【化学】第七单元课题2化石能源的合理利用-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

第七单元能源的合理利用与开发课题2化石能源的合理利用能源是人类活动的基础能源发展与人类文明进步原始社会草木燃料农耕时代自然动力工业时代化石燃料调查与研究1.请调查家中目前使用的燃料，及使用燃料的炉具、灶具情况。柴火灶煤炉液化气灶及液化气罐柴草煤液化石油气天然气调查与研究2.按照燃料的状态、形成、是否可再生、是否清洁对家用燃料进行分类，并从环保、热值等分析家用燃料的变迁原因。状态形成是否可再生是否清洁柴草固体一年或多年能再生较清洁煤固体几十万年几百万年不能再生不清洁液化气气体由几十万年几百万年形成的石油加工而成不能再生不清洁天然气气体几十万年几百万年不能再生清洁化石能源也被称为化石燃料煤石油（原油）天然气煤、石油和天然气等化石能源是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化形成的，是

。不可再生能源一、化石能源的利用yi一1.煤和石油煤燃烧煤是复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有氢、氧、氮、硫等元素。+热量煤的综合利用通过将煤隔绝空气加热热分解或煤与其他物质反应来实现，由此得到许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等。煤气是由一氧化碳、氢气和甲烷等组成的混合气体，可用作居民生活燃气和化工原料。煤的综合利用是什么变化？煤的综合利用是化学变化石油主要含有碳和氢两元素。原油石油的综合利用将石油加热并使用催化剂炼制，再利用各成分沸点不同进行分离，可得到多种燃料和化工原料，使石油得到综合利用。液化石油气易燃易爆，其钢瓶内压强较大，使用时要注意安全。石油的综合利用的部分产品2.天然气大庆石油渤海油田天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中主要成分是甲烷（CH4）利用天然气熬制井盐我国是世界上最早利用天然气的国家。明代宋应星所著的《天工开物》记载了无果古代劳动人民利用天然气熬制井盐。【实验7-2】（1）点燃甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，观察现象。点燃甲烷前，要先检验甲烷的纯度。（2）迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。如何设计实验证甲烷中含有氢、氧两种元素？【实验7-2】实验编号现象化学方程式（1）甲烷燃烧，烧杯内壁出现无色液滴（2）烧杯中的澄清石灰水变浑浊甲烷燃烧及其产物的检验沼气可燃冰沼气的主要成分是甲烷。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就会产生沼气，可用作燃料。可燃冰是在高压和低温条件下形成的，主要成分是甲烷水合物，具有热值高、储量大等优点，有望成为未来新能源。204060煤石油天然气思考与讨论后将可能没有可开采的煤、石油和天然气。在右图中表示你的估算结果，并谈谈你对化石能源使用与开发的看法。如果按下表所示的化石能源储量和年产量，估算大约多少年化石能源储量年产量煤2079亿吨41.3亿吨石油36.89亿吨1.99亿吨天然气63393亿m32075.8亿m3化石能源可能得开采年限50.3318.5430.531.下列关于化石能源的叙述中，不正确的是(）A.煤可用于发电B.石油炼制可得到多种产品C.天然气的主要成分是甲烷D.化石能源只能通过燃烧加以利用4.秸秆等生物质可用于生产乙醇等生物质能源。下表给出了乙醇、石油燃烧时释放的能量和二氧化碳的数据。请结合以上数据，分析这两种能源各自的优势：

能源释放的能量/（kJ.g-1)释放的二氧化碳/（mg.kJ-1)乙醇29.764石油43.773二、降低化石能源的利用对环境的影响数据来源：电力规划设计总院《中国能源发展报告2023》2022年我国各项能源一次消费结构占比我国能源现状利：改善生活弊：环境问题如何降低化石能源的利用对环境的影响日益引起人类的重视。活动一：化石能源燃烧对空气造成的污染、对气候的影响想一想：结合可燃物组成分析，燃料在发生化学反应时元素发生了怎样的变化？燃料种类组成木柴C、H、O等煤C、H、O、S、N等液化石油气C、H等天然气C、H等可燃物＋氧气温度达到着火点生成物＋能量含有元素S＋O2NHOCO2COSO2NO2H2OC气候变暖大气污染物酸雨煤、汽油、柴油燃烧时产生的二氧化硫、氮的氧化物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，形成酸雨（pH＜5.6）酸雨的危害①酸雨汽车发动机燃烧室燃料燃烧汽车使用的汽油或柴油燃烧时产生的

等，会随尾气直接排放到空气中，造成污染;大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会引起温室效应加剧，导致全球变暖;等等。一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘②.汽车尾气活动二、调控燃烧反应减少对环境的负面影响想一想：如何减少空气污染物CO的产生？煤改气提供充足O2煤块煤球蜂窝煤增大接触面想一想：如何减少空气污染物SO2的产生？加入固硫剂制成型煤使用脱硫煤烟气脱硫煤改气煤改电煤改气煤改电截至2024年6月，西气东输管道系统累计向长三角地区输送天然气突破5000亿立方米，折合替代标煤6.45亿吨，可减少排放二氧化硫1272万吨、二氧化碳7.31亿吨和粉尘3.62亿吨。完善调控燃烧反应模型可燃物＋氧气温度达到着火点生成物＋能量去除或减少污染元素降低碳含量替换其他能源将污染物转化后排放获得理想产物增大接触面积提供足量氧气使燃烧更充分调控反应速率活动三、应用调控燃烧反应模型解决实际问题想一想：如何减少汽车尾气的污染？发动机中燃料充分燃烧高压燃油嘴（喷射雾状燃油）汽车涡轮增压器，提高发动机进气能力喷油嘴畅通雾化表现改进汽车发动机的燃烧方式汽车尾气净化装置三元催化器催化剂＋＋使用催化净化装置，加大尾气检测力度推广使用电动汽车北京冬奥会使用的氢燃料客车我国研制的氢能源市域列车随着能源消耗量的增长，化石能源对环境的影响越发突出。同时，人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。因此，开发和利用新能源已成为人类的迫切需求，热值高零排放无污染氢气是清洁的高能燃料2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭成功发射嫦娥六号探测器。我国研制的大推力氢氧火箭发动机长征五号采用液氧液氢低温推进剂排水法收集氢气向上排空气法收集氢气实验室制取氢气工业上一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。目前，由于氢气大量制取和储运成本较高，氢气在生产和生活中还未能广泛应用。随着科技的发展，氢能源的开发和利用已取得很大进展，氢气将来可能成为主要的能源之一。我国能源消费结构的变化趋势能源正在向清洁低碳方向转变我国能源的未来太阳能风能地热能潮汐能核能生物质能开发和利用其他能源我国已建成世界最大规模的清洁发电体系可再生能源规模化利用创新技术——可再生能源制氢将不稳定的可再生能源转化为稳定的氢能进行利用，解决可再生能源间歇性强、波动性快的难题。光伏电解水制氢风电制氢核能制氢可再生能源规模化利用创新技术——储能压缩空气储能电化学储能未来能源将向着多元化、低碳化、智能化、多极化发展可再生能源逐步成为能源结构主体，化石能源作为辅助2.从环境保护的角度考虑，下列燃