燃料的合理利用与开发

课题2燃料的合理利用与开发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，了解化石燃料的不可再生性，认识合理开采、节约使用化石燃料的重要性。3.初步了解石油炼制出的几种重要产品及其用途。4.了解化石燃料燃烧对环境的影响。5.认识使用和开发清洁燃料及各种新能源的重要性。“不见炊烟起，但闻饭菜香。”现在很多地方的村民家用沼气代替了柴草做饭，告别了传统的“烟熏火燎”。你知道沼气的成分是什么吗？沼气是怎么产生的吗？中国西部地区天然气向东部地区输送，主要是新疆塔里木盆地的天然气输往长江三角洲地区。输气管道西起新疆塔里木的轮南油田，向东最终到达上海，延至杭州。西气东输2010年12月9日由南京大学研制的氢能源汽车首次亮相，氢能源汽车和普通电动车相比，它行驶平稳，动力强劲，且没有任何尾气和噪音。

氢能源汽车燃烧向外界放热一、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，而能量的变化通常表现为热量的变化。C+O2CO2

点燃（放热反应）CO2+C2CO高温（吸热反应）

目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料的燃烧，由于资源有限，因此要控制燃烧反应，提高燃料的利用率。二、化石燃料的利用煤、石油、天然气又称为化石燃料,是不可再生能源。煤、石油、天然气是怎样形成的呢？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.煤和石油（1）石油和煤的综合利用煤是混合物，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)；分馏产物的燃烧产物为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。（2）主要的组成元素及燃烧产物你见到过甲烷气体吗？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（CH4)。（1）甲烷的物理性质①通常状况下为无色、无味、气体②难溶于水③比空气轻2.天然气实验验证设计实验：如何验证甲烷燃烧的产物是水和二氧化碳？（2）甲烷的化学性质[演示实验]点燃纯净的甲烷气体，观察火焰的颜色（可燃性）注意：在点燃甲烷前要检验纯度（火焰明亮并呈蓝色）CH4+2O2=====CO2+2H2O点燃沼气的制取和利用目前人类所使用的能源主要取自化石燃料，它们经历了上亿年的时间才得以形成，因此不可再生。2009年我国化石能源基础储量和年产量分别为：石油28.33亿吨，1.89亿吨；天然气32124亿立方米，851.7亿立方米；煤3261亿吨，30.5亿吨。

按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约还有多少年？3.合理利用与开发化石能源使燃料充分燃烧需考虑两点：（1）燃烧时有足够多的空气（2）燃料与空气有足够大的接触面使用燃料时，若燃料不能充分燃烧，易产生黑烟，CO等物质，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。海底“可燃冰”科学家在300―500米海洋深处发现一种冰霜样的物质——可燃冰。可燃冰是甲烷水合物(化学式CH4·8H2O)其外观像冰。一体积可燃冰可储载100——200倍体积的甲烷气体，具有能量高、燃烧值大等优点。可燃冰或将成为未来新能源：煤：主要含有C元素，还含有少量的H、N、S、O等元素石油：主要含有C元素和H元素，还含有少量的N、S、O等元素由于都含有碳、硫、氮这三种元素，所以燃烧后会生成CO2（温室效应）、CO（有毒）以及SO2、NO2（造成酸雨）等气体。三、使用燃料对环境的影响1.煤的燃烧森林受到酸雨破坏（图）讨论：根据上述探究，试说明酸雨可能对环境造成怎样的破坏，应采取怎样的防止和保护措施？雕像受到酸雨腐蚀1908年1968年受酸雨污染的水稻2.汽车燃料的燃烧汽车尾气中的主要污染物一氧化碳，未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。

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。

使用压缩天然气燃料的汽车液化石油气汽车加气站乙醇（酒精，C2H5OH）无色、有特殊香味的液体，易挥发，沸点低，能与水混溶，有可燃性。C2H5OH+O2=====CO2+H2O点燃323(5)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。

四、能源的利用和开发1.氢气（最清洁的燃料）2H2+O2====2H2O点燃优点：a、资源丰富，可再生；b、燃烧放热多；c、生成物不污染环境