燃料的合理利用与开发2013[1].ppt

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1、 课题课题2 2 燃料的合理应用与开发燃料的合理应用与开发第一课时一、化学反应中的能量变化：一、化学反应中的能量变化：现现 象象手的感觉手的感觉分分 析析化学方程式化学方程式块状变成粉末状块状变成粉末状试管外壁发烫试管外壁发烫生石灰与水反应中有热量放出生石灰与水反应中有热量放出实验实验7-3：生石灰与水反应放出热量：生石灰与水反应放出热量CaO+H2O=Ca(OH)2现象现象手的感觉手的感觉分析分析有大量气泡产生有大量气泡产生试管壁发烫试管壁发烫镁条与盐酸反应生成氢气，镁条与盐酸反应生成氢气，反应中有热量产生反应中有热量产生Mg2HCl MgCl2 H2CO+CuO=Cu+CO2炼钢炼钢烧砖烧

2、砖发电发电开山炸石开山炸石（一）化石燃料的形成（一）化石燃料的形成二、化石燃料的利用植物或植物枯萎后，植物或植物枯萎后，被埋于土中，经长期被埋于土中，经长期复杂变化形成煤复杂变化形成煤动植物的遗骸被层层动植物的遗骸被层层沙泥掩埋，经复杂变沙泥掩埋，经复杂变化形成石油和天然气化形成石油和天然气（二）化石燃料的组成、状态及分类（二）化石燃料的组成、状态及分类煤煤石石 油油天然气天然气成分成分主要含主要含C主要含主要含C、H主要含主要含CH4物质分类物质分类 固态混合物固态混合物液态混合物液态混合物气态混合物气态混合物“工业粮食工业粮食”“工业血液工业血液”（三）煤和石油的加工利用（三）煤和石油的加

3、工利用1 1、煤的干馏（化学变化）、煤的干馏（化学变化）煤煤焦炭（固态）焦炭（固态） 主要成分：主要成分：C煤焦油（液态）煤焦油（液态）焦炉煤气（气态）焦炉煤气（气态）主要成分：主要成分：H2、CO、CH4加强热加强热隔绝空气隔绝空气2 2、石油的分馏（物理变化）、石油的分馏（物理变化）将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可得到不同的产品，使石油得到综合将它们分离，可得到不同的产品，使石油得到综合利用。利用。煤的干馏煤的干馏 把煤隔绝空气加强热使它分把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做解的过程，叫做煤的干馏煤的干馏1 1点燃导管

4、尖嘴处，有淡点燃导管尖嘴处，有淡 蓝色火焰燃烧蓝色火焰燃烧 coco2 2用酚酞试纸检验用酚酞试纸检验U U形管内形管内 上层无色液体，酚酞试上层无色液体，酚酞试 纸变红，说明其中溶有纸变红，说明其中溶有 碱性物质碱性物质氨氨；3 3玻璃管中的烟煤粉最后玻璃管中的烟煤粉最后 变成黑灰色固体物质，变成黑灰色固体物质， 这是这是焦炭焦炭；4 4U U形管底部还有还有一种形管底部还有还有一种 黑褐色粘稠的油状物生黑褐色粘稠的油状物生 成，这是成，这是煤焦油煤焦油。 化学变化化学变化石油的炼制石油的炼制：分馏分馏根据石油中各成分的沸点不同根据石油中各成分的沸点不同来分离。来分离。石油的分馏属石油的分馏

5、属物理变物理变化化石油的分馏石油的分馏炼制炼制石石油油分分馏馏炼炼制制液化石油气液化石油气溶剂油溶剂油汽油汽油航空煤油航空煤油煤油煤油柴油柴油润滑油润滑油石蜡石蜡沥青沥青讨论：讨论：区别煤气、液化石油气、水煤气、天然气区别煤气、液化石油气、水煤气、天然气种类种类 煤气煤气液化石油气液化石油气水煤气水煤气天然气天然气成分成分 H2、CO、CH4丙烷、丁烷丙烷、丁烷丙烯、丁烯丙烯、丁烯H2、COCH41 1、煤是纯净物还是混合物？、煤是纯净物还是混合物？ 主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？ 2 2、煤完全燃烧的产物有哪些？、煤完全燃烧的产物有哪些？3

6、3、煤气的主要成分有哪些？、煤气的主要成分有哪些？混合物混合物碳元素碳元素氢、氮、硫、氧元素氢、氮、硫、氧元素COCO2 2H H2 2OONONO2 2SOSO2 2氢气、甲烷、一氧化碳、氢气、甲烷、一氧化碳、猜一猜：猜一猜：（1 1）成分：）成分： 天然气的主要成分是甲烷（天然气的主要成分是甲烷（CH4)CH4)（俗称沼气）。（俗称沼气）。2、天然气、天然气（2 2）甲烷的物理性质）甲烷的物理性质无色、无味的气体无色、无味的气体密度比空气小密度比空气小极难溶于水极难溶于水实实 验验 步步 骤骤实实 验验 现现 象象结结 论论1. 点燃甲烷点燃甲烷2.将冷而干燥的小烧将冷而干燥的小烧杯罩在火

7、焰上杯罩在火焰上3.向小烧杯中注入澄向小烧杯中注入澄清的石灰水，振荡清的石灰水，振荡CH4+2O2 = CO2+2H2O点燃点燃实验探究记录：产生明亮的蓝色火焰产生明亮的蓝色火焰烧杯内壁出现水珠烧杯内壁出现水珠甲烷具有可然性甲烷具有可然性澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊甲烷中含有氢元素甲烷中含有氢元素甲烷中含有碳元素甲烷中含有碳元素化化 学学 方方 程程 式式小结：小结：可燃物组成中碳元素和氢元素的鉴定方法可燃物组成中碳元素和氢元素的鉴定方法根据燃烧后是否有水和二氧化碳生成。根据燃烧后是否有水和二氧化碳生成。如何验证甲烷的元素组成？如何验证甲烷的元素组成？“冷而干燥”是这个实验成败的关键。“冷

8、”有利于水汽的凝集，“干燥”可以判断是否有水滴生成。在实验中烧杯的条件“冷而干燥”是实验成败的关键吗?为什么? 甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，可以看到，烧杯内壁上有水滴生成。甲烷燃烧现象1说明甲烷中有氢元素向烧杯内注入澄清石灰水后，发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊。甲烷燃烧现象2说明甲烷中有碳元素沼气的形成沼气的形成沼气和天然气的主要成分都是甲烷。沼气和天然气的主要成分都是甲烷。天然气是不可再生能源；沼气是可再生能源。天然气是不可再生能源；沼气是可再生能源。探明储量探明储量年产量年产量开采年限开采年限石石 油油23亿吨亿吨1.74亿吨亿吨天然气天然气2.23104亿立方米亿立方米408亿立方米亿立方

9、米煤煤1145亿吨亿吨9.9亿吨亿吨13.2年年54.7年年115. 7年年（五）化石燃料是不可再生能源（五）化石燃料是不可再生能源讨论：讨论：1、根据数据，估算大约多少年后我国的石油和天然气、根据数据，估算大约多少年后我国的石油和天然气将被耗尽？将被耗尽？2、根据估算的结果，谈谈你对化石燃料使用与开发的、根据估算的结果，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。看法。1 1、化石能源将近被耗尽时，人类将面临严峻的能源危机、化石能源将近被耗尽时，人类将面临严峻的能源危机2 2、新能源的开发与利用、新能源的开发与利用（1 1）太阳能）太阳能（2 2）氢能）氢能（3 3）地热能）地热能（4 4）风能）风能

10、（5 5）可燃冰（由甲烷分子与水分子共同组成的笼状）可燃冰（由甲烷分子与水分子共同组成的笼状化合物）化合物）23可燃冰 -甲烷水合物【阅读】阅读】海底海底“可燃冰可燃冰”【思考】【思考】3.3.目前还未大规模使用的原因？目前还未大规模使用的原因？1.1.可燃冰是冰吗？可燃冰是冰吗？2.2.可燃冰有什么优点？可燃冰有什么优点？ 可燃冰外观像冰，但不是冰，主要含有可燃冰外观像冰，但不是冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳等其他气体。还含有少量二氧化碳等其他气体。 能量高、燃烧值大等。能量高、燃烧值大等。 开采技术上还存在困难开采

11、技术上还存在困难可燃冰 “ “可燃冰可燃冰”能否替代化石燃料？能否替代化石燃料？ 使用使用“可燃冰可燃冰”替代化石燃料替代化石燃料有有 什么优点？还存在哪些问什么优点？还存在哪些问题？题？主要成分：甲烷水合物主要成分：甲烷水合物形成：低温和高压条件下形成形成：低温和高压条件下形成三、使燃料充分燃烧的条件1、1)使燃料与空气有足够大的接触面积使燃料与空气有足够大的接触面积2)燃烧时要有足够多的空气燃烧时要有足够多的空气增大固体燃料的表面积（如固体燃料的粉碎、增大固体燃料的表面积（如固体燃料的粉碎、蜂窝煤的制作）蜂窝煤的制作）将燃料进行气化再使用（如煤的干馏可产生煤将燃料进行气化再使用（如煤的干馏

12、可产生煤气，石油分馏后使用沸点低的成分作为燃料）气，石油分馏后使用沸点低的成分作为燃料）氧气充足可使燃料充分燃烧氧气充足可使燃料充分燃烧空气（空气（O2）不是越多越好，过多反而会带走大量）不是越多越好，过多反而会带走大量的热量，降低可燃物周围的温度，使燃烧不剧烈，的热量，降低可燃物周围的温度，使燃烧不剧烈，甚至使可燃物达不到着火点而熄灭。甚至使可燃物达不到着火点而熄灭。2 2、不充分燃烧的弊端是什么？、不充分燃烧的弊端是什么？1 1）产生的热量减少，浪费资源。）产生的热量减少，浪费资源。2)2)会产生大量的一氧化碳等物质污染空气。会产生大量的一氧化碳等物质污染空气。1、炼钢炉炼钢时为什么要不停

13、地鼓入空气？、炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气？2、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地上，却要架空？上，却要架空？3、这两种做法对燃料而言有什么好处？对、这两种做法对燃料而言有什么好处？对环境来说又什么帮助？环境来说又什么帮助？提供充足的空气提供充足的空气使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧使燃料充分燃烧，减少环境污染使燃料充分燃烧，减少环境污染煤球煤球蜂窝煤蜂窝煤燃烧从使用煤球到蜂窝煤，优点是燃烧从使用煤球到蜂窝煤，优点是 煤和空气充分接触，能更充分的煤和空气充分接触，能更充分的燃烧、节约燃料、减少污染燃烧、节约燃料、

14、减少污染煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化，以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔(如右图)。(1)请你分析这种变化的优点是：使煤与空气的接触面积增大，燃烧更充分 (2)煤在燃烧时会产生许多污染物，为了减少煤燃烧时对环境的污染，可设法把煤转化成清洁的燃料。将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2)，请你写出该反应的化学方程式 。便于及早发现煤气是否泄漏高温C+H2O CO+H2 (3)煤气厂常在家用水煤气中特意掺人少量有难闻气味的气体，其目的是补充：三种可燃性气体气体气体氢气氢气一氧化碳

15、一氧化碳甲烷甲烷火焰颜色火焰颜色淡蓝色淡蓝色蓝色蓝色明亮的蓝色明亮的蓝色燃烧产物燃烧产物H2OCO2H2O和和 CO2（1 1）点燃它们时，都必须要验纯。）点燃它们时，都必须要验纯。（2 2）区分它们时，不能通过观察燃烧时的火焰颜色，）区分它们时，不能通过观察燃烧时的火焰颜色，而要根据燃烧产物来进行判断。而要根据燃烧产物来进行判断。练习：练习：n1某气体由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种某气体由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成。点燃该气体后，在火焰上方罩一冷而干燥的组成。点燃该气体后，在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁出现水雾；把烧杯迅速倒转过来，烧杯，烧杯内壁出现水雾；把烧杯迅速

16、倒转过来，注入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。下列注入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。下列对气体组成的推断不正确的是对气体组成的推断不正确的是 A可能三种气体都存在可能三种气体都存在 B可能只有氢气可能只有氢气 C可能是甲烷和一氧化碳的混合气体可能是甲烷和一氧化碳的混合气体 D可能只有甲烷可能只有甲烷Bn2 2、下列反应属于吸热反应的是：、下列反应属于吸热反应的是： A A、碳与不充足的氧气反应、碳与不充足的氧气反应 B B、干冰升华、干冰升华 C C、实验室分解高锰酸钾制氧气、实验室分解高锰酸钾制氧气 D D、镁条与稀盐酸反应、镁条与稀盐酸反应n3 3、右图中，有、右图中，有a a、

17、b b、c c、d d四个点，表示可燃物易着火四个点，表示可燃物易着火燃烧的点是燃烧的点是 点。点。着火点着火点O2浓度浓度cdabt()Ccn4、液化石油气及天然气燃烧的化学方程式分别是：、液化石油气及天然气燃烧的化学方程式分别是：C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O，CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O现有一套以天然气为燃料的灶具，要改为以液化石油现有一套以天然气为燃料的灶具，要改为以液化石油气为燃料的灶具，应采取的措施是：（气为燃料的灶具，应采取的措施是：（ ）A、燃料气和空气的进入量都减小、燃料气和空气的进入量都减小B、增大燃料气进入量或减小空气进入量、增大燃料气进入量或减

18、小空气进入量C、减小燃料气进入量或增大空气进入量、减小燃料气进入量或增大空气进入量D、燃料气和空气的进入量都增大、燃料气和空气的进入量都增大点燃点燃点燃点燃C5 5、旅游是人们休闲度假的一种方式。请回答下列问题：、旅游是人们休闲度假的一种方式。请回答下列问题：（1 1）去高海拔地区旅游，有的人会感到呼吸困难，这时需）去高海拔地区旅游，有的人会感到呼吸困难，这时需要补充要补充 。（2 2）篝火晚会上，常将燃着的木柴架空，其理由）篝火晚会上，常将燃着的木柴架空，其理由是是 。（3 3）篝火晚会结束时，必须将火熄灭，可采用的一种方法）篝火晚会结束时，必须将火熄灭，可采用的一种方法是是 。（4 4）司

19、机在行使汽车过程中若突然闻到焦味儿，发现车头）司机在行使汽车过程中若突然闻到焦味儿，发现车头冒出蓝色或黑色浓烟时，此时司机最应该做的三件事是冒出蓝色或黑色浓烟时，此时司机最应该做的三件事是 （填代码）（填代码）大声呼救大声呼救 马上停车马上停车 关闭电源关闭电源 抢救车内财物抢救车内财物 取取出灭火器，给油箱和燃烧部位灭火，避免爆炸出灭火器，给油箱和燃烧部位灭火，避免爆炸 尽快远离尽快远离现场逃生现场逃生（5 5）灭火器是必须随车携带的装备。则车用灭火器最好使）灭火器是必须随车携带的装备。则车用灭火器最好使用用 （填（填“泡沫泡沫”或或“干粉干粉”）灭火器。）灭火器。氧气氧气增大木柴与空气的接

20、触面积，使燃烧更充分增大木柴与空气的接触面积，使燃烧更充分洒水洒水干粉干粉6 6、草酸是一种无色固体，实验室常用加热使其分解的、草酸是一种无色固体，实验室常用加热使其分解的方法来制取方法来制取COCO气体，反应的化学方程式为：气体，反应的化学方程式为：H H2 2C C2 2O O4 4 CO+COCO+CO2 2+H+H2 2O O。下图是制取。下图是制取COCO并依次除去并依次除去COCO2 2, ,水蒸气后，用水蒸气后，用COCO还原氧化铜的实验装置。请回答还原氧化铜的实验装置。请回答有关问题。有关问题。组装加热草酸制取组装加热草酸制取COCO的发生装置必须用到的仪器是的发生装置必须用到

21、的仪器是 ( (填编号）填编号）试管试管烧杯烧杯酒精灯酒精灯铁架台（带铁夹铁架台（带铁夹) )带导管的橡带导管的橡皮塞皮塞 （2 2）在甲洗气瓶中应盛放的溶液是）在甲洗气瓶中应盛放的溶液是 （填溶质化（填溶质化学式），乙洗气瓶的作用是学式），乙洗气瓶的作用是 ，丁洗气瓶，丁洗气瓶观察到的现象是观察到的现象是 。（3 3）当）当CuOCuO全部被还原后，停止实验的操作步骤有：全部被还原后，停止实验的操作步骤有：熄灭气体发生装置的酒精灯，停止通气体。熄灭气体发生装置的酒精灯，停止通气体。熄灭丙装熄灭丙装置的酒精灯。置的酒精灯。拆下实验装置。拆下实验装置。继续通气体到玻璃管继续通气体到玻璃管（丙）冷

22、却。（丙）冷却。正确的操作顺序是正确的操作顺序是 （填编号）。（填编号）。（4 4）最后用排水集气法收集到的气体是）最后用排水集气法收集到的气体是 （填名（填名称），为了防止该气体污染空气，处理该气体最好的方法称），为了防止该气体污染空气，处理该气体最好的方法是是 。NaOH除去水蒸气除去水蒸气澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊 一氧化碳一氧化碳点燃该气体点燃该气体7 7、在学校的元旦联欢会上，某同学表演了、在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生水能生火火”魔术。他向包有过氧化钠（魔术。他向包有过氧化钠（NaNa2 2O O2 2）粉末的脱脂棉）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军很兴趣

23、，于是他和同上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军很兴趣，于是他和同学们进行探究。学们进行探究。 提出问题提出问题 过氧化钠与水反应生成什过氧化钠与水反应生成什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？么物质？为什么脱脂棉会燃烧？ 猜想猜想 可能有一种气体和另一种物质生成可能有一种气体和另一种物质生成 反应过程中可能有能量变化反应过程中可能有能量变化 设计装置设计装置 如右图所示如右图所示 实验探究实验探究 实验一：探究反应后生成的气体是什么？实验一：探究反应后生成的气体是什么？打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近观

24、察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P P处，木处，木条复燃。说明生成的气体是条复燃。说明生成的气体是 。氧气氧气 实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因：请解释产生该现象的原因： 。实验二：继续探究反应后生成的另一种是什么？实验二：继续探究反应后生成的另一种是什么？小张猜想另一种物质是小张猜想另一种物质是NaNa2 2COCO3 3，小军认为不可能。小军的，小军认为不可能。小军的依据是：依据是： 。NaNa2 2O O2 2和和H H2 2O O反应放出热量，使空气膨胀反应放出热量，使空气膨胀 根据质量守恒定律，化学前后元素的种类不变，根据质量守恒定律，化学前后元素的种类不变，反应物中没有碳元素，生成物中不可能有反应物中没有碳元素，生成物中不可能有NaNa2 2COCO3 3