人教版九年级化学上册课题2燃料的合理利用与开发

一 、 化 学 反 应 中 的 能 量 变 化二 、 化 石 燃 料 的 利 用课 题 2 燃 料 的 合 理 利 用 与 开 发 讨 论 ： 是 不 是 只 有 通 过 燃 烧 才 能 获 得能 量 呢 ？ 一 、 化 学 反 应 中 的 能 量 变 化现 象手 的 感 觉化 学 方 程 式 CaO + H2O = Ca(OH)2 生 石 灰 与 水 反 应 放 出 热 量 。 化 学 不 仅 研 究 物 质 的 性 质 、 组 成 、 结 构 和 变 化 ，还 研 究 物 质 变 化 过 程 中 伴 随 的 能 量 变 化 。通 常 表 现 为热 量 的 变 化有 些 反 应 放 出 热 量有 些 反 应 吸 收 热 量（ 放 热 反 应 ）（ 吸 热 反 应 ）反 应 条 件 为 “ 点 燃 ” 、 金 属 与 酸 的 反 应 等 一 般 都 放 热 。反 应 条 件 为 “ 加 热 ” 或 “ 高 温 ” 的 反 应 等 一 般 都 吸 热 。有 气 泡 产 生 ， 固 体 有 剩 余 ， 水 面 上 方 有 白 雾感 到 发 热 （ 或 发 烫 ）实 验 7-3 1、 煤 和 石 油3、 合 理 利 用 与 开 发 化 石 能 源2、 天 然 气二 、 化 石 燃 料 的 利 用关 于 化 石 燃 料 关 于 化 石 燃 料目 前 人 们 使 用 的 化 石 燃 料 主 要 有 煤 、 石 油 和 天 然 气 等 。 化 石 燃 料 是 由 古 代 生 物 的 遗 骸 经 过 一 系 列 复 杂 变化 而 形 成 的 。化 石 燃 料 是 不 可 再 生 的 能 源 。化 石 燃 料 煤石 油天 然 气 “ 工 业 的 粮 食 ”“ 工 业 的 血 液 ” 远 古 时 期 的 植 物 植 物 枯 萎 植 物 等 被 埋 于 土 中 ， 经长 期 复 杂 变 化 形 成 煤（ 1） 煤 是 （ “ 混 合 ” 或 “ 纯 净 ” ） 物 ， 主 要含 元 素 ， 还 含 等 元 素 。1、 煤 :工 业 的 粮 食混 合 物碳 氢 、 氮 、 硫 、 氧 焦 炭煤 气 煤焦油隔 绝 空 气加 强 热 煤 的 干 馏煤 的 干 馏 属于 化 学 变 化 。 用 途用 途 气 体 燃 料用 途（ 3） 煤 气 主 要 成 分 ： 、 、 、 。氢 气 甲 烷 (CH4) 一 氧 化 碳 其 他 气 体 （ 1） 石 油 是 （ “ 混 合 ” 或 “ 纯 净 ” ） 物 ， 主要 含 和 元 素 。2、 石 油 工 业 的 血 液混 合 物碳 氢 石 油 的 分 馏 ： 利用 石 油 中 各 成 分的 沸 点 不 同 ， 属于 物 理 变 化 。 柴 油润 滑 油石 蜡沥 青煤 油航 空 煤 油汽 油溶 剂 油 石 油 气石 油 分 馏 至上而下，沸点逐渐升高 现 象 化 学 方 程 式（ 1）（ 2） 甲 烷 在 空 气 中 燃 烧阅 读 课 本 140页（ 1） 主 要 成 分 是 ， 化 学 式 为 （ 碳 元 素 的 化 合 价 为 ） 。甲 烷CH4 4价 淡 蓝 色 ， 烧 杯内 壁 有 水 雾 石 灰 水 变 浑 浊 CH4 + 2O2 2H2O +CO2 点 燃（ 2） 探 究 ： 实 验 7-4 Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O 物 理 性 质 ：化 学 性 质 ： 无 色 无 味 的 气 体 ， 难 溶 于 水 ， 密 度 比 空气 小 (CH4 相 对 分 子 质 量 为 16) 。可 燃 性2.实 施 西 气 东 输 工 程 中 的 “ 西 气 ” 是 。3.甲 烷 ： 最 简 单 的 有 机 物点 燃 前 ， 要 检 验 甲 烷 的 纯 度1. 沼 气 池 中 的 气 体 沼 气煤 矿 坑 道 中 的 气 体 瓦 斯 主 要 含 有 。拓 展 CH4 + 2O2 2H2O +CO2 点 燃 天 然 气 甲 烷 探 明 储 量 年 产 量 开 采 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 表 7-3我 国 200年 化 石 能 源 基 础 储 量 和 年 产 量讨 论请 根 据 表 7-3估 算 我 国 化 石 能 源 开 采 年 限 约 15年约 38年约 107年 合 理 利 用 和 开 发 化 石 能 源（ 1） 合 理 开 采（ 2） 提 高 燃 料 利 用 率 2、 燃 料 充 分 燃 烧 的 条 件（ 1） 燃 烧 有 足 够 多 的 ；（ 2） 燃 料 与 空 气 有 足 够 大 的 。空 气 或 氧 气接 触 面 积燃 烧 不 充 分 不 仅 还 。浪 费 资 源产 生 CO， 污 染 空 气1.讨 论 : (课 本 P141) 为 何 出 现 黄 色 火 焰 ？3.合 理 利 用 和 开 发 化 石 能 源 “可 燃 冰 ” ： 主 要 含 有 甲 烷 水 合 物 。 将 成 为 未 来 新 能 源 ， 但 目 前 开 采 技 术 存 在 困 难 润 滑 油1、 煤 和 石 油煤石 油 组 成 元 素 ： C H、 N、 S、 O 及 无 机 矿 物 质焦 炭煤 焦 油煤 气 （ 氢 气 、 甲 烷 、 一 氧 化 碳 等 ）干 馏（ 化 学 变 化 ） 组 成 元 素 ： C、 H S、 O、 N等（ 物 理 变 化 ）分 馏 溶 剂 油汽 油航 空 煤 油煤 油柴 油都是混合物 石 蜡沥 青 至 上 而 下 ，沸 点 逐 渐 升 高 2、 天 然 气在 有 石 油 的 地 方 ， 一 般 都 有 天 然 气 。 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 （ CH4） 。实 验 7-4 现 象 化 学 方 程 式（ 1）（ 2） CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O CH4+2O2 CO2+2H2O点 燃烧 杯 内 壁 出 现 水 雾澄 清 的 石 灰 水 变 浑 浊注 意 ： 点 燃 甲 烷 前 ， 要 先 检 验 甲 烷 的 纯 度 。农 村 使 用 沼 气 ： 制 法 ： 把 秸 秆 、 杂 草 、人 畜 粪 便 等 废 物 放 在 密 闭 的 沼 气 池 中 发 酵 ， 就 可 以产 生 甲 烷 ， 用 作 燃 料 。 意 义 ： 解 决 农 村 生 活 用 燃 料 问 题 。 提 高 农 家 肥 质 量 。 改 善 农 村 卫 生 环 境 。 促 进 农 村 经 济 发 展 。视 频 1 视 频 2 甲 烷 的 燃 烧 视 频 1 甲 烷 的 燃 烧 视 频 2 3、 合 理 利 用 与 开 发 化 石 能 源 人 类 目 前 所 消 耗 的 能 量 主 要 来 自 化 石 能 源 ， 而 化石 能 源 的 形 成 需 要 经 过 数 百 万 年 。 资 源 是 有 限 的 ， 随着 人 们 对 化 石 能 源 的 使 用 量 日 益 增 长 ， 化 石 能 源 正 越来 越 难 以 满 足 于 人 类 的 需 求 。 讨 论 ： 燃 气 灶 进 风 口 太 小 时 ， 氧 气 供 应 不 充 足 ， 含 碳燃 料 燃 烧 不 充 分 ， 生 成 炭 粒 在 红 热 状 态 下 使 火 焰 呈 黄 色 ，并 生 成 有 毒 的 一 氧 化 碳 气 体 。 这 样 既 浪 费 资 源 ， 又 污 染空 气 。 使 燃 料 充 分 燃 烧 通 常 考 虑 两 点 ： 一 是 燃 烧 时 要 有足 够 的 空 气 ； 二 是 燃 料 与 空 气 要 有 足 够 大 的 接 触 面 。 有 效 提 高 化 石 燃 料 的 燃 烧 利 用 率 ， 就 相 当 于 延 长了 化 石 能 源 的 使 用 期 限 。 可 燃 冰 是 埋 藏 于 海 底 的 一 种 主 要 含 甲 烷 水 合 物的 能 源 ， 但 目 前 在 开 采 技 术 上 还 存 在 着 困 难 。 可 燃 冰 ： 三 、 使 用 燃 料 对 环 境 的 影 响 燃 料 的 使 用 ， 促 进 经 济 发 展 ， 生 活 带 来 便 利 的同 时 ， 也 带 来 了 一 些 问 题 ， 如 对 环 境 造 成 不 良 影 响 ，造 成 资 源 枯 竭 等 燃 料 燃 烧 造 成 空 气 污 染 的 主 要 原 因 ： 燃 料 中 的 一 些杂 质 如 硫 等 燃 烧 时 ， 产 生 如 二 氧 化 硫 等 空 气 污 染 物 ； 燃 料 燃 烧 不 充 分 ， 产 生 一 氧 化 碳 等 ； 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 。 煤 燃 烧 生 成 的 二 氧 化 硫 （ SO2） 和 二 氧 化 氮 （ NO2） 会 形 成 酸 雨 。 其 危 害 主 要 有 ： 影 响 人 体 健 康 ； 影 响植 物 （ 农 作 物 ） 的 生 长 ； 影 响 水 中 生 物 的 生 存 ； 破 坏 文 物 或 建 筑 等 。 我 国 已 大 力 推 广 使 用 脱 硫 煤 ， 很 多 地 方已 用 天 然 气 来 替 代 煤 。 三 、 使 用 燃 料 对 环 境 的 影 响 汽 车 尾 气 对 空 气 的 污 染 ： 燃 烧 汽 油 或 柴 油 时 产 生 一 氧 化 碳 、 未 燃 烧 的 碳氢 化 合 物 、 氮 的 氧 化 物 、 含 铅 化 合 物 和 烟 尘 等 。 为 减 少 汽 车 尾 气对 空 气 的 污 染 ， 目 前在 燃 料 使 用 和 汽 车 制造 技 术 方 面 已 采 取 了一 些 措 施 ； 有 些 城 市 的 部 分汽 车 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 。 减 少 汽 车 尾 气 污 染 的 一 些 措 施 改 进 发 动 机 的 燃 烧 方 式 ， 使 汽油 能 充 分 燃 烧 ； 使 用 催 化 净 化 装 置 ， 使 有 害 气体 转 化 为 无 害 物 质 ； 使 用 无 铅 汽 油 ， 禁 止 含 铅 物 质排 放 。 加 大 检 测 尾 气 力 度 ， 禁 止 未 达环 保 标 准 的 汽 车 上 路 三 、 使 用 燃 料 对 环 境 的 影 响车 用 乙 醇 汽 油 在 汽 油 中加 入 适 量 乙醇 作 为 汽 车燃 料 。 适 当 节 省 石 油 资 源 一 定 程 度 上 减 少 汽车 尾 气 的 污 染 将 乙 醇 溶 液 中 含有 的 水 进 一 步 除 去添 加 适 量 的 变 性 剂（ 防 止 饮 用 ）变 性 燃料 乙 醇 变 性 燃 料 乙 醇 与 汽 油以 一 定 的 比 例 混 合 乙 醇 （ C2H5OH） 俗 称 酒 精制 法 ： 高 粱 、 玉 米 、 薯 类等 发 酵 、 蒸 馏 得 到 。 属 可 再 生 能 源燃 烧 时 放 出 大 量 热 ：用 途 ： 可 用 作 酒 精 灯 、 内燃 机 等 的 燃 料 。C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O点 燃 四 、 能 源 的 利 用 与 开 发氢 气 作 为 能 源 ， 越 来 越 受 到 人 们 的 关 注 。氢 能 源的 特 点 ： 1、 氢 气 本 身 无 毒2、 氢 气 燃 烧 发 热 量 高3、 氢 气 燃 烧 后 产 物 是 水 ， 不 污 染 空 气4、 以 水 为 原 料 制 取 氢 气 ， 资 源 丰 富实 验 室 里 常 用 锌 与 稀 硫 酸 反 应 来 制 取 氢 气 ：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2（ 优 点 ）收 集 氢 气 常 用排 水 法 和 向 下排 空 气 法 由 于 制 取 氢 气 成 本 高和 贮 存 困 难 ， 氢 气 作为 燃 料 和 化 学 电 源 暂时 还 未 能 广 泛 应 用 。 氢 气 终 将 会成 为 主 要 的能 源 之 一人 们 正 在 利 用 和 开 发 许 多 其 他 能 源 ， 如 ： 太 阳 能 、 风 能 、 地 热 能 、 潮 汐 能 、 生 物 质 能 和 核 能 等 。 可 以 部 分 解 决 化 石能 源 面 临 耗 尽 的 问 题 ， 并 在 一 定 程 度 上 减 少 对 环 境 的 污 染 。