课题2燃料的合理利用与开发

课题2燃料的合理利用与开发庐江县柯坦镇陈埠中学李功怀问道学海一.化学反应中的能量变化[实验7-3]在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入2mL水，观察现象，并用手触摸试管外壁。现象手的感觉分析化学方程式

生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，放热。热或烫手。生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，并放出热量，说明这是一个放热反应。CaO+H2O=Ca(OH)2问道学海[实验]在一支试管中加入几小段镁条，再加入5ml稀盐酸，观察现象，并用手触摸试管外壁。[现象]试管中有大量气泡冒出，试管壁发热[结论]镁与盐酸反应放出气体、产生热量再如:问道学海化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化1.所有的燃烧;2.金属和酸的反应二氧化碳和碳反应。

放热反应吸热反应

CH4+2O2===CO2+2H2OC2H5OH+3O2===2CO2+3H2OC+CO2===2CO放热吸热点燃点燃高温问道学海根据生活知识，试举出一些利用化学反应放出热量的实例。问道学海利用化学反应放出热量的实例生活燃料的使用：做饭、取暖等；还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭；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，都与食物在体内发生的化学反应有关。切割或焊接金属、驱动汽车、加热物质等。目前人们通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，而化石燃料的资源是有限的。因此，控制燃烧反应使燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要，如果我们提高煤等燃料的燃烧利用率，就相当于延长煤等的使用期限。问道学海另外燃料燃烧不充分时，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。如何做到使燃料充分燃烧呢？使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：1、燃烧时要有足够多的空气2、燃料要与空气要有足够大的接触面积讨论：工业上有时使用煤等固体燃料，为了使燃料与空气有足够的接触面，你认为应将固体燃料进行怎样的处理？为了使燃料与空气有足够大的接触面应将固体燃料加工成小块或加工成蜂窝煤状或粉状，这样可提高燃料的利用率。问道学海二、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。为什么要这样称呼它们?我们现在从它们的形成开始认识它们。煤的形成石油和天然气的形成问道学海阅读课本138~139页，思考下列问题：(1)、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？

(2)、煤完全燃烧的产物有哪些？(4)、煤气的主要成分有哪些？(3)、如何将煤综合利用？混合物碳元素氢、氮、硫、氧元素CO2H2ONO2SO2将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦油、煤气等。（煤干馏[化学变化]后的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。）氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO其他气体1.煤和石油问道学海

煤怎样得到的充分利用？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）粗氨水等这是物理变化还是化学变化呢？问道学海煤的用途工业的粮食问道学海石油：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂变化而形成的一种粘稠液体。它是由多种物质组成的混合物。主要含有C、H元素，还含有S、O、N等元素。问道学海讨论：石油可直接用做燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？不可以，因为石油是混合物，里面有很多的杂质,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,污染环境如果把石油的原油提炼后会分解出多种产物如:汽油，煤油,沥青，柴油等,可以充分利用。石油燃烧问道学海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？石油怎样得到充分利用？问道学海给石油加热，组成石油的各物质的沸点不同，它们就会被先后蒸馏出来而得到分离，是物理变化。问道学海城镇的许多家庭做饭使用一种罐装“煤气”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。液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的，瓶内压强是大气压强的7～8倍。问道学海工业的血液石油的用途问道学海思考、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？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，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发生；灌装液化石油气(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，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。问道学海2、天然气在有石油的地方，一般都有天然气的存在。天然气为混合物，主要成分是甲烷(CH4)。[实验7-4]

点燃从导管放出的甲烷（点燃前，要先检验甲烷的纯度），在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯上的现象;后再罩一个内壁沾有澄清石灰水的烧杯,观察现象.实验现象：①明亮的蓝色火焰;②烧杯内壁有水雾（干冷的烧杯）；③杯壁上澄清石灰水变混浊④放出热量。问道学海现象化学方程式(1)

(2)根据以上实验完成以下表格:这个实验说明甲烷中肯定含有氢元素、碳元素.明亮的蓝色火焰,烧杯内有水雾出现,放出热量.CH4+2O2CO2+2H2O澄清石灰水变混浊Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O问道学海在池沼的底部常含有甲烷,通常也把池沼中的气体称为沼气.甲烷是一种无色密度比空气小的气体。

极难溶于水。这是用排水法收集到的甲烷气体，根据图片，思考甲烷的物理性质有哪些？问道学海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。问道学海人工能制取沼气吗？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。问道学海煤气天然气液化石油气主要成分氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO（有毒）甲烷CH4C4H10、C3H8C3H6、C4H8注意事项防止泄漏中毒防止泄漏爆炸防止泄漏爆炸防止泄漏爆炸问道学海3.合理利用与开发化石能源人类目前所消耗的能量主要来自化石能源,但资源有限,形成时间要数百万年.化石能源越来越紧张.问道学海化石燃料形成的时间非常长，储量有限。化石燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。在不久的将来，我们将面临严重的能源危机！探明储量年产量开采年限石油28.33亿吨1.89亿吨约13年天然气32124亿立方米851.7亿立方米约55年煤3261亿吨30.5亿吨约116年我国2009年化石能源探明储量、年产量及开采年限问道学海讨论:调节进风口.原因是氧气不充足,燃料中的碳不能充分燃烧,产生黑烟,使燃料的利用率降低,浪费资源,污染空气.所以,控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,对于节约能源非常重要.在日常做饭时,有时燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色,锅底呈黑色,此时怎么办?为什么?怎样使燃料充分燃烧?有何意义?一是燃烧时要有足够的氧气;二是燃料与空气要有足够大的接触面.如果能有效地提高煤等化石燃料的燃烧利用率,就相当于延长了化石能源的使用期限.问道学海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%到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”。但是可燃冰埋藏于海底的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。所以还需要解决技术上的问题。

可燃冰问道学海CO有毒气体CO2温室效应SO2

NO2

酸雨讨论：据上述实验，试说明酸雨可能对环境造成什么

样的破坏？碳元素氮元素硫元素思考2：这些元素燃烧后生成哪些物质？思考1：煤中主要含哪种元素？还含哪些元素？煤的燃烧三.使用燃料对环境的影响问道学海文物雕像腐蚀水体污染、土壤酸化森林受到破坏桥梁等建筑物受到腐蚀损害人体健康问道学海汽车用燃料的燃烧

汽车尾气中的主要污染物有哪些？减少汽车尾气对空气污染的措施有哪些？问道学海尾气中的主要污染物有NO，末燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘减少汽车尾气对空气的污染可采取哪些措施:两个方面：一、燃料燃烧方面（1）使用催化净化装置（2）使用无铅汽油禁止含铅物质的排放二、造车技术方面（3）改进发动机的燃烧方式以使汽油能充分燃料问道学海清洁燃料乙醇（化学式C2H5OH）俗称酒精。1、物理性质:密度比水小,能与水互溶.易挥发2、化学性质:可燃性,燃烧时放出大量的热.

3、优点：(1)、无污染(2)、热效率高(3)、节省汽油(4)、减少汽车尾气污染4、制取：高梁、玉米薯、类经过发酵，蒸馏可得酒精

C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O

点燃问道学海有些城市的部分汽车改用压缩天然气(CNG)或液化石油气(LPG)作燃料,以减少对空气的污染.清洁燃料乙醇（化学式C2H5OH）俗称酒精。1、物理性质:密度比水小,能与水互溶.易挥发2、化学性质:可燃性,燃烧时放出大量的热.

C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O

点燃3、优点(1)、无污染(2)、热效率高(3)、节省汽油(4)、减少汽车尾气污染(5)、属于可再生能源.4、制取：高梁、玉米、薯类经过发酵，蒸馏可得酒精问道学海四、能源的利用和开发核能太阳能风能水能潮汐能问道学海氢气作为能源,越来越受到人们的关注.氢气作为能源的优点:完全燃烧放热多,产物是水,无污染.是理想的清洁.高能燃料.由于氢气的制取成本高和贮存困难,暂时还未能广泛应用.问道学海1、下列说法中不正确是的（）A、煤、石油和天然气是不可再生的能源B、从石油中能分离出汽油、柴油、酒精等燃料C、煤的燃烧会造成环境污染D、沼气的应用可解决农村的燃料问题B2、下列变化属于化学变化的是（）A、煤隔绝空气加热变成焦炭等物质B、酒精挥发C、石油分馏得到汽油、柴油等物质D、锅炉爆炸A3、有关石油的叙述不正确的是（）A、汽油是纯净物B、石油是混合物C、石油可作化工原料生产许多产品D、石油的炼制是利用石油中各成分的沸点不同A练习问道学海4、自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源，如氢气属高效、无污染的二级能源，是因为自然界中现成氢气很少。下列叙述正确的是（）A、天然气属二级能源B、风能属二级能源C、家用电器作用的电源属一级能源D、一氧化碳属二级能源D5、请仔细阅读下列文字，然后完成有关问题。（1）煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化。以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔。请你分析这种变化的优点？增大煤与氧气的接触面积，使其充分燃烧，减少有害物质的排放。问道学海（2）燃烧时会产生许多污染物。据资料显示，冬天的空气中二氧化硫含量会增多。请你分析造成这一现象的可能原因是

。为了减少煤燃烧对环境造成的污染，可将