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7-2_燃料的合理利用与开发

发布时间:2013-11-21 12:46:34  

新课导入

沼气



石油

课题2 燃料的合理利用与开发

教学目标

1.了解化学反应中的能量变化,认识 燃料充分燃烧的重要性。 2.知道化石燃料是人类重要的自然资源, 对人类生活起着重要作用。了解化石燃 料的不可再生性,认识合理开采和节约 使用化石燃料的重要性;

3.知道石油炼制出的几种主要产品及其 用途;

4.了解化石燃料对环境的影响; 5.认识使用和开发清洁燃料及各 种能源的重要性

重点 1.了解化石燃料的形成过程和不可再生 性;

2.认识化石燃料对人类所起的重要作用。 3.了解化石燃料对环境的影响; 4.认识使用和开发清洁燃料及各种能源 的重要性。

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 着能量的变化,通常表现为——的变化, 即有——现象和——现象。
1.放出热量,反应后温度升高。 如:燃烧反应 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 ↑ CaO+H2O=Ca(OH)2 2.吸收热量,反应后温度降低。 高温 C+CO2==2CO 2CuO +C
高温

2CO2 ↑+ 2Cu

3.人类对能量的利用

? 生活燃料的利用 做饭、取暖等 发电、烧制陶瓷、冶炼金属、 ? 利用燃料产生的热量 发射火箭 开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑 ? 爆炸产生的热量 维持体温和日常生 ? 食物在体内缓慢氧化放出热量 命活动所需要的能 量 ? 能量的转化:电池充电时——能转化为— 电 化学 化学 电 能;使用电池是——能转化为——能。

化学反应中能量的利用

利用化学反应产 生的热量炼钢

我国古代的 烧制陶器

二、化石燃料的利用
三大化石燃料 煤 石油 混合物、不可再生能源 天然气



石油

天然气

混合物 1.煤( 物) 煤:工业的粮食、黑色的金子 性质

黑色固体、有光泽、具有可燃性

组成元 主要含碳元素,还有少量氢、氮、硫、氧等 素 元素 形成 古代植物被埋于土中,经长期复杂的变化而形成 综合利 用 固体产物:焦炭 冶炼金属

煤隔绝空气加强热液体产物:煤焦油
(化学变化)
用途 气体产物:煤气

化工原料
重要燃料

重要能源、重要的化工原料

2.石油(工业的血液) 性质
粘稠状液体

组成元素 主要含碳 氢元素,还有少量氧硫氮等元素 形成 古代动植物的遗骸被层层泥沙掩埋,经长期复杂的变 化而形成。 溶剂油(油脂、橡胶、油漆的溶剂) 综合利 汽油(汽车燃料) 用 加热炼制 航空煤油(飞机燃料) 石油 煤油(燃料、工业洗涤剂) (物理变化) 柴油(拖拉机重型汽车军舰轮船 坦克燃料) 润滑油(机械用) 石蜡、沥青

用途

重要的能源、重要的化工原料

煤的形成过程



远古时期的植物

植物等被埋于土 中,经长期复杂

变化形成煤 煤在地下的分布是一层一层的,大多 夹杂在砂岩和页岩中,煤层中含有大量植 物化石,有的还有完整树干形状的煤。 植物枯萎

石油和天然气的形成

动植物的遗骸被 层层沙泥掩埋
海洋生物死亡

生物的遗骸经 复杂变化形成 石油和天然气

3.天然气
天然气主要是由碳和氢组成的气态碳 氢化合物,其中最主要的是 甲烷(CH4)。

天 然 气 管 道

使 用 天 然 气 的 公 共 汽 车

甲烷:(最简单的有机化合物)
? 物性: 无色、无味的气体,极难溶于水,

密度比空气大
? 化性:

可燃性

甲 烷 的 燃 烧

点燃甲烷的现象: 点燃现象

CH4

发出浅蓝色火焰,烧 杯内壁有水滴生成 澄清石灰水变浑浊 CH4+2O2 == CO2+2H2O
点燃

倒入澄清石 灰水现象 化学方程式

该实验说明甲烷含什么元素?碳、氢

沼气中常含有甲烷,甲烷还存在于煤 矿的坑道中。

池塘里的沼气

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。
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。

秸秆、杂草、 人畜粪便等 废弃物

沼气的制取和利用 另外,瓦斯、西气东输、可燃冰主要成分都是甲

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。 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 火花的因素;
(2)注意矿井的通风,使在矿井中产 生的甲烷尽快散失; (3)要注意对矿井工人进行安全意识的 教育。

我国2009年化石能源储量 及年产量
探明储量 石 油 28.33亿吨 年产量 1.89亿吨 851.7亿立方 米 30.5亿吨 开采年限 15年 38年 107年

天然气 32124亿立方米 煤 3261亿吨

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 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; 2.开发和利用新能源。

3.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。 燃料与空气要有足够大的接触面积。

? 使燃料充分燃烧的条件: 燃烧时要有足够多的空气

燃烧不充分不仅使燃料产生的热量减少, 无谓的浪费资源,而且还会产生大量的有害 气体,污染空气。

工厂排放的烟尘

三.使用燃料对环境的影响 ? 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硫等燃烧时,产生空气污 染物如二氧化硫 燃料燃烧不充分,产生一氧化碳等。 未燃烧的碳氢化合物及炭粒、

尘粒等排放到空气中形 成浮尘。

煤燃烧时生成 SO2和NO2 等污染物,这些 污染物反应后溶于雨水形成酸雨。

酸雨的形成过程

酸雨使树木大量死亡

雕像 受酸 雨腐 蚀, 六十 年沧 桑变 化。

1908年

1969年

鱼类大量死亡

酸雨损害人体健康

酸雨的危害
1.土壤酸化,损害植物生长; 2.腐蚀建筑物、金属材料、文物等; 3.污染水流,鱼类死亡; 4.影响人体健康。 酸雨的防治措施: 1、减少二氧化硫的排放。

2、用天然气代替煤。
3、大力推广使用脱硫煤。

汽车尾气的排放

3.汽车用燃料的燃烧对空气的影响
汽车用的燃料主要是 汽油和柴油
汽车尾气中的主要污染物有哪些? CO气体;

未燃烧的碳氢化合物;
氮的氧化物;

含铅的化合物和烟尘等。

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 么措施? (1)改进发动机的燃烧方式,以使 汽油能充分燃烧。
(2)使用催化净化装置,使有害气 体转化为无害物质。 (3)使用无铅汽油,禁止含铅物质 排放。

(4)使用清洁能源,如使用压缩天然气 (CNG)或液化石油气(LPG)作燃料。

(5)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。 (6)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 汽车尾气的污染。

四、能源的利用和开发
清洁能源:天然气、乙醇和氢气

1.乙醇

(可再生能源)

俗称:酒精,化学式为C2H5OH。 制备:含淀粉、糖的植物经发酵、
蒸馏而成。

物性:无色、有特殊香味的液体,
易挥发,沸点低,能与水混溶。

化性:可燃性
C2H5OH+3O2
点燃

2CO2+3H2O

环保又节能的沃尔沃生物乙醇燃料车

优点:可再生、环保; “绿色”能源;
燃烧产物基本上不污染环境。

用途:用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料

2.氢气
特点:燃烧产物无污染,是最清洁的燃料。

物性:无色无味的气体,难溶于水,密度最小 化性:可燃性、还原性
2H2+O2
点燃

2H2O

优点:①资源丰富,可再生;②无毒、极易 燃、燃烧放热多;③燃烧产物是水,几乎不 产生有害气体和颗粒物,不污染环境。 缺点:①制取成本高;②贮存、运输困难。

制法:
氢气的实验室制法

药品: 锌和稀硫酸(或稀盐酸)
原理: Zn + H2SO4== ZnSO4 + H2↑ Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2↑

制取氢气的发生装置

收集装置

排水法收集氢气

向下排空气法收集氢气

排水法收集氢气

向下排空气法收集氢气

新能源
? 如:
太阳能、风能、地热能、潮 汐能、核能、生物质能等

课堂小结
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

伴随着能量的变化,通常表现为热量 的变化 二、化石燃料: 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 2、造成酸雨的污染物、酸雨带来的危害及 防治措施 3、汽车用燃料的燃烧对空气的影响:污染 物及改进措施

四、能源的利用与开发
1、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、 潮汐能等

课堂练习
1.下列关于石油的叙述中不正确的是 (A ) A.石油是一种化工产品 B.石油是一种混合物 C.可利用石油产品发电 D.将石油分馏可得多种产品 2.下列过程属于物理变化的是( D ) A.煤在隔绝空气的条件下加强热 B.煤的形成 C.石油的形成 D.从石油里分馏出汽油等

? ? 源 ?

3.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

B.煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不 枯竭的能源 ? C.地下水资源不能无限量地开发利用 ? D.大量排放SO2、NO2等气体,会形成酸 雨

4.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 分解得到H2的新技术,其中海水分解可用方 TiO2 程式用2H2O 2H2↑+O2↑表示。下列说法 不正确的是( ) D A.水分解产物不污染环境 B.TiO2是催化剂 C.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TiO2


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