化石燃料的重要性27.1 化石燃料的重要性

使用化石燃料會產生一些問題：

在不久的將來，化石燃料會被耗盡。

燃燒化石燃料會產生空氣污染物，破壞環境。

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氧氣充足時，燃料能完全燃燒，碳氫化合物會被氧化為二氧化碳和水。

27.2 燃料燃燒時的現象27.2 燃料燃燒時的現象

2C8H18(l) + 25O2(g) 16CO2(g) + 18H2O(l)2C8H18(l) + 25O2(g) 16CO2(g) + 18H2O(l)

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氧氣不足時，燃料不能完全燃燒。燃料分子內的碳不能被完全氧化，只會生成一氧化碳。

27.2 燃料燃燒時的現象27.2 燃料燃燒時的現象

2C8H18(l) + 17O2(g) 16CO(g) + 18H2O(l)2C8H18(l) + 17O2(g) 16CO(g) + 18H2O(l)

如果氧氣的供應十分不足，燃料分子內的碳可能不被氧化，因而產生黑煙。

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27.3 放熱反應和吸熱反應27.3 放熱反應和吸熱反應

放熱反應是在過程中釋出熱能的反應。吸熱反應是在過程中吸取熱能的反應。

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27.3 放熱反應和吸熱反應27.3 放熱反應和吸熱反應

圖 27.1 放熱反應會釋出熱能

圖 27.2 吸熱反應會吸取熱能

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27.4 使用家居燃料的潛在危險27.4 使用家居燃料的潛在危險

在香港，煤氣和液化石油氣是最普遍的家居燃料。

一氧化碳中毒；

火警及爆炸。

因不適當使用家居燃料造成的常見意外包括：

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一氧化碳中毒

煤氣的成分包括氫、一氧化碳、甲烷和二氧化碳等。

如遇有煤氣泄漏，一氧化碳便會彌漫在空氣中。

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圖 27.5 在大埔煤氣廠製造的煤氣的化學成分

一氧化碳中毒

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氧氣不足時，石油氣不能完全燃燒，其中一種生成物是一氧化碳。

一氧化碳是一種無色、無嗅、毒性甚高的氣體。

一氧化碳中毒

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火警及爆炸

遇有煤氣泄漏時，氫氣（來自煤氣）和氧氣（來自空氣）的混合物一經點燃或遇到火花，便會產生爆炸。

圖 27.6

很多家居火警都是由於人們不小心使用家居燃料所引致

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27.5 使用家居燃料時應採取的安全措施27.5 使用家居燃料時應採取的安全措施

以下是使用家居燃料的一般安全措施：

使用任何氣體爐具時，必須打開窗戶，以保持空氣流通。

安排註冊氣體裝置技工定期檢查和更換接駁爐具及氣體供應開關的膠喉。

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以下是使用家居燃料的一般安全措施：

不可把煮食爐具安裝在近窗或當風位置，以免爐火被弄熄，造成氣體泄漏。切勿把易燃物品放置在煮食爐具旁。

使用爐具煮食時要小心看管爐火。

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氣體燃料泄漏時應怎麼辦？

當你懷疑氣體燃料洩漏時，應立即採取下列措施：

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關閉氣體供應的總開關；

若已關掉爐具的氣體開關，但氣味仍然持續，則應採取以下的行動：

熄滅所有火種；打開所有門窗；切勿開關任何電掣或電器；



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切勿在室內致電求救（包括手提電話）；

若已關掉爐具的氣體開關，但氣味仍然持續，則應採取以下的行動：

切勿按鄰家的門鈴；使用戶外的電話致電最近的維修服務中心。



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27.6 來自汽車、工廠、焚化爐和發電廠的主要空氣污染物27.6 來自汽車、工廠、焚化爐和發電廠的主要空氣污染物

汽車、工廠、焚化爐和發電廠會燃燒化石燃料以取得所需的能量，燃燒化石燃料正是空氣污染的主要成因。

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一氧化碳

一氧化碳主要來自汽車、貨車和巴士的廢氣。

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未燃燒的碳氫化合物

未燃燒的碳氫化合物含有苯，苯是一種可致癌的物質。

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懸浮粒子

碳氫化合物燃料不能完全燃燒時，會產生主要含碳粒的黑煙。

懸浮粒子會刺激我們的呼吸系統。

這些微小的粒子長期懸浮在空氣中，稱為懸浮粒子。

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氮的氧化物在汽車引擎和發電站的鍋爐中，高溫會令空氣中的氮和氧反應，生成氮的氧化物，統稱 NOx。

N2(g) + O2(g) 2NO(g)N2(g) + O2(g) 2NO(g)一氧化氮

2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)二氧化氮

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氮的氧化物是有毒的，會刺激呼吸系統。

二氧化氮溶於雨水中，更會形成酸雨。


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2NO2(g) + H2O(l) HNO3(aq) + HNO2(aq)2NO2(g) + H2O(l) HNO3(aq) + HNO2(aq)亞硝酸硝酸


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光化學煙霧是由一連串涉及氮的氧化物和未燃燒的碳氫化合物的化學反應所形成。

光化學煙霧會降低能見度，亦會刺激眼睛和呼吸系統，以及對動植物造成損害。

氮的氧化物

圖 27.7

呈棕色的光化學煙霧

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二氧化硫

工廠和發電廠所用的燃料通常是煤或含雜質的劣質石油，這些燃料多含有硫，燃燒時會產生二氧化硫。

圖 27.8

焚化爐燃燒含硫的廢物並排出大量的二氧化碳

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二氧化硫會刺激呼吸系統及影響肺部的正常功能。

二氧化硫溶於雨水中，亦會形成酸雨。

SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq)SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq)亞硫酸

二氧化硫

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27.7 酸雨27.7 酸雨

空氣中的二氧化碳會溶於雨水中，形成碳酸，所以雨水的 pH 值多保持在 5.6 左右。

CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)

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27.7 酸雨27.7 酸雨

空氣污染物如二氧化硫和二氧化氮都會溶於雨水中，形成酸。這些物質降低雨水的 pH 值，形成酸雨。

SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq)SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq)

2NO2(g) + H2O(l) HNO3(aq) + HNO2(aq)2NO2(g) + H2O(l) HNO3(aq) + HNO2(aq)

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27.7 酸雨27.7 酸雨

酸雨的影響包括：

令河流和湖泊的酸性增加，因而傷害水中生物，甚至令牠們死亡。

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27.7 酸雨27.7 酸雨


對植物、農作物和樹林造成損害。

圖 27.9 酸雨對樹林造成損害

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27.7 酸雨27.7 酸雨


破壞和侵蝕由金屬、大理石或石灰石造成的建築物。

圖 27.10

受到酸雨侵蝕的石像

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27.8 溫室效應與全球增溫27.8 溫室效應與全球增溫

太陽的高能量射線會穿過大氣層，到達地面。地面會將部分的能量以紅外線的形式反射回大氣層。

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二氧化碳是最主要的溫室氣體。

數百年來，人類不斷燃燒大量化石燃料，令大氣中二氧化碳的濃度持續上升。

因此，溫室效應愈來愈嚴重，令地球的溫度顯著上升。

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這個問題稱為全球增溫。

圖 27.13 地球表面平均溫度的變化（ 1860 – 2000 年）

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科學家相信全球增溫將會帶來以下的問題和後果：

兩極大量的冰塊會熔化。

由於氣溫上升，地球的氣侯亦會改變。

風暴和氾濫等自然災害會導致巨大的經濟損失。

圖 27.14

地球表面的溫度上升，令兩極的冰塊熔化

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27.9 減少空氣污染的方法27.9 減少空氣污染的方法

使用無鉛汽油

政府在 1991 年引入無鉛汽油，亦已於 1999 年禁止出售含鉛汽油。

圖 27.15

香港政府在 1999 年禁止出售含鉛汽油

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在汽車排氣系統中裝置催化轉化器

催化轉化器以鉑或其他過渡金屬作為催化劑。

在催化劑的作用下，氮的氧化物會與一氧化碳反應，生成氮和二氧化碳。

2CO(g) + 2NO(g) N2(g) + 2CO2(g)2CO(g) + 2NO(g) N2(g) + 2CO2(g)催化劑

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過量的一氧化碳和未燃燒的碳氫化合物會在轉化器的入口與空氣混合，然後被氧化成二氧化碳和水。


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2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)催化劑

2C8H18(l) + 25O2(g) 16CO2(g) + 18H2O(l)2C8H18(l) + 25O2(g) 16CO2(g) + 18H2O(l)催化劑

辛烷


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圖 27.16 催化轉化器


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在發電站使用滌氣器滌氣器可將發電站廢氣中 95% 的二氧化硫

除去。

圖 27.17

滌氣器

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工業上使用靜電沉積器這個方法可除去廢氣中 99% 的微粒。

圖 27.18

靜電沉積器

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工業上使用低硫分的燃料

香港政府於 1990 年禁止使用高含硫量的燃料。

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27.10 政府在控制空氣污染方面的角色27.10 政府在控制空氣污染方面的角色

立例管制

環境保護署於 1986 年成立，其任務包括確保執行管制空氣污染的法例。

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監測及檢查

環境保護署在不同區域設立監測站，測定各區空氣污染物的濃度。

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規劃政府以垃圾轉運站取代焚化爐，解決由焚化爐

引起的空氣污染。

圖 27.20 西九龍垃圾轉運站

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27.10 政府在控制空氣污染方面的角色27.10 政府在控制空氣污染方面的角色現時的情況香港政府多年來一直致力減少空氣污染。事實

上，香港的空氣質素已逐漸得到改善。

圖 27.21 香港的懸浮粒子的總排放量（ 1990 – 2000 年）（資料來源：環境保護署）

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27.10 政府在控制空氣污染方面的角色27.10 政府在控制空氣污染方面的角色現時的情況香港政府多年來一直致力減少空氣污染。事實

上，香港的空氣質素已逐漸得到改善。

圖 27.22 香港的氮的氧化物的總排放量（ 1990 – 2000 年）（資料來源：環境保護署）

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27.1 化石燃料的重要性