7.2燃料的合理利用与开发46467.ppt

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1、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，通常表现为着能量的变化，通常表现为 的变化，的变化，即有即有 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。2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加热加热C+CO2=2CO高温高温热量热量放热放热吸热吸热如：燃烧反应如：燃烧反应：C+O2=CO2 其他：其他：Mg +2HCl =MgCl2 +H2 CaO+H2O=Ca（OH）2点燃点燃3.人类对能量的利用生活燃料的利用生活燃料的利用

2、 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；使用电池是能；使用电池是 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炼钢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烧砖烧砖开山炸石开山炸石发电

3、发电烧砖烧砖开山炸石开山炸石生活中经常使用的燃料有生活中经常使用的燃料有煤、石油煤、石油和天然气和天然气，我们常称它们为，我们常称它们为化石燃料化石燃料。因为它们都是由古代生物的遗骸经因为它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化一系列复杂变化(化学变化化学变化)而形成的。而形成的。化石化石燃料燃料是是不可再生能源不可再生能源（形成时间漫长）。（形成时间漫长）。煤、石油和天然气煤、石油和天然气都是混合物。都是混合物。煤煤石油石油天然气储罐天然气储罐1、煤煤的的形成形成及其及其组成组成的主要元的主要元素是什么？素是什么？煤煤是由古代植物遗体埋在地层下，是由古代植物遗体埋在地层下，并在地壳中经过一系

4、列非常复杂的并在地壳中经过一系列非常复杂的变化而变化而形成形成的。的。煤煤的主要成的主要成 分分是是碳元素，碳元素，还含有少量还含有少量H、N、S、O等元素及无机矿物。等元素及无机矿物。煤煤是复杂的是复杂的混合物混合物.煤煤的性质：的性质：黑色固体黑色固体、有光泽有光泽、具有具有可燃性可燃性焦炭焦炭（固态）（固态）冶炼金属冶炼金属煤焦油煤焦油（液态）（液态）化工原料化工原料 煤气煤气（气态）（气态）燃料燃料煤煤干馏干馏煤气煤气的主要成分为：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.煤煤的综合利用：的综合利用：化学变化化学变化隔绝空气加强热隔绝空气加强热.煤煤

5、的作用：重要能源、重要的化工原料的作用：重要能源、重要的化工原料所以称所以称煤煤是是工业的粮食、黑色的金子工业的粮食、黑色的金子煤煤的的综综合合利利用用.石油是由古代动植物遗体在地壳中石油是由古代动植物遗体在地壳中经过经过 非常复杂的变化而非常复杂的变化而形成形成的一种的一种粘稠状粘稠状液体液体。2、石油石油的的形成形成及其及其组成组成的主要元的主要元素是什么？素是什么？.石油石油的的成分：成分：主要主要由由碳和氢碳和氢两种元两种元素组成，还含有少量素组成，还含有少量S、O、N等，也是等，也是混合物混合物。原油原油.石油石油的性质：粘稠状液体的性质：粘稠状液体.石油石油的的综合利用综合利用石油

6、石油（物理变化物理变化）溶剂油（油脂、橡胶、油漆的溶剂）溶剂油（油脂、橡胶、油漆的溶剂）汽油汽油（汽车燃料汽车燃料）航空煤油航空煤油（飞机燃料飞机燃料）煤油煤油（燃料燃料、工业洗涤剂）、工业洗涤剂）柴油柴油（拖拉机拖拉机重型汽车重型汽车坦克燃料坦克燃料）润滑油（机械用）润滑油（机械用）石蜡、沥青石蜡、沥青分馏分馏加热炼制，利用加热炼制，利用液体的液体的沸点沸点不同不同分离混合物分离混合物苏丹苏丹炼油厂炼油厂 给给石油石油加热，组加热，组成石油的各物质成石油的各物质的沸点不同，它的沸点不同，它们就会被先后们就会被先后蒸蒸馏馏（物理变化）（物理变化）出来而得到分离。出来而得到分离。以以石油石油为原

7、料为原料所制成的部分所制成的部分产品产品石油石油的的用途用途：重要的能源、重要的能源、重要的化工重要的化工原料原料石油有石油有“工业工业的血液的血液”的称的称号。号。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。石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？些是常用的燃料？液化气泄漏会造成什么危害？石油罐装液液化气泄漏会造成什么危害？石油罐装液化

8、石油气在安全上应注意什么？化石油气在安全上应注意什么？不可，汽油、煤油、柴油不可，汽油、煤油、柴油。石油液化气的主要成分是丙烷，丁烷，丙烯和丁烯等石油液化气的主要成分是丙烷，丁烷，丙烯和丁烯等，都是易燃气体，如果泄漏会造成都是易燃气体，如果泄漏会造成CO中毒，引起火灾及中毒，引起火灾及爆炸等。防止碰撞和放在高温环境中。爆炸等。防止碰撞和放在高温环境中。天然气主要是由天然气主要是由碳和氢碳和氢组组成的气态化合物，其中主成的气态化合物，其中主要的是要的是甲烷甲烷（CH4)。1、甲烷甲烷的物理性质的物理性质通常状况下通常状况下无色无色、无味气体无味气体极极难溶于水难溶于水 密度比空气小密度比空气小沼

9、气中也含有甲烷沼气中也含有甲烷用排水法或向下排空用排水法或向下排空气法收集气法收集2、甲烷甲烷的化学性质的化学性质演示实验演示实验5-12点燃纯净的甲烷气体，观察火焰的颜色点燃纯净的甲烷气体，观察火焰的颜色可燃性可燃性注意注意：在点燃甲烷前也要检验纯度：在点燃甲烷前也要检验纯度甲烷的甲烷的爆炸极限爆炸极限为：为：4 4-15%15%之间。之间。CH4点燃现象点燃现象倒入澄清石倒入澄清石灰水现象灰水现象化学方程式化学方程式发出浅蓝色火焰，烧发出浅蓝色火焰，烧杯内壁有水滴生成杯内壁有水滴生成澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊CH4+2O2 =CO2+2H2O点燃点燃该实验说明甲烷含什么元素？该实验说

10、明甲烷含什么元素？碳、氢碳、氢 把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的在密闭的沼气池沼气池中发酵，就可产生中发酵，就可产生甲烷甲烷。在我国农在我国农村利用村利用沼气沼气，不仅可以解决不仅可以解决生活用生活用燃料燃料问问题；还能综合题；还能综合治理环境卫生治理环境卫生问题。问题。秸秆、杂草、秸秆、杂草、人畜粪便等人畜粪便等废弃物废弃物沼气的制取和利用沼气的制取和利用另外，另外，甲烷甲烷还存在于还存在于煤矿的坑道煤矿的坑道中中和和可燃冰可燃冰中中。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

11、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；（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。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851.7亿立方亿立方米米煤煤3261亿吨亿吨30.5亿吨亿吨我国我国20092009年化石能源储量年化石能源储量及年产量及年

12、产量15年年38年年107年年 按照这样的化石能源探明储量和开按照这样的化石能源探明储量和开发速度，我国的煤、石油、天然气资源发速度，我国的煤、石油、天然气资源将会很快耗尽。我们应该怎么办？将会很快耗尽。我们应该怎么办？1节约能源，提高燃料的利用率；节约能源，提高燃料的利用率；2开发和利用新能源。开发和利用新能源。三三.合理利用与开发化石能源合理利用与开发化石能源化石燃料的用途：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）。节约能源最重要的是使燃料充分燃烧。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

13、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，气体，污染空气污染空气。工厂排放的烟尘工厂排放的烟尘（一一）、燃料燃烧对空气的影响、燃料燃烧对空气的影响煤煤、石石油油的的燃燃烧烧思考思考1：煤中主要含哪：煤中主要含哪种元素，可能还含哪种元素，可能还含哪些元素？些元素？碳元素碳元素硫元素硫元素氮元素氮元素CO有毒气体有毒气体CO2温室效应温室效应SO2NO2酸雨酸雨思考思考2：这：这此元素燃此元素燃烧后生成烧后生成哪些物质哪些物质？烟尘烟尘活动与探究：酸雨危

14、害的模拟活动与探究：酸雨危害的模拟实验实验1实验实验1：SO2的溶解性实验的溶解性实验向盛满向盛满SO2的饮料瓶中加入适量水；的饮料瓶中加入适量水；向溶液中滴加少量紫色石蕊试液。向溶液中滴加少量紫色石蕊试液。实验实验步骤步骤现象现象分析分析饮料瓶变瘪饮料瓶变瘪溶液变成红色溶液变成红色SO2溶解于水溶解于水SO2与水反应生成与水反应生成一种酸性物质一种酸性物质实验2：小组模拟实验实验用品：SO2水溶液、植物叶子、锌粒、大理石活动与探究：酸雨危害的模拟活动与探究：酸雨危害的模拟实验实验2加入物质加入物质现象现象植物叶子植物叶子锌粒锌粒大理石大理石叶子由绿色变黄色叶子由绿色变黄色有气泡放出，锌粒逐渐

15、溶解有气泡放出，锌粒逐渐溶解开始有少量气泡放出，开始有少量气泡放出，大理石逐渐溶解大理石逐渐溶解变变化化缓缓慢慢 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NO21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。1、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

16、、大力推广使用脱硫煤、大力推广使用脱硫煤。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汽车尾气的排放汽车尾气的排放2 2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

17、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

18、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。使用天然气的公共汽车使用天然气的公共汽车1 1乙醇乙醇俗称：俗称：酒精，化学式为酒精，化学式为C2H5OH。（二）、能源的利用和开发（二）、能源的利用和开发 物理性质：物理性质：无

19、色、有特殊香味的无色、有特殊香味的液体，易挥发，沸点低，能与水混溶。液体，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、乙醇和氢气化学性质：化学性质：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”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

20、料2 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，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（或稀盐酸）锌和稀硫酸（或稀盐酸）

21、原理原理:Zn +H2SO4=ZnSO4+H2Zn +2HCl=ZnCl2 +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 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，人们正在类的需求。目前，人们正在利用和利用和开发其他新能源开发其他新能源，如，如太阳能太阳能、核能核能、风能风能、地热能地热能和和潮汐能潮汐能等。这些能等。这些能源的利用，不但源的利用，不但可以部分解决化石可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还

22、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核能核能潮潮汐汐能能地地热热能能一、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、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

23、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

24、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3下列说法不正确的是（下列说法不正确的是（）A太阳能、水能、风能是可持续发展的能太阳能、水能、风能是可持续发展的能源源B煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源枯竭的能源C地下水资源不能无限量地开发利用地下水资源不能无限量地开发利用D大量排放大量排放SO2、NO2等气体，会形成酸等气体，会形成酸雨雨4氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分出利用太阳能产生激光，

25、再用激光使海水分解得到解得到H2的新技术，其中海水分解可用方程的新技术，其中海水分解可用方程式式用用2H2O 2H2+O2表示。下列说法不表示。下列说法不正确的是（正确的是（）A水分解产物不污染环境水分解产物不污染环境 BTiO2是催化剂是催化剂 C该技术可将太阳能转化为氢能该技术可将太阳能转化为氢能 D在海水分解过程中应不断添加在海水分解过程中应不断添加TiO2DTiO2可燃冰燃烧图可燃冰燃烧图可燃冰可燃冰的学名为的学名为“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%

26、，可直接点燃可直接点燃，燃烧后，燃烧后几乎不产生任何残渣，几乎不产生任何残渣，污染污染比煤、比煤、石油、天然气都要石油、天然气都要小小得多。西方得多。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立方米立方米这种这种可燃冰可燃冰燃烧，相当于燃烧，相当于164立方米立方米的的天然气天然气燃烧所产生的燃烧所产生的热值热值。据粗略估算，在地。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，的两倍，海底可燃冰海底可燃冰的的储量储量够人类使

27、用够人类使用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。然而然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非要从海底将这些东西发掘出来，却并非易事易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的。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，就足以导致破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲烷甲烷气的气的大量散失，

28、从而使大气中的大量散失，从而使大气中的温室气体温室气体含量急剧增含量急剧增加，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？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