课题2燃料的合理利用与开发（好）

课题课题2燃料的合理燃料的合理利用与开发利用与开发袁兴华袁兴华化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化 实验实验7-37-3在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入入2 mL2 mL水，观察现象，并用手触摸试管外壁水，观察现象，并用手触摸试管外壁。现现象象手的感觉手的感觉分分析析生石灰生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，和水剧烈反应，产生大量水蒸气，放热。放热。热或烫手热或烫手。生石灰生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，和水剧烈反应，产生大量水蒸气，并放出热量，说明这是一个并放出热量，说明这是一个放热反应。放热反应。结论：结论：化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的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，放出热量的为出热量的为放热反应放热反应，吸收热量的为，吸收热量的为吸热反应吸热反应。化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化1.1.所有的燃烧。所有的燃烧。2.2.金属和酸的反应金属和酸的反应二氧化碳和碳反应。二氧化碳和碳反应。放热反应放热反应吸热反应吸热反应CH4+2O2=CO2+2H2OC2H5OH+3O2=2CO2+3H2OC+CO2=2CO放热放热吸热吸热点燃点燃点燃点燃高温高温化学反应中能量的变化通常表现为化学反应中能量的变化通常表现为热量的变化：热量的变化：利用化学反应放出热量的实例利用化学反应放出热量的实例生活燃料的使用：做饭、取暖等；生活燃料的使用：做饭、取暖等；还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭；还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭；开山炸石和拆除危旧建筑；等等开山炸石和拆除危旧建筑；等等对于我们自身来说，维持体温和日常活动所需的能量，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。都与食物在体内发生的化学反应有关。讨论：讨论：举出一些利用化学反应放出热量的实例。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。切割或焊接金属、驱动汽车、加热物质等。目前人们通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，目前人们通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，而化石燃料的资源是有限的。因此，控制燃烧反应使燃料而化石燃料的资源是有限的。因此，控制燃烧反应使燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要，如果我们提高煤等燃充分燃烧，对于节约能源非常重要，如果我们提高煤等燃料的燃烧利用率，就相当于延长煤等的使用期限。料的燃烧利用率，就相当于延长煤等的使用期限。一、化石燃料一、化石燃料生活中经常使用的燃料有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，我们常称它们为常称它们为化石燃料化石燃料。它们是。它们是不可再生能源。不可再生能源。为什么要这样称呼它们为什么要这样称呼它们?我们现在从它们的形成开始我们现在从它们的形成开始认识它们认识它们。煤的形成煤的形成石油和石油和天然气天然气的形成的形成阅读课本阅读课本138139页，思考下列问题：页，思考下列问题：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？2 2、煤完全燃烧的产物有哪些？、煤完全燃烧的产物有哪些？4 4、煤气的主要成分有哪些？、煤气的主要成分有哪些？3 3、如何将煤综合利用？、如何将煤综合利用？混合物混合物碳元素碳元素氢、氮、硫、氧元素氢、氮、硫、氧元素CO2H2ONO2SO2将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦油、煤气等。油、煤气等。（煤干馏煤干馏化学变化化学变化后后的综合利用，既可以充分利用煤的资的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的源，还可以极大的减少污染。减少污染。）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 煤怎样得到的充分利用？煤怎样得到的充分利用？煤隔绝空气隔绝空气加热加热固体：焦炭液体：煤焦油（含多种有机化合物）煤气：主要成分H2、CH4、CO等（气体燃料）这是物理变化还是化学变化呢？煤的用途煤的用途工业的粮食工业的粮食2.2.石油石油：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂 变化而形成的一种粘稠液体。它是由多种变化而形成的一种粘稠液体。它是由多种 物质组成的物质组成的混合物混合物。主要含有。主要含有C C、H H元素，元素，还含有还含有S S、O O、N N等元素。等元素。讨论：石油可直接用做燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？石油燃烧不可以，因为石油是混合物，不可以，因为石油是混合物，里面有很多的杂质里面有很多的杂质,导致石油的易燃度减低导致石油的易燃度减低而且直接燃烧石油会而且直接燃烧石油会产生很多的废气产生很多的废气,污染环境污染环境如果把石油的原油如果把石油的原油提炼后会分解出提炼后会分解出多种产物如多种产物如:汽油，煤油汽油，煤油沥青，柴油等沥青，柴油等,可以充分利用可以充分利用。根据各成分的沸点不同进行分离。根据各成分的沸点不同进行分离。分析上述过程是物理变化还是化学变化？分析上述过程是物理变化还是化学变化？给石油加热，给石油加热，组组成石油的各物质成石油的各物质的沸点不同，它的沸点不同，它们就会被先后蒸们就会被先后蒸馏出来而得到分馏出来而得到分离，是物理变化。离，是物理变化。城镇的许多家庭做饭使用一种罐装“煤气”作为燃料，罐中所装的是液化石油气，这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，瓶内压强是大气压强的78倍。2、煤气泄漏会造成什么危害？使用罐装液化石油气在安、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？全上应注意什么？煤气的主要成分是一氧化碳，它是可燃性气体并且是有剧煤气的主要成分是一氧化碳，它是可燃性气体并且是有剧毒的气体，毒的气体，一旦泄漏，一方面可能引起火灾甚至爆炸事一旦泄漏，一方面可能引起火灾甚至爆炸事故，另一方面可使人中毒死亡，所以要谨防泄漏事故发生；故，另一方面可使人中毒死亡，所以要谨防泄漏事故发生；灌装液化石油气灌装液化石油气(主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）是经加压后压缩在钢瓶中，由于这些气体都属于易燃易爆是经加压后压缩在钢瓶中，由于这些气体都属于易燃易爆物，使用时一定要注意安全、轻拿轻放、放置在远离火源物，使用时一定要注意安全、轻拿轻放、放置在远离火源处、用毕要关紧阀门、防止泄漏、定期检查等，一旦泄漏处、用毕要关紧阀门、防止泄漏、定期检查等，一旦泄漏要立即关闭阀门、打开门窗，切记产生火花，如开灯、碰要立即关闭阀门、打开门窗，切记产生火花，如开灯、碰撞电子打火装置等。撞电子打火装置等。工业的血液工业的血液石油的用途石油的用途天然气天然气甲烷是一种无色密度比空气小的气体。天然气的成分？天然气的成分？为混合物，主要成分为甲烷气为混合物，主要成分为甲烷气体。极难溶于水。这是用排水法收集到的甲烷气体，根据图片，思考甲烷的物理性质有哪些？实验现象：实验现象：明亮的明亮的蓝色蓝色火焰火焰;烧杯内壁有烧杯内壁有水雾水雾（干冷的烧杯）；（干冷的烧杯）；杯壁上澄清石灰水变杯壁上澄清石灰水变混浊混浊（内壁涂有澄清石灰水的烧杯）（内壁涂有澄清石灰水的烧杯）;放出热量。放出热量。实验验证实验验证设计实验：验证设计实验：验证甲烷燃烧的产物是甲烷燃烧的产物是水和二氧化碳？水和二氧化碳？2、天然气、天然气在有石油的地方，一般都有天然气的存在。在有石油的地方，一般都有天然气的存在。天然气的主要成分是甲烷（天然气的主要成分是甲烷（CH4)（俗称沼气）。（俗称沼气）。实验实验7-4观察甲烷的颜色、状态观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲。点燃从导管放出的甲烷（点燃前，要先检验甲烷的纯度），在火焰的上方罩一烷（点燃前，要先检验甲烷的纯度），在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯。过一会儿，个冷而干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯上的现象观察烧杯上的现象。现象现象火焰明亮且呈蓝色，放热；烧杯内壁上有火焰明亮且呈蓝色，放热；烧杯内壁上有水水珠珠迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清的石灰水，振迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清的石灰水，振荡，观察现象荡，观察现象。现象现象澄清的澄清的石灰水变浑浊石灰水变浑浊CH4+2O2点燃点燃2H2O+CO2这个实验说明甲烷中肯定含有氢元素、碳元素这个实验说明甲烷中肯定含有氢元素、碳元素甲烷的存在甲烷的存在甲烷的存在甲烷的存在（1 1）甲烷还存在于池沼）甲烷还存在于池沼）甲烷还存在于池沼）甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）的底部（常称为沼气）的底部（常称为沼气）的底部（常称为沼气）（2 2）甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气）甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气）甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气）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。中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。人工能制取沼气吗？人工能制取沼气吗？把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。生甲烷。在我国农村利用在我国农村利用沼气，不仅可以沼气，不仅可以解决解决生活用燃料问题生活用燃料问题；还；还能综合治理环境卫生能综合治理环境卫生问题。问题。煤气煤气天然气天然气液化液化石油气石油气主要主要成分成分氢气氢气 H H2 2甲烷甲烷 CHCH4 4一氧化碳一氧化碳 COCO（有毒）（有毒）甲烷甲烷 CHCH4 4C C4 4H H1010、C C3 3H H8 8C3H6、C4H8注意注意事项事项防止泄漏防止泄漏爆炸爆炸防止泄漏中毒防止泄漏中毒防止泄漏爆炸防止泄漏爆炸防止泄漏防止泄漏爆炸爆炸报警器怎样安装报警器怎样安装?化石燃料的用途化石燃料的用途 化石燃料形成的时间非常长，储量有限。化石化石燃料形成的时间非常长，储量有限。化石燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。来自化石燃料。在不久的将来，我们将面临严重的在不久的将来，我们将面临严重的在不久的将来，我们将面临严重的在不久的将来，我们将面临严重的能源危机能源危机！探探明明储储量量年年产产量量开采年限开采年限石石油油23亿吨亿吨1.74亿吨亿吨约约13年年天然气天然气 2.23x104亿立方米亿立方米 408亿立方米亿立方米约约55年年煤煤1145亿吨亿吨9.9亿吨亿吨约约116年年我国我国2004年化石能源探明储量、年产量及开采年限年化石能源探明储量、年产量及开采年限可怕的战争！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如何面对？我又该如何面对？一切可能乱了一切可能乱了由此可见，人类的生存也面临着严重的挑战，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：必须采取以下措施：节约能源，提高燃料的利用率；节约能源，提高燃料的利用率；另外燃料燃烧不充分时另外燃料燃烧不充分时:不仅使燃料燃烧产生的热量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。如何做到使燃料充分燃烧呢？如何做到使燃料充分燃烧呢？使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：1 1、燃烧时要有足够多的空气、燃烧时要有足够多的空气 2 2、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讨论：讨论：工业上有时使用煤等固体燃料，为了使燃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？进行怎样的处理？”人要实人要实,火要虚的含义火要虚的含义?”为了使燃料与空气有足够大的接触面应将固体为了使燃料与空气有足够大的接触面应将固体燃料加工成小块或加工成蜂窝煤状或粉状，这燃料加工成小块或加工成蜂窝煤状或粉状，这样可提高燃料的利用率。样可提高燃料的利用率。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”。但是可燃冰埋藏。但是可燃冰埋藏于海底的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气于海底的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。所以还需要解决中造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。所以还需要解决技术上的问题。技术上的问题。燃料燃烧对环境影响1.煤2.车用燃料车用燃料3.天然气天然气CO CO 有毒气体有毒气体COCO2 2 温室效应温室效应SO2 NO2 酸雨酸雨讨论：据上述实验，试说明酸雨可能对环境造成什么讨论：据上述实验，试说明酸雨可能对环境造成什么样的破坏？样的破坏？碳元素碳元素氮元素氮元素硫元素硫元素思考思考2：这些元素燃：这些元素燃烧后生成哪些物质？烧后生成哪些物质？思考思考1 1：煤中主要：煤中主要含哪种元素？还含含哪种元素？还含哪些元素？哪些元素？煤煤的的燃燃烧烧1.煤燃烧对空气的影响煤燃烧对空气的影响文物雕像腐蚀文物雕像腐蚀水体污染、土壤酸化水体污染、土壤酸化森林受到破坏森林受到破坏桥梁等建筑物受到腐蚀桥梁等建筑物受到腐蚀损害人体健康损害人体健康(1).”酸雨”危害w1.破坏森林破坏森林,树木树木w2.腐蚀雕像腐蚀雕像,建筑物建筑物,金属桥梁金属桥梁w3.危害人体健康危害人体健康w4.水体酸化水体酸化,影响动植物生长影响动植物生长w(2).防止”酸雨”措施w1.减少煤的使用减少煤的使用w2.使用清洁能源使用清洁能源w3.煤进行脱硫再使用煤进行脱硫再使用2 2、汽车用燃料的燃烧、汽车用燃料的燃烧 汽车尾气中的主要污染物有哪些？汽车尾气中的主要污染物有哪些？减少汽车尾气对空气污染的措施有哪些？减少汽车尾气对空气污染的措施有哪些？2 2、汽车用燃料的燃烧、汽车用燃料的燃烧 尾气中的主要污染物有尾气中的主要污染物有NONO，末燃烧的碳氢化合，末燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘思考：减少汽车气对空气的污染可采取哪些措施？思考：减少汽车气对空气的污染可采取哪些措施？思考：减少汽车气对空气的污染可采取哪些措施？思考：减少汽车气对空气的污染可采取哪些措施？两个方面：两个方面：一、燃料燃烧方面一、燃料燃烧方面（1 1）使用催化净化装置）使用催化净化装置（2 2）使用无铅汽油禁止含铅物质的排放）使用无铅汽油禁止含铅物质的排放 二、造车技术方面二、造车技术方面（3 3）改进发动机的燃烧方式以使汽油能）改进发动机的燃烧方式以使汽油能 充分燃料充分燃料 使用使用”乙醇汽油乙醇汽油”清洁燃料清洁燃料一、乙醇（化学式一、乙醇（化学式C C2 2H H5 5OHOH）俗称酒精。）俗称酒精。1 1、物理性质、物理性质:密度比水小密度比水小 ,能与水互溶能与水互溶.易易 挥发挥发2 2、化学性质、化学性质:可燃性可燃性,燃烧时放出大量的热燃烧时放出大量的热.C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O 点燃点燃3 3、优点：、优点：1 1、无污染无污染 2 2、热效率高、热效率高 3 3、节省汽油、节省汽油 4 4、减少汽车、减少汽车尾气污染尾气污染4 4、制取：、制取：高梁、玉米薯、类经过发酵，蒸馏高梁、玉米薯、类经过发酵，蒸馏 可得酒精可得酒精3.天然气w较清洁的化石燃料较清洁的化石燃料-CH4wCH4+2O2=CO2+2H2Ow使用燃料的影响使用燃料的影响1.酸雨酸雨w2.污染空气污染空气w3.温室效应温室效应点燃点燃点燃三、使用和开发新的燃料及能源三、使用和开发新的燃料及能源清洁燃料清洁燃料(一一)、氢气、氢气-高能燃料高能燃料2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O 三大优点三大优点:制备制备 工业工业:实验室实验室:氢能源使用的困难氢能源使用的困难:点燃(二二)、开发和利用新能源。、开发和利用新能源。核能核能太阳能太阳能风能风能水能水能潮汐能潮汐能能量转化方式能量转化方式:1、下列说法中不正确是的（、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、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、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、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、沼气的应用可解决农村的燃料问题B2、下列变化属于化学变化的是（、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、煤隔绝空气加热变成焦炭等物质B、酒精挥发、酒精挥发C、石油分馏得到汽油、柴油等物质、石油分馏得到汽油、柴油等物质D、锅炉爆炸、锅炉爆炸A3、有关石油的叙述不正确的是（、有关石油的叙述不正确的是（）A、汽油是纯净物、汽油是纯净物B、石油是混合物、石油是混合物C、石油可作化工原料生产许多产品、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、石油的炼制是利用石油中各成分的沸点不同A4、自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依、自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源，如氢气属高效、靠其他能源间接制取的能源称为二级能源，如氢气属高效、无污染的二级能源，是因为自然界中现成氢气很少。下列无污染的二级能源，是因为自然界中现成氢气很少。下列叙述正确的是（叙述正确的是（）A、天然气属二级能源、天然气属二级能源B、风能属二级能源、风能属二级能源C、家用电器作用的电源属一级能源、家用电器作用的电源属一级能源D、一氧化碳属二级能源、一氧化碳属二级能源D5、请仔细阅读下列文字，然后完成有关问题。、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）煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤煤球球”到到“蜂窝煤蜂窝煤”的变化。以前人们把煤粉加工成略大于的变化。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？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。的排放。（2）燃烧时会产生许多污染物。据资料显示，冬天的空）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的煤层制得较清洁的水煤气主要成分是主要成分是CO和和H2，请你，请你写出反应的化学方程式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）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冬天用煤量增大，燃烧时产生的二氧化硫增多C+H2OCO+H2高温高温便于及早发现煤气泄漏，以便于及早发现煤气泄漏，以防引起中毒或爆炸等危险防引起中毒或爆炸等危险