燃料的合理利用与开发课件.pptx
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1、7.2燃料的合理利用与开发燃料的合理利用与开发第1页/共61页一一.化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化 实验实验7-7-3 3 在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰,再加在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰,再加入入2 2 mL mL水,观察现象,并用手触摸试管外壁水,观察现象,并用手触摸试管外壁。现现象象手的感觉手的感觉化学方程式化学方程式生石灰生石灰和水剧烈反应,产生大量水蒸气,和水剧烈反应,产生大量水蒸气,放热。放热。热或烫手热或烫手。CaO+H2O=Ca(OH)2结论:结论:化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化。而能量的变化通常表现
2、为热量的变化。其中,放变化。而能量的变化通常表现为热量的变化。其中,放出热量的为出热量的为放热反应放热反应,吸收热量的为,吸收热量的为吸热反应吸热反应。第2页/共61页化学反应都伴随着能量变化,通常表现为热量变化1.1.所有的燃烧。所有的燃烧。2.2.金属和酸的反应金属和酸的反应二氧化碳和碳反应。二氧化碳和碳反应。放热反应吸热反应CH4+2O2=CO2+2H2OMg+2HCl=MgCl2+H2C+CO2=2CO放热放热吸热吸热点燃点燃高温高温化学反应中能量的变化通常表现为热量的变化化学反应中能量的变化通常表现为热量的变化第3页/共61页生活燃料的使用:做饭、取暖等;生活燃料的使用:做饭、取暖等
3、;第4页/共61页炼钢炼钢烧砖烧砖发电发电开山炸石开山炸石第5页/共61页人类需要的大部分能量是由化学反应产生的生活燃料的使用:做饭、取暖等;生活燃料的使用:做饭、取暖等;还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭;还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭;开山炸石和拆除危旧建筑;等等开山炸石和拆除危旧建筑;等等对于我们自身来说,维持体温和日常活动所需的能量,对于我们自身来说,维持体温和日常活动所需的能量,都与食物在体内发生的化学反应有关。都与食物在体内发生的化学反应有关。目前人们通过化学反应获得的能量,大多来自于化石燃料,化石燃烧对于人类非常重要。第6页/共61页二、化石燃料的利用二、化石燃料的利
4、用 生活中经常使用的燃料有 煤煤、石油石油和天然气和天然气,我们常称它们为化石燃料化石燃料。它们是不可再生能源植物或植物枯萎后植物或植物枯萎后植物等被埋于土中,经植物等被埋于土中,经长期复杂变化形成煤。长期复杂变化形成煤。煤的形成:煤也叫做煤炭,被喻为煤也叫做煤炭,被喻为“工业的粮工业的粮食食”、“黑色的金子黑色的金子”第7页/共61页 石油和天然气的形成石油和天然气的形成石油又叫原油,石油又叫原油,被誉为被誉为“工业的血工业的血液液”;天然气的主;天然气的主要成分是甲烷要成分是甲烷(CH4),是公认),是公认的当今世界最重要的当今世界最重要而又较洁净的气体而又较洁净的气体燃料燃料。第8页/共
5、61页煤是混合物,主要含碳元素,还含有氢元素和少量氮、硫、氧元素;燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。1.1.煤和石油第9页/共61页煤的干馏煤的干馏隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝空气加加加加 强强强强 热热热热煤煤煤煤焦焦焦焦 炭炭炭炭煤干馏是化学变化煤干馏是化学变化煤干馏是化学变化煤干馏是化学变化煤煤煤煤 气气气气炼焦炉出焦炼焦炉出焦炼焦炉出焦炼焦炉出焦煤煤煤煤焦焦焦焦油油油油煤干馏后的综合利用,煤干馏后的综合利用,既可以充分利用煤的资源,既可以充分利用煤的资源,还可以极大的减少污染。还可以极大的减少污染。冶金工业重要原料冶金工业重要原料化工原料化工原料 燃料燃料主要成分为:主要成分为:H2
6、、CH4、CO、其他气体、其他气体第10页/共61页思考下列问题:1 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?4 4、煤气的主要成分有哪些?、煤气的主要成分有哪些?3 3、如何将煤综合利用?、如何将煤综合利用?混合物混合物碳元素碳元素氢、氮、硫、氧元素氢、氮、硫、氧元素CO2H2ONO2SO2将煤隔绝空气加热,生成焦炭、煤焦油、煤气等。将煤隔绝空气加热,生成焦炭、煤焦油、煤气等。(煤干馏煤干馏化学变化化学变化后的综合利用,既可以充分利后的综合利用,
7、既可以充分利用煤的资源,还可以极大的用煤的资源,还可以极大的减少污染。减少污染。)氢气氢气H2甲烷甲烷CH4一氧化碳一氧化碳CO其他气体其他气体第11页/共61页石油也是混合物,主要含碳、氢元素(少量氮、硫元素);分馏产物燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。石油(工业的血液)从油井中开采出来的石油也叫原油,是一种粘稠状的液体。石油中主要含有碳和氢两种元素。第12页/共61页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。物物理理变变化化第13页/共61页石油可以直接做燃料吗石油可以直接做燃料吗?石油产
8、品中有哪些是常用燃料石油产品中有哪些是常用燃料?不可以,因为石油是混合物,里面有很多不可以,因为石油是混合物,里面有很多的杂质的杂质,导致石油的易燃度减低而且直接燃烧石导致石油的易燃度减低而且直接燃烧石油会产生很多的废气油会产生很多的废气,污染环境污染环境如果把石油的原油提炼后会分解出多种产物如果把石油的原油提炼后会分解出多种产物如如:汽油,煤油沥青,柴油等汽油,煤油沥青,柴油等,可以充分利用可以充分利用。第14页/共61页 城镇的许多家庭做饭使用一种罐装城镇的许多家庭做饭使用一种罐装“煤煤气气”作为燃料,罐中所装的是液化石油气,作为燃料,罐中所装的是液化石油气,这是石油化工的一种产品。液化石
9、油气是经这是石油化工的一种产品。液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的,瓶内压强是大气压加压后压缩到钢瓶中的,瓶内压强是大气压强的强的7 78 8倍。倍。第15页/共61页煤气泄漏会造成什么危害?使用罐装液化石油气在煤气泄漏会造成什么危害?使用罐装液化石油气在安全上应注意什么?安全上应注意什么?煤气的主要成分是一氧化碳,它是可燃性气体并且是煤气的主要成分是一氧化碳,它是可燃性气体并且是有剧毒的气体,有剧毒的气体,一旦泄漏,一方面可能引起火灾甚至爆一旦泄漏,一方面可能引起火灾甚至爆炸事故,另一方面可使人中毒死亡,所以要谨防泄漏事故炸事故,另一方面可使人中毒死亡,所以要谨防泄漏事故发生;灌装液化石油气
10、发生;灌装液化石油气(主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等)是经加压后压缩在钢瓶中,由于这些气体都属于丁烯等)是经加压后压缩在钢瓶中,由于这些气体都属于易燃易爆物,使用时一定要注意安全、轻拿轻放、放置在易燃易爆物,使用时一定要注意安全、轻拿轻放、放置在远离火源处、用毕要关紧阀门、防止泄漏、定期检查等,远离火源处、用毕要关紧阀门、防止泄漏、定期检查等,一旦泄漏要立即关闭阀门、打开门窗,切记产生火花,如一旦泄漏要立即关闭阀门、打开门窗,切记产生火花,如开灯、碰撞电子打火装置等。开灯、碰撞电子打火装置等。第16页/共61页(1 1)成分:)成分:天然气的主要成分是甲烷(天然
11、气的主要成分是甲烷(CHCH4 4)(俗称(俗称沼气沼气)2、天然气、天然气(2 2)a.a.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第17页/共61页实验现象:产生明亮的蓝色火焰;烧杯内壁有水雾;放出热量;杯壁上澄清石灰水变浑浊。b.甲烷的化学性质甲烷的化学性质 可可燃性燃性(点燃前先验纯点燃前先验纯)第18页/共61页验证甲烷(CH4)的元素组成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.将干冷的小烧杯罩将干冷的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上在甲烷燃烧的火焰上3.向罩过甲烷燃烧向罩过甲烷燃烧火焰的小烧杯中注火焰
12、的小烧杯中注入澄清的石灰水入澄清的石灰水CH4+2O2=CO2+2H2O点燃点燃实验探究记录:产生淡蓝色火焰产生淡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甲烷中含有甲烷中含有氢氢元素元素甲烷中含有甲烷中含有碳碳元素元素化化学学方方程程式式澄清石灰水变浑浊第19页/共61页甲烷的存在甲烷的存在甲烷的存在甲烷的存在(1 1)甲烷还存在于池沼)甲烷还存在于池沼的底部(常称为沼气)的底部(常称为沼气)(2 2)甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气)甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气中达到一定程度时,遇火会发生爆炸。中达到一定程度时,遇火会发生爆炸。第20页/共61页天
13、然气、沼气天然气、沼气把秸秆、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。人工能制取沼气吗人工能制取沼气吗?在我国农村利用沼气,不仅可以解决生活用燃料问题;还能综合治理环境卫生问题。第21页/共61页3.3.合理利用与开发石能源第22页/共61页世界能源的主要来源世界能源的主要来源天然气天然气20%20%煤煤 35%35%石油石油 40%40%第23页/共61页 石油石油1.89亿吨探明储量量探明储量量年产量年产量天然气天然气煤煤28.33亿吨亿吨32124 亿亿 立方米立方米851.7亿立方米亿立方米我国我国2009年化石燃料储量及年产量年化石燃料储量及年产量3261亿吨亿吨
14、30.5亿吨亿吨煤 20年 40年 60年 80年 100年天然气石油第24页/共61页“可燃冰可燃冰”白色白色 形似冰雪形似冰雪 能像固体酒精样直接点燃能像固体酒精样直接点燃可燃冰可燃冰在人们担心化石能源将被耗尽时,科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的“冰”“可燃冰”。第25页/共61页可燃冰燃烧图可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。第26页/共61页“可燃冰”能否替代化石燃料?使用“可燃冰”替代
15、化石燃料有什么优点?还存在哪些问题?优点:能量高、燃烧值大、污染小优点:能量高、燃烧值大、污染小缺点:如开采中甲烷泄漏到大气缺点:如开采中甲烷泄漏到大气中,将造成中,将造成严重严重的温室效应。的温室效应。第27页/共61页煤气煤气天然气天然气液化液化石油气石油气主要主要成分成分氢气氢气 H H2 2甲烷甲烷 CHCH4 4一氧化碳一氧化碳 COCO(有毒)(有毒)甲烷甲烷 CHCH4 4C C4 4H H1010、C C3 3H H8 8C3H6、C4H8注意注意事项事项防止泄漏防止泄漏中毒中毒防止泄漏防止泄漏爆炸爆炸防止泄漏防止泄漏爆炸爆炸防止泄漏防止泄漏爆炸爆炸第28页/共61页1、点燃甲
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