课题二燃料的合理利用和开发

课题二

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现象手的感觉分析氧化钙粉碎为粉末状试管外壁发热氧化钙与水反应中有能量变化探究【实验】氧化钙与水反应这个实验说明了什么问题呢?

化学反应中都伴随有能量的变化，而能量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。

吸热现象

总结：化学反应中的能量变化

放热现象大多数化学反应C+CO2==2CO高温思考：利用化学反应产生的热量炼钢根据生活知识，试举出一些利用化学反应放出热量的实例。利用炸药定向爆破拆除楼房

有人曾称煤是

“

工业的粮食

”

，石油是

“

工业的血液

”

。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等都离不开煤、石油和天然气。

化石燃料天然气石油二、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，我们常称它们为化石燃料。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、⑴化石燃料的形成①煤的形成：◆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。◆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。◆天然气的主要组成元素是碳、氢元素；燃烧产物为CO2和H2O。⑵组成元素和燃烧产物②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固体产物：焦炭液体产物：煤焦油气体产物：煤气重要能源、重要的化工原料主要含碳元素，还有少量氢、氮、硫、氧等元素冶炼金属化工原料重要燃料（化学变化）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。分析上述过程是物理变化还是化学变化？石油蒸馏是物理变化石油的分馏

炼制石油分馏炼制液化石油气溶剂油汽油航空煤油煤油柴油润滑油石蜡沥青石油的用途工业的血液石油(工业的血液)性质组成元素形成综合利用用途粘稠状液体主要含碳氢元素，还有少量氧硫氮等元素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。石油加热炼制溶剂油（油脂、橡胶、油漆的溶剂）汽油（汽车燃料）航空煤油（飞机燃料）煤油（燃料、工业洗涤剂）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（物理变化）重要的能源、重要的化工原料化学与科技甲烷的燃烧（1）成分：天然气的主要成分是甲烷（CH4)（俗称沼气）。2、天然气（2）甲烷的物理性质无色、无味的气体密度比空气小极难溶于水池塘里的沼气沼气中常含有甲烷，甲烷还存在于煤矿的坑道中。点燃现象倒入澄清石灰水现象化学方程式发出浅蓝色火焰，烧杯内壁有水滴生成澄清石灰水变浑浊CH4+2O2==CO2+2H2O点燃点燃甲烷的现象：CH4该实验说明甲烷含什么元素？碳、氢实验7-4现象结论和化学方程式甲烷燃烧，产生明亮的蓝色火焰。烧杯内壁有水雾出现。有水生成，甲烷中含有氢元素。澄清石灰水变浑浊。有二氧化碳生成，甲烷中含有碳元素。讨论：1.点燃前为什么要先检验甲烷的纯度？2.煤矿的矿井里常有甲烷逸出，由此你想到了什么？应贴怎样的安全标志？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CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O点燃可燃性CH4+2O2====CO2+2H2O(1)、点燃甲烷前，要先

。(2)、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。验纯CH4+2O2====CO2+2H2O①、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，则证明有水生成；②、迅速倒转烧杯，到进澄清石灰水，震荡，如果石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成。点燃练习使用天然气的公共汽车把秸秆、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。沼气的制取和利用302004年我国化石燃料储量及年产量探明储量年产量开采年限石油23亿吨1.74亿吨天然气22300亿立方米408亿立方米煤1145亿吨9.9亿吨13年55年116年化石燃料是不可再生能源！需要几百万年才能形成。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CO等物质，污染大气。（1）如何做到使燃料充分燃烧呢？（2）充分燃烧的优点有哪些？（3）不充分燃烧的缺点有哪些？2、燃料充分燃烧的条件①燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；②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1、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上，却要架空？3、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？讨论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”。

可燃冰燃料燃烧对空气的影响使用和开发新的燃料及能源氢能太阳能风能

核能、地热能、潮汐能……煤的燃烧汽车用燃料的燃烧煤燃烧时会排放出二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）等污染物。这些气体溶于雨水，会形成酸雨。直接燃煤及其缺陷三、使用燃料对环境的影响1、煤的燃烧思考1：煤中含哪些元素？碳元素硫元素氮元素CO有毒气体CO2温室效应SO2

NO2

酸雨思考2：这些元素燃烧后生成哪些物质？煤燃烧时生成等污染物，这些污染物反应后溶于雨水形成酸雨。酸雨的形成过程SO2和NO2演示实验：酸雨危害的模拟实验1实验1：SO2的溶解性实验①向盛满SO2的饮料瓶中加入适量水；②向溶液中滴加少量紫色石蕊试液。实验步骤①②现象分析饮料瓶变扁溶液变成红色SO2溶解于水SO2与水反应生成一种酸性物质加入的物质现象水SO2加水植物叶子镁条或锌粒大理石或石灰石叶子枯黄无变化表面有气泡,镁条逐渐溶解表面有气泡大理石逐渐溶解酸雨危害的模拟实验活动与探究：变化缓慢农业森林桥梁文物人体健康讨论：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？鱼类大量死亡酸雨损害人体健康酸雨的危害：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、污染水源等2、汽车用燃料的燃烧：1、尾气：2、改进措施：汽车尾气污染物：

一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘

减少汽车尾气对空气污染的措施有：

(1)改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。(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)使用压缩天然气[CNG]或液化石油气[LPG]作燃料。

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？3、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。1、燃料中一些杂质（S、N等）燃烧时，产生空气污染物（SO2、NOX）；2、燃料燃烧不充分，产生CO;思考：减少燃料燃烧对空气的污染可采取哪些措施？1、减少煤中的含硫量(使用脱硫煤）。2、工厂废气净化后再排放。3、汽车尾气净化处理。4、开发新的清洁燃料及能源5、加强环境监测。怎样解决世界“能源危机”让空气清新起来开发新能源利用新能源四、能源的利用和开发乙醇酒精俗称高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏可得乙醇C2H5OHC2H5OH+3O2==2CO2+3H2O点燃用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料制备：用途：优点：“绿色”能源可再生、环保车用乙醇密度比水小,能与水互溶.易挥发、可燃,燃烧时放出大量的热.1、使用和开发新的燃料及能源氢气化学式燃烧反应的化学方程式特点来源H2（最清洁的原料）

2H2+O2===2H2O点燃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、燃烧产物是水(1)氢气的物理性质(2)化学性质可燃性点燃氢气前，一定要检验纯度

2H2+O22H2O点燃无色无味的气体,密度比空气小,难溶于水.(3)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↑发生装置(和制二氧化碳相同)收集装置排水法收集氢气向下排空气法收集氢气氢气的用途制盐酸高能燃料合成氨风能氢能源潮汐能生物能太阳能地热能核能新能源2、开发新能源，实现人类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,液体放入试管中，然后将两种试剂混合立即产生一种无色气体,气球膨胀。请同学探讨：此气体是什么物质？固体液体气体123我们学过的气体有H2N2CO2COCH4其中1.能燃烧的,

2.点燃前必须验纯的,

3.支持燃烧的,

4.能灭火的,

5.有毒的,

6.不宜用排水法收集的,

7.密度比空气大的,

8.具有还原性的,

9.通入石蕊试液能使石蕊试液变红的.H2COCH4H2COCH4

O2

CO2COCO2CO2

COH2CO21、一些燃料的燃烧对环境有不良影响,应选择使用不污染环境或对环境环境污染小的燃料.2、在化石燃料中,天然气是比较清洁的燃料.3、使用和开发化石燃料以外的清洁燃料,综合利用资源和开发新能源具有重要意义.学完本课题你应该知道一、选择题1.农作物收割后留下大量秸杆，下列有关秸杆的处理方法错误的是（）A.做饲料

B.造纸

C.制沼气

D.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料是（）A.氢气

B.天然气

C.煤

D.石油3.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新能源是（）A.核能

B.太阳能

C.氢能

D.地热能［随堂练习］DAB4.要节约现有能源，还要研究开发新能源。新能源是指（）①氢能

②太阳能

③风能

④水能

⑤地热能

⑥潮汐能

⑦电能A.①②④⑦

B.①②③⑤

C.③④⑤⑥

D.①②③⑤⑥

5.“西气东输”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，该气体的主要成分是（）A.CO

B.H2

C.O2

D.CH4D

D

6.下列叙述不正确的是（）A.煤和石油大量的直接燃烧会造成空气严重污染B.化石燃料蕴藏量是有