721燃料的合理利用与开发

一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化 实验实验7 733在一支试管中加在一支试管中加入一小药匙生石灰，再加入入一小药匙生石灰，再加入约约2 mL2 mL水，观察现象，并用水，观察现象，并用手触摸试管外壁。手触摸试管外壁。手的感觉手的感觉 试管壁发热试管壁发热1、化学反应与能量变化、化学反应与能量变化水生石灰发生反应的化学方程式发生反应的化学方程式CaO+H2O=Ca(OH)2这个实验说明了什么问题呢这个实验说明了什么问题呢?化学反应中都伴随化学反应中都伴随有能量的变化有能量的变化，而能量，而能量的变化通常表现为热量的变化：有些化学反应的变化通常表现为热量的变化：有些化学反应中有热量放出，有的则从外界吸收热量。中有热量放出，有的则从外界吸收热量。吸热现象吸热现象 总结：化学反应中的能量变化总结：化学反应中的能量变化 放热现象放热现象大多数化学反应如：金属与酸大多数化学反应如：金属与酸的反应，燃烧反应，的反应，燃烧反应，CaO+H2O=Ca(OH)2）C+CO2=2CO高温高温思考：利用化学反应产生的热量炼钢利用化学反应产生的热量炼钢 根据生活知识，试举出一些利用化根据生活知识，试举出一些利用化学反应放出热量的实例。学反应放出热量的实例。利用炸药定向爆破拆除楼房利用炸药定向爆破拆除楼房谁是理想的燃料呢谁是理想的燃料呢煤煤 石油石油 天然气天然气 又称为化石燃料又称为化石燃料,是不可再是不可再生能源生能源二、化石燃料的利用二、化石燃料的利用 生活中经常使用的燃料有 煤、石油和天然气煤、石油和天然气，我们常称它们为化石燃料化石燃料。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、化石燃料的形成煤的形成：煤的形成：石油和天然气的形成：石油和天然气的形成：1 1、你家中做饭洗浴等使用什么燃料？、你家中做饭洗浴等使用什么燃料？2 2、汽车、轮船、飞机、拖拉机等使用什么燃料？、汽车、轮船、飞机、拖拉机等使用什么燃料？3 3、炼钢厂、热电厂等使用什么燃料？、炼钢厂、热电厂等使用什么燃料？柴、禾草、煤、液化石油气、煤气、天然气、电等柴、禾草、煤、液化石油气、煤气、天然气、电等汽油、柴油、煤油等汽油、柴油、煤油等焦炭、煤等焦炭、煤等思考思考1 1、煤是纯净物还是混合物？、煤是纯净物还是混合物？主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？阅读课本阅读课本138138页，思考下列问题：页，思考下列问题：2 2、煤完全燃烧的产物有哪些？、煤完全燃烧的产物有哪些？3 3、煤气的主要成分有哪些？、煤气的主要成分有哪些？混合物混合物碳元素碳元素氢、氮、硫、氧元素氢、氮、硫、氧元素COCO2 2H H2 2OONONO2 2SOSO2 2氢气、甲烷、一氧化碳、氢气、甲烷、一氧化碳、煤煤是混合物，是混合物，主要含碳元素主要含碳元素，还含有氢元，还含有氢元素和少量氮、硫、氧元素；燃烧产物为素和少量氮、硫、氧元素；燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。等。石油石油也是混合物，也是混合物，主要含碳、氢元素主要含碳、氢元素(少少量氮、硫元素量氮、硫元素)；分馏产物燃烧产物为；分馏产物燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。等。天然气天然气的主要成分是甲烷；燃烧产物为的主要成分是甲烷；燃烧产物为CO2和和H2O。2、组成元素和燃烧产物组成元素和燃烧产物石油的炼制石油的炼制：分分馏馏根据石油中各成分的沸点不同根据石油中各成分的沸点不同来分离。来分离。石油的分馏属石油的分馏属物理变物理变化化 有人曾称煤是有人曾称煤是“工业的粮食工业的粮食”，石油是，石油是“工业工业的血液的血液”。其实不仅工业，其他如农业、国防、交通。其实不仅工业，其他如农业、国防、交通运输、建筑、医疗卫生和人们的日常生活等都离不开煤、运输、建筑、医疗卫生和人们的日常生活等都离不开煤、石油和天然气。石油和天然气。（1 1）成分：）成分：天然气的主要成分是甲烷（天然气的主要成分是甲烷（CHCH4 4)（俗称沼气）。（俗称沼气）。3、天然气、天然气（2 2）a.a.甲烷的物理性质甲烷的物理性质无色、无味的气体无色、无味的气体密度比空气小密度比空气小极难溶于水极难溶于水实验现象：实验现象：产生明亮的产生明亮的蓝色火焰蓝色火焰;烧杯内壁有水雾；烧杯内壁有水雾；放出热量；放出热量；杯壁上澄清石灰水变浑浊。杯壁上澄清石灰水变浑浊。b.甲烷的化学性质甲烷的化学性质 可燃性（点燃前先验纯）可燃性（点燃前先验纯）注意注意：在点燃甲烷前也要检验纯度：在点燃甲烷前也要检验纯度甲烷的甲烷的爆炸极限爆炸极限为：为：4 4-15%15%之间。之间。CH4+2O2=CO2+2H2O点燃点燃(1)、点燃甲烷前，要先、点燃甲烷前，要先 。(2)、写出甲烷燃烧的化学方程式：、写出甲烷燃烧的化学方程式：。(3)、请设计一个实验验证甲烷燃烧的产物。、请设计一个实验验证甲烷燃烧的产物。验纯验纯CH4 4+2 O2 2=CO2 2+2H2 2O、点燃后，用一个干冷的小烧杯罩在、点燃后，用一个干冷的小烧杯罩在火焰上方，如果烧杯壁有小水珠产生，火焰上方，如果烧杯壁有小水珠产生，则证明有水生成；则证明有水生成；、迅速倒转烧杯，到进澄清石灰水，、迅速倒转烧杯，到进澄清石灰水，震荡，如果石灰水变浑浊，则证明有震荡，如果石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成。二氧化碳生成。点燃点燃练习练习（4）实验室用固体无水醋酸钠和固体实验室用固体无水醋酸钠和固体碱石灰，混合加热制甲烷。则下列装置碱石灰，混合加热制甲烷。则下列装置中，可用于制甲烷的是（中，可用于制甲烷的是（）BACDD沼沼气气的的制制取取和和利利用用 科学家在科学家在300500300500米海洋深米海洋深处发现一种冰霜样的物质处发现一种冰霜样的物质可燃冰。可燃冰是甲烷水可燃冰。可燃冰是甲烷水合物（化学式合物（化学式CHCH4 4.8H8H2 2O)O)外观外观像冰。一体积可燃冰可储载像冰。一体积可燃冰可储载100200100200倍体积的甲烷气倍体积的甲烷气体，具有能量高、燃烧值大体，具有能量高、燃烧值大等优点。等优点。使燃料充分燃烧要注意什么？使燃料充分燃烧要注意什么？煤、石油、天然气开采的年限给我煤、石油、天然气开采的年限给我们什么启示？我们应该怎么做？们什么启示？我们应该怎么做？燃料燃烧不充分时，不仅使燃料燃烧产生的热量燃料燃烧不充分时，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，而且还会产生大量的减少，浪费资源，而且还会产生大量的CO等物质，等物质，污染大气。污染大气。（1）如何做到使燃料充分燃烧呢？）如何做到使燃料充分燃烧呢？（2）充分燃烧的优点有哪些？）充分燃烧的优点有哪些？（3）不充分燃烧的缺点有哪些？）不充分燃烧的缺点有哪些？4、燃料充分燃烧的条件、燃料充分燃烧的条件燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；燃料要与空气要有足够大的接触面积。燃料要与空气要有足够大的接触面积。燃料充分燃烧，能节约能源、减少环境污染燃料充分燃烧，能节约能源、减少环境污染1、炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气？、炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气？2、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地上，却要架空？上，却要架空？3、这两种做法对燃料而言有什么好处？对、这两种做法对燃料而言有什么好处？对环境来说又什么帮助？环境来说又什么帮助？提供充足的空气提供充足的空气使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧使燃料充分燃烧，减少环境污染使燃料充分燃烧，减少环境污染三三.使用燃料对环境的影响使用燃料对环境的影响 化石燃料燃烧造成空气污染主要原因：化石燃料燃烧造成空气污染主要原因：燃料中的一些杂质如燃料中的一些杂质如硫硫等燃烧时，产生空气污等燃烧时，产生空气污染物如染物如二氧化硫二氧化硫燃料燃烧不充分，产生燃料燃烧不充分，产生一氧化碳一氧化碳等等。未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成成浮尘浮尘。煤燃烧时生成煤燃烧时生成 等污染物，这些污染物反等污染物，这些污染物反应后溶于雨水形成酸雨。应后溶于雨水形成酸雨。酸雨的形成过程SO2和NO2酸雨使树木大量死亡1908年 1969年雕像受酸雨腐蚀，六十年沧桑变化。鱼类大量死亡酸雨损害人体健康1土壤酸化，损害植物生长；2腐蚀建筑物、金属材料、文物等；3污染水流，鱼类死亡；4影响人体健康。酸雨的防治措施：1、减少二氧化硫的排放。2、用天然气代替煤。3、大力推广使用脱硫煤。汽车尾气的排放CO气体；气体；未燃烧的碳氢化合物；未燃烧的碳氢化合物；氮的氧化物；氮的氧化物；含铅的化合物和烟尘等。含铅的化合物和烟尘等。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，以使汽油能充分燃烧。）改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。（2）使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。）使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。（3）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。（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）或液化石油气（气（LPG）作燃料。）作燃料。（5）在管理上加大检测尾气的力度，禁止未达到环保标准的）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。汽车上路。（6）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可适当节约）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汽车尾气的污染。石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。酒精，化学式为酒精，化学式为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。两种清洁能源：乙醇和氢气两种清洁能源：乙醇和氢气C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O点燃（可再生能源）（可再生能源）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；燃烧产物基本上不污染环境。能源；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 点燃燃烧产物无污染，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、燃烧放热多；燃烧产物是水，几乎不燃烧产物是水，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。物理性质物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密无色无味的气体，难溶于水，密 度最小度最小化学性质化学性质：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+H2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新能源新能源如：太阳能、风能、地热能、潮太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能等汐能、核能、生物质能等化学反应在生成新物质的同时，还化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为热量伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化的变化 煤、石油、天然气等。三、使用燃料对环境的影响三、使用燃料对环境的影响1、化石燃料燃烧造成的污染2、造成酸雨的污染物、酸雨带来的危害及防治措施3、汽车用燃料的燃烧对空气的影响：污染物及改进措施四、能源的利用与开发1、清洁能源：乙醇、氢气等。2、新能源：太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等