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1、第七单元第七单元 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现象现象手的感觉手的感觉化学方程式化学方程式 CaO+H2 O= Ca(OH)2 实验实验73 在一个烧杯中加入少量干燥的生在一个烧杯中加入少量干燥的生石灰，再加入适量水，观察想象，并用手轻轻石灰，再加入适量水，观察想象，并用手轻轻触碰烧杯外壁。触碰烧杯外壁。少量溶解少量溶解发热发热 化学反应在生成新物质的同时还伴随着化学反应在生成新物质的同时还伴随着能量的变化能量的变化，能量的变，能量的变化通常表现为化通常表现为热量变化热量变化。有些反应是。有些反应是放出热量放出热量的，如氧化钙与水、镁的，如氧化钙与水、镁与盐酸等；有些反
2、应则是与盐酸等；有些反应则是吸收热量吸收热量的，如碳与二氧化碳的反应。的，如碳与二氧化碳的反应。一、化学反应中的一、化学反应中的能量变化能量变化 在当今社会，人类需要的在当今社会，人类需要的大部分能量大部分能量是由化学反应产是由化学反应产生的，最常见的就是生活燃料的使用。生的，最常见的就是生活燃料的使用。二、化石燃料的利用二、化石燃料的利用 目前人们使用的燃料大多来自化石燃料如目前人们使用的燃料大多来自化石燃料如 煤、石油煤、石油和天然气和天然气等等。化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复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，是杂变化而形成的，是不可再生能源不可再生能源。植物或
3、植物枯萎后植物或植物枯萎后植物等被埋于土植物等被埋于土中，经长期复杂中，经长期复杂变化形成煤。变化形成煤。图图7-18煤的形成示意图煤的形成示意图图图7-19石油和天然气的形成示意图石油和天然气的形成示意图煤煤是复杂的是复杂的混合物混合物，主要含碳元素主要含碳元素，还含有氢元素和少量，还含有氢元素和少量氮、硫氮、硫、氧元素以及无机矿物质。将煤作为燃料主要是利用碳元素与氧反应氧元素以及无机矿物质。将煤作为燃料主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量。所放出的热量。煤的综合利用，是将煤隔绝空气加强热，使煤分解成许多有用的物煤的综合利用，是将煤隔绝空气加强热，使煤分解成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤
4、气等。叫做质，如焦炭、煤焦油、煤气等。叫做煤的干馏。煤的干馏。煤气的主要成分为煤气的主要成分为氢气氢气H2甲烷甲烷CH4一氧化碳一氧化碳CO和其他气体等。和其他气体等。石油石油也是也是混合物混合物，主要含主要含碳、氢碳、氢元素元素两种元素。分馏产物燃烧产两种元素。分馏产物燃烧产物为物为COCO2 2、NONO2 2、SOSO2 2等。等。1.煤和石油煤和石油石油的炼制石油的炼制：分馏分馏利用石油中各成分的沸点不同利用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图图7-22石油炼制的部分产品和主要用途石油炼制的部分产品和主要用途原油原油天然气的主要成分是天然气的
5、主要成分是甲烷甲烷（CHCH4 4) )（俗称沼气）。（俗称沼气）。2、天然气：、天然气：混合物混合物实验实验7-47-4（1 1）观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管）观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯放出的甲烷，在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯（如图（如图7-227-22），过一会，观察烧杯壁上的现象。），过一会，观察烧杯壁上的现象。（2）迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清）迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，震荡，观察现象。如果石灰水变浑浊，则石灰水，震荡，观察现象。如果石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成。证明有二氧化碳生成。图图7-2
6、2物理性质：物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。甲烷燃烧产生甲烷燃烧产生蓝色火焰蓝色火焰，烧杯壁上，烧杯壁上出现水珠出现水珠；澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊变浑浊生成生成水水生成生成二氧化二氧化碳碳结论结论：CH4 4 +2 O2 2 = CO2 2 + 2H2 2O CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O图图7-29沼气的制取和利用沼气的制取和利用有人曾称有人曾称煤煤是是 “ 工业的粮食工业的粮食 ” ，石油石油是是 “ 工业的血工业的血液液 ” 。3.合理利用与开发化石能源合理利用与开发化石能源图图7-30化石燃料的用途
7、化石燃料的用途 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 28.33亿吨亿吨 1.89亿吨亿吨 约约15年年天然气天然气 32124亿立方米亿立方米 851.7亿立方米亿立方米 约约38年年 煤煤 3261亿吨亿吨 30.5亿吨亿吨 约约107年年表表7-3我国我国200年化石能源基础储量和年产量及开采年限年化石能源基础储量和年产量及开采年限 氧气不充足时，燃料中的碳氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧不能充分燃烧，产生黑烟，产生黑烟，并生并生产产COCO等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。且污染空气。2、
8、燃料充分燃烧的条件、燃料充分燃烧的条件一是燃烧时要有一是燃烧时要有足够多的空气足够多的空气；二是燃料要与空气要有；二是燃料要与空气要有足足够大的接触面够大的接触面。“可燃冰可燃冰”：主要含有甲烷水合物。将成：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为未来新能源，但目前开采技术存在困难图图7-347-34工厂排出的烟尘污染空气工厂排出的烟尘污染空气三、使用燃料对环境的影响三、使用燃料对环境的影响1 1、燃料中的一些杂质如硫等燃、燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如烧时，产生空气污染物如二氧化二氧化硫硫等；等；2 2、燃料燃烧不充分，产生、燃料燃烧不充分，产生一氧一氧
9、化碳化碳等；等；3 3、未燃烧的未燃烧的碳氢化合物及碳粒、碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘。尘粒等排放到空气中形成浮尘。化石燃料燃烧造成空气污染化石燃料燃烧造成空气污染主要原因主要原因：图图7-35森林受到酸雨破坏森林受到酸雨破坏图图7-36雕像受酸雨腐蚀雕像受酸雨腐蚀 煤燃烧时排放出二氧化硫煤燃烧时排放出二氧化硫SO2、二氧化氮、二氧化氮NO2等污染物。这些等污染物。这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于水，会形成气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于水，会形成酸雨酸雨。 减少汽车尾气对空气污染的措施减少汽车尾气对空气污染的措施改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧。改进
10、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使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。质。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。加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路。上路。 目前，多数目前，多数汽车汽车使用的燃料是汽油或柴油。它们燃烧时产生的一使用的燃料是汽油或柴油。它们燃烧时产生的一些物质，如一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化些物质，如一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。会随合物和烟尘等。会随尾气尾气直接排放到空气中，对空气造成污染。直接排放到空
11、气中，对空气造成污染。在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料（车用在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料（车用乙醇汽油乙醇汽油）乙醇乙醇C2H5OH俗称俗称酒精酒精，可通过高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸，可通过高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏而得到，属于馏而得到，属于可再生能源可再生能源 。可用作酒精灯、内燃机等的燃料。可用作酒精灯、内燃机等的燃料。混合物混合物点燃点燃四、能源的利用和开发四、能源的利用和开发 目前人们正在利用和开发许多其他目前人们正在利用和开发许多其他新能源新能源：太阳能、风：太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。 开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。氢气氢气H2：最理想最理想的清洁高能的清洁高能燃料燃料原因：原因：来源广，放热多，产物是水无污染来源广，放热多，产物是水无污染。实验室里，常用锌和稀硫酸反应来制取氢气实验室里，常用锌和稀硫酸反应来制取氢气 Zn +H2SO4 = ZnSO4 +H2目前，大量使用氢能源还存在一定困难：目前，大量使用氢能源还存在一定困难：制取成本高制取成本高和和贮存困难贮存困难图图7-41利用不同形式的能量发电示意图利用不同形式的能量发电示意图太阳能电池太阳能电池图图7-437-43风力发电风力发电