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1、课题2燃料的合理利用与开发第1页/共48页一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化 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，通常表现为能量的变化，通常表现为的变化，即有的变化，即有现象和现象和现象。现象。1放出热量，反应后温度升高。放出热量，反应后温度升高。如：燃烧反应如：燃烧反应 Mg +2HCl =MgCl2 +H2 CaO+H2O=Ca（OH）22吸收热量，反应后温度降低。吸收热量，反应后温度降低。2CuO +C 2CO2+2Cu高温高温C+CO2=2CO高温高温第2页/共48页3.人类对
2、能量的利用生活燃料的利用 利用燃料产生的热量爆炸产生的热量食物在体内缓慢氧化放出热量 能量的转化：电池充电时能转化为 能；使用电池是能转化为能。做饭、取暖等做饭、取暖等发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑维持体温和日常生命活动所维持体温和日常生命活动所需要的能量需要的能量电电化学化学化学化学电电第3页/共48页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化学反应中能量的利用我国古代的烧制陶器我国古代的烧制陶器第4页/共48页二、化石燃料的利用煤石油天然气三大化石燃料煤石油天然气混合物、不可再
3、生能源混合物、不可再生能源第5页/共48页1.煤（物）煤：工业的粮食、黑色的金子性质组成元素形成综合利用用途黑色固体、有光泽、具有可燃性黑色固体、有光泽、具有可燃性古代植物被埋于土中，经长期复杂的变化而形成古代植物被埋于土中，经长期复杂的变化而形成煤隔绝空气加强热煤隔绝空气加强热固体产物：焦炭固体产物：焦炭液体产物：煤焦油液体产物：煤焦油气体产物：煤气气体产物：煤气重要能源、重要的化工原料重要能源、重要的化工原料主要含碳元素，还有少量氢、氮、硫、氧等元素冶炼金属冶炼金属化工原料化工原料重要燃料重要燃料（化学变化）（化学变化）混合物混合物第6页/共48页2.石油(工业的血液)性质性质组成元素形成
4、形成 综合利综合利用用用途用途粘稠状液体粘稠状液体主要含碳主要含碳 氢元素，还有少量氧硫氮等元素氢元素，还有少量氧硫氮等元素古代动植物的遗骸被层层泥沙掩埋，经长期复杂的变化而形成。古代动植物的遗骸被层层泥沙掩埋，经长期复杂的变化而形成。石油石油加热炼制加热炼制 溶剂油（油脂、橡胶、油漆的溶剂）溶剂油（油脂、橡胶、油漆的溶剂）汽油（汽车燃料）汽油（汽车燃料）航空煤油（飞机燃料）航空煤油（飞机燃料）煤油（燃料、工业洗涤剂）煤油（燃料、工业洗涤剂）柴油（拖拉机重型汽车军舰轮船坦克燃料）柴油（拖拉机重型汽车军舰轮船坦克燃料）润滑油（机械用）润滑油（机械用）石蜡、沥青石蜡、沥青（物理变化）（物理变化）重
5、要的能源、重要的化工原料重要的能源、重要的化工原料第7页/共48页植物等被埋于土中，经长期复杂植物等被埋于土中，经长期复杂变化形成煤变化形成煤煤的形成过程 煤在地下的分布是一层一层的，大多夹杂在砂岩和页岩中，煤层中含有大量植煤在地下的分布是一层一层的，大多夹杂在砂岩和页岩中，煤层中含有大量植物化石，有的还有完整树干形状的煤。物化石，有的还有完整树干形状的煤。煤远古时期的植物远古时期的植物植物枯萎植物枯萎第8页/共48页石油和天然气的形成海洋生物死亡海洋生物死亡生物的遗骸经复杂变化形成石油和天然气动植物的遗骸被层层沙泥掩埋第9页/共48页3.3.3.3.天然气天然气天然气天然气 天然气主要是由碳
6、和氢组成的气态碳氢化天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是合物，其中最主要的是天然气天然气管道管道甲烷（甲烷（CH4）。）。第10页/共48页使使用用天天然然气气的的公公共共汽汽车车第11页/共48页甲烷：（最简单的有机化合物）物性：化性：无色、无味的气体，极难溶于水，密度比无色、无味的气体，极难溶于水，密度比空气大空气大可燃性可燃性第12页/共48页甲烷甲烷的燃的燃烧烧第13页/共48页点燃现象点燃现象倒入澄清石灰倒入澄清石灰水现象水现象化学方程式化学方程式发出浅蓝色火焰，烧杯内壁有水滴生成发出浅蓝色火焰，烧杯内壁有水滴生成澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊CH4+2O2 =
7、CO2+2H2O点燃点燃点燃甲烷的现象：点燃甲烷的现象：CH4该实验说明甲烷含什么元素？该实验说明甲烷含什么元素？碳、氢碳、氢第14页/共48页 池塘里的沼气池塘里的沼气 沼气中常含有甲烷，甲烷还存在于煤矿的坑道中。第15页/共48页 把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。在我国农村利用沼气，在我国农村利用沼气，不仅可以解决生活用燃料问不仅可以解决生活用燃料问题；还能综合治理环境卫生题；还能综合治理环境卫生问题。问题。第16页/共48页秸秆、杂草、秸秆、杂草、人畜粪便等废人畜粪便等废弃物弃物沼气的
8、制取和利用另外，另外，瓦斯、西气东输、可燃冰瓦斯、西气东输、可燃冰主要成分都是甲烷主要成分都是甲烷第17页/共48页 煤矿的矿井中常含有甲烷，煤矿发生瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。煤矿的矿井中常含有甲烷，煤矿发生瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。你认为煤矿应采取哪些安全措施？你认为煤矿应采取哪些安全措施？（1）要严禁烟火，排除一切可能产生火花的因素；）要严禁烟火，排除一切可能产生火花的因素；（2）注意矿井的通风，使在矿井中产生的甲烷尽快散失；）注意矿井的通风，使在矿井中产生的甲烷尽快散失；（3）要注意对矿井工人进行安全意识的教育。）要注意对矿井工人进行安全意识的教育。第18页/共48页
9、探明储量探明储量年产量年产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煤煤3261亿吨亿吨30.5亿吨亿吨我国2009年化石能源储量及年产量15年年38年年107年年第19页/共48页 按照这样的化石能源探明储量和开发速度，我国的煤、石油、天然气资按照这样的化石能源探明储量和开发速度，我国的煤、石油、天然气资源将会很快耗尽。我们应该怎么办？源将会很快耗尽。我们应该怎么办？1节约能源，提高燃料的利用率；节约能源，提高燃料的利用率；2开发和利用新能源。开发和利用新能源。第20页/共48页3.合理利用与开发化石能源化石
10、燃料的用途：化石燃料最终将被耗尽，人们必须合理开采、节约使用化石燃料，另外，还要开发新能源（如可燃冰）。节约能源最重要的是使燃料充分燃烧。使燃料充分燃烧的条件：燃烧时要有足够多的空气燃烧时要有足够多的空气燃料与空气要有足够大的接触面积。燃料与空气要有足够大的接触面积。燃燃烧烧不不充充分分不不仅仅使使燃燃料料产产生生的的热热量量减减少少，无无谓谓的的浪浪费费资资源源，而而且且还还会会产产生生大大量量的的有有害害气气体体，污污染染空气。空气。第21页/共48页第22页/共48页工厂排放的烟尘工厂排放的烟尘第23页/共48页三.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：燃料中的一些杂质如
11、燃料中的一些杂质如硫硫等燃烧时，产生空气污染物如等燃烧时，产生空气污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成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浮尘。第24页/共48页 煤燃烧时生成煤燃烧时生成 等污染物，这些污染物反应后溶于雨水形成酸雨。等污染物，这些污染物反应后溶于雨水形成酸雨。酸雨的形成过程酸雨的形成过程SO2和和NO2第25页/共48页酸雨使树木大量死亡酸雨使树木大量死亡第26页/共48页1908年年 1969年年雕像受酸雨腐蚀，六十年沧桑变化。第27页/共48页鱼类大量死亡鱼
12、类大量死亡第28页/共48页酸雨损害人体健康酸雨损害人体健康第29页/共48页1土壤酸化，损害植物生长；土壤酸化，损害植物生长；2腐蚀建筑物、金属材料、文物等；腐蚀建筑物、金属材料、文物等；3污染水流，鱼类死亡；污染水流，鱼类死亡；4影响人体健康。影响人体健康。酸雨的危害酸雨的防治措施：酸雨的防治措施：1、减少二氧化硫的排放。、减少二氧化硫的排放。2、用天然气代替煤。、用天然气代替煤。3、大力推广使用脱硫煤、大力推广使用脱硫煤。第30页/共48页汽车尾气的排放汽车尾气的排放第31页/共48页3 3汽车用燃料的燃烧对空气的影响汽车用燃料的燃烧对空气的影响汽车用燃料的燃烧对空气的影响汽车用燃料的燃
13、烧对空气的影响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？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第32页/共48页 （1）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。（3）使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。为了减少汽车尾气对环境的污染，目前在燃料和汽车制造技术方面可为了减少汽车尾气对环境的污染，目前在燃料和汽车制造技术方面可以采取什么措施？以采取什么措施？第33页/共48页 （4）使用清洁能源
14、，如使用压缩天然气（）使用清洁能源，如使用压缩天然气（CNG）或液化石油气（）或液化石油气（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汽车上路。）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。（6）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）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。减少汽车尾气的污染。第34页/共48页1乙醇俗称：酒精，化学式为C2H5OH。四、能源的利用和开发 物性：无色、有特殊香味的液体，易挥发，沸点低，能与水混溶。清洁能源：天然气、乙醇和氢气清洁能源
15、：天然气、乙醇和氢气化性：可燃性C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O点燃点燃（可再生能源）（可再生能源）制备：含淀粉、糖的植物经发酵、蒸馏而成。第35页/共48页环保又节能的沃尔沃生物乙醇燃料车 优点：可再生、环保；“绿色”能源；燃烧产物基本上不污染环境。用途：用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料第36页/共48页2氢气氢气2H2+O2 2H2O 点燃点燃特点：燃烧产物无污染，是最清洁的燃料。优点：资源丰富，可再生；无毒、极易燃、燃烧放热多；燃烧产物是水，几乎不产生有害气体和颗粒物，不污染环境。缺点：制取成本高；贮存、运输困难。物性物性：无色无味的气体，难溶于水，密度最小无色无味的气体，难溶于
16、水，密度最小化性化性：可燃性、还原性可燃性、还原性第37页/共48页氢气的实验室制法氢气的实验室制法药品:锌和稀硫酸（或稀盐酸）原理原理:Zn +H2SO4=ZnSO4+H2Zn +2HCl=ZnCl2 +H2制法：第38页/共48页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第39页/共48页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第40页/共48页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第41页/共48页新能源 如：太阳能、风能、地热能、潮汐太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能等能、核能、生物质能等第42页/共48页一
17、、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化 化学反应在生成新物质的同时，还伴化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化随着能量的变化，通常表现为热量的变化课堂小结二、化石燃料：煤、石油、天然气等。第43页/共48页三、使用燃料对环境的影响1、化石燃料燃烧造成的污染、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、造成酸雨的污染物、酸雨带来的危害及防治措施施3、汽车用燃料的燃烧对空气的影响：污染物及改、汽车用燃料的燃烧对空气的影响：污染物及改进措施进措施四、能源的利用与开发四、能源的利用与开发1、清洁能源：天然气、乙醇、氢气等。、清洁能源：天然气
18、、乙醇、氢气等。2、新能源：太阳能、风能、地热能、核能、潮汐、新能源：太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等能等第44页/共48页 1下列关于石油的叙述中不正确的是（下列关于石油的叙述中不正确的是（）A石油是一种化工产品石油是一种化工产品 B石油是一种混合物石油是一种混合物 C可利用石油产品发电可利用石油产品发电 D将石油分馏可得多种产品将石油分馏可得多种产品 2下列过程属于物理变化的是（下列过程属于物理变化的是（）A煤在隔绝空气的条件下加强热煤在隔绝空气的条件下加强热 B煤的形成煤的形成 C石油的形成石油的形成 D从石油里分馏出汽油等从石油里分馏出汽油等AD课堂练习第45页/共48页3下列说法
19、不正确的是（）A太阳能、水能、风能是可持续发展的能源B煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源C地下水资源不能无限量地开发利用D大量排放SO2、NO2等气体，会形成酸雨第46页/共48页4氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分解得到分解得到H2的新技术，其中海水分解可用方程式用的新技术，其中海水分解可用方程式用2H2O 2H2+O2表示。下列说表示。下列说法不正确的是（法不正确的是（）A水分解产物不污染环境水分解产物不污染环境 BTiO2是催化剂是催化剂 C该技术可将太阳能转化为氢能该技术可将太阳能转化为氢能 D在海水分解过程中应不断添加在海水分解过程中应不断添加TiO2 DTiO2第47页/共48页感谢您的观看！第48页/共48页