7.2燃料的合理利用与开发-(2)课件.ppt

1、你知道日常生活中的燃料有哪些？你知道日常生活中的燃料有哪些？【讨论讨论】 柴草、煤、汽油、柴油、柴草、煤、汽油、柴油、煤油（航空）、石蜡、液化石煤油（航空）、石蜡、液化石油气、天然气、酒精、氢气、油气、天然气、酒精、氢气、煤气、水煤气（主要成分是煤气、水煤气（主要成分是H2和和CO）等。）等。一、化学反应中的能量变化：一、化学反应中的能量变化：现现 象象手的感觉手的感觉分分 析析化学方程式化学方程式块状变成粉末状块状变成粉末状试管外壁发烫试管外壁发烫生石灰与水反应中有热量放出生石灰与水反应中有热量放出实验实验7-3：生石灰与水反应放出热量：生石灰与水反应放出热量CaO+H2O=Ca(OH)2

2、【实验实验7 75 5】镁与盐酸反应镁与盐酸反应 在一支试管中加入几小段镁条，再加入在一支试管中加入几小段镁条，再加入5mL5mL盐酸，观察现象，并用手触摸试管外壁。盐酸，观察现象，并用手触摸试管外壁。现象现象手的感手的感觉觉分析分析镁条表面有大量气泡冒出，镁条表面有大量气泡冒出，镁条逐渐消失。镁条逐渐消失。试管外壁发烫试管外壁发烫镁与盐酸反应放出热量镁与盐酸反应放出热量化学方程式：化学方程式：Mg+ HCl MgCl2+H22 2放热反应放热反应: : 可燃物的燃烧、缓慢氧化、可燃物的燃烧、缓慢氧化、金属和酸反应等。金属和酸反应等。吸热反应吸热反应: : 条件为条件为“加热加热”和和“高温高

3、温”的反应的反应C+CO2=2CO高温高温 化学反应在生成新物质的同时，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。化通常表现为热量的变化。CO+CuO=Cu+CO2人类对能量的利用o生活燃料的利用生活燃料的利用 o利用燃料产生的热量利用燃料产生的热量o爆炸产生的热量爆炸产生的热量o食物在体内缓慢氧化放出热量食物在体内缓慢氧化放出热量 o能量的转化：电池充电时能量的转化：电池充电时能转化为能转化为能；能；使用电池是使用电池是能转化为能转化为能。能。做饭、取暖等做饭、取暖等发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射

4、火箭发射火箭开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑维持体温和日常生维持体温和日常生命活动所需要的能命活动所需要的能量量电电化学化学化学化学电电炼钢炼钢烧砖烧砖发电发电开山炸石开山炸石生活中经常使用的燃料有煤、石油生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气，我们常称它们为和天然气，我们常称它们为化石燃料化石燃料。因为它们都是由古代生物的遗骸经因为它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的。化石燃料是一系列复杂变化而形成的。化石燃料是不可再生能源不可再生能源。1、煤的形成及其组成的主要元、煤的形成及其组成的主要元素是什么？素是什么？ 煤是煤是“工业的粮食工业的粮食”由由

5、古代植物遗体埋在地层下，古代植物遗体埋在地层下，并在地壳中经过一系列非常复杂的并在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。变化而形成的。其主要成其主要成 分是分是碳碳元素，元素，还含有少量还含有少量H、N、S、O等元素及等元素及无机矿物。无机矿物。煤是复杂的混合物煤是复杂的混合物焦炭焦炭冶金工业重要原料冶金工业重要原料煤焦油煤焦油化工原料化工原料 煤气煤气燃料燃料煤煤干馏干馏煤气的主要成分为：煤气的主要成分为：氢气氢气H2甲烷甲烷CH4一氧化碳一氧化碳CO其他气体其他气体煤的综合利用煤的综合利用石石油是油是“工业的血液工业的血液”由由古古代海洋生物的遗代海洋生物的遗骸在骸在地壳中地壳中经过经过

6、 非常复杂的变化而形成的一种非常复杂的变化而形成的一种粘稠状液粘稠状液体。（从油井中开采出来的石油体。（从油井中开采出来的石油叫原油，不能直接燃烧）叫原油，不能直接燃烧）2、石油的形成及其组成的主要元、石油的形成及其组成的主要元素是什么？素是什么？主要成分碳和氢两种元素，主要成分碳和氢两种元素，含有少量含有少量S、O、N等，等，也是混合物。也是混合物。给石油加热，组成石油的各物质给石油加热，组成石油的各物质的沸点不同，它们就会被先后蒸的沸点不同，它们就会被先后蒸馏出来而得到馏出来而得到分离，石油的分馏分离，石油的分馏（化学变化化学变化）。以石油为以石油为原料所制原料所制成的部分成的部分产品产品

7、城镇的许多家庭做饭使用城镇的许多家庭做饭使用罐装罐装“煤气煤气”，是液化石油气，是液化石油气，这是石油化工产品。液化石油这是石油化工产品。液化石油气是经过加压后压缩到钢瓶中气是经过加压后压缩到钢瓶中的，瓶内的压强是大气的的，瓶内的压强是大气的7-8倍。倍。石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？些是常用的燃料？煤气泄漏会造成什么危害？石油罐装液化煤气泄漏会造成什么危害？石油罐装液化石油气在安全上应注意什么？石油气在安全上应注意什么？（2 2）煤气泄漏会造成什么危害？使用罐装）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？液化石油

8、气在安全上应注意什么？（1 1）石油可直接用作燃料吗？石油产品中有）石油可直接用作燃料吗？石油产品中有 哪些是常用的燃料？哪些是常用的燃料？ 不可以；汽油、柴油、（航空）煤油、不可以；汽油、柴油、（航空）煤油、石蜡、液化石油气等。石蜡、液化石油气等。【阅读与思考阅读与思考】 会引起煤气中毒或污染空气或引起火会引起煤气中毒或污染空气或引起火灾甚至爆炸；防泄漏引起火灾甚至爆炸、灾甚至爆炸；防泄漏引起火灾甚至爆炸、防撞击、防高温等。防撞击、防高温等。天然气主要是由碳和氢组成的气态化合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（物，其中主要的是甲烷（CH4)。1、甲烷的物理性质、甲烷的物理

9、性质通常状况下通常状况下无无色、色、无气味气体无气味气体难难溶于水溶于水 比空气比空气轻轻甲烷甲烷是当今最是当今最重要重要的而又相对清洁的化的而又相对清洁的化石燃石燃料，我国料，我国是最是最早利用天然气的早利用天然气的国家国家在在明朝明朝就有就有记载。记载。 煤矿的矿井中常含有甲烷，煤矿发生煤矿的矿井中常含有甲烷，煤矿发生瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。你认为煤矿应采取哪些安全措施？你认为煤矿应采取哪些安全措施？ （1）要严禁烟火，排除一切可能产生）要严禁烟火，排除一切可能产生火花的因素；火花的因素； （2）注意矿井的通风，使在矿井中产）注意矿井的通风，

10、使在矿井中产生的甲烷尽快散失；生的甲烷尽快散失； （3）要注意对矿井工人进行安全意识的）要注意对矿井工人进行安全意识的教育。教育。天然气主要是由碳和氢组成的气态化合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（物，其中主要的是甲烷（CH4)。1、甲烷的物理性质、甲烷的物理性质通常状况下通常状况下无无色、色、无气味气体无气味气体难难溶于水溶于水 比空气比空气轻轻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？2.2.化学性化学性质：质：可燃性可燃性【实验实验7 74 4】甲

11、烷的燃烧甲烷的燃烧点燃前，要先检验甲烷的纯度！点燃前，要先检验甲烷的纯度！【现象现象】纯净的甲烷能在空气中安静地纯净的甲烷能在空气中安静地 燃烧，产生燃烧，产生蓝色蓝色火焰；火焰；烧杯发烫（放出大量的热）；烧杯发烫（放出大量的热）；烧杯壁上出现水珠，倒入烧杯中烧杯壁上出现水珠，倒入烧杯中 的澄清石灰水变浑浊。的澄清石灰水变浑浊。【结论结论】 CH4+ O2 H2O+ CO22 22 2点燃点燃【思考思考】这个实验说明甲烷中含有哪些元素？这个实验说明甲烷中含有哪些元素？化石燃料要经过数百万年才能形化石燃料要经过数百万年才能形成非成非一日之功，是一日之功，是不可不可再生的再生的生能源生能源，人，人

12、类目前掠夺式的开类目前掠夺式的开采，将使化石采，将使化石燃料燃料最终被耗最终被耗尽尽。因。因此人类应该考虑此人类应该考虑如何如何合理利用化石合理利用化石燃料。燃料。 问题：化石燃料是不是取之不尽的？问题：化石燃料是不是取之不尽的？ 探探 明明 储储 量量 年年 产产 量量 石石 油油 28.33亿吨亿吨 1.89亿吨亿吨天然气天然气 32124亿立方米亿立方米 851.7亿立方米亿立方米 煤煤 3261亿吨亿吨 30.5亿吨亿吨我国我国2009年我国化石能源基础储量和年产量年我国化石能源基础储量和年产量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28.33亿吨亿吨1.89亿吨亿吨天然

13、气天然气32124亿立方米亿立方米851.7亿立方米亿立方米煤煤3261亿吨亿吨30.5亿吨亿吨15年年38年年107年年可怕的战争！可怕的战争！ 伊拉克石油资源丰富，为争夺石油，美伊拉克石油资源丰富，为争夺石油，美政府官员从不讳言宣称：控制伊拉克石油！政府官员从不讳言宣称：控制伊拉克石油！从而发起战争！从而发起战争！石油没了石油没了汽车不动了汽车不动了我又该我又该如何面对？如何面对？一切可能乱了一切可能乱了 按照这样的化石能源探明储量和开按照这样的化石能源探明储量和开发速度，我国的煤、石油、天然气资源发速度，我国的煤、石油、天然气资源将会很快耗尽。我们应该怎么办？将会很快耗尽。我们应该怎么办

14、？节约能源，提高燃料的利用率；节约能源，提高燃料的利用率；开发和利用新能源。开发和利用新能源。 由此可见，人类的生存也面临着严重的由此可见，人类的生存也面临着严重的挑战，必须采取以下措施：挑战，必须采取以下措施：1 1、节约能源，提高燃料的利用率：、节约能源，提高燃料的利用率：o 节约能源最重要的是使燃料充分燃烧。o使燃料充分燃烧的条件：燃烧时要有足够多的空气燃烧时要有足够多的空气燃料与空气要有足够大的接触面积。燃料与空气要有足够大的接触面积。 燃烧不充分不仅使燃料产生的热量减少，燃烧不充分不仅使燃料产生的热量减少，无谓的浪费资源，而且还会产生大量的有害无谓的浪费资源，而且还会产生大量的有害气

15、体，污染空气。气体，污染空气。2、合理利用与开发化石能源：、合理利用与开发化石能源： 可燃冰：外观像冰，主要含有甲烷水合物（由甲可燃冰：外观像冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳气烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳气体。能像固体酒精一样直接点燃，被形象地称为体。能像固体酒精一样直接点燃，被形象地称为“可燃冰可燃冰”。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

16、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”。1立方米这种可燃冰燃烧，相当于立方米这种可燃冰燃烧，相当于164立方米的立方米的天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍，海底可燃冰的储量够人类使用的两倍，海底可燃冰的储量够人类使用10

17、00年。年。据专家估计，全世界石油总储量在据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有5060年，全世界的石油资源将消耗殆尽。年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。新希望。然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲烷气的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲烷气的大量散失，从而使大气中的

18、温室气体含量急剧增大量散失，从而使大气中的温室气体含量急剧增加，它所产生的后果将是不堪设想的。世纪之交，加，它所产生的后果将是不堪设想的。世纪之交，在一座新能源的宝库面前，人们不得不审慎从事在一座新能源的宝库面前，人们不得不审慎从事谁能肯定它不是潘朵拉的盒子？万一打开了谁能肯定它不是潘朵拉的盒子？万一打开了就关不上了呢？就关不上了呢？ 有关专家估计目前发现的可燃冰储量有关专家估计目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的大约是化石燃料总和的2 2倍，具有能量高，倍，具有能量高，燃烧值大等优点。它将能替代化石燃料的燃烧值大等优点。它将能替代化石燃料的新能源。新能源。可燃冰埋藏在海底的岩石中，目可燃

19、冰埋藏在海底的岩石中，目前开采在技术上还存在很大困难。甲烷是前开采在技术上还存在很大困难。甲烷是一种高效的温室气体，可燃冰的开采如果一种高效的温室气体，可燃冰的开采如果方法不当，释放出的甲烷扩散到大气中，方法不当，释放出的甲烷扩散到大气中，会造成地球的温室效应比二氧化碳更加严会造成地球的温室效应比二氧化碳更加严重。所以，开采的关键是解决技术上的问重。所以，开采的关键是解决技术上的问题，同时也必须考虑环境保护题，同时也必须考虑环境保护。资料资料： 1、煤煤的的燃燃烧烧思考思考1：煤中主要含哪：煤中主要含哪种元素，可能还含哪种元素，可能还含哪些元素？些元素？碳碳元素元素硫硫元素元素氮元素氮元素CO

20、 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：这此元素燃此元素燃烧后生成烧后生成哪些物质？哪些物质？讨论：根据上述实验，试说明酸雨可能对环境造成什讨论：根据上述实验，试说明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？么样的破坏，应采取怎样的防止和保护措施？农业农业森林森林桥梁桥梁文物文物人体健康人体健康工厂排出的烟尘污染空气工厂排出的烟尘污染空气河流严重污染，死鱼随处漂流河流严重污染，死鱼随处漂流酸雨破坏，枝枯叶败酸雨破坏，枝枯叶败雕像受酸雨腐蚀，六十年沧桑变化雕像受酸雨腐蚀，六十年沧桑变化1908年年 1969年年1土壤酸化，损害植物生长；

21、土壤酸化，损害植物生长；2腐蚀建筑物、金属材料、文物等；腐蚀建筑物、金属材料、文物等；3污染水流，鱼类死亡；污染水流，鱼类死亡；4影响人体健康。影响人体健康。酸雨的防治措施：酸雨的防治措施：1、减少二氧化硫的排放。、减少二氧化硫的排放。2、用天然气代替煤。、用天然气代替煤。3、大力推广使用脱硫煤、大力推广使用脱硫煤。 2 2、化石燃料造成对空气的污染，主、化石燃料造成对空气的污染，主 要有以下原因：要有以下原因：（1 1）. .燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产 生空气污染物如二氧化硫；生空气污染物如二氧化硫；（2 2）. .燃料燃烧不充分，产生一氧化碳；燃料燃烧

22、不充分，产生一氧化碳；（3 3）. .未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等 排放到空气中形成浮尘。排放到空气中形成浮尘。汽车尾气的排放汽车尾气的排放CO气体；气体；未燃烧未燃烧的碳氢化合物；的碳氢化合物；氮氮的氧化物；的氧化物；含铅的化合物和含铅的化合物和烟尘等。烟尘等。汽车用的燃料主要是汽车用的燃料主要是汽油和柴油汽油和柴油 （1）改进发动机的燃烧方式，以使）改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。汽油能充分燃烧。 （2）使用催化净化装置，使有害气）使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。体转化为无害物质。 （3）使用无铅汽油，禁止含铅物质）使用无铅汽油，禁

23、止含铅物质排放。排放。 （4）使用清洁能源，如使用压缩天然气）使用清洁能源，如使用压缩天然气（CNG）或液化石油气（）或液化石油气（LPG）作燃料。）作燃料。 （5）在管理上加大检测尾气的力度，禁）在管理上加大检测尾气的力度，禁止未达到环保标准的汽车上路。止未达到环保标准的汽车上路。 （6）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可适当节约石油资源，并在一定程度上减少可适当节约石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。汽车尾气的污染。使用压缩天然使用压缩天然气气 CNG 燃料燃料的汽车的汽车液化石油气液化石油气 LPG 汽汽车加气站车加气站酒精，化学式为酒精，化

24、学式为C2H5OH。无色、有特殊香味的液体，无色、有特殊香味的液体，易挥发，沸点低，能与水混溶。易挥发，沸点低，能与水混溶。清洁能源：天然气、乙醇和氢气清洁能源：天然气、乙醇和氢气C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O点燃点燃（可再生能源）（可再生能源）含淀粉、糖的植物经发酵、含淀粉、糖的植物经发酵、蒸馏而成。蒸馏而成。环保又节能的沃尔沃生物乙醇燃料车环保又节能的沃尔沃生物乙醇燃料车可再生、环保；可再生、环保； “绿色绿色”能源；能源；燃烧产物基本上不污染环境。燃烧产物基本上不污染环境。 用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料2H2+O2 2H2O 点燃点燃燃烧产物

25、无污染，是最清洁的燃料燃烧产物无污染，是最清洁的燃料。 资源丰富，可再生；资源丰富，可再生；无毒、极易无毒、极易燃、燃烧放热多；燃烧产物是水，几乎不燃、燃烧放热多；燃烧产物是水，几乎不产生有害气体和颗粒物，不污染环境。产生有害气体和颗粒物，不污染环境。制取成本高；制取成本高；贮存、运输困难。贮存、运输困难。物性物性：无色无味的气体，难溶于水，密度最小无色无味的气体，难溶于水，密度最小化性化性：可燃性、还原性可燃性、还原性氢气的实验室制法氢气的实验室制法 锌和稀硫酸（或稀盐酸）锌和稀硫酸（或稀盐酸）原理原理: Zn + H2SO4= ZnSO4 + H2Zn + 2HCl = ZnCl2 + H

26、2制取氢气的发生装置制取氢气的发生装置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 新能源的种类有太阳能、核能、风能、地新能源的种类有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。热能、潮汐能等。 开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。减少环境污染。新能源：新能源：利用不同形式的利用不同形式的能量发电示意图能量发电示意图太阳能汽车太阳能汽车居民太阳能热水器居民太阳能热水器返回新疆风力发电机新疆风力发电机法国潮汐能电站法国潮汐能电站返回秦山核电站秦山

27、核电站返回冰岛地热冰岛地热西藏羊八井地热电厂西藏羊八井地热电厂返回乙醇燃料汽车乙醇燃料汽车返回沃尔沃沃尔沃（瑞典沃尔沃公司）（瑞典沃尔沃公司）液氢燃料电池概念车液氢燃料电池概念车氢动一号氢动一号 （美国通用汽车公司）美国通用汽车公司）返回 新疆维吾尔自治区新疆维吾尔自治区上海上海 西西气气东东输输克克拉拉气气田田投投产产供供气气 太阳能电池太阳能电池风力发电风力发电 1下列关于石油的叙述中不正确的是下列关于石油的叙述中不正确的是（ ） A石油是一种化工产品石油是一种化工产品 B石油是一种混合物石油是一种混合物 C可利用石油产品发电可利用石油产品发电 D将石油分馏可得多种产品将石油分馏可得多种产

28、品 2下列过程属于物理变化的是（下列过程属于物理变化的是（ ） A煤在隔绝空气的条件下加强热煤在隔绝空气的条件下加强热 B煤的形成煤的形成 C石油的形成石油的形成 D从石油里分馏出汽油等从石油里分馏出汽油等ADo 3下列说法不正确的是（下列说法不正确的是（ ）o A太阳能、水能、风能是可持续发展的能源太阳能、水能、风能是可持续发展的能源o B煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源竭的能源o C地下水资源不能无限量地开发利用地下水资源不能无限量地开发利用o D大量排放大量排放SO2、NO2等气体，会形成酸雨等气体，会形成酸雨4氢气是一种绿色能源，科学家们最新研氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分解得到分解得到H2的新技术，其中海水分解可用方的新技术，其中海水分解可用方程式程式用用2H2O 2H2+O2表示。下列说法表示。下列说法不正确的是（不正确的是（ ） A水分解产物不污染环境水分解产物不污染环境 BTiO2是催化剂是催化剂 C该技术可将太阳能转化为氢能该技术可将太阳能转化为氢能 D在海水分解过程中应不断添加在海水分解过程中应不断添加TiO2 DTiO2