课题2-燃料的合理应用与开发知识讲解.ppt
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1、课题2-燃料的合理应用与开发炼钢炼钢 烧砖烧砖发电发电开山炸石开山炸石 这这些些项项目目都都需需要要燃燃料料现象手的感觉化学方程式CaO+H2O=Ca(OH)2生石灰与水反应放出热量。化学不仅研究物质的性质、组成、结构和变化,还研究物质变化过程中伴随的能量变化。通常表现为热量的变化有些反应放出热量有些反应吸收热量(放热反应)(吸热反应)反应条件为“点燃”、金属与酸的反应等一般都放热。反应条件为“加热”或“高温”的反应等一般都吸热。固体部分溶解,还有有剩余,水面上方有白雾感到发热(或发烫)实验7-3分析一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化现象现象手的感觉手的感觉化学方程式化学方程式P
2、136变形实验:在变形实验:在一个烧杯中加入少一个烧杯中加入少量干燥的生石灰,量干燥的生石灰,再加入适量水,观再加入适量水,观察想象,并用手轻察想象,并用手轻轻触碰烧杯外壁。轻触碰烧杯外壁。少量溶解少量溶解烧杯壁发热烧杯壁发热化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化CaO+H2o=Ca(OH)2结论:化学反应中有能量的变化结论:化学反应中有能量的变化化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,通常表现为量的变化,通常表现为热量热量的变化,即有的变化,即有现象和现象和现象。现象。1放出热量,反应后温度升高。放出热量,反应后温度升高。如:燃烧反应。如:燃烧
3、反应。金属与酸反应放热金属与酸反应放热。Mg +2HCl =MgCl2 +H2 CaO+H2O=Ca(OH)22吸收热量,反应后温度降低。吸收热量,反应后温度降低。2CuO +C 2CO2+2Cu高温高温C+CO2=2CO高温高温氢氢氧化氧化钡钡晶体与晶体与氯氯化化铵铵固体在固体在烧烧杯中研磨,杯中研磨,观观察察烧烧杯下薄玻片上杯下薄玻片上的少量水有何的少量水有何变变化?化?拓展实验:拓展实验:结论结论:氢氢氧化氧化钡钡与与氯氯化化铵铵反反应应 热热量。量。烧杯下薄玻片上的少量水结冰而与烧杯粘在一起烧杯下薄玻片上的少量水结冰而与烧杯粘在一起吸热吸热CaO+HCaO+HCaO+HCaO+H2 2
4、 2 2O OO OCa(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2C+COC+COC+COC+CO2 2 2 2 2CO2CO2CO2CO高温高温高温高温Mg+2HCl=MgClMg+2HCl=MgClMg+2HCl=MgClMg+2HCl=MgCl2 2 2 2+H+H+H+H2 2 2 2 放热放热放热放热放热放热放热放热吸热吸热吸热吸热CO+CuO=Cu+COCO+CuO=Cu+COCO+CuO=Cu+COCO+CuO=Cu+CO2 2 2 2 吸热吸热吸热吸热放热放热放热放热C+OC+OC+OC+O2 2 2 2=CO=CO=CO=CO2 2 2 2点燃点燃例:例:千千
5、锤锤万万凿凿出深山(开山采石,物理变化)出深山(开山采石,物理变化)粉身碎骨浑不怕粉身碎骨浑不怕 CaO+H2O=Ca(OH)2思考:思考:石灰吟石灰吟 中蕴含的变化有哪些中蕴含的变化有哪些?其中哪些是放热的变化?其中哪些是放热的变化?烈火焚烧若等闲烈火焚烧若等闲 CaCO3=CaO+CO2高温高温要留清白在人间要留清白在人间 Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O1.化学反应在生成新物质的同时,还伴随着(化学反应在生成新物质的同时,还伴随着()的变化,通常表现为()的变化,通常表现为()的变化。)的变化。2.举一个吸热反应的例子;举一个吸热反应的例子;举出放热反应的例子举出放热反应的例
6、子 练习:回答下列问题:练习:回答下列问题:练习:回答下列问题:练习:回答下列问题:能量能量热量热量吸热:吸热:碳和二氧化碳;碳和二氧化碳;氧化铜和一氧化碳氧化铜和一氧化碳放热:放热:氧化钙和水反应;氧化钙和水反应;木材和氧气木材和氧气3、举例说明燃料对于人类生活的重要性。、举例说明燃料对于人类生活的重要性。做做饭饭取取暖暖发发电电制制陶陶炸炸石石冶冶炼炼拆拆危危4、填空:人类对能量的利用生活燃料的利用生活燃料的利用利用燃料产生的热量利用燃料产生的热量爆炸产生的热量爆炸产生的热量食物在体内缓慢氧化放出热量食物在体内缓慢氧化放出热量能量的转化:电池充电时能量的转化:电池充电时能转化为能转化为能;
7、使用能;使用电池是电池是能转化为能转化为能。能。做饭、取暖等做饭、取暖等发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑维持体温和日常生命活动所需要的能量维持体温和日常生命活动所需要的能量电电化学化学化学化学电电二、化石燃料的利用:二、化石燃料的利用:煤,石油,天然气煤,石油,天然气称为当今世界的三大化石称为当今世界的三大化石燃料。它们是不可再生能源。都属于混合物。燃料。它们是不可再生能源。都属于混合物。1 1、煤和石油:、煤和石油:煤是古代植物遗体在地层下经过一系列复杂煤是古代植物遗体在地层下经过一系列复杂变
8、化而形成的。变化而形成的。石油:是古代动植物遗体在地层下经过复杂石油:是古代动植物遗体在地层下经过复杂 变化而形成的一种粘稠液体。变化而形成的一种粘稠液体。A.煤中主要含煤中主要含C元素,还含有元素,还含有H、N、S、O等元素。等元素。B.石油主要含石油主要含C、H元素,还含有元素,还含有S、O、N等元素。等元素。煤、石油、天然气是怎样形成的?煤、石油、天然气是怎样形成的?它们是混合物还是纯净物?组成元素有哪些?它们是混合物还是纯净物?组成元素有哪些?煤煤石油石油天然气天然气组组成成主要元素主要元素其它元素其它元素燃烧的产物燃烧的产物C、HC、HCHSNO等等SNO等等CO2、H2O、SO2、
9、NO2等等CO2H2O化石燃料的形成和组成化石燃料的形成和组成三大化石燃料三大化石燃料:煤、石油、天然气(混煤、石油、天然气(混合物、均为不可再生能源)合物、均为不可再生能源)(1)煤:)煤:“工业的粮食工业的粮食”(主要含碳元素);(主要含碳元素);煤燃烧排放的污染物:煤燃烧排放的污染物:(2)石油:)石油:“工业的血液工业的血液”(主要含碳、氢(主要含碳、氢元素);元素);汽车尾气中污染物:汽车尾气中污染物:(3)天然气是气体矿物燃料)天然气是气体矿物燃料(主要成分:甲烷(主要成分:甲烷),是较清洁的能源。),是较清洁的能源。SO2、NO2(引起酸雨)、(引起酸雨)、CO、烟尘等、烟尘等C
10、O、未燃烧的碳氢化合物、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘氮的氧化物、含铅化合物和烟尘甲甲烷烷 C C.将将将将煤煤煤煤隔绝空气加强热隔绝空气加强热隔绝空气加强热隔绝空气加强热叫做煤的干叫做煤的干叫做煤的干叫做煤的干馏馏馏馏(属于化学变化属于化学变化属于化学变化属于化学变化),可得到,可得到,可得到,可得到焦炭、焦炭、焦炭、焦炭、煤焦油、煤气煤焦油、煤气煤焦油、煤气煤焦油、煤气等物质。等物质。等物质。等物质。煤、石油的加工和综合利用:煤、石油的加工和综合利用:煤、石油的加工和综合利用:煤、石油的加工和综合利用:D D.利用石油中各种成分的利用石油中各种成分的利用石油中各种成分的利
11、用石油中各种成分的沸点沸点沸点沸点不同,不同,不同,不同,将它们分离的方法,叫做将它们分离的方法,叫做将它们分离的方法,叫做将它们分离的方法,叫做分馏(属分馏(属分馏(属分馏(属于物理变化)于物理变化)于物理变化)于物理变化),可得到,可得到,可得到,可得到汽油、煤汽油、煤汽油、煤汽油、煤油、柴油油、柴油油、柴油油、柴油等产品。等产品。等产品。等产品。焦炭焦炭冶金工业重要原料冶金工业重要原料煤焦油煤焦油化工原料化工原料 煤气煤气燃料燃料煤煤干馏干馏煤气的主要成分为:煤气的主要成分为:氢气氢气H2甲烷甲烷CH4一氧化碳一氧化碳CO其他气体其他气体下图是石油炼制后的主要产品:下图是石油炼制后的主要
12、产品:E.提示:提示:煤气的主要成分是一氧煤气的主要成分是一氧化碳、甲烷、氢气等。化碳、甲烷、氢气等。液化石油气的主要成液化石油气的主要成分是丙烷,丁烷,丙分是丙烷,丁烷,丙烯和丁烯等。烯和丁烯等。润滑油小结、煤和石油的综合利用率煤石油组成元素:C H、N、S、O 及无机矿物质焦炭煤焦油煤气(氢气、甲烷、一氧化碳等)干馏(化学变化)组成元素:C、HS、O、N等(物理变化)分馏溶剂油汽油航空煤油煤油柴油都是混合物石蜡沥青至上而下,沸点逐渐升高2 2 天然气:天然气:天然气的天然气的主要成分主要成分是甲烷(是甲烷(CHCH4 4)A.甲烷的物理性质:甲烷的物理性质:无色无味的气体,密度比空气小,极
13、难溶于水。无色无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。B.甲烷的化学性质甲烷的化学性质:现象:产生明亮的蓝色火焰,放出大量的热,在火焰上方罩一个现象:产生明亮的蓝色火焰,放出大量的热,在火焰上方罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁有水珠产生,同时生成能使澄清石灰水干冷的烧杯,烧杯内壁有水珠产生,同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。变浑浊的气体。可燃性可燃性原理:原理:CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2O O点燃点燃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
14、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。思考:如何验证甲烷的元素组成?思考:如何验证甲烷的元素组成?实验步骤实验步骤实验现象实验现象实验结论实验结论1.点燃甲烷,在火焰点燃甲烷,在火焰上方罩一个
15、冷而干燥上方罩一个冷而干燥的烧杯的烧杯2.在火焰上方罩一个在火焰上方罩一个内壁蘸有澄清石灰水内壁蘸有澄清石灰水的烧杯的烧杯CH4+2O2=CO2+2H2O点燃点燃烧杯内壁出现水珠烧杯内壁出现水珠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为可燃物组成中碳元素和氢元素的鉴定方法为: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。C.根据甲烷的可燃性可以验证甲烷的元素组成根据甲烷的可燃性可以验证甲烷的元素组成D.D.了解甲烷的存在了解甲烷的存在了解甲烷的存在了
16、解甲烷的存在(1 1)常存在于池沼底部(故)常存在于池沼底部(故)常存在于池沼底部(故)常存在于池沼底部(故甲甲甲甲烷又名沼气烷又名沼气烷又名沼气烷又名沼气)(2 2)还存在于煤矿矿井内。甲烷混在空气中达到一)还存在于煤矿矿井内。甲烷混在空气中达到一)还存在于煤矿矿井内。甲烷混在空气中达到一)还存在于煤矿矿井内。甲烷混在空气中达到一定程度时,遇明火会爆炸(即瓦斯爆炸)。定程度时,遇明火会爆炸(即瓦斯爆炸)。定程度时,遇明火会爆炸(即瓦斯爆炸)。定程度时,遇明火会爆炸(即瓦斯爆炸)。沼气池沼气池在我国农村利用沼气,不仅可以在我国农村利用沼气,不仅可以解决生活解决生活燃料问题燃料问题;还能治理环境
17、卫生。;还能治理环境卫生。(3 3 3 3)把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可产生甲烷。密闭的沼气池中发酵,就可产生甲烷。密闭的沼气池中发酵,就可产生甲烷。密闭的沼气池中发酵,就可产生甲烷。煤矿的矿井中常含有甲烷,煤矿发生煤矿的矿井中常含有甲烷,煤矿发生瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。你认为煤矿应采取哪些安全措施?你认为煤矿应采取哪些安全措施?(1)要严禁烟火,排除一切可能产生火)要严禁烟火,排除一切可能产生火花的因素;花的因素;
18、(2)注意矿井的通风,使在矿井中产生)注意矿井的通风,使在矿井中产生的甲烷尽快散失;的甲烷尽快散失;(3)要注意对矿井工人进行安全意识的)要注意对矿井工人进行安全意识的教育。教育。可燃冰燃烧图可燃冰燃烧图可燃冰的学名为可燃冰的学名为“天然气水合天然气水合物物”,是天然气在,是天然气在0和和30个个大气压的作用下结晶而成的大气压的作用下结晶而成的“冰块冰块”。“冰块冰块”里甲烷占里甲烷占80%99.9%,可直接点燃,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为小得多。西方学者称其为“21世纪能源世纪能源
19、”或或“未来能源未来能源”。有关专家估计目前发现的可燃冰储量大有关专家估计目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的约是化石燃料总和的2 2倍,具有能量高,燃倍,具有能量高,燃烧值大等优点。它将是替代化石燃料的新能烧值大等优点。它将是替代化石燃料的新能源。可燃冰埋藏在海底的岩石中,目前开采源。可燃冰埋藏在海底的岩石中,目前开采技术还存在很大困难。甲烷是一种高效的温技术还存在很大困难。甲烷是一种高效的温室气体,可燃冰的开采如果方法不当,释放室气体,可燃冰的开采如果方法不当,释放出的甲烷扩散到大气中,会造成地球的温室出的甲烷扩散到大气中,会造成地球的温室效应比二氧化碳更加严重。所以,开采的关效应比二
20、氧化碳更加严重。所以,开采的关键是解决技术上的问题,同时也必须考虑环键是解决技术上的问题,同时也必须考虑环境保护。境保护。资料资料:化石燃料形成的时间非常长,储量有限。化石化石燃料形成的时间非常长,储量有限。化石燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。来自化石燃料。在不久的将来,我们将面临严重的能源危机!在不久的将来,我们将面临严重的能源危机!探探明明储储量量年年产产量量石石油油 28.33亿吨亿吨1.89亿吨亿吨天然气天然气 32124亿立方米亿立方米851.7亿立方米亿立方米煤煤3261亿吨亿吨30.5亿吨亿吨我国我国2009年
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- 课题 燃料 合理 应用 开发 知识 讲解
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