燃料的开发及利用培训讲学.ppt

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1、燃料的开发及利用一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化 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，通常表现为热量的变化，即有放热现量的变化，通常表现为热量的变化，即有放热现象和吸热现象。象和吸热现象。如：燃烧反应如：燃烧反应 CaO+H2O=Ca（OH）2 2CuO +C 2CO2+2CuC+O2CO2点燃点燃高温高温2吸收热量，反应后温度降低。吸收热量，反应后温度降低。C+CO2=2CO高温高温1放出热量，反应后温度升高。放出热量，反应后温度升高。3.人类对能量的利用n生活燃料的利用n利用燃料产生的热量n爆炸产生的热量n食物在体内缓慢氧化

2、放出热量n能量的转化：电池充电时能转化为能；使用电池是能转化为能。做饭、取暖等做饭、取暖等发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭发射火箭开采煤矿、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维持体温和日常生命活动所需要的能量活动所需要的能量电电化学化学化学化学电电利用化学反应产利用化学反应产生的热量炼钢生的热量炼钢化学反应中能量的利用化学反应中能量的利用我国古代的我国古代的烧制陶器烧制陶器二、化石燃料的利用二、化石燃料的利用煤煤石油石油天然气天然气三大化石燃料三大化石燃料煤煤石油石油天然气天然气混合物、不可再生能源混合物、不可再生能源1、煤的形

3、成及其组成的主要元、煤的形成及其组成的主要元素是什么？素是什么？煤是由古代植物遗体埋在地层下，煤是由古代植物遗体埋在地层下，并在地壳中经过一系列非常复杂的并在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。变化而形成的。其主要成其主要成 分是分是碳碳元素，元素，还含有少量还含有少量H、N、S、O等元素及等元素及无机矿物。无机矿物。煤是复杂的混合物煤是复杂的混合物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其他气体其他气体煤煤的的综综合合利利用用石油是由古代动植物遗体在

4、地壳中石油是由古代动植物遗体在地壳中经过经过 非常复杂的变化而形成的一种非常复杂的变化而形成的一种粘稠状液体。粘稠状液体。2、石油的形成及其组成的主要元、石油的形成及其组成的主要元素是什么？素是什么？主要成分碳和氢两种元素，主要成分碳和氢两种元素，含有少量含有少量S、O、N等，等，也是混合物。也是混合物。给给石石油油加加热热，组组成成石石油油的的各各物物质质的的沸沸点点不不同同，它它们们就就会会被被先先后后蒸蒸馏馏出出来来而而得得到到分分离离。以石油为以石油为原料所制原料所制成的部分成的部分产品产品城镇的许多家庭做饭使用城镇的许多家庭做饭使用罐装罐装“煤气煤气”，是液化石油气，是液化石油气，这

5、是石油化工产品。液化石油这是石油化工产品。液化石油气是经过加压后压缩到钢瓶中气是经过加压后压缩到钢瓶中的，瓶内的压强是大气的的，瓶内的压强是大气的7-8倍。倍。天然气主要是由碳和氢组成的气态化合天然气主要是由碳和氢组成的气态化合物，其中主要的是甲烷（物，其中主要的是甲烷（CH4)。1、甲烷的物理性质、甲烷的物理性质通常状况下通常状况下无无色、色、无气味气体无气味气体难难溶于水溶于水 比空气比空气轻轻甲烷是最重要的矿物燃料，我国是甲烷是最重要的矿物燃料，我国是最早利用天然气的国家。在明朝就最早利用天然气的国家。在明朝就有记载。有记载。化石燃料要经过数百万年才能形成，化石燃料要经过数百万年才能形成

6、，是不可再的生能源，人类目前大量是不可再的生能源，人类目前大量开采，将使化石燃料最终被耗尽。开采，将使化石燃料最终被耗尽。因此人类应该考虑如何合理利用化因此人类应该考虑如何合理利用化石燃料。石燃料。问题：化石燃料是不是取之不尽的？问题：化石燃料是不是取之不尽的？现代社会对能量的需求量越来越大，现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量己不能满足人化学反应提供的能量己不能满足人类的需求。目前，人们正在利用和类的需求。目前，人们正在利用和开发其他新能源，如太阳能、核能、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

7、源的利用，不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还可以减少能源面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染。对环境的污染。太阳能太阳能风能风能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，燃烧后，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方石油、天然气都要小得多。西方学者称其为学者称其为“21世纪能源世纪能源”或或“未来能源未来能源”。1立方米这种

8、可燃冰燃烧，相当于立方米这种可燃冰燃烧，相当于164立方米的立方米的天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍，海底可燃冰的储量够人类使用的两倍，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。年。据专家估计，全世界石油总储量在据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有5060年，全世界的石油资源将消耗殆尽。年，全世界的

9、石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。新希望。然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲烷气的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲烷气的大量散失，从而使大气中的温室气体含量急剧增大量散失，从而使大气中的温室气体含量急剧增加，它所产生的后果将是不堪设想的。世纪之交，加，它所产生的后果将是不堪设想的。世纪之交，在一座新能源的宝库面前，人们不得不审慎从事在一座新能源的宝库面前，人们不

10、得不审慎从事谁能肯定它不是潘朵拉的盒子？万一打开了谁能肯定它不是潘朵拉的盒子？万一打开了就关不上了呢？就关不上了呢？三.合理利用与开发化石能源n化石燃料的用途n化石燃料最终将被耗尽，人们必须合理开采、节约使用化石燃料，另外，还要开发新能源（如可燃冰）。n节约能源最重要的是使燃料充分燃烧。n使燃料充分燃烧的条件：燃烧时要有足够多的空气燃烧时要有足够多的空气燃料与空气要有足够大的接触面积。燃料与空气要有足够大的接触面积。燃燃烧烧不不充充分分不不仅仅使使燃燃料料产产生生的的热热量量减减少少，无无谓谓的的浪浪费费资资源源，而而且且还还会会产产生生大大量量的的有有害害气体，污染空气。气体，污染空气。工厂

11、排放的烟尘工厂排放的烟尘三.使用燃料对环境的影响n化石燃料燃烧造成空气污染主要原因：燃料中的一些杂质如燃料中的一些杂质如硫硫等燃烧时，产生空气污等燃烧时，产生空气污染物如染物如二氧化硫二氧化硫燃料燃烧不充分，产生燃料燃烧不充分，产生一氧化碳一氧化碳等。等。未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成成浮尘浮尘。煤燃烧时生成煤燃烧时生成 等污染物，这些污染等污染物，这些污染物反应后溶于雨水形成酸雨。物反应后溶于雨水形成酸雨。酸雨的形成过程酸雨的形成过程SO2和和NO2酸雨使树木大量死亡酸雨使树木大量死亡1908年年 1969年年雕像雕像受酸受酸雨

12、腐雨腐蚀，蚀，六十六十年沧年沧桑变桑变化。化。鱼类大量死亡鱼类大量死亡酸雨损害人体健康酸雨损害人体健康1土壤酸化，损害植物生长；土壤酸化，损害植物生长；2腐蚀建筑物、金属材料、文物等；腐蚀建筑物、金属材料、文物等；3污染水流，鱼类死亡；污染水流，鱼类死亡；4影响人体健康。影响人体健康。酸雨的危害酸雨的危害酸雨的防治措施：酸雨的防治措施：1、减少二氧化硫的排放。、减少二氧化硫的排放。2、用天然气代替煤。、用天然气代替煤。3、大力推广使用脱硫煤、大力推广使用脱硫煤。汽车尾气的排放汽车尾气的排放3汽车用燃料的燃烧对空气的影响汽车用燃料的燃烧对空气的影响CO气体；气体；未燃烧的碳氢化合物；未燃烧的碳氢

13、化合物；氮的氧化物；氮的氧化物；含铅的化合物和烟尘等。含铅的化合物和烟尘等。汽车尾气中的主要污染物有哪些？汽车尾气中的主要污染物有哪些？汽车尾气中的主要污染物有哪些？汽车尾气中的主要污染物有哪些？汽车用的燃料主要是汽车用的燃料主要是汽油和柴油汽油和柴油（1）改进发动机的燃烧方式，以使）改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。汽油能充分燃烧。（2）使用催化净化装置，使有害气）使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。体转化为无害物质。（3）使用无铅汽油，禁止含铅物质）使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。排放。为了减少汽车尾气对环境的污染，目为了减少汽车尾气对环境的污染，目为了减少汽车尾气对环境的

14、污染，目为了减少汽车尾气对环境的污染，目前在燃料和汽车制造技术方面可以采取什前在燃料和汽车制造技术方面可以采取什前在燃料和汽车制造技术方面可以采取什前在燃料和汽车制造技术方面可以采取什么措施？么措施？么措施？么措施？（4）使用清洁能源，如使用压缩天然气）使用清洁能源，如使用压缩天然气（CNG）或液化石油气（）或液化石油气（LPG）作燃料。）作燃料。（5）在管理上加大检测尾气的力度，禁）在管理上加大检测尾气的力度，禁止未达到环保标准的汽车上路。止未达到环保标准的汽车上路。（6）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可适当节约石油资源，并在一定程度上减少可适当节约石

15、油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。汽车尾气的污染。1乙醇乙醇俗称：俗称：酒精，化学式为酒精，化学式为C2H5OH。四、能源的利用和开发四、能源的利用和开发 物性：物性：无色、有特殊香味的液体，无色、有特殊香味的液体，易挥发，沸点低，能与水混溶。易挥发，沸点低，能与水混溶。清洁能源：天然气、乙醇和氢气清洁能源：天然气、乙醇和氢气化性：化性：可燃性可燃性C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O点燃点燃（可再生能源）（可再生能源）制备：制备：含淀粉、糖的植物经发酵、含淀粉、糖的植物经发酵、蒸馏而成。蒸馏而成。环保又节能的沃尔沃生物乙醇燃料车 优点：优点：可再生、环保；可再生、环保；“绿色绿色

16、”能源；能源；燃烧产物基本上不污染环境。燃烧产物基本上不污染环境。用途用途：用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料2氢气氢气2H2+O2 2H2O 点燃点燃特点：特点：燃烧产物无污染，是最清洁的燃料燃烧产物无污染，是最清洁的燃料。优点：优点：资源丰富，可再生；资源丰富，可再生；无毒、极易无毒、极易燃、燃烧放热多；燃、燃烧放热多；燃烧产物是水，几乎不燃烧产物是水，几乎不产生有害气体和颗粒物，不污染环境。产生有害气体和颗粒物，不污染环境。缺点：缺点：制取成本高；制取成本高；贮存、运输困难。贮存、运输困难。物性物性：无色无味的气体，难溶于水，密度最小无色无味的气体，难溶于水

17、，密度最小化性化性：可燃性、还原性可燃性、还原性氢气的实验室制法氢气的实验室制法药品药品:锌和稀硫酸锌和稀硫酸原理原理:Zn +H2SO4=ZnSO4+H2制法：制法：制取氢气的发生装置制取氢气的发生装置收集装置收集装置排水法收集氢气排水法收集氢气向下排空气法收集氢气向下排空气法收集氢气新能源n 如：太阳能、风能、地热能、潮太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能等汐能、核能、生物质能等一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化 化学反应在生成新物质的同时，还化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为热量伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化的变化课堂小结课堂小结二、

18、化石燃料：二、化石燃料：煤、石油、天然气等。煤、石油、天然气等。三、使用燃料对环境的影响1、化石燃料燃烧造成的污染、化石燃料燃烧造成的污染2、造成酸雨的污染物、酸雨带来的危害及、造成酸雨的污染物、酸雨带来的危害及防治措施防治措施3、汽车用燃料的燃烧对空气的影响：污染、汽车用燃料的燃烧对空气的影响：污染物及改进措施物及改进措施四、能源的利用与开发四、能源的利用与开发1、清洁能源：天然气、乙醇、氢气等。、清洁能源：天然气、乙醇、氢气等。2、新能源：太阳能、风能、地热能、核能、新能源：太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等潮汐能等 1下列关于石油的叙述中不正确的是（下列关于石油的叙述中不正确的是（）A

19、石油是一种化工产品石油是一种化工产品 B石油是一种混合物石油是一种混合物 C可利用石油产品发电可利用石油产品发电 D将石油分馏可得多种产品将石油分馏可得多种产品 2下列过程属于物理变化的是（下列过程属于物理变化的是（）A煤在隔绝空气的条件下加强热煤在隔绝空气的条件下加强热 B煤的形成煤的形成 C石油的形成石油的形成 D从石油里分馏出汽油等从石油里分馏出汽油等AD课堂练习课堂练习n3下列说法不正确的是（）nA太阳能、水能、风能是可持续发展的能源nB煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源nC地下水资源不能无限量地开发利用nD大量排放SO2、NO2等气体，会形成酸雨B此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢