燃料的開發(fā)與利用

1、煤煤石油石油天然氣天然氣 化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時(shí)，還伴隨著能化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時(shí)，還伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化，即有放熱現(xiàn)量的變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化，即有放熱現(xiàn)象和吸熱現(xiàn)象。象和吸熱現(xiàn)象。如：燃燒反應(yīng)如：燃燒反應(yīng) CaO+H2O=Ca（OH）2 2CuO +C 2CO2 + 2Cu C + O2 CO2 點(diǎn)燃點(diǎn)燃高溫高溫2吸收熱量，反應(yīng)后溫度降低。吸收熱量，反應(yīng)后溫度降低。C+CO2=2CO高溫高溫1放出熱量，反應(yīng)后溫度升高。放出熱量，反應(yīng)后溫度升高。3.人類對(duì)能量的利用n生活燃料的利用 n利用燃料產(chǎn)生的熱量n爆炸產(chǎn)生的熱量n食物在體內(nèi)緩慢氧化放出熱量 n能量的轉(zhuǎn)化：

2、電池充電時(shí)能轉(zhuǎn)化為能；使用電池是能轉(zhuǎn)化為能。做飯、取暖等做飯、取暖等發(fā)電、燒制陶瓷、冶煉金屬、發(fā)電、燒制陶瓷、冶煉金屬、發(fā)射火箭發(fā)射火箭開采煤礦、開山炸石、拆除危舊建筑開采煤礦、開山炸石、拆除危舊建筑維持體溫和日常生維持體溫和日常生命活動(dòng)所需要的能命活動(dòng)所需要的能量量電電化學(xué)化學(xué)化學(xué)化學(xué)電電利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量煉鋼生的熱量煉鋼我國古代的我國古代的燒制陶器燒制陶器煤煤石油石油天然氣天然氣三大化石燃料三大化石燃料煤煤石油石油天然氣天然氣混合物、不可再生能源混合物、不可再生能源1、煤的形成及其組成的主要元、煤的形成及其組成的主要元素是什么？素是什么？ 煤是由古代植物遺體埋在地層下，煤

3、是由古代植物遺體埋在地層下，并在地殼中經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的并在地殼中經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的變化而形成的。變化而形成的。其主要成其主要成 分是分是碳碳元素，元素，還含有少量還含有少量H、N、S、O等元素及等元素及無機(jī)礦物。無機(jī)礦物。煤是復(fù)雜的混合物煤是復(fù)雜的混合物焦炭焦炭冶金工業(yè)重要原料冶金工業(yè)重要原料煤焦油煤焦油化工原料化工原料 煤氣煤氣燃料燃料煤煤干餾干餾煤氣的主要成分為：煤氣的主要成分為：氫氣氫氣H2甲烷甲烷CH4一氧化碳一氧化碳CO其他氣體其他氣體煤的綜合利用煤的綜合利用石油是由古代動(dòng)植物遺體在地殼中石油是由古代動(dòng)植物遺體在地殼中經(jīng)過經(jīng)過 非常復(fù)雜的變化而形成的一種非常復(fù)雜的變化而形成的一

4、種粘稠狀液體。粘稠狀液體。2、石油的形成及其組成的主要元、石油的形成及其組成的主要元素是什么？素是什么？主要成分碳和氫兩種元素，主要成分碳和氫兩種元素，含有少量含有少量S、O、N等，等，也是混合物。也是混合物。給石油加熱，組成石油的各物質(zhì)給石油加熱，組成石油的各物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，它們就會(huì)被先后蒸的沸點(diǎn)不同，它們就會(huì)被先后蒸餾出來而得到分離。餾出來而得到分離。以石油為以石油為原料所制原料所制成的部分成的部分產(chǎn)品產(chǎn)品城鎮(zhèn)的許多家庭做飯使用城鎮(zhèn)的許多家庭做飯使用罐裝罐裝“煤氣煤氣”，是液化石油氣，是液化石油氣，這是石油化工產(chǎn)品。液化石油這是石油化工產(chǎn)品。液化石油氣是經(jīng)過加壓后壓縮到鋼瓶中氣是經(jīng)過加壓后

5、壓縮到鋼瓶中的，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)是大氣的的，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)是大氣的7-8倍。倍。天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)化合天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)化合物，其中主要的是甲烷（物，其中主要的是甲烷（CH4)。1、甲烷的物理性質(zhì)、甲烷的物理性質(zhì)通常狀況下通常狀況下無無色、色、無氣味氣體無氣味氣體難難溶于水溶于水 比空氣比空氣輕輕甲烷是最重要的礦物燃料，我國是甲烷是最重要的礦物燃料，我國是最早利用天然氣的國家。在明朝就最早利用天然氣的國家。在明朝就有記載。有記載。化石燃料要經(jīng)過數(shù)百萬年才能形成，化石燃料要經(jīng)過數(shù)百萬年才能形成，是不可再的生能源，人類目前大量是不可再的生能源，人類目前大量開采，將使化石燃料最終被耗盡

6、。開采，將使化石燃料最終被耗盡。因此人類應(yīng)該考慮如何合理利用化因此人類應(yīng)該考慮如何合理利用化石燃料。石燃料。 問題：化石燃料是不是取之不盡的？問題：化石燃料是不是取之不盡的？現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能量的需求量越來越大，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能量的需求量越來越大，化學(xué)反應(yīng)提供的能量己不能滿足人化學(xué)反應(yīng)提供的能量己不能滿足人類的需求。目前，人們正在利用和類的需求。目前，人們正在利用和開發(fā)其他新能源，如太陽能、核能、開發(fā)其他新能源，如太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮芎统毕艿?。這些能風(fēng)能、地?zé)崮芎统毕艿?。這些能源的利用，不但可以部分解決化石源的利用，不但可以部分解決化石能源面臨耗盡的問題，還可以減少能源面臨耗盡的問題，還可以減

7、少對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)環(huán)境的污染。 太陽能太陽能風(fēng)能風(fēng)能可燃冰燃燒圖可燃冰燃燒圖可燃冰的學(xué)名為可燃冰的學(xué)名為“天然氣水合天然氣水合物物”，是天然氣在，是天然氣在0和和30個(gè)個(gè)大氣壓的作用下結(jié)晶而成的大氣壓的作用下結(jié)晶而成的“冰塊冰塊”?！氨鶋K冰塊”里甲烷占里甲烷占80% 99.9%，可直接點(diǎn)燃，燃燒后，可直接點(diǎn)燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)?，污染比煤、幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)?，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。西方石油、天然氣都要小得多。西方學(xué)者稱其為學(xué)者稱其為“21世紀(jì)能源世紀(jì)能源”或或“未來能源未來能源”。1立方米這種可燃冰燃燒，相當(dāng)于立方米這種可燃冰燃燒，相當(dāng)于164立方米的立方米的天然氣燃燒所產(chǎn)生

8、的熱值。據(jù)粗略估算，在地天然氣燃燒所產(chǎn)生的熱值。據(jù)粗略估算，在地殼淺部，可燃冰儲(chǔ)層中所含的有機(jī)碳總量，大殼淺部，可燃冰儲(chǔ)層中所含的有機(jī)碳總量，大約是全球石油、天然氣和煤等化石燃料含碳量約是全球石油、天然氣和煤等化石燃料含碳量的兩倍，海底可燃冰的儲(chǔ)量夠人類使用的兩倍，海底可燃冰的儲(chǔ)量夠人類使用1000年。年。據(jù)專家估計(jì)，全世界石油總儲(chǔ)量在據(jù)專家估計(jì)，全世界石油總儲(chǔ)量在2700億噸到億噸到6500億噸之間。按照目前的消耗速度，再有億噸之間。按照目前的消耗速度，再有5060年，全世界的石油資源將消耗殆盡。年，全世界的石油資源將消耗殆盡?？扇急陌l(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機(jī)的人類看到可燃冰的發(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危

9、機(jī)的人類看到新希望。新希望。然而要從海底將這些東西發(fā)掘出來，卻并非然而要從海底將這些東西發(fā)掘出來，卻并非易事?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這種礦藏哪怕受到最小的易事?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這種礦藏哪怕受到最小的破壞，甚至是自然的破壞，就足以導(dǎo)致甲烷氣的破壞，甚至是自然的破壞，就足以導(dǎo)致甲烷氣的大量散失，從而使大氣中的溫室氣體含量急劇增大量散失，從而使大氣中的溫室氣體含量急劇增加，它所產(chǎn)生的后果將是不堪設(shè)想的。世紀(jì)之交，加，它所產(chǎn)生的后果將是不堪設(shè)想的。世紀(jì)之交，在一座新能源的寶庫面前，人們不得不審慎從事在一座新能源的寶庫面前，人們不得不審慎從事誰能肯定它不是潘朵拉的盒子？萬一打開了誰能肯定它不是潘朵拉的盒子？萬一打

10、開了就關(guān)不上了呢？就關(guān)不上了呢？三.合理利用與開發(fā)化石能源n 化石燃料的用途n 化石燃料最終將被耗盡，人們必須合理開采、節(jié)約使用化石燃料，另外，還要開發(fā)新能源（如可燃冰）。n 節(jié)約能源最重要的是使燃料充分燃燒。n使燃料充分燃燒的條件：燃燒時(shí)要有足夠多的空氣燃燒時(shí)要有足夠多的空氣燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。燃料與空氣要有足夠大的接觸面積。 燃燒不充分不僅使燃料產(chǎn)生的熱量減少，燃燒不充分不僅使燃料產(chǎn)生的熱量減少，無謂的浪費(fèi)資源，而且還會(huì)產(chǎn)生大量的有害無謂的浪費(fèi)資源，而且還會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，污染空氣。氣體，污染空氣。工廠排放的煙塵工廠排放的煙塵三.使用燃料對(duì)環(huán)境的影響n化石燃料燃燒造成空氣污

11、染主要原因：燃料中的一些雜質(zhì)如燃料中的一些雜質(zhì)如硫硫等燃燒時(shí)，產(chǎn)生空氣污等燃燒時(shí)，產(chǎn)生空氣污染物如染物如二氧化硫二氧化硫燃料燃燒不充分，產(chǎn)生燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳一氧化碳等。等。未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤苛?、塵粒等排放到空氣中形未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤苛?、塵粒等排放到空氣中形成成浮塵浮塵。 煤燃燒時(shí)生成煤燃燒時(shí)生成 等污染物，這些等污染物，這些污染物反應(yīng)后溶于雨水形成酸雨。污染物反應(yīng)后溶于雨水形成酸雨。酸雨的形成過程酸雨的形成過程SO2和和NO2酸雨使樹木大量死亡酸雨使樹木大量死亡1908年年 1969年年雕像雕像受酸受酸雨腐雨腐蝕，蝕，六十六十年滄年滄桑變桑變化?；?。魚類大量死亡魚類大量死亡

12、酸雨損害人體健康酸雨損害人體健康1土壤酸化，損害植物生長(zhǎng)；土壤酸化，損害植物生長(zhǎng)；2腐蝕建筑物、金屬材料、文物等；腐蝕建筑物、金屬材料、文物等；3污染水流，魚類死亡；污染水流，魚類死亡；4影響人體健康。影響人體健康。酸雨的防治措施：酸雨的防治措施：1、減少二氧化硫的排放。、減少二氧化硫的排放。2、用天然氣代替煤。、用天然氣代替煤。3、大力推廣使用脫硫煤、大力推廣使用脫硫煤。汽車尾氣的排放汽車尾氣的排放CO氣體；氣體；未燃燒的碳?xì)浠衔?；未燃燒的碳?xì)浠衔?；氮的氧化物；氮的氧化物；含鉛的化合物和煙塵等。含鉛的化合物和煙塵等。汽車用的燃料主要是汽車用的燃料主要是汽油和柴油汽油和柴油 （1）改進(jìn)發(fā)動(dòng)

13、機(jī)的燃燒方式，以使）改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式，以使汽油能充分燃燒。汽油能充分燃燒。 （2）使用催化凈化裝置，使有害氣）使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。 （3）使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)）使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。排放。 （4）使用清潔能源，如使用壓縮天然氣）使用清潔能源，如使用壓縮天然氣（CNG）或液化石油氣（）或液化石油氣（LPG）作燃料。）作燃料。 （5）在管理上加大檢測(cè)尾氣的力度，禁）在管理上加大檢測(cè)尾氣的力度，禁止未達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。止未達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。 （6）在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料，）在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料，可適當(dāng)節(jié)約

14、石油資源，并在一定程度上減少可適當(dāng)節(jié)約石油資源，并在一定程度上減少汽車尾氣的污染。汽車尾氣的污染。酒精，化學(xué)式為酒精，化學(xué)式為C2H5OH。無色、有特殊香味的液體，無色、有特殊香味的液體，易揮發(fā)，沸點(diǎn)低，能與水混溶。易揮發(fā)，沸點(diǎn)低，能與水混溶。清潔能源：天然氣、乙醇和氫氣清潔能源：天然氣、乙醇和氫氣C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O點(diǎn)燃點(diǎn)燃（可再生能源）（可再生能源）含淀粉、糖的植物經(jīng)發(fā)酵、含淀粉、糖的植物經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而成。蒸餾而成。環(huán)保又節(jié)能的沃爾沃生物乙醇燃料車可再生、環(huán)保；可再生、環(huán)保； “綠色綠色”能源；能源；燃燒產(chǎn)物基本上不污染環(huán)境。燃燒產(chǎn)物基本上不污染環(huán)境。 用作酒精燈、火鍋

15、、內(nèi)燃機(jī)等的燃料用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料2H2+O2 2H2O 點(diǎn)燃點(diǎn)燃燃燒產(chǎn)物無污染，是最清潔的燃料燃燒產(chǎn)物無污染，是最清潔的燃料。 資源豐富，可再生；資源豐富，可再生；無毒、極易無毒、極易燃、燃燒放熱多；燃燒產(chǎn)物是水，幾乎不燃、燃燒放熱多；燃燒產(chǎn)物是水，幾乎不產(chǎn)生有害氣體和顆粒物，不污染環(huán)境。產(chǎn)生有害氣體和顆粒物，不污染環(huán)境。制取成本高；制取成本高；貯存、運(yùn)輸困難。貯存、運(yùn)輸困難。物性物性：無色無味的氣體，難溶于水，密度最小無色無味的氣體，難溶于水，密度最小化性化性：可燃性、還原性可燃性、還原性氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法 鋅和稀硫酸鋅和稀硫酸原理原理: Zn + H2SO4=

16、 ZnSO4 + H2制取氫氣的發(fā)生裝置制取氫氣的發(fā)生裝置收集裝置收集裝置排水法收集氫氣排水法收集氫氣向下排空氣法收集氫氣向下排空氣法收集氫氣新能源n 如：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、核能、生物質(zhì)能等汐能、核能、生物質(zhì)能等化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時(shí)，還化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時(shí)，還伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為熱量伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化的變化 煤、石油、天然氣等。煤、石油、天然氣等。三、使用燃料對(duì)環(huán)境的影響1、化石燃料燃燒造成的污染、化石燃料燃燒造成的污染2、造成酸雨的污染物、酸雨帶來的危害及、造成酸雨的污染物、酸雨帶來的危害及防治措施防治措施3、汽車用燃料的燃燒對(duì)空氣的影響：污染、汽車用燃料的燃燒對(duì)空氣的影響：污染物及改進(jìn)措施物及改進(jìn)措施四、能源的利用與開發(fā)四、能源的利用與開發(fā)1、清潔能源：天然氣、乙醇、氫氣等。、清潔能源：天然氣、乙醇、氫氣等。2、新能源：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、新能源：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能等潮汐能?1下列關(guān)于石油的敘述中不正確的是下列關(guān)于石油的敘述中不正確的是（ ） A石油是一種化工產(chǎn)品石油是一種化工產(chǎn)品 B石油是一