燃料的合理利用与开发教程文件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,燃料的合理利用与开发,课,题,2,一、,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,2,mL,水,，观察现象，并用手触摸试管外壁。,现 象,手的感觉,分 析,生石灰和水,剧烈反应，产生,水蒸气,，放热。,热或烫手,生石灰和水,剧烈反应，,放出热量，,产生,水蒸气，说明这是一个,放热反应。,结论：,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。,其中，放出热量的为,放热反应,，吸收热量的为,吸热反应,。,放热反应,吸热反应,1,、燃烧,2,、金属和酸的反应,3,、氧化钙与水反应,(,条件为“高温”的反应,),1,、二氧化碳和碳,2,、碳、氢气还原氧化铜,CaO+H,2,O,=,Ca(OH),2,C+O,2,=,CO,2,点燃,CH,4,+2O,2,=CO,2,+2H,2,O,点燃,Mg2HCl,=,MgCl,2,H,2,CO,2,C,=,2CO,高温,2CuOC=2CuCO,2,高温,利用化学反应放出热量,应用,的实例,1,、生活燃料的使用：,做饭、取暖,等；,2,、,发电、发射火箭,发电,发射火箭,3,、开山炸石和拆除危旧建筑、烧制陶瓷,。,开山炸石,烧砖,4.,炼钢,利用炸药爆破拆除楼房,利用燃料燃烧的高温烧制陶瓷,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。,讨论：,举出一些利用化学反应放出热量的实例。,切割或焊接金属、驱动汽车、,加热物质等。,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,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,、化石燃料的形成,煤的形成：,煤也叫做煤炭，被喻为“,工业的粮食,”、“,黑色的金子,”,石油和天然气的形成,石油又叫原油，被誉为“,工业的血液,”；天然气的主要成分是甲烷（,CH,4,），是公认的当今世界最重要而又较洁净的气体燃料,。,阅读课文，思考下列问题：,1,、煤主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？,碳元素,氢、氮、硫、氧元素,2,、煤完全燃烧的产物有哪些？,CO,2,H,2,O,NO,2,SO,2,3,、如何将煤综合利用？,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。,）,（1）煤,煤是复杂的混合物,煤,隔绝空气,加强热,（干馏）,固体：,液体：,煤气：,焦炭,冶金工业重要原料,煤焦油,化工原料,煤气,燃料,煤的干馏是化学变化,煤气主要成分：,氢气,H,2,甲烷,CH,4,一氧化碳,CO,其他气体,工业的粮食,煤的用途,从油井中开采出来的石油叫做原油，是一种粘稠状的液体。,（2）石油,石油的主要组成,：,碳和氢,两种元素，含有少量,S,、,O,、,N,等，,也是混合物,。,轿车燃料,飞机燃料,煤油炉燃料,拖拉机燃料,轴承,蜡烛,铺路材料,工业清洗、防锈油,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,。,石油的分馏是物理变化,石油综合利用的部分产品,工业的,血液,煤气与罐装液化石油气在成分上有什么不同？,煤气,主要成分：,液化石油气,主要成分：,氢气（,H,2,）、甲烷（,CH,4,）、一氧化碳（,CO,）,丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等,水煤气,主要成分：,氢气（,H,2,）、一氧化碳（,CO,）,城镇的许多家庭做饭使用罐装“煤气”，是液化石油气，它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，瓶内的压强是大气的,7-8,倍。,天然气主要是由碳和氢组成的,气态碳氢化合物,，其中主要的是,甲烷（,CH,4,）,。（俗称,沼气,）,、甲烷的物理性质,通常状况下,无色、无气味,的气体,（3）、天然气,密度比空气,小,难,溶于水,、,甲烷的化学性质,可燃性,（,点燃前先验纯,）,实验现象,化学方程式,(1),(2),产生蓝色火焰，烧杯内壁有水雾。,CH,4,+2O,2,=CO,2,+2H,2,O,点燃,澄清石灰水变浑浊,CO,2,+Ca(OH),2,=CaCO,3,+H,2,O,天然气、沼气,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。,人工能制取沼气吗,？,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。,甲烷的存在,（,1,）甲烷存在于池沼的底部（常称为沼气）,（,2,）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。,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。你认为煤矿应采取哪些安全措施？,思考与讨论,（,1,）严禁烟火，排除一切可能产生火花的因素；,（,2,）注意矿井的通风，使在矿井中产生的甲烷尽,快散失；,（,3,）要注意对矿井工人进行安全意识的教育。,验证甲烷(CH,4,)的元素组成,实 验 步 骤,实 验 现 象,结 论,1.点燃甲烷,2.将干冷的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上,3.向罩过甲烷燃烧火焰的小烧杯中注入澄清的石灰水,CH,4,+2O,2,=CO,2,+2H,2,O,点燃,实验探究记录：,产生蓝色火焰,烧杯内壁出现水珠,甲烷具有可然性,甲烷中含有,氢,元素,甲烷中含有,碳,元素,化 学 方 程 式,澄清石灰水变浑浊,CO,2,+Ca(OH),2,=CaCO,3,+H,2,O,甲烷,(CH,4,),可燃性气体,在空气中燃烧火焰颜色,燃烧产物,氢气,(H,2,),一氧化碳,(CO),淡蓝色,蓝色,蓝色,水,H,2,O,二氧化碳,CO,2,二氧化碳和水,辨别三大可燃性气体，不能看火焰颜色,(,肉眼难以识别,),，要看,燃烧产物,！,H,2,.CO.CH,4.,的比较,化石燃料要经过数百万年才能形成，,是不可再生的能源，人类目前大量开采，,将使化石燃料最终被耗尽。因此人类应,该考虑如何合理利用化石燃料。,问题：化石燃料是不是取之不尽的？,（3）.合理利用与开发化石能源,我国化石燃料资源分布状况,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。,西,气,东输,将,天然气,从新疆输送至上海,天然气,60%,分布在我国的中西部地区（新疆、四川）。,石油,资源主要分布在东北、华北、新疆等地。,算一算，你能得出什么结论？,下表是我国,2009,年化石燃料储量及年产量：,（,1,）请计算大约多少年后我国的石油和天然气将被耗尽，并填入表中：,基础储量,年产量,使用年限,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,约,14.9,年,约,37.7,年,约,106.9,年,（,2,）请你将计算的结果在下列图上画出：,讨论：,因为氧气不充足，燃料不能充分燃烧。不但产生黑烟，还产生,CO,等物质污染空气。,在日常做饭时，有时燃气灶或煤炉的火焰呈黄色或橙色，锅底出现黑色。此时就需要调节一下灶具或炉具的进风口，这是为什么？,目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来,自于化石燃料，由于资源有限，因此要控制燃,烧反应，使燃料充分燃烧，提高燃料的利用率。,使燃料充分燃烧通常考虑两点：,1.,燃烧时要有足够,多,的空气,2.,燃料与空气要有足够,大,的接触面,氧气不充足时，,燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并生成,一氧化碳等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。,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？,加工成小块、打成粉末、做成蜂窝多孔形状,海底埋藏着大量可燃烧的“冰”,“,可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物，成为未来新能源，但在开采技术上还存在着困难。,在人们担心化石能源将被耗尽时，科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的“冰”,“,可燃冰,”。,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%,-,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”。,“可燃冰”白色 形似冰雪 能像固体酒精样直接点燃,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，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,潘多拉,的盒子？万一打开了就关不上了呢？,1,立方米这种可燃冰燃烧，相当于,164,立方米的,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,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,1000,年,据专家估计，全世界石油总储量在,2700,亿吨到,6500,亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有,50,60,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,新希望。,三、使用燃料对环境的影响,燃料的使用，促进了经济的发展，给人们生活带来了很多便利。但是，在利用化石燃料造福人类的同时，也带来了一些问题，如,对环境造成的不良影响、,造成资源枯竭等。,使用燃料对环境的影响,CO,有毒气体,CO,2,温室效应,SO,2,NO,2,酸雨,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,1.,煤燃烧对空气的影响,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,1908,年,1968,年,雕像受到酸雨腐蚀,酸雨的危害,森林受到酸雨破坏,人体健康,影响动植物生长,腐蚀金属材料,酸雨的危害及防治措施,危害：,直接危害人体健康；,水体酸化,影响水生动植物的生长,;,破坏土壤、植被、森林；,腐蚀金属等建筑材料、雕像等。,防治：,使用脱硫煤；,使用新能源；,用天然气代替煤。,2,、,汽车,用燃料的燃烧,汽油或柴油燃烧后尾气的污染物有：,.,一氧化碳,.,未燃烧的碳氢化合物,.,氮的氧化物（,NO NO,2,),.,含铅化合物,.,烟尘等,为了减少 汽车尾气对环境的污染，目前在燃料和汽车制造技术方面采取的措施：,1,、改进发动机燃烧方式，,使汽油充分燃烧,；,2,、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,3,、使用,催化净化装置,，使有害气体转化为无害物质,4,、使用,无铅汽油,，禁止含铅物质排放；,5,、使用,乙醇汽油,压缩天然气,(CNG),用压缩天然气作燃料的汽车,压缩天燃气汽车加气站,归纳总结：煤和石油等化石燃料燃烧造成对空气的污染，主要有哪些方面？,1,、燃料中一些杂质（如,S,、,N,等）燃烧时，产生空气污染物（如,SO,2,、,NO,2,、,NO,）；,2,、燃料燃烧不充分，产生,CO,；,3,、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等,粉尘,排放到空气中。,在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料（,车用乙醇汽油,），可适当节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。,俗称,：,酒精,C,2,H,5,OH,乙醇,乙醇可通过高梁、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到，属于,可再生能源。,乙醇在空气中燃烧时放出大量的热，可用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。,“绿色”能源,C,2,H,5,OH+3O,2,=,=,2CO,2,+3H,2,O,点燃,四、能源的利用和开发,氢气,无色、无味、无毒、最轻的气体，难溶于水,（,1,）物理性质,（,2,）化学性质：,可燃性：,点燃,2H,2,O,2,2H,2,O,火焰为淡蓝色，放出大量的热,还原性：,CuO,H,2,Cu,H,2,O,黑色的固体变为红色固体,（点燃前要验纯）,（,3,）实验室制法：,用锌粒与稀硫酸反应制氢气,Zn+H,2,SO,4,=,=,ZnSO,4,+H,2,反应原理：,制气装置：,固、液不加热装置,气体收集法：,向下排气法或排水法,（,4,）氢气作燃料的优点：,资源丰富：可以用水作原料来制取；,氢气,燃烧时发热量高,无污染：氢气燃烧的产物只有一种,水,氢气作燃料目前存在的问题：,制取成本高和贮存困难。,氢气被认为,是理想的清洁、高能燃料。,人类制取氢气理想的科学设想：,找到某种催化剂，利用太阳光分解水。,开发和利用新能源,开发新能源，实现人类,可持续发展思想。,新能源的种类,太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能,等。,风能,“风光”路灯,风能发电站,风 能,潮汐发电站,潮汐能,潮 汐 能,核能,核能发电站,核 能,核能,地 热 能,地热能,地热发电,国家体育馆开装太阳能电池玻璃幕墙,太阳能发电,太阳能汽车,太 阳 能,三大化石燃料,煤,：,“工业的粮食”，是人类历史上最古老的化石燃料,石油,：,“工业的血液”,天然气,：,地下自然形成的可燃性气体，主要成分是甲烷（,CH,4,),煤,（,C,）、,石油,（,C,、,H,）和,天然气,（,C,、,H,）都是,混合物,，都是不可再生的资源。,1,煤燃烧时会排放出,、,等污染物。这些气体溶于雨水，会形成,。,2,酒精中除含碳元素外，还含有,、,元素，化学式为,，化学名称叫,。它燃烧的化学方程式,为：,。,3,有六种气体：氧气 氢气 氮气 一氧化碳 二氧化碳 甲烷 （,1,）在空气所占体积分数最大的是,（填序号，下同）；（,2,）可用来制汽水的是,；（,3,）将成为一种重要的无污染新型燃料的是,；（,4,）在冶金工业用来使金属氧化物还原以制取某些金属的是,；（,5,）能与人体血液中血红蛋白结合的有毒气体是,；（,6,）充分燃烧时生成两种氧化物的是,。,随 堂 练 习,NO,2,SO,2,酸雨,氢,氧,C,2,H,5,OH,乙醇,C,2,H,5,OH+3O,2,=,=,2CO,2,+3H,2,O,点燃,城市,污染指数,首要污染物,质量级别,北京,92,可吸入颗粒物,上海,74,二氧化氮,重庆,98,二氧化硫,贵阳,69,可吸入颗粒物,4,、下表是我国部分城市空气质量周报，阅读并回答问题,最容易出现酸雨的城市是,，为了减少城市酸雨的产生，可采取的措施是,（填序号）。,A.,少用煤作燃料,B.,采用脱硫技术,C.,开发新能源,重庆,A,、,B,、,C,6,、国家决定推广使用乙醇汽油，所谓乙醇汽油就是,在汽油中放入适量的乙醇混合而成的一种燃料。,下列叙述错误的是（）,A.,乙醇汽油是一种新型化合物,B.,由石油可以制得汽油,C.,使用乙醇汽油会减少,SO,2,、,NO,X,等有害气体的排放,D.,用玉米的籽粒经发醇可制得乙醇，乙醇是绿色能源,A,5,、绿色能源不会产生或残留对环境造成污染的物质，下列能源中不能称为绿色能源的是（）,A,氢能,B,铅蓄电池,C,风能,D,太阳能,B,7,、,每年的,4,月,22,日为“世界地球日”。下列说法中与,“世界地球日”的主题无关的是（）,A,使用压缩天然气作燃料的汽车,B,开发利用太阳能、水能等无污染能源,C,燃料脱硫以减少酸雨的产生,D,我国政府已向全世界承诺：在全国消灭碘缺乏病,D,8,、点燃某无色气体，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁有水珠生成。把烧杯迅速倒转注入适量的澄清石灰水振荡，澄清石灰水变浑浊。该气体不可能是 （）,A,CH,4,B,CO,和,H,2,的混合气体,C,H,2,D,酒精（,C,2,H,5,OH,）蒸气,C,9,、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,B,10,、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,A,11,、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,13,、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。,12,、有些人认为为了减少地面附近,SO,2,的污染，火力电厂只要修建高高的烟囱，将,SO,2,排向高空就可以了。请你从保护全球环境的视角来审视和分析这种方法是否可取，简述你的理由。,不可取，不能从根本上消除污染，虽然可以减少对周边环境的污染，但随着空气的流动污染范围扩大了。,（,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，可将水蒸气通过炽热的煤层制得较清洁的水煤气,主要成分是,CO,和,H,2,，请你写出反应的化学方程式,。（,3,）水煤气用管道输送到千家万户，这使是我们常说的家用煤气。煤气厂常在家用煤气中掺入少量具有难闻气味的气体，其目的是,。,冬天用煤量增大，燃烧时产生的二氧化硫增多,C+H,2,O CO+H,2,高温,便于及早发现煤气泄漏，以防引起中毒或爆炸等危险,珍惜能源，拥抱未来！,节约能源，幸福年年！,