1、煤、石油和天然气煤、石油和天然气等是世界上最重要的三种化石燃料。煤、石油和天然气都是混合物混合物,主要含碳、氢元素。都是不可再生的资源。煤工业的粮食石油工业的血液天然气主要成分是甲烷(CH4)什么是化石燃料什么是化石燃料 煤的形成煤的形成 远古时期的植物植物等被埋在土中,经地下高温高压长期复杂变化形成“煤”植物枯萎什么是化石燃料什么是化石燃料 煤的组成煤的组成主要含有主要含有“碳元素碳元素”还含有还含有氢元素、氧元素、氢元素、氧元素、氮元素、硫元素氮元素、硫元素被称为“工业的粮食”什么是化石燃料什么是化石燃料 石油的形成石油的形成什么是化石燃料什么是化石燃料主要含有主要含有 碳元素、氢元素碳元
2、素、氢元素还含有还含有氧元素、硫元素氧元素、硫元素氮元素氮元素 石油的组成石油的组成被称为“工业的血液”什么是化石燃料什么是化石燃料 天然气的组成天然气的组成o 天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,其中最主要的是甲烷()4CH现象:燃烧产生蓝色火焰,干冷的烧杯内壁有水雾,烧杯倒放,加入澄清石灰水,石灰水变浑浊.什么是化石燃料什么是化石燃料 我国的化石燃料我国的化石燃料 分布不平衡煤炭资源主要分布在山西、内蒙古、河北、山东等地。石油资源主要分布在东北、华北、新疆等地。天然气60%分布在我国的中西部地区。(新疆、四川)西气东输将天然气天然气从新疆输送至上海。什么是化石燃料什么是化石燃料由于化
3、石燃料是目前世界一次能源的主要部分,其开采、燃烧、耗用等方面的数量都很大,从而对环境的影响也令人关注。煤炭、石油的开采:造成土地塌陷,水资源污染。化石燃料的燃烧:热污染空气污染空气污染 a a 燃烧产生空气污染物燃烧产生空气污染物SOSO2 2 b b 燃烧不充分,产生有害气体燃烧不充分,产生有害气体COCO、炭黑颗粒等可吸入颗粒物。炭黑颗粒等可吸入颗粒物。c c 燃烧燃烧产生产生COCO2 2导致导致“温室效应温室效应”。化石燃料燃烧对环境的影响化石燃料燃烧对环境的影响温室效应固体废物化石燃料燃烧对环境的影响化石燃料燃烧对环境的影响原油污染酸雨化石燃料燃烧对环境的影响化石燃料燃烧对环境的影响
4、余热污染化石燃料燃烧对环境的影响化石燃料燃烧对环境的影响综合利用综合利用l 原因:将有限的化石燃料直接燃烧会造成环境原因:将有限的化石燃料直接燃烧会造成环境污染和资源浪费,污染和资源浪费,开发和利用新能源。开发和利用新能源。(太阳能、风能、水能、地热能、氢能)(太阳能、风能、水能、地热能、氢能)积极对环境进行综合治理。积极对环境进行综合治理。减少化石燃料的直接燃烧,对化石燃料进行综合减少化石燃料的直接燃烧,对化石燃料进行综合利用。利用。化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用l 方式方式:煤的综合利用煤的综合利用干馏或炼焦焦炭焦炉煤气煤焦油发生的变化:发生的变化:化学变化化学变化化石燃料的综合利用
5、化石燃料的综合利用发生的变化:发生的变化:物理变化物理变化 石油的综合利用石油的综合利用石油的分馏:利用石油的组分沸点不同,把他们加热蒸馏而分开。化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用 石油的综合利用石油的综合利用化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用水能(常规水能(常规能源)能源)新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用太阳能太阳能 新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用太空太阳能太空太阳能 新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用风能风能 新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用地热能地热能 新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用波浪能(潮波浪能(潮
6、汐能汐能)新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用生生物物质质能能 新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用核聚核聚变能变能 新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用氢能氢能 新能源新能源化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用 CO2CO2的物理性质的物理性质气体气体颜色颜色气味气味液态颜色液态颜色密度与空气相比密度与空气相比溶解性溶解性O O2 2无色无色无味无味淡蓝色淡蓝色比空气略大比空气略大不易溶于水不易溶于水H H2 2无色无色无味无味无色无色比空气小得多比空气小得多难溶于水难溶于水COCO2 2无色无色无味无味无色无色比空气大比空气大微溶于水微溶于水二氧化碳有何
7、性质二氧化碳有何性质 CO2CO2的化学性质的化学性质一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧。二氧化碳不能供给呼吸。二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。二氧化碳能和水反应生成碳酸。COCO2 2 H H2 2O O H H2 2COCO3 3COCO2 2 Ca(OH)Ca(OH)2 2 CaCOCaCO3 3 H H2 2O O二氧化碳有何性质二氧化碳有何性质 实验室制取气体的装置由哪几部分组成?两部分装置:一、发生装置二、收集装置实验室制取实验室制取气体气体的的一般思路和实验装置一般思路和实验装置 发生装置的确定需考虑的因素:1、反应物的状态(如液态、固态)2、反应条件(如加热,不加热)实
8、验室制取实验室制取气体气体的的一般思路和实验装置一般思路和实验装置 收集气体一般有两种:排空气法(1)向上排空气法(2)向下排空气法排水法 确定收集装置时确定收集装置时主要应以两个物理主要应以两个物理性质方面去考虑性质方面去考虑(1 1)气体的密度与空气密度比较)气体的密度与空气密度比较(2 2)气体在水中的溶解性)气体在水中的溶解性 空气的平均空气的平均相对分子质量为相对分子质量为29.29.如果某气体的相对如果某气体的相对分子质量分子质量大于大于2929,则则这种气体的密度比这种气体的密度比空气的密度空气的密度大大;如果如果小于小于2929,则这种气体则这种气体的密度比空气的密的密度比空气
9、的密度度小小.实验室制取实验室制取CO2CO2的的思路和装置思路和装置实验室制取气体的装置实验室制取气体的装置气体发生装置气体发生装置气体收集装置气体收集装置反应物的状态反应物的状态固体和固体反应固体和固体反应固体和液体反应固体和液体反应液体和液体反应液体和液体反应反应条件反应条件(是否需要加热、加催化剂等)是否需要加热、加催化剂等)。排空气法排空气法密度比空气的大密度比空气的大向上排空气法向上排空气法密度比空气的小密度比空气的小向下排空气法向下排空气法排水法排水法(不易溶于水、不与水发生反应不易溶于水、不与水发生反应)实验室制取实验室制取气体气体的的一般思路和实验装置一般思路和实验装置实验室
10、制取实验室制取二氧化碳二氧化碳1 12 23 34 4C+O2 CO2石蜡+氧气 二氧化碳+水 2Fe2O3+3C 4Fe+3CO22CuO+C 2Cu+CO2不能;制得气体可能不纯不能;制得气体可能不纯不能;条件较难满足不能;条件较难满足生成二氧化碳的反应生成二氧化碳的反应能否用于实验室里制能否用于实验室里制取二氧化碳及理由取二氧化碳及理由点燃点燃列举你所知道的能生成二氧化碳的反应,与同学讨论这些反列举你所知道的能生成二氧化碳的反应,与同学讨论这些反应能否用于在实验室里制取二氧化碳,并说明理由?应能否用于在实验室里制取二氧化碳,并说明理由?科学家研究发现:凡是含碳酸根离子(CO32-)的化合
11、物都能与稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)等在常温下反应生成CO2气体。生产生活中常见的石灰石、大理石、蛋壳、贝壳、水垢等其主要成分都是碳酸钙(CaCO3),纯碱是碳酸钠(Na2CO3),小苏打是碳酸氢钠(NaHCO3)实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳 实验室制二氧化碳的理想原料实验室制二氧化碳的理想原料o可供选择的原料有:可供选择的原料有:o石灰石(主要成分石灰石(主要成分CaCOCaCO3 3)o碳酸钠粉末(碳酸钠粉末(NaNa2 2COCO3 3)o稀盐酸(有效成分稀盐酸(有效成分HClHCl)o稀硫酸(有效成分稀硫酸(有效成分H H2 2SOSO4 4)注意事项:注意事项:(1
12、 1)注意仪器的使用和药)注意仪器的使用和药品的取用品的取用(2 2)重点比较反应速率的)重点比较反应速率的快慢快慢实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳 选用的药品选用的药品编号编号实验内容实验内容实验现象实验现象实验分析实验分析1 1Na2CO3粉末和稀盐酸 2 2Na2CO3粉末和稀硫酸 3 3大理石和稀盐酸 4 4大理石和稀硫酸有大量气泡产生,反应剧烈 有大量气泡产生,反应剧烈 反应速率太快,不易收集 反应速率太快,不易收集 产生气泡速率比较适中 适合实验室制取二氧化碳气体有气泡产生,会减慢,停止 反应速率慢,不易收集 实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳 注意:注意:将半药匙碳酸钠、两
13、至三粒石灰石分别放入四支将半药匙碳酸钠、两至三粒石灰石分别放入四支试管中;试管中;观察的重点是比较四个反应中观察的重点是比较四个反应中的稀盐酸或稀硫酸;的稀盐酸或稀硫酸;向四支试管中分别倒入向四支试管中分别倒入1/51/5试管试管气泡产生的快慢。气泡产生的快慢。反应原理的选择反应原理的选择实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳 实验室制取二氧化碳的反应原理实验室制取二氧化碳的反应原理药药 品品化学方程式化学方程式CaCOCaCO3 32HCl2HClCaClCaCl2 2H H2 2COCO3 3H H2 2COCO3 3H H2 2O OCOCO2 2H H2 2COCO3 3石灰石石灰石(大
14、理石)(大理石)稀盐酸稀盐酸主要成分主要成分主要成分主要成分CaCOCaCO3 3HClHClCaCOCaCO3 32HCl 2HCl CaClCaCl2 2H H2 2O OCOCO2 2实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳 稀硫酸与大理石(或石灰石)反应稀硫酸与大理石(或石灰石)反应现象分析刚开始有大量气泡产生,一时间后,气泡逐渐刚开始有大量气泡产生,一时间后,气泡逐渐减少减少 ,反应逐渐停止。,反应逐渐停止。虽然该反应能生成二氧化碳:虽然该反应能生成二氧化碳:CaCOCaCO3 3+H+H2 2SOSO4 4=CaSO=CaSO4 4+H+H2 2O+COO+CO2 2但生成的但生成的C
15、aSOCaSO4 4微溶于水,覆盖在大理石表面,微溶于水,覆盖在大理石表面,形成一层薄膜,使大理石与酸不能接触,反应难形成一层薄膜,使大理石与酸不能接触,反应难以进行。以进行。结论实验室制取二氧化碳能不能用稀硫酸代替稀盐酸实验室制取二氧化碳能不能用稀硫酸代替稀盐酸实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳 稀盐酸与碳酸钠粉未反应稀盐酸与碳酸钠粉未反应现象分析结论反应非常剧烈,短时间产生大量气泡反应非常剧烈,短时间产生大量气泡碳酸钠粉未的表面积很大,与盐酸接触面积大,碳酸钠粉未的表面积很大,与盐酸接触面积大,反应速度很快,不易控制反应速度很快,不易控制实验室不能用碳酸钠粉未或大理石粉未等粉未状实验室不
16、能用碳酸钠粉未或大理石粉未等粉未状物质制取二氧化碳物质制取二氧化碳该反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳实验室制取二氧化碳能不能用实验室制取二氧化碳能不能用浓浓盐酸代替盐酸代替稀稀盐酸?盐酸?o不能不能。因为浓盐酸有强烈的挥发性,。因为浓盐酸有强烈的挥发性,会挥发出氯化氢气体,使制得的二会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯。氧化碳不纯。实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳确定二氧化碳气体发生装置应考虑的因素?确定二氧化碳气体发生装置应考虑的因素?反应物的状态反应物的状态反应发生条件反应发生条件固体固体液体液体不需要加热不
17、需要加热确定二氧化碳气体收集装置应考虑的因素?确定二氧化碳气体收集装置应考虑的因素?二氧化碳的密度二氧化碳的密度二氧化碳的溶解二氧化碳的溶解性性二氧化碳能否二氧化碳能否与水反应与水反应密度比空气大密度比空气大能溶于水能溶于水能与水反应能与水反应实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳 实验室制取二氧化碳的几种简易装置:实验室制取二氧化碳的几种简易装置:实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳注意事项注意事项:长颈漏斗必须长颈漏斗必须液封液封导管应在橡皮塞下导管应在橡皮塞下少许少许导管导管应接近集气瓶底部应接近集气瓶底部防止气体从长颈漏斗口逸出防止气体从长颈漏斗口逸出便于排出气体便于排出气体能充分排走集
18、气瓶中的空气能充分排走集气瓶中的空气?目的:目的:实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳实验室制取二氧化碳的装置实验室制取二氧化碳的装置长颈漏斗伸入液面以下导气管不能伸入液面以下实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳装置气密性的检查方法:装置气密性的检查方法:1 1、关闭止水夹;、关闭止水夹;2 2、从长颈漏斗向锥形瓶中加水,至水面没过长颈、从长颈漏斗向锥形瓶中加水,至水面没过长颈漏斗下端;漏斗下端;3 3、一段时间后若长颈漏斗中液面不再下降,说、一段时间后若长颈漏斗中液面不再下降,说明装置气密性良好。明装置气密性良好。实验室制取实验室制取二氧化碳二氧化碳实验室制取二氧化碳的实验室制取二氧化碳的
19、操作步骤操作步骤 关于收集较纯的二氧化碳的处理关于收集较纯的二氧化碳的处理 实验室制取二氧化碳实验室制取二氧化碳澄清石灰水变浑浊火焰熄灭 CO2CO2的验证方法和验满方法的验证方法和验满方法 你能不能设计一套装置来随时控你能不能设计一套装置来随时控制反应的发生和停止呢?制反应的发生和停止呢?分液漏斗注射器实验室制取二氧化碳实验室制取二氧化碳 药品:药品:大理石或石灰石、稀盐酸大理石或石灰石、稀盐酸原理:原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 操作步骤:操作步骤:检查装置气密性、装药品、检查装置气密性、装药品、收集气体收集气体检验:检验:将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊将气体通
20、入澄清石灰水,石灰水变浑浊验满:验满:将燃着木条将燃着木条 放在集气瓶口,若木条熄灭,放在集气瓶口,若木条熄灭,则集满。则集满。以下是设计的部份发生装置,试分析各有什么优点。以下是设计的部份发生装置,试分析各有什么优点。ABCDEFGHIJA简单、方便简单、方便BC可以随时可以随时添加液体药品添加液体药品DEF可控制反应的速率可控制反应的速率GHIJ可以使反应随时发生,随时停止可以使反应随时发生,随时停止(1)长颈漏斗下端管口没有伸入长颈漏斗下端管口没有伸入液面下;会导致液面下;会导致CO2从长颈漏从长颈漏斗逸出。斗逸出。(长颈漏斗下端管口应伸入液(长颈漏斗下端管口应伸入液面以下)面以下)(2
21、)出气导管管口不应伸入液面下;这样)出气导管管口不应伸入液面下;这样CO2会会把酸液压出,无法收集到把酸液压出,无法收集到CO2。(出气导管口应略露出胶塞)(出气导管口应略露出胶塞)(3)不应用向下排空气法收集)不应用向下排空气法收集CO2;这样这样CO2会从会从瓶口逸出。瓶口逸出。(应改用直形导管并用向上排空气法收集)(应改用直形导管并用向上排空气法收集)氧气、二氧化碳实验室制法的比较氧气、二氧化碳实验室制法的比较制O2制CO2发生装置收集装置反应物状态反应物状态反应条件反应条件固固+液液不需加热不需加热2H2H2 2O O2 2=2H=2H2 2O+OO+O2 2MnOMnO2 2固加热
22、2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 固固+液液不需加热不需加热CaCOCaCO3 3+2HCl=+2HCl=CaClCaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2气体密度气体密度气体溶解性气体溶解性比空气略大向上排空气法微溶于水排水法比空气大比空气大能溶于水且能与水反应向上排空向上排空气法气法不适宜用排水法装置图装置图总结实验室制取气体的一般思路总结实验室制取气体的一般思路o1、探究反应原理。、探究反应原理。o2、探究反应的发生装置和收集装置。、探究反应的发生装置和收集装置。o3、探究气体的检验和验满的方法。、探究气体的检验和验满的方法。空气中二氧化碳的体积分空气中二氧化碳的体积分
23、数(数(%)对人体的影响对人体的影响 0 003 03 正常正常 1 1 有害有害 45 45 气喘、头晕气喘、头晕 10%10%死亡死亡 二氧化碳对人类生活和环境有何影响二氧化碳对人类生活和环境有何影响 CO2CO2对人体健康的影响对人体健康的影响 CO2CO2的用途:的用途:灭火灭火工业原料工业原料人工降雨人工降雨气体肥料气体肥料二氧化碳对人类生活和环境有何影响二氧化碳对人类生活和环境有何影响不能燃烧,也不支不能燃烧,也不支持燃烧且密度比空持燃烧且密度比空气大气大用用CO2CO2、H2OH2O、NaclNacl制作纯碱制作纯碱干冰升华吸热干冰升华吸热能够参与光合作用能够参与光合作用自然界中的碳循环自然界中的碳循环