0703第七单元燃料及其利用课题二

课题课题2 燃料的合理利用与开发燃料的合理利用与开发 在日常生活中，许多物质都能发生燃烧反应在日常生活中，许多物质都能发生燃烧反应并产生能量（热量），从最早使用的柴草，到煤、并产生能量（热量），从最早使用的柴草，到煤、石油和天然气，发展至今天，出现了许许多多的石油和天然气，发展至今天，出现了许许多多的新型燃料。这节课我们就来学习能量和燃料。新型燃料。这节课我们就来学习能量和燃料。1.化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化吸热吸热放热放热2.化石燃料的利用化石燃料的利用煤和石油煤和石油 煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大化煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大化石燃料。它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂石燃料。它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，所以我们称之为化石燃料。变化而形成的，所以我们称之为化石燃料。提出问题提出问题 化石燃料是怎么形成的？为什么说它们是不可再生能源？如何开采炼化石燃料是怎么形成的？为什么说它们是不可再生能源？如何开采炼制？有哪些性质用途？制？有哪些性质用途？下面几幅图片是几种化石燃料的形成过程、开采炼制、性质用途。下面几幅图片是几种化石燃料的形成过程、开采炼制、性质用途。阅读讨论阅读讨论煤是纯净物吗煤是纯净物吗?如果不是，它含有哪些元素？如果不是，它含有哪些元素？不是，是混合物。主要含碳元素，此外还含有少量的不是，是混合物。主要含碳元素，此外还含有少量的H、N、S、O元素以及无机矿物质（含硅、铅、钙、铁等元素）元素以及无机矿物质（含硅、铅、钙、铁等元素）你知道煤作为燃料的原理是什么？你知道煤作为燃料的原理是什么？是利用碳元素和氧反应放出热量。是利用碳元素和氧反应放出热量。石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用燃料？石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用燃料？不能！石油中除了含不能！石油中除了含C、H元素外，还含元素外，还含O、N、S等元素。如果等元素。如果石油直接作燃料，会燃烧不充分，会造成浪费，还会生成大量石油直接作燃料，会燃烧不充分，会造成浪费，还会生成大量的黑烟和含的黑烟和含S、含、含N等有害气体。汽油、煤油、柴油、石蜡等等有害气体。汽油、煤油、柴油、石蜡等都是常用的燃料。它们都是石油蒸馏而得到的。都是常用的燃料。它们都是石油蒸馏而得到的。煤气泄漏会造成什么危害？使用灌装液化石油气在安全上应注煤气泄漏会造成什么危害？使用灌装液化石油气在安全上应注意什么？意什么？危害：危害到人体和财产的安全；危害：危害到人体和财产的安全；注意：使用灌装液化石油气在安全上应注意不能加热，不能注意：使用灌装液化石油气在安全上应注意不能加热，不能猛烈撞击，使用完后要及时关闭，液化石油气罐要定期检修等。猛烈撞击，使用完后要及时关闭，液化石油气罐要定期检修等。归纳总结归纳总结煤和石油的比较煤和石油的比较煤煤石油石油形成形成古代植物经过一系列复杂古代植物经过一系列复杂的变化而形成的的变化而形成的古代动植物遗体在地古代动植物遗体在地壳中经过复杂变化而壳中经过复杂变化而形成的形成的元素组成元素组成及成分及成分主要含主要含C(少量少量H、N、S、O等等)，有机物、无机物组，有机物、无机物组成的混合物成的混合物主要含主要含C、H(少量少量S、O、N等等)的混合物的混合物性质性质煤经干馏煤经干馏(化学变化化学变化)得到得到焦炭、煤焦油、焦炉气焦炭、煤焦油、焦炉气石油经过蒸馏石油经过蒸馏(物理变物理变化化)可以得到汽油、煤可以得到汽油、煤油、柴油和润滑油等油、柴油和润滑油等用途用途能源、化工原料能源、化工原料能源、化工原料能源、化工原料注意注意煤的干馏属于化学变化，生成了新物质。石油的煤的干馏属于化学变化，生成了新物质。石油的蒸馏属于物理变化，没有新物质生成。蒸馏属于物理变化，没有新物质生成。煤气是混合物，主要成分有氢气煤气是混合物，主要成分有氢气(H2)、甲烷、甲烷(CH4)、一氧化碳一氧化碳(CO)及其他气体，可用作生活燃气。及其他气体，可用作生活燃气。灌装灌装“煤气煤气”不是煤气，而不是煤气，而是液化石油气，这是石油化工是液化石油气，这是石油化工的一种产品，其主要成分有丙的一种产品，其主要成分有丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等物质。烷、丁烷、丙烯和丁烯等物质。由于煤和石油的用途非常广泛，和人类的由于煤和石油的用途非常广泛，和人类的关系极为密切，所以人们常把煤称为关系极为密切，所以人们常把煤称为“工业的粮工业的粮食食”，把石油称为，把石油称为“工业的血液工业的血液”。天然气天然气右图是天然气开采图：右图是天然气开采图：天然气主要是由碳和氢组成天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷。主要的是甲烷。思考思考观察甲烷是什么颜色？什么状态？观察甲烷是什么颜色？什么状态？甲烷在水中的溶解性怎么样？甲烷在水中的溶解性怎么样？甲烷的密度和空气比较起来怎么甲烷的密度和空气比较起来怎么样？样？甲烷是无色气体。甲烷是无色气体。甲烷极难溶于水。甲烷极难溶于水。甲烷的密度比空气小。甲烷的密度比空气小。甲烷可以用排水法收集，甲烷可以用排水法收集，也可以用向下排空气也可以用向下排空气法收集。法收集。甲烷的物理性质：无色、甲烷的物理性质：无色、无味的气体，密度比无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。空气小，极难溶于水。做甲烷的燃烧实验（强调点燃前先验纯！）。做甲烷的燃烧实验（强调点燃前先验纯！）。思考：思考：在实验结束后，烧杯上出现了什么在实验结束后，烧杯上出现了什么现象？现象？甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，可以看甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，可以看到，烧杯内壁上有水滴生成。到，烧杯内壁上有水滴生成。延伸延伸有水滴生成，说明甲烷中什么有水滴生成，说明甲烷中什么元素呢？元素呢？说明甲烷的成分里一定含有氢元素。说明甲烷的成分里一定含有氢元素。迅速把烧杯倒转过来，向烧杯内注入澄清的石灰水后，振荡，迅速把烧杯倒转过来，向烧杯内注入澄清的石灰水后，振荡，又出现了什么现象？又出现了什么现象？发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊。发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊。延伸延伸 这一现象说明燃烧生成了什么物质？可以推知甲烷里含这一现象说明燃烧生成了什么物质？可以推知甲烷里含有什么元素呢？有什么元素呢？说明甲烷燃烧时生成了二氧化碳，推知甲烷的成分里一定含说明甲烷燃烧时生成了二氧化碳，推知甲烷的成分里一定含有碳元素。有碳元素。在实验开始时点燃前为什么要先检验甲烷的纯度？在实验开始时点燃前为什么要先检验甲烷的纯度？点燃甲烷和氧气或甲烷和空气的混合物都很可能会发生爆炸，点燃甲烷和氧气或甲烷和空气的混合物都很可能会发生爆炸，所以要先验纯。所以要先验纯。延伸延伸 煤矿的矿坑里经常有甲烷溢出，由此，同学们想到了什煤矿的矿坑里经常有甲烷溢出，由此，同学们想到了什么呢？么呢？煤矿里必须采取通风措施；煤矿里一定要严禁明火。煤矿里必须采取通风措施；煤矿里一定要严禁明火。在实验中烧杯的条件在实验中烧杯的条件“冷而干燥冷而干燥”是实验成是实验成败的关键吗？为什么？败的关键吗？为什么？“冷而干燥冷而干燥”是这个实验成败的关键。是这个实验成败的关键。“冷冷”有利有利于水汽的凝集，于水汽的凝集，“干燥干燥”可以判断是否有水滴生成。可以判断是否有水滴生成。这个实验说明甲烷含有哪些元素？这个实验说明甲烷含有哪些元素？这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。你能写出这个实验中涉及到的化学方程式吗？你能写出这个实验中涉及到的化学方程式吗？甲烷是由碳和氢组成的化合物，化学式是甲烷是由碳和氢组成的化合物，化学式是CHCH4 4。它。它燃烧时生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。燃烧时生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。甲烷的燃烧甲烷的燃烧：CH4+2O2 CO2+2H2O点燃点燃在池沼的底部常常含有甲烷，通常也称池沼中的气体在池沼的底部常常含有甲烷，通常也称池沼中的气体为沼气。在我国农村，利用沼气可解决生活用燃料为沼气。在我国农村，利用沼气可解决生活用燃料问题。问题。右图是沼气的制右图是沼气的制取和利用。取和利用。在我国农村利用在我国农村利用沼气，不仅可以沼气，不仅可以解决生活用燃料解决生活用燃料问题，还能综合问题，还能综合治理环境卫生问治理环境卫生问题。题。（3）合理利用与开发化石能源合理利用与开发化石能源 1.如果我们能提高煤等燃料的利用率，就相当于延长煤如果我们能提高煤等燃料的利用率，就相当于延长煤的使用期限。的使用期限。要使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是要要使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是要有足够的空气；二是要使燃料与空气有足够大的接触面。有足够的空气；二是要使燃料与空气有足够大的接触面。2.燃料充分燃烧的意义：燃料充分燃烧的意义：燃料燃烧若不充分，不仅使燃燃料燃烧若不充分，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，同时还会产生大料燃烧产生的热量减少，浪费资源，同时还会产生大量的量的CO等物质，污染空气。等物质，污染空气。对对低硫煤可以采用粉煤锅炉低硫煤可以采用粉煤锅炉，但需加烟道脱硫装置。，但需加烟道脱硫装置。对对高硫煤掺石灰实行炉内脱硫和降低氧化氮的生成高硫煤掺石灰实行炉内脱硫和降低氧化氮的生成。就在人们担心化石燃料将被耗尽时，科学家发就在人们担心化石燃料将被耗尽时，科学家发现海底蕴藏着大量可燃烧的现海底蕴藏着大量可燃烧的“冰冰”可燃冰。可燃冰。燃料的使用正如一把双刃剑一样，在带燃料的使用正如一把双刃剑一样，在带给人类方便的同时，也给环境造成了不良影给人类方便的同时，也给环境造成了不良影响。今天就来学习使用燃料对环境的影响。响。今天就来学习使用燃料对环境的影响。煤的燃烧会产生的空气污染物主要有煤的燃烧会产生的空气污染物主要有CO2、CO、SO2、NO2、烟尘等。、烟尘等。煤燃烧产生的煤燃烧产生的SO2、NO2气体污染物溶于雨气体污染物溶于雨水，会形成酸雨，那么酸雨会对我们的生活水，会形成酸雨，那么酸雨会对我们的生活环境造成什么影响呢？环境造成什么影响呢？加入的物质加入的物质现象现象水水SO2加水加水植物叶子或果皮植物叶子或果皮无现象无现象植物叶片（或果皮）都植物叶片（或果皮）都变色。变色。镁条或锌粒镁条或锌粒无现象无现象有气泡冒出，镁条或锌有气泡冒出，镁条或锌粒逐渐变小。粒逐渐变小。大理石或石灰石大理石或石灰石无现象无现象有气泡冒出。有气泡冒出。实验：实验：回答回答酸雨引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生酸雨引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物的生长。动植物的生长。它能破坏土壤、植被、森林。它能破坏土壤、植被、森林。酸雨对金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料都酸雨对金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料都有腐蚀性。有腐蚀性。酸雨浸入地下，可能引起地下水酸化。酸雨浸入地下，可能引起地下水酸化。对人体的健康有直接的危害，硫酸雾和硫酸盐雾对人体的健康有直接的危害，硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多的毒性比二氧化硫大得多我们应该采取怎样的措施来保护地球呢？我们应该采取怎样的措施来保护地球呢？减少人为排放的污染物减少人为排放的污染物减少煤中的含硫量，对煤炭中的硫资源进减少煤中的含硫量，对煤炭中的硫资源进行合理的开发和利用。行合理的开发和利用。改进设备，使燃料充分燃烧；增加催化净改进设备，使燃料充分燃烧；增加催化净化装置，使有害气体转化成无害气体。化装置，使有害气体转化成无害气体。使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。开发新能源。开发新能源。观察讨论观察讨论请同学们再看一组城市的图片，在市区请同学们再看一组城市的图片，在市区内几乎不使用煤作燃料，可我们的生活环境为什内几乎不使用煤作燃料，可我们的生活环境为什么也会如此恶劣？这是什么引起的？么也会如此恶劣？这是什么引起的？回答回答城市的空气污染只要是由汽车尾气造成的。汽城市的空气污染只要是由汽车尾气造成的。汽油和柴油作为多数汽车的燃料，它们燃烧时产生的油和柴油作为多数汽车的燃料，它们燃烧时产生的尾气中主要含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物。尾气中主要含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物。含铅化合物和烟尘等大气污染物，严重威胁着我们含铅化合物和烟尘等大气污染物，严重威胁着我们的健康。的健康。提问提问如何才能减少汽车的尾气对空气的污染。如何才能减少汽车的尾气对空气的污染。减少汽车尾气的污染主要是从燃料的使用和汽车技术减少汽车尾气的污染主要是从燃料的使用和汽车技术方面采取措施：改进发动机的燃烧方式，以使汽油方面采取措施：改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧；使用催化净化装置，使有害气体转化能充分燃烧；使用催化净化装置，使有害气体转化为无害气体；使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；为无害气体；使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；在管理上，加大检测尾气的力度，禁止没有达到环在管理上，加大检测尾气的力度，禁止没有达到环保标准的汽车上路；改用天然气、液化石油气、乙保标准的汽车上路；改用天然气、液化石油气、乙醇汽油作为汽车燃料。醇汽油作为汽车燃料。车用乙醇汽油：将变性燃料乙醇和汽油以一定比例混车用乙醇汽油：将变性燃料乙醇和汽油以一定比例混合而成的，其优点是：节省石油资源；减少汽车尾气合而成的，其优点是：节省石油资源；减少汽车尾气的污染；促进农业生产。的污染；促进农业生产。乙醇是一种清洁能源。乙醇俗称酒精，它是无色透明，乙醇是一种清洁能源。乙醇俗称酒精，它是无色透明，具有特殊气味的液体。乙醇还容易挥发，能与水以任意比具有特殊气味的液体。乙醇还容易挥发，能与水以任意比互溶，而且还是一种优良的有机溶剂。互溶，而且还是一种优良的有机溶剂。乙醇的成分里含有碳、氢、氧三种元素，它的化学式乙醇的成分里含有碳、氢、氧三种元素，它的化学式是是C2H5OH。乙醇以高粱、玉米和薯类等为原料，经过发。乙醇以高粱、玉米和薯类等为原料，经过发酵、蒸馏可制得，是可再生能源。酵、蒸馏可制得，是可再生能源。（2）反应装置反应装置:此反应属固此反应属固-液不加热型，且液不加热型，且H2是一种是一种难溶于水且密度比空气小的难溶于水且密度比空气小的气体，可用排水法或向下排气体，可用排水法或向下排空气法收集空气法收集2.开发利用新能源开发利用新能源氢气氢气 无色无味的气体，难溶于水，本身无毒，是最轻的气体，极易燃无色无味的气体，难溶于水，本身无毒，是最轻的气体，极易燃烧，是最清洁的燃料；氢能源的三大优点：来源广泛；燃烧烧，是最清洁的燃料；氢能源的三大优点：来源广泛；燃烧时热值高；产物是水，不污染环境；广泛使用面临的困难：制时热值高；产物是水，不污染环境；广泛使用面临的困难：制取成本高和贮存运输困难。目前，对氢能源的开发已取得了很大取成本高和贮存运输困难。目前，对氢能源的开发已取得了很大进展，随着科技的发展，氢气终将会成为主要能源之一。进展，随着科技的发展，氢气终将会成为主要能源之一。（3）正在利用和开发的新）正在利用和开发的新能源：太阳能、核能、风能、能源：太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。地热能、潮汐能等。例1 下列关于化石燃料及其产品的叙述中，正确的是（）A.天然气是可再生能源 B.通常石油直接用做燃料 C.煤气和液化石油气的组成相同 D.汽油既是燃料，又是良好的溶剂D例2 在工业上，下列增大燃料利用率的措施中，与燃料的充分燃烧无关的是（）A.把煤磨成粉状进行燃烧 B.把柴油喷成雾状进行燃烧 C.给锅炉鼓风，增加空气供给量 D.给锅炉外壳装隔热层，减少热量散失D近年来大气中二氧化碳含量不断上升的主近年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是要原因是_，自然界中消耗，自然界中消耗二氧化碳的主要途径是二氧化碳的主要途径是_；化石燃料的燃烧化石燃料的燃烧植物的光合作用（或海水的吸收）植物的光合作用（或海水的吸收）下列做法不符合下列做法不符合“低碳经济低碳经济”理念的是（填序理念的是（填序号）号）_;改造或淘汰高能耗、高污染产业；大力发展改造或淘汰高能耗、高污染产业；大力发展火力发电；研制和开发新能源替代传统能源；火力发电；研制和开发新能源替代传统能源；优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明优化建筑设计，增强室内自然采光，减少照明用电。用电。请你另举一例在日常生活中符合请你另举一例在日常生活中符合“节能减排节能减排”的的 做法做法_。随手关灯（或步行代替乘车）随手关灯（或步行代替乘车）