课题二燃料的合理利用和开发

1、课题二课题二 燃料的合理利用和开发燃料的合理利用和开发一、化学反应中的能量变化化学反应中一般都伴有能量的变化化学反应中一般都伴有能量的变化现现 象象手的感觉手的感觉分分 析析氧化钙粉碎为粉末状氧化钙粉碎为粉末状试管外壁发热试管外壁发热氧化钙与水反应中有能量变化氧化钙与水反应中有能量变化探究【实验】氧化钙与水反应探究【实验】氧化钙与水反应这个实验说明了什么问题呢这个实验说明了什么问题呢? ? 化学反应中都伴随化学反应中都伴随有能量的变化有能量的变化，而能量，而能量的变化通常表现为热量的变化：有些化学反应的变化通常表现为热量的变化：有些化学反应中有热量放出，有的则从外界吸收热量。中有热量放出，有的

2、则从外界吸收热量。 吸热现象吸热现象 总结：化学反应中的能量变化总结：化学反应中的能量变化 放热现象放热现象大多数化学反应大多数化学反应C + CO2 = 2CO高温高温思考：利用化学反应产生的热量炼钢利用化学反应产生的热量炼钢 根据生活知识，试举出一些利用化根据生活知识，试举出一些利用化学反应放出热量的实例。学反应放出热量的实例。利用炸药定向爆破拆除楼房利用炸药定向爆破拆除楼房 有人曾称煤是有人曾称煤是 “ 工业的粮食工业的粮食 ” ，石油是，石油是 “ 工业工业的血液的血液 ” 。其实不仅工业，其他如农业、国防、交通。其实不仅工业，其他如农业、国防、交通运输、建筑、医疗卫生和人们的日常生活

3、等都离不开煤、运输、建筑、医疗卫生和人们的日常生活等都离不开煤、石油和天然气。石油和天然气。 化石燃料天然气天然气石油石油二、化石燃料的利用二、化石燃料的利用 生活中经常使用的燃料有 煤、石油和天然气煤、石油和天然气，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等被埋于土中，经长期复杂变化形成煤。1、化石燃料的形成化石燃料的形成煤的形成：煤的形成：煤煤是混合物，是混合物，主要含碳元素主要含碳元素，还含有氢元，还含有氢元素和少量氮、硫、氧元素；燃烧产物为素和少量氮、硫、氧元素；燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。等。石油石油也是混合物，也是混合物，主要含碳、氢元素主要含

4、碳、氢元素(少少量氮、硫元素量氮、硫元素)；分馏产物燃烧产物为；分馏产物燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。等。天然气天然气的主要组成元素是碳、氢元素；燃烧的主要组成元素是碳、氢元素；燃烧产物为产物为CO2和和H2O 。 组成元素和燃烧产物组成元素和燃烧产物 石油和天然气的形成：石油和天然气的形成：1、煤和石油 煤的成分 煤怎样得到的充分利用？煤主要含有碳元素，还含有少量氢、硫、氧、氮等元素以及无机矿物质，是混合物。煤隔绝空气加热固体：焦炭液体：煤焦油（含多种有机化合物）煤气：主要成分H2、CH4、CO等（气体燃料）这是物理还是化学变化呢？煤的用途工业的粮食煤（ 物）煤：工业的粮食、黑色的金子

5、性质组成元素形成综合利用用途黑色固体、有光泽、具有可燃性黑色固体、有光泽、具有可燃性古代植物被埋于土中，经长期复杂的变化而形成古代植物被埋于土中，经长期复杂的变化而形成煤隔绝空气加强热煤隔绝空气加强热固体产物：焦炭固体产物：焦炭液体产物：煤焦油液体产物：煤焦油气体产物：煤气气体产物：煤气重要能源、重要的化工原料重要能源、重要的化工原料主要含碳元素，还有少量氢、氮、硫、氧等元素冶炼金属冶炼金属化工原料化工原料重要燃料重要燃料（化学变化）（化学变化）混合混合 石油1、石油的成分2、石油怎样得到充分利用石油主要含碳、氢两种元素，还有少量的氮、硫元素。为混合物。根据各成分的沸点不同进行分离。分析上述过

6、程是物理变化还是化学变化？石油的分馏石油的分馏炼制炼制石石油油分分馏馏炼炼制制液化石油气液化石油气溶剂油溶剂油汽油汽油航空煤油航空煤油煤油煤油柴油柴油润滑油润滑油石蜡石蜡沥青沥青石油的用途工业的血液石油(工业的血液)性质性质组成元素形成形成 综合利综合利用用用途用途粘稠状液体粘稠状液体主要含碳主要含碳 氢元素，还有少量氧硫氮等元氢元素，还有少量氧硫氮等元素素古代动植物的遗骸被层层泥沙掩埋，经长期复杂的变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。化而形成。石油石油加热炼制加热炼制 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（汽车燃料）汽油（汽车燃料）航空

7、煤油（飞机燃料）航空煤油（飞机燃料）煤油（燃料、工业洗涤剂）煤油（燃料、工业洗涤剂）柴油（拖拉机重型汽车军舰轮船柴油（拖拉机重型汽车军舰轮船坦克燃料）坦克燃料）润滑油（机械用）润滑油（机械用） 石蜡、沥青石蜡、沥青（物理变化）（物理变化）重要的能源、重要的化工原料重要的能源、重要的化工原料甲甲烷烷的的燃燃烧烧（1 1）成分：）成分： 天然气的主要成分是甲烷（天然气的主要成分是甲烷（CH4)CH4)（俗称沼气）。（俗称沼气）。2、天然气、天然气（2 2）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 池塘里的沼气池塘里的沼气 沼气中常含

8、有甲烷，沼气中常含有甲烷，甲烷还存在于煤甲烷还存在于煤矿的坑道中。矿的坑道中。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点燃点燃点燃甲烷的现象：点燃甲烷的现象：CH4该实验说明甲烷含什么元素？该实验说明甲烷含什么元素？碳、氢碳、氢甲烷燃烧，产生明亮的蓝色火焰。甲烷燃烧，产生明亮的蓝色火焰。烧杯内壁有水雾出现。烧杯内壁有水雾出现。有水生成，甲烷中含有氢元素。有水生成，甲烷中含有氢元素。澄清石灰水变浑浊。澄清石灰水变浑浊。有二氧化碳生

9、成，甲烷中含有碳元素。有二氧化碳生成，甲烷中含有碳元素。讨论：讨论：1. 1. 点燃前为什么要先检验甲烷的纯度？点燃前为什么要先检验甲烷的纯度？2. 2. 煤矿的矿井里常有甲烷逸出，由此你想到了什么？应贴怎样的煤矿的矿井里常有甲烷逸出，由此你想到了什么？应贴怎样的安全标志？安全标志？防止混有空气而引起爆炸防止混有空气而引起爆炸注意通风，严禁烟火和杜绝一切可能产生火花的因素注意通风，严禁烟火和杜绝一切可能产生火花的因素CO2 Ca(OH)2 CaCO3 H2O点燃点燃 可燃性可燃性CH4 +2 O2 = CO2 + 2H2O(1)、点燃甲烷前，要先、点燃甲烷前，要先 。 (2)、写出甲烷燃烧的化

10、学方程式：、写出甲烷燃烧的化学方程式： 。 (3)、请设计一个实验验证甲烷燃烧的产物。、请设计一个实验验证甲烷燃烧的产物。验纯验纯CH4 4 +2 O2 2 = CO2 2 + 2H2 2O、点燃后，用一个干冷的小烧杯罩在、点燃后，用一个干冷的小烧杯罩在火焰上方，如果烧杯壁有小水珠产生，火焰上方，如果烧杯壁有小水珠产生，则证明有水生成；则证明有水生成；、迅速倒转烧杯，到进澄清石灰水，、迅速倒转烧杯，到进澄清石灰水，震荡，如果石灰水变浑浊，则证明有震荡，如果石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成。二氧化碳生成。点燃点燃练习练习使用天然气的公共汽车使用天然气的公共汽车 把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放

11、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。在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。 在我国农在我国农村利用沼气，村利用沼气，不仅可以解决不仅可以解决生活用燃料问生活用燃料问题；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。沼沼气气的的制制取取和和利利用用30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23亿吨亿吨1.74亿吨亿吨天然气天然气22300亿立方米亿立方米408亿立方米亿立方米煤煤1145亿吨亿吨9.9亿吨亿吨13年年55年年116年年化石燃料是不可再生能源化石燃料是不可再生能源！需要几百万年才能形成需要几百万年才能形成。燃料燃烧不充分时，不

12、仅使燃料燃烧产生的热量燃料燃烧不充分时，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，而且还会产生大量的减少，浪费资源，而且还会产生大量的CO等物质，等物质，污染大气。污染大气。（1）如何做到使燃料充分燃烧呢？）如何做到使燃料充分燃烧呢？（2）充分燃烧的优点有哪些？）充分燃烧的优点有哪些？（3）不充分燃烧的缺点有哪些？）不充分燃烧的缺点有哪些？2、燃料充分燃烧的条件、燃料充分燃烧的条件燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；燃料要与空气要有足够大的接触面积。燃料要与空气要有足够大的接触面积。燃料充分燃烧，能节约能源、减少环境污染燃料充分燃烧，能节约能源、减少环境污染1、炼

13、钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气？、炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气？2、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地上，却要架空？上，却要架空？3、这两种做法对燃料而言有什么好处？对、这两种做法对燃料而言有什么好处？对环境来说又什么帮助？环境来说又什么帮助？提供充足的空气提供充足的空气使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧使燃料充分燃烧，减少环境污染使燃料充分燃烧，减少环境污染33可燃冰 -甲烷水合物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

14、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”。燃料燃烧对空气的影响燃料燃烧对空气的影响使用和开发新的燃料及能源使用和开发新的燃料及能源氢能氢能太阳能太阳能风能风能 核能、地热能核能、地热能、潮汐能、潮汐能煤的燃烧煤的燃烧汽车用燃料的燃烧汽车用燃料的燃烧 煤燃烧时会排放出二氧化硫（煤燃烧时会排放出二氧化硫（SO2）、二氧化）、

15、二氧化氮（氮（NO2）等污染物。这些气体溶于雨水，）等污染物。这些气体溶于雨水，会形成酸雨。会形成酸雨。直接燃煤及其缺陷直接燃煤及其缺陷三、使用燃料对环境的影响三、使用燃料对环境的影响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？ 煤燃烧时生成煤燃烧时生成 等污染物，这些等污染物，这些污染物反应后溶于雨水形成酸雨。污染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演示实验：酸

16、雨危害的模拟演示实验：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扁饮料瓶变扁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加入的物质加入的物质现象现象水水SO2加水加水植物叶子植物叶子镁条或锌粒镁条或锌粒大理石或石大理石或石灰石灰石叶子枯黄叶子枯黄无变化无变化表面有气泡表面有气泡,镁条镁条逐渐逐渐溶解溶解表面有气泡表面有气泡大理石逐渐大理石逐渐溶解溶

17、解 活动与探究：活动与探究：变化变化缓慢缓慢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：酸雨可能对环境造成什么样的破坏，应采取怎样的防止和样的破坏，应采取怎样的防止和保护措施？保护措施？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酸雨的危害：酸雨的危害：影响作物生长、腐蚀金属材料、影响作物生长、腐蚀金属材料、破坏大理石建筑、影响人体健康、破坏大理石建筑、影响人体健康、污染水源等污染水源等2 2、汽车用燃料的燃烧：、汽车用燃料的燃烧：1 1、尾气：、尾气：2 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污染的措施

18、有： (1)改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。分燃烧。 (2)使用催化净化装置，使有害气体转化为使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。无害物质。 (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作燃料。作燃料。 归纳总结：煤和石油等化石燃料燃烧造成对归纳总结：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？空气的污染，主要有以下几方面原因？3 3、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。放到空气中。

19、1 1、燃料中一些杂质（、燃料中一些杂质（S S、N N等）燃烧时，产等）燃烧时，产生空气污染物（生空气污染物（SOSO2 2、NONOX X）；）；2 2、燃料燃烧不充分，产生、燃料燃烧不充分，产生CO;CO; 思考：减少燃料燃烧对空气的污染思考：减少燃料燃烧对空气的污染可采取哪些措施？可采取哪些措施？1、减少煤中的含硫量、减少煤中的含硫量(使用脱硫煤）。使用脱硫煤）。2、工厂废气净化后再排放。、工厂废气净化后再排放。3、汽车尾气净化处理、汽车尾气净化处理 。 4、开发新的清洁燃料及能源、开发新的清洁燃料及能源5、加强环境监测。、加强环境监测。四、能源的利用和开发四、能源的利用和开发乙醇酒精

20、酒精俗称俗称高粱、玉米高粱、玉米和和薯类薯类等经过等经过发酵发酵、蒸馏可得乙醇、蒸馏可得乙醇C2H5OHC2H5OH+3O2=2CO2+3H2O点燃点燃用作酒精灯、火锅、内燃机等的用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料燃料制备制备：用途用途：优点：优点：“绿色绿色”能能源源可再生、环保可再生、环保车用乙醇车用乙醇 密度比水小密度比水小 , ,能与水能与水互溶互溶. .易易挥发挥发、可燃可燃, ,燃烧燃烧时放出大量的热时放出大量的热. .1、使用和开发新的燃料及能源、使用和开发新的燃料及能源氢气氢气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H2（最清洁的原料）（最清洁的原料）

21、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 氢气本身无毒、极易燃烧、放热量大、氢气本身无毒、极易燃烧、放热量大、燃烧产物是水燃烧产物是水 (1)氢气的物理性质氢气的物理性质(2)化学性质化学性质可燃性可燃性点点燃氢气前，一定要检验纯度燃氢气前，一定要检验纯度 2H2 + O2 2H2O 点燃点燃无无色无味的气体色无味的气体,密度比空气小密度比空气小,难溶于水难溶于水.(3)氢气的氢气的实验室制法实验室制法药品药品: 锌锌 和和 稀硫酸稀硫酸(或稀盐酸或稀

22、盐酸)原理原理: Zn + H2SO4= ZnSO4 + H2Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2发生装置发生装置(和制二氧化碳相同和制二氧化碳相同)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 氢气的用途氢气的用途制盐酸制盐酸高能燃料高能燃料合成氨合成氨风风 能能氢能源氢能源潮汐能潮汐能生物能生物能太太 阳阳 能能地地 热热 能能核能核能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

23、用不同形式的能量发电示意图老师拿出无标签的两瓶试剂，分别是固老师拿出无标签的两瓶试剂，分别是固体和液体，他将固体放在气球中体和液体，他将固体放在气球中, ,液体液体放入试管中，然后将两种试剂混合立即放入试管中，然后将两种试剂混合立即产生一种无色气体产生一种无色气体, ,气球膨胀。请同学气球膨胀。请同学探讨：此气体是什么物质？探讨：此气体是什么物质？固体固体液体液体气体气体123我们学过的气体有我们学过的气体有 H2 N2 CO2 CO CH4其中其中1.能燃烧的能燃烧的 , 2.点燃前必须验纯的点燃前必须验纯的 , 3.支持燃烧的支持燃烧的 , 4.能灭火的能灭火的 , 5.有毒的有毒的 ,

24、6.不宜用排水法收集的不宜用排水法收集的 , 7.密度比空气大的密度比空气大的 , 8.具有还原性的具有还原性的 , 9.通入石蕊试液能使石蕊试液变红通入石蕊试液能使石蕊试液变红的的 . H2CO CH4 H2COCH4 O2 CO2COCO2CO2 CO H2CO21 1、一些燃料的燃烧对环境有不良影、一些燃料的燃烧对环境有不良影响响, ,应选择使用不污染环境或对环境应选择使用不污染环境或对环境环境污染小的燃料环境污染小的燃料. .2 2、在化石燃料中、在化石燃料中, ,天然气是比较清洁天然气是比较清洁的燃料的燃料. .3 3、使用和开发化石燃料以外的清洁、使用和开发化石燃料以外的清洁燃料燃

25、料, ,综合利用资源和开发新能源具综合利用资源和开发新能源具有重要意义有重要意义. .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（的处理方法错误的是（ ） 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，未来用于汽车的理从人类生存的环境考虑，未来用于汽车的理想燃料是（想燃料是（ ） 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、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，且对环境不产生获

26、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（负面影响的新能源是（ ） 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。要节约现有能源，还要研究开发新能源。新能源是指新能源是指 （ ）氢能氢能 太阳能太阳能 风能风能 水能水能 地热地热能能 潮汐能潮汐能 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，该气体的主要成分是（化石燃料，该气体的主要成分是（ ） 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.煤和石油大量的直接燃烧会造成