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1、AgAlAuCuFeMgCoMn15 四月 2023 是人类运用的主要能源,也是人类运用的主要能源,也是三种重要的化石燃料是三种重要的化石燃料.优点优点:供应能量大、运用便利供应能量大、运用便利解决方法:提高燃料运用率达到节约的目的开解决方法:提高燃料运用率达到节约的目的开解决方法:提高燃料运用率达到节约的目的开解决方法:提高燃料运用率达到节约的目的开发新能源发新能源发新能源发新能源 缺点:污染环境缺点:污染环境 解决方法:利用新技术,尽量减低对环境的污染解决方法:利用新技术,尽量减低对环境的污染解决方法:利用新技术,尽量减低对环境的污染解决方法:利用新技术,尽量减低对环境的污染主动开发干净的
2、新能源主动开发干净的新能源主动开发干净的新能源主动开发干净的新能源缺点:不行再生缺点:不行再生 煤、石油和自然气煤、石油和自然气一、煤的综合利用一、煤的综合利用1、煤的组成、煤的组成 组成元素组成元素:主要是碳元素;(还有少主要是碳元素;(还有少量的量的H、O、N、P、S、卤素以及无、卤素以及无机矿物质机矿物质(Si、Al、Ca、Fe等等)组成成分:是由多种有机物、无机组成成分:是由多种有机物、无机物组成的困难混合物。物组成的困难混合物。无烟煤无烟煤(8595).烟煤烟煤(7085)褐褐 煤煤(5070).泥煤泥煤(约约50)煤的种类:煤的种类:煤的结构模型煤的结构模型无机物无机物(少量少量)
3、有机物有机物C 元素元素-大量大量H、O、N、S等元素等元素 -少量少量无机盐等无机盐等 污污染染环环境境COx、NOx、SO2烟尘烟尘煤煤的的组组成成煤煤的的综综合合利利用用煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化获得干净的燃料和获得干净的燃料和多种化工原料多种化工原料物尽其用,爱护环物尽其用,爱护环境境n n煤干脆作燃料煤干脆作燃料利用率低并污染环境利用率低并污染环境煤的干馏试验装置图煤的干馏试验装置图试验装置试验装置1试验装置试验装置22 2、煤的干馏、煤的干馏原理:原理:把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和
4、用途阅读教材阅读教材 P95 P95 表表4-24-2主要化学反应:主要化学反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温高温煤的气化煤的气化:低热值气:低热值气:CO、H2中热值气:中热值气:CO、H2、CH4高热值气:高热值气:CH4CO+3H2CH4+H2O催化剂(作为燃料气)(作为燃料气)(煤气、合成氨、甲醇)(煤气、合成氨、甲醇)(合成自然气)(合成自然气)3.煤的气化:煤的气化:将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。作用作用-使煤变成清洁能源,提高煤的燃烧效率使煤变成清洁能源,提高煤的燃烧效率将煤转化液体燃料的过程。将煤转化液体
5、燃料的过程。分为干脆液化和间接液化。分为干脆液化和间接液化。4.煤的液化:煤的液化:C(s)+HC(s)+H2 2O CO(g)+HO CO(g)+H2 2(g)(g)高温 CO+2HCO+2H2 2 CH CH3 3OHOH(甲醇)(甲醇)一定条件如:如:干脆液化:使煤与氢气作用生成液体干脆液化:使煤与氢气作用生成液体燃料燃料 间接液化:间接液化:先把煤气化成一氧化碳和氢气,然后先把煤气化成一氧化碳和氢气,然后再经过催化合成,得到液体燃料。再经过催化合成,得到液体燃料。(如:甲醇等)(如:甲醇等)二、石油的综合利用二、石油的综合利用 是一种暗绿色或暗褐色的粘稠的油状液体,不溶于水,是一种暗绿
6、色或暗褐色的粘稠的油状液体,不溶于水,有特殊气味,密度小于水,没有确定的熔点和沸点。有特殊气味,密度小于水,没有确定的熔点和沸点。二、石油的综合利用二、石油的综合利用1、石油的组成元素、石油的组成元素:主要是碳、氢元素主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。(还有水分、盐分等杂质)物。(还有水分、盐分等杂质)石油的主要成分:石油的主要成分:2、石油的炼制、石油的炼制(除水脱盐后除水脱盐后)(1)石油的分馏:)石油的分馏:利用原油中各组分的沸点不同将困难的混合物利用原油中各组分的沸点不同将困难的混合物分别成简洁混合物的过程。分别成简洁混合物
7、的过程。石油石油蒸馏蒸馏蒸蒸馏馏烧烧瓶瓶冷冷凝凝管管牛牛角角管管(尾尾接接管管)锥锥形形瓶瓶 温度计温度计酒酒精精灯灯铁架台铁架台冷凝水出口冷凝水出口冷凝水进口冷凝水进口注注意意事事项项1.蒸馏烧瓶中液体体积不得超过容积的蒸馏烧瓶中液体体积不得超过容积的2/32.少量瓷片,以防止液体在沸腾时猛烈跳动少量瓷片,以防止液体在沸腾时猛烈跳动(暴沸暴沸)3.温度计的水银球与蒸馏烧瓶的支管口处温度计的水银球与蒸馏烧瓶的支管口处4.冷凝水要从低处向高处逆流,却不行颠倒冷凝水要从低处向高处逆流,却不行颠倒石石油油的的炼炼制制(常压分馏)(常压分馏)原油原油分馏塔分馏塔石油气石油气(含含C4以下烃以下烃)汽油
8、汽油(含含C5C11的烃的烃)煤油煤油(含含C11C16的烃的烃)柴油柴油(含含C15C18的烃的烃)重油重油(含含C20以上的烃以上的烃)重油重油润滑油润滑油(含含C15C20的烃的烃)凡士林凡士林 液态烃和固态烃的混合物;液态烃和固态烃的混合物;石石蜡蜡(含含C20C30的烃的烃)沥沥青青(含含C30C40的烃的烃)留意:外压越小,物质的沸点越低,降低分馏塔里留意:外压越小,物质的沸点越低,降低分馏塔里的压强,使重油在低温下能充分分馏,防止重油在的压强,使重油在低温下能充分分馏,防止重油在高温下炭化结焦。高温下炭化结焦。(减压分馏)(减压分馏)()石油的催化裂化()石油的催化裂化在催化剂作
9、用下,将含碳原子较多、沸点在催化剂作用下,将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。汽油等。C16H34 C8H18+C8H16催化剂催化剂加热、加压加热、加压催化剂催化剂加热、加压加热、加压 C8H18C4H10+C4H8 提高轻质液体燃料的产量。提高轻质液体燃料的产量。故裂化汽油中含有故裂化汽油中含有不饱和烃不饱和烃()石油的裂解()石油的裂解用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态,获碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态,获得有机化工原料,如乙烯、丙烯、甲
10、烷等得有机化工原料,如乙烯、丙烯、甲烷等催化剂催化剂加热、加压加热、加压CH+CH CHCH催化剂催化剂加热、加压加热、加压CH+CH 深度的裂化。深度的裂化。()石油的催化重整:()石油的催化重整:在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的重新调整,使链状烃转化为环状烃,如苯重新调整,使链状烃转化为环状烃,如苯三、自然气的综合利用三、自然气的综合利用自然气既是一种清洁的化石燃料,更是一自然气既是一种清洁的化石燃料,更是一种重要的化工原料,作为化工原料,它主种重要的化工原料,作为化工原料,它主要用于合成要用于合成 和生产和生产 等。等。自然气化工以含一个碳原子
11、的甲烷为原料,自然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料,通过化学变更形成含两个或多个碳原子的通过化学变更形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。实现自然气的有效转化其他有机化合物。实现自然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。是一项具有挑战性的课题。氨氨甲醇甲醇自然气灶自然气灶液化自然液化自然气公交车气公交车四、合成材料四、合成材料1、原料:、原料:。2、合成材料基本特征:、合成材料基本特征:。3、合成材料的合成原理:、合成材料的合成原理:。石油、煤、自然气石油、煤、自然气相对分子质量很大,是混合物相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点,无固定的熔沸点,属于高分子化合物属于高分子化合物加聚、缩聚
12、加聚、缩聚三大合成材料三大合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维例如:乙烯合成聚乙烯例如:乙烯合成聚乙烯,丙烯合成聚丙烯丙烯合成聚丙烯 。对苯二甲酸和乙二醇缩聚成聚酯纤维(涤纶)对苯二甲酸和乙二醇缩聚成聚酯纤维(涤纶)。聚丙烯:聚丙烯:单体:单体:CH2CHCH3聚苯乙烯聚苯乙烯单体:单体:CH2CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)(有机玻璃)单体:单体:CH2CCH3COOCH3酚醛塑料酚醛塑料单体:单体:苯酚、甲醛苯酚、甲醛聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体:单体:CF2CF2练习练习石油加工的主要目的是(石油加工的主要目的是()将石油按其成分的沸点不同加以分
13、别将石油按其成分的沸点不同加以分别将石油按饱和与不饱和烃加以分别将石油按饱和与不饱和烃加以分别得到碳原子数多的烃类得到碳原子数多的烃类将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开Avv石油加工的主要目的是(石油加工的主要目的是()vv将石油按其成分的沸点不同加以分别将石油按其成分的沸点不同加以分别vv将石油按饱和与不饱和烃加以分别将石油按饱和与不饱和烃加以分别vv得到碳原子数多的烃类得到碳原子数多的烃类vv将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开用重油制取丙烯的方法是(用重油制取丙烯的方法是()A.减压分馏减压分馏B.干馏干馏C.裂化裂化D.裂解裂解
14、Dv用重油制取丙烯的方法是(用重油制取丙烯的方法是()A.减压分馏减压分馏B.干馏干馏C.裂化裂化D.裂解裂解v石油裂解的目的是(石油裂解的目的是()A.提高轻质液体燃料的产量提高轻质液体燃料的产量B.主要提高汽油的产量主要提高汽油的产量C.获得短链不饱和烃获得短链不饱和烃D.改善汽油的质量改善汽油的质量Cv石油裂解的目的是(石油裂解的目的是()A.提高轻质液体燃料的产量提高轻质液体燃料的产量B.主要提高汽油的产量主要提高汽油的产量C.获得短链不饱和烃获得短链不饱和烃D.改善汽油的质量改善汽油的质量其次课时 1、通常所说的三废是指、通常所说的三废是指 、和和 。2、绿色食品是指、绿色食品是指
15、的食品,的食品,白色污染是指白色污染是指 。废渣废渣 废气废气废水废水塑料垃圾塑料垃圾无污染、无公害无污染、无公害 一、环境爱护一、环境爱护1、在环境问题面前,化学工作者所面临的重要、在环境问题面前,化学工作者所面临的重要问题问题在环境问题日益突出的今日,化学工作者所面在环境问题日益突出的今日,化学工作者所面临的重要任务是对临的重要任务是对 的检测、的检测、的的治理、找寻从源头上治理治理、找寻从源头上治理 的生产工艺。的生产工艺。2、化学在三废治理过程中的重要作用、化学在三废治理过程中的重要作用环境状况环境状况三废三废环境污染环境污染二、环境爱护与绿色化学二、环境爱护与绿色化学1、环境:主要是
16、指人类的生存环境。、环境:主要是指人类的生存环境。2、环境问题:主要是指由于人类不合理开发、环境问题:主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的破坏,和利用自然资源而造成生态环境的破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。污染问题。3、环境污染:人类排放的污染物质超过了环、环境污染:人类排放的污染物质超过了环境的自净实力,引起环境质量发生不良变境的自净实力,引起环境质量发生不良变更从而危害人类健康和生存的现象。更从而危害人类健康和生存的现象。因此,要随时进行环境监测!因此,要随时进行环境监测!如:水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾如:水华、
17、赤潮、酸雨、光化学烟雾环境污染的分类:环境污染的分类:按环境要素按环境要素:分大气污染、水体污染、分大气污染、水体污染、土壤污染。土壤污染。按人类活动分按人类活动分:工业环境污染、城市环:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。境污染、农业环境污染。按造成污染的性质、来源分按造成污染的性质、来源分:化学污染、:化学污染、生物污染、物理污染(噪声、放射性、生物污染、物理污染(噪声、放射性、热、电磁波等)、固体废物污染、能源热、电磁波等)、固体废物污染、能源污染。污染。思索与沟通思索与沟通:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质物质。工业上常利用它们与一些
18、廉价易得的化学。工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生反应加以限制、消退或回收利用。请举例物质发生反应加以限制、消退或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类型。说明这些方法的化学反应原理和类型。酸雨是指酸雨是指PH5.6的酸性降水,其主要成分是硫的酸性降水,其主要成分是硫酸和硝酸,属于严峻的大气污染现象,会区域酸和硝酸,属于严峻的大气污染现象,会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和运化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生
19、产和运用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。化物所造成的。利用化学方法可以控制硫和氮氧化物,进而控制利用化学方法可以控制硫和氮氧化物,进而控制酸雨等危害。例如:针对我国以煤炭为主、酸雨类型酸雨等危害。例如:针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点,主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫属于硫酸型的特点,主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施,用和烟囱排气除硫等措施,用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脱硫。水等吸收脱硫。CaO+SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 SO2+2NH3+H2O=(NH4)
20、2SO3800 800 再如,机动车辆的尾气排放也同样需要控制,再如,机动车辆的尾气排放也同样需要控制,其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因,其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因,它比硫氧化物的消除难度大,一般采用它比硫氧化物的消除难度大,一般采用CH4、H2、NH3等在等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原,等催化作用下是氮氧化物还原,转化为转化为N2、CO2、H2O等无害气体。等无害气体。CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=2N2+CO2+2H2OPt400500 Pt400500水华是淡水中的一种自然生态现象,是由于水的富养分水华是淡水中的一种自然生态现象,是
21、由于水的富养分化引起藻类化引起藻类 (如蓝藻(如蓝藻 、绿藻、硅藻等)的迅猛生长,、绿藻、硅藻等)的迅猛生长,水一般呈蓝色或绿色。水一般呈蓝色或绿色。淡水中淡水中“水华水华”造成的最大危害是:饮用水源受到威逼,造成的最大危害是:饮用水源受到威逼,藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻“水华水华”的次的次生代谢产物生代谢产物MCRSTMCRST能损害肝脏,具有促癌效应,干脆威逼能损害肝脏,具有促癌效应,干脆威逼人类的健康和生存。人类的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异样增殖或赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异样增殖或聚集而引起海水变色
22、的现象。事实上,赤潮并不确定都是聚集而引起海水变色的现象。事实上,赤潮并不确定都是红色的,它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出红色的,它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。不同颜色。返回返回绿色化学理念绿色化学理念(防治优于治理)(防治优于治理)核心:利用化学原理从源头上削减和消退工业生核心:利用化学原理从源头上削减和消退工业生产对环境造成的污染。又称为产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学环境无害化学”、“环境友好化学环境友好化学”、“清洁化学清洁化学”。从学科观点看:是化学基础内容的更新。(变更从学科观点看:是化学基础内容的更新。(变更反应历程)反应历程)从环境观点看
23、:强调从源头上消退污染。(从一从环境观点看:强调从源头上消退污染。(从一起先就避开污染物的产生)起先就避开污染物的产生)从经济观点看:它提倡合理利用资源和能源,降从经济观点看:它提倡合理利用资源和能源,降低生产成本。(尽可能提高原子利用率)低生产成本。(尽可能提高原子利用率)热点:原子经济性热点:原子经济性反应物原子全部转化为最反应物原子全部转化为最终的期望产物,原子利用率为终的期望产物,原子利用率为100%原子利用率原子利用率=25.4%原子利用率原子利用率=100%绿色化学对于化学反应提出了绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性原子经济性”(原子节约)的新(原子节约)的新概念及要求。志向的
24、原子经济性反应是原料分子中的原子全部转概念及要求。志向的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。下列几种生产乙苯变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中,原子经济性最好的是(反应均在确定条件下进行)的方法中,原子经济性最好的是(反应均在确定条件下进行)()A A C C2 2H H5 5ClClHClHClB B C C2 2H H5 5OHOHH H2 2O OC C CHCH2 2CHCH2 2D DHBrHBrH H2 2C某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法?哪种最好?方法?哪
25、种最好?利用铜屑制硝酸铜可以接受以下三种方法:利用铜屑制硝酸铜可以接受以下三种方法:铜与浓硝酸反应;铜与浓硝酸反应;铜与稀硝酸反应;铜与稀硝酸反应;铜与氧气反应后,再与硝酸反应。铜与氧气反应后,再与硝酸反应。从原子经济性的角度考虑,从最大限度地削减废从原子经济性的角度考虑,从最大限度地削减废物的排放的角度考虑,接受铜与氧气反应后,再物的排放的角度考虑,接受铜与氧气反应后,再与硝酸反应的方法是最好的。与硝酸反应的方法是最好的。汽车尾气(含有烃类、汽车尾气(含有烃类、COCO、SO2SO2与与NONO等物质)是城市空气等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个的污染源。治理
26、的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点(用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使是使COCO与与NONO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及气体,并促使烃类充分燃烧及SO2SO2的转化。的转化。(1 1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 :2CO+2NO2CO+2NO2CO2CO2 2+N+N2 2 (2 2)“催化转换器催化转换器”的缺点是在确定程度上提高空气的的缺点是在确定程度上提高空气的酸度,其缘由是(酸度,其缘由是()SOSO
27、2 2转化为转化为SOSO3 3,产生硫酸酸雾,产生硫酸酸雾 (3 3)限制城市空气污染源的方法可以有)限制城市空气污染源的方法可以有 (多选扣分)(多选扣分)a a 开发氢能源开发氢能源 b b 运用电动车运用电动车 c c 植树造林植树造林 d d 戴上呼吸面具戴上呼吸面具 ab比较蒸馏、分馏、干馏蒸馏蒸馏 分馏分馏干馏干馏操作操作过程过程原理原理目的目的加热和加热和冷凝冷凝加热和加热和冷凝冷凝隔绝空气隔绝空气加强热加强热物理物理变化变化物理物理变化变化复杂的物理变复杂的物理变化和化学变化化和化学变化分离分离精炼精炼加工煤加工煤例:例:丁烷催化裂化时,碳链按两种形式生成两种丁烷催化裂化时,
28、碳链按两种形式生成两种烷烃和烯烃,假如丁烷的裂化率为烷烃和烯烃,假如丁烷的裂化率为90,又知生,又知生成的两种烯烃质量相同,那么裂化后得到的混和成的两种烯烃质量相同,那么裂化后得到的混和气中分子量最小的气体所占体积约为气中分子量最小的气体所占体积约为()A.19B.36C.40D.50 A3C4H103C2H6+3C2H42C4H102CH4+2C3H65C4H102CH4+2C3H6+3C2H6+3C2H42/(10+51/9)例例2在沥青中含稠环芳烃,其中偶数个苯环的可视为同系在沥青中含稠环芳烃,其中偶数个苯环的可视为同系物。如:物。如:此顺推还有此顺推还有D、E、F等,在该系列化合物中含
29、碳的最等,在该系列化合物中含碳的最大质量分数是:大质量分数是:(A)100%(B)93.75%(C)56%(D)97.3%解析解析 依据题意,应先找出这一类化合物的规律,依据题意,应先找出这一类化合物的规律,A A的分子式为的分子式为C10H8C10H8,B B为为C16H10C16H10,C C为为C22H12C22H12。故。故这一类化合物的通式为这一类化合物的通式为C6n+4H2n+6C6n+4H2n+6,从通式可知,从通式可知n n值越大,含碳量越高值越大,含碳量越高.D【同步训练同步训练】1 1、煤在干馏时得到气态、煤在干馏时得到气态产物是(产物是()(A A)自然气)自然气 (B
30、B)水煤气)水煤气 (C C)焦炉气)焦炉气 (D D)高炉煤气)高炉煤气C C2.2.下列物质中,属于纯净物质的下列物质中,属于纯净物质的是(是()3.3.把煤把煤 使它使它 的的过程,叫做煤的干馏;煤经过干馏能过程,叫做煤的干馏;煤经过干馏能生产出生产出 ;煤是工业煤是工业上获得上获得 烃的一种重要来源。烃的一种重要来源。(A A)萘)萘 (B B)煤)煤 (C C)煤油)煤油 (D D)煤焦油)煤焦油A A隔绝空气加强热隔绝空气加强热分分 解解焦炭、煤焦油、焦炉煤气焦炭、煤焦油、焦炉煤气芳芳 香香4.4.菲与蒽互为同分异构体,菲的菲与蒽互为同分异构体,菲的结构简式为:结构简式为:则菲有可供则菲有可供取代的氢原子数目是(取代的氢原子数目是()(A A)5 5 (B B)10 10 (C C)18 18 (D D)2121B B