课题2 燃料和热量

1、（第一课时（第一课时）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，化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，而能量的变还伴随着能量的变化，而能量的变化通常表现热量的变化。化通常表现热量的变化。 C + O2 CO2 点燃点燃（放热反应）（放热反应）CO2 + C= 2CO高温高温（吸热反应）（吸热反应）目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，由于资源有限，因此要控制燃自于化石燃料，由于资源有限，因此要控制燃烧反应，提高燃料的利用率。烧反应，提高燃料的利用率。生活中经常使用的燃料有煤、石油生活中经常使用的

2、燃料有煤、石油和天然气，我们常称它们为和天然气，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而形成的。化石燃料是一系列复杂变化而形成的。化石燃料是不可再生能源。不可再生能源。1、煤的形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

3、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的综合利用煤的综合利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。给石油加热，组成石油的各物质给石油加热，组成石

4、油的各物质的沸点不同，它们就会被先后蒸的沸点不同，它们就会被先后蒸馏出来而得到分离。馏出来而得到分离。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？煤气泄漏会造成什么危害？石油罐装液化煤气泄漏会造成什么危害？石油罐装液化石油气在安

5、全上应注意什么？石油气在安全上应注意什么？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2、甲烷的化学性质、甲烷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。（明亮并呈（明亮并呈蓝色蓝色）CH4 + 2O

6、2=CO2 + 2H2O点燃点燃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，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

7、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%，

8、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

9、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

10、，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？四、有机物四、有机物 通常把不含通常把不含碳碳元素的化合物称为无机物化合物，元素的化合物称为无机物化合物，简称无机物简称无机物 通常把含通常把含碳碳元素的化合物称为有机物化合物，元素的化合物称为有机物化合物，简称有机物简称有机物 如如甲烷、乙醇、葡

11、萄糖、蛋白质、尿素等甲烷、乙醇、葡萄糖、蛋白质、尿素等 注意：注意：CO、CO2、含、含CO32的化合物不是有机的化合物不是有机物（因为它们的结构和性质与无机物相似）物（因为它们的结构和性质与无机物相似） 有机物的特点：有机物的特点：种类繁多，容易燃烧、受热易种类繁多，容易燃烧、受热易分解，不易导电，溶点低，难溶于水分解，不易导电，溶点低，难溶于水什么叫有机物？什么叫有机物？ 第二课时来自山西临汾的照片来自山西临汾的照片来自山西临汾的照片来自山西临汾的照片一、燃料燃烧对空气的影响一、燃料燃烧对空气的影响1、煤的燃烧、煤的燃烧思考思考1：煤中含哪些：煤中含哪些元素？元素？碳元素碳元素硫元素硫元素

12、氮元素氮元素CO 有毒气体有毒气体CO2 温室效应温室效应SO2 NO2 酸雨酸雨思考思考2：这些：这些元素燃烧后生元素燃烧后生成哪些物质？成哪些物质？农业农业森林森林桥梁桥梁文物文物人体健康人体健康讨论讨论：酸雨可能对环境造成什么样的破：酸雨可能对环境造成什么样的破坏，应采取怎样的防止和保护措施？坏，应采取怎样的防止和保护措施？酸雨的危害：影响作物生长、腐蚀金属材料、酸雨的危害：影响作物生长、腐蚀金属材料、 破坏大理石建筑、破坏大理石建筑、人体健康人体健康2、汽车用燃料的燃烧：、汽车用燃料的燃烧：1、尾气：、尾气：2、改进措施：、改进措施： 减少汽车尾气对空气污染的措施有：减少汽车尾气对空气

13、污染的措施有： (1)改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。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使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。质。 (3)使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。 (4)使用压缩天然气使用压缩天然气CNG或液化石油气或液化石油气LPG作作燃料。燃料。 归纳总结：煤和石油等化石燃料燃烧造成对空气的归纳总结：煤和石油等化石燃料燃烧造成对空气的 污染，主要有以下几方面原因？污染，主要有以下几方面原因？3、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到

14、空气中。1、燃料中一些杂质（、燃料中一些杂质（S、N等）燃烧时，产生空气等）燃烧时，产生空气 污染物（污染物（SO2、NOX）；）；2、燃料燃烧不充分，产生、燃料燃烧不充分，产生CO;二、使用和开发新的燃料及能源二、使用和开发新的燃料及能源1、乙醇乙醇和和氢气氢气是两种清洁能源，其中氢气是两种清洁能源，其中氢气被认为是最清被认为是最清洁的燃料洁的燃料。乙醇乙醇(酒精酒精) 化学式化学式燃烧反应的燃烧反应的化学方程式化学方程式特点特点来源来源C2H5OH燃烧产物基本上不污染环境，可做燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料酒精灯、火锅、内燃机等的燃料 。高粱、玉米和薯类等经过发

15、酵、高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏可得乙醇，属于可再生能源蒸馏可得乙醇，属于可再生能源 二、使用和开发新的燃料及能源二、使用和开发新的燃料及能源1、乙醇乙醇和和氢气氢气是两种清是两种清洁能源，其中氢气被洁能源，其中氢气被认为是最清认为是最清洁的燃料洁的燃料。 乙醇乙醇(酒精酒精) 化学式化学式燃烧反应的燃烧反应的化学方程式化学方程式特点特点来源来源C2H5OH燃烧产物基本上不污染环境，可做燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料酒精灯、火锅、内燃机等的燃料 。高粱、玉米和薯类等经过发酵、高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏可得乙醇，属于可再生能源蒸馏可得乙醇，属于可再生能源 氢

16、气氢气化学式化学式燃烧反应燃烧反应的化学方的化学方程式程式特点特点来源来源H2（最清洁的原料）（最清洁的原料）氢气本身无毒、极易燃烧、放热量氢气本身无毒、极易燃烧、放热量大、燃烧产物是水大、燃烧产物是水 氢气可由水分解制得，目前制取成本氢气可由水分解制得，目前制取成本高，贮存困难，作为燃料暂不能广泛高，贮存困难，作为燃料暂不能广泛使用，但终将成为主要能源之一使用，但终将成为主要能源之一 氢气的实验室制法：氢气的实验室制法： 锌和稀硫酸反应制取氢气锌和稀硫酸反应制取氢气Zn+H2SO4=ZnSO4+H2风 能氢能源潮汐能生物能太 阳 能地 热 能核能 核燃料蕴藏有如此巨大的能量，所以越来越受到人

17、们的重视能量释放2500吨煤 燃烧1千克铀235 裂化优点：污染小，储藏大，成本低，特别是释放能量大 利用氢燃烧时放出的热量作为能源： 2H2+O22H2O+115.6kcal氢的燃烧热大约是汽油燃烧热的 倍反应产物是水，对环境没有污染，所以人们把氢称作干净能源目前液氢已用作火箭燃料（见彩图以液氢为燃料的航天飞机运载火箭）;液氢、液氨或储氢合金贮存的氢气已用作汽车燃料(见彩图以液氨为燃料的氢能源汽车)地球接收的太阳能 （一年）74万亿吨煤 燃烧能量特点：极为丰富，又是清洁的、可再生的能源 用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、风力发电、风力致热等风能是一种流动空气产生的动能全球风能 被利用人类

18、对能源的全部要求利用为牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏远地区提供生活、生产用电挥发成分含量高，易于着火燃烧，但体 积松散，能量密度低太阳能通过光合作用以生物的形态储存的能量林产品下脚料、薪柴、秸秆、人畜粪便、水生作物、沼气和城市生活、生产中的废弃物等研究方向: 定义：种类：特点：（1）转换成气体燃料和液体燃料（2）改进燃烧装置，提高燃烧热效率地热能 ： 地球内部包含的热能，火山爆发、地震和温泉都是地热能的表现形式。地球内部放出（一小时）热 量6000吨优质煤 燃烧一般用于温室、育秧、育种、养鱼（见彩图利用地热养鱼）并将地下天然蒸汽和热水用于生产和生活。 潮汐能 ： 由潮汐涨落所产生的位能和 动

19、能称为潮汐能 主要用作水磨、水车、农副产品机械的动力和发电用途：2 2、开发新能源，实现人类、开发新能源，实现人类可持续发展思想可持续发展思想 新能源的种类太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。 开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。利用不同形式的能量发电示意图利用不同形式的能量发电示意图太阳能电池太阳能电池一、选择题一、选择题 1.农作物收割后留下大量秸杆，下列有关秸杆的处农作物收割后留下大量秸杆，下列有关秸杆的处理方法错误的是（理方法错误的是（ ） A .做饲料做饲料 B.造纸造纸 C.制沼气制沼气 D.就地焚烧就地焚烧 2.从人类生存的环境考虑，未来用于汽车的理想燃从人类生存

20、的环境考虑，未来用于汽车的理想燃料是（料是（ ） A.氢气氢气 B.天然气天然气 C.煤煤 D.石油石油 3 .提供能量巨大、持续时间长、分布地域广阔、获提供能量巨大、持续时间长、分布地域广阔、获取利用方便、使用安全高效，且对环境不产生负面影响的取利用方便、使用安全高效，且对环境不产生负面影响的新能源是（新能源是（ ） A.核能核能 B.太阳能太阳能 C.氢能氢能 D.地热能地热能7.3随堂练习随堂练习DAB4 . 要节约现有能源，还要研究开发新能源。新能源是要节约现有能源，还要研究开发新能源。新能源是指指 （ ）氢能氢能 太阳能太阳能 风能风能 水能水能 地热能地热能 潮汐潮汐能能 电能电能A. B. C. D. 5. “西气东输西气东输”是开发大西北的一项重大工程，输送的是开发大西北的一项重大工程，输送的是当今世界上最重要的一种气体化石燃料，该气体的主是当今世界上最重要的一种气体化石燃料，该气体的主要成分是要成分是 （ ） A.CO B.H2 C.O2 D.CH4D D 6.下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是 （ ） A.煤和石油大量