課題72燃料的合理利用與開發(fā)

1、第七單元第七單元 課題課題2 燃料的合理利用與開發(fā)燃料的合理利用與開發(fā)現(xiàn)象現(xiàn)象手的感覺手的感覺化學(xué)方程式化學(xué)方程式 CaO+H2 O= Ca(OH)2 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)73 在一個燒杯中加入少量干燥的生在一個燒杯中加入少量干燥的生石灰，再加入適量水，觀察想象，并用手輕輕石灰，再加入適量水，觀察想象，并用手輕輕觸碰燒杯外壁。觸碰燒杯外壁。少量溶解少量溶解發(fā)熱發(fā)熱 化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時還伴隨著化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時還伴隨著能量的變化能量的變化，能量的變，能量的變化通常表現(xiàn)為化通常表現(xiàn)為熱量變化熱量變化。有些反應(yīng)是。有些反應(yīng)是放出熱量放出熱量的，如氧化鈣與水、鎂的，如氧化鈣與水、鎂與鹽酸等；有些反

2、應(yīng)則是與鹽酸等；有些反應(yīng)則是吸收熱量吸收熱量的，如碳與二氧化碳的反應(yīng)。的，如碳與二氧化碳的反應(yīng)。一、化學(xué)反應(yīng)中的一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化能量變化 在當(dāng)今社會，人類需要的在當(dāng)今社會，人類需要的大部分能量大部分能量是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，最常見的就是生活燃料的使用。生的，最常見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 目前人們使用的燃料大多來自化石燃料如目前人們使用的燃料大多來自化石燃料如 煤、石油煤、石油和天然氣和天然氣等等。化石燃料是由古代生物的遺骸經(jīng)過一系列復(fù)化石燃料是由古代生物的遺骸經(jīng)過一系列復(fù)雜變化而形成的，是雜變化而形成的，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，經(jīng)長期復(fù)雜中，經(jīng)長期復(fù)雜變化形成煤。變化形成煤。圖圖7-18煤的形成示意圖煤的形成示意圖圖圖7-19石油和天然氣的形成示意圖石油和天然氣的形成示意圖煤煤是復(fù)雜的是復(fù)雜的混合物混合物，主要含碳元素主要含碳元素，還含有氫元素和少量，還含有氫元素和少量氮、硫氮、硫、氧元素以及無機(jī)礦物質(zhì)。將煤作為燃料主要是利用碳元素與氧反應(yīng)氧元素以及無機(jī)礦物質(zhì)。將煤作為燃料主要是利用碳元素與氧反應(yīng)所放出的熱量。所放出的熱量。煤的綜合利用，是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱，使煤分解成許多有用的物煤的綜合利用，是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱，使煤分解成許多有用的物質(zhì)，如焦炭、煤焦油、煤

4、氣等。叫做質(zhì)，如焦炭、煤焦油、煤氣等。叫做煤的干餾。煤的干餾。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和其他氣體等。和其他氣體等。石油石油也是也是混合物混合物，主要含主要含碳、氫碳、氫元素元素兩種元素。分餾產(chǎn)物燃燒產(chǎn)兩種元素。分餾產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物為物為COCO2 2、NONO2 2、SOSO2 2等。等。1.煤和石油煤和石油石油的煉制石油的煉制：分餾分餾利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同來分離。來分離。石油的分餾屬石油的分餾屬物理變物理變化化圖圖7-22石油煉制的部分產(chǎn)品和主要用途石油煉制的部分產(chǎn)品和主要用途原油原油天然氣的主要成分是天然氣的

5、主要成分是甲烷甲烷（CHCH4 4) )（俗稱沼氣）。（俗稱沼氣）。2、天然氣：、天然氣：混合物混合物實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)7-47-4（1 1）觀察甲烷的顏色、狀態(tài)。點(diǎn)燃從導(dǎo)管）觀察甲烷的顏色、狀態(tài)。點(diǎn)燃從導(dǎo)管放出的甲烷，在火焰的上方罩一個冷而干燥的燒杯放出的甲烷，在火焰的上方罩一個冷而干燥的燒杯（如圖（如圖7-227-22），過一會，觀察燒杯壁上的現(xiàn)象。），過一會，觀察燒杯壁上的現(xiàn)象。（2）迅速把燒杯倒過來，向燒杯內(nèi)注入少量澄清）迅速把燒杯倒過來，向燒杯內(nèi)注入少量澄清石灰水，震蕩，觀察現(xiàn)象。如果石灰水變渾濁，則石灰水，震蕩，觀察現(xiàn)象。如果石灰水變渾濁，則證明有二氧化碳生成。證明有二氧化碳生成。圖圖7-2

6、2物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：無色無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水。無色無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水。甲烷燃燒產(chǎn)生甲烷燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰藍(lán)色火焰，燒杯壁上，燒杯壁上出現(xiàn)水珠出現(xiàn)水珠；澄清石灰水；澄清石灰水變渾濁變渾濁生成生成水水生成生成二氧化二氧化碳碳結(jié)論結(jié)論：CH4 4 +2 O2 2 = CO2 2 + 2H2 2O CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O圖圖7-29沼氣的制取和利用沼氣的制取和利用有人曾稱有人曾稱煤煤是是 “ 工業(yè)的糧食工業(yè)的糧食 ” ，石油石油是是 “ 工業(yè)的血工業(yè)的血液液 ” 。3.合理利用與開發(fā)化石能源合理利用與開發(fā)化石能源圖圖7-30化石燃料的用途

7、化石燃料的用途 探探 明明 儲儲 量量 年年 產(chǎn)產(chǎn) 量量開采年限開采年限 石石 油油 28.33億噸億噸 1.89億噸億噸 約約15年年天然氣天然氣 32124億立方米億立方米 851.7億立方米億立方米 約約38年年 煤煤 3261億噸億噸 30.5億噸億噸 約約107年年表表7-3我國我國200年化石能源基礎(chǔ)儲量和年產(chǎn)量及開采年限年化石能源基礎(chǔ)儲量和年產(chǎn)量及開采年限 氧氣不充足時，燃料中的碳氧氣不充足時，燃料中的碳不能充分燃燒不能充分燃燒，產(chǎn)生黑煙，產(chǎn)生黑煙，并生并生產(chǎn)產(chǎn)COCO等物質(zhì)，使燃料燃燒的利用率降低，浪費(fèi)資源，等物質(zhì)，使燃料燃燒的利用率降低，浪費(fèi)資源，且污染空氣。且污染空氣。2、

8、燃料充分燃燒的條件、燃料充分燃燒的條件一是燃燒時要有一是燃燒時要有足夠多的空氣足夠多的空氣；二是燃料要與空氣要有；二是燃料要與空氣要有足足夠大的接觸面夠大的接觸面。“可燃冰可燃冰”：主要含有甲烷水合物。將成：主要含有甲烷水合物。將成為未來新能源，但目前開采技術(shù)存在困難為未來新能源，但目前開采技術(shù)存在困難圖圖7-347-34工廠排出的煙塵污染空氣工廠排出的煙塵污染空氣三、使用燃料對環(huán)境的影響三、使用燃料對環(huán)境的影響1 1、燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃、燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃燒時，產(chǎn)生空氣污染物如燒時，產(chǎn)生空氣污染物如二氧化二氧化硫硫等；等；2 2、燃料燃燒不充分，產(chǎn)生、燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧一氧

9、化碳化碳等；等；3 3、未燃燒的未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤剂?、碳?xì)浠衔锛疤剂?、塵粒等排放到空氣中形成浮塵。塵粒等排放到空氣中形成浮塵?；剂先紵斐煽諝馕廴净剂先紵斐煽諝馕廴局饕蛑饕颍簣D圖7-35森林受到酸雨破壞森林受到酸雨破壞圖圖7-36雕像受酸雨腐蝕雕像受酸雨腐蝕 煤燃燒時排放出二氧化硫煤燃燒時排放出二氧化硫SO2、二氧化氮、二氧化氮NO2等污染物。這些等污染物。這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于水，會形成氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于水，會形成酸雨酸雨。 減少汽車尾氣對空氣污染的措施減少汽車尾氣對空氣污染的措施改進(jìn)發(fā)動機(jī)的燃燒方式，使汽油能充分燃燒。改進(jìn)

10、發(fā)動機(jī)的燃燒方式，使汽油能充分燃燒。使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。質(zhì)。使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。加大檢測尾氣力度，禁止未達(dá)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車加大檢測尾氣力度，禁止未達(dá)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。上路。 目前，多數(shù)目前，多數(shù)汽車汽車使用的燃料是汽油或柴油。它們?nèi)紵龝r產(chǎn)生的一使用的燃料是汽油或柴油。它們?nèi)紵龝r產(chǎn)生的一些物質(zhì)，如一氧化碳、未燃燒的碳?xì)浠衔?、氮的氧化物、含鉛化些物質(zhì)，如一氧化碳、未燃燒的碳?xì)浠衔?、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵等。會隨合物和煙塵等。會隨尾氣尾氣直接排放到空氣中，對空氣造成污染。直接排放到空

11、氣中，對空氣造成污染。在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料（車用在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料（車用乙醇汽油乙醇汽油）乙醇乙醇C2H5OH俗稱俗稱酒精酒精，可通過高粱、玉米和薯類等經(jīng)過發(fā)酵、蒸，可通過高粱、玉米和薯類等經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾而得到，屬于餾而得到，屬于可再生能源可再生能源 ?？捎米骶凭珶?、內(nèi)燃機(jī)等的燃料?？捎米骶凭珶?、內(nèi)燃機(jī)等的燃料?；旌衔锘旌衔稂c(diǎn)燃點(diǎn)燃四、能源的利用和開發(fā)四、能源的利用和開發(fā) 目前人們正在利用和開發(fā)許多其他目前人們正在利用和開發(fā)許多其他新能源新能源：太陽能、風(fēng)：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、生物質(zhì)能和核能等。能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能和核能等。 開發(fā)新能源的作用：解決化石能源枯竭，減少環(huán)境污染開發(fā)新能源的作用：解決化石能源枯竭，減少環(huán)境污染。氫氣氫氣H2：最理想最理想的清潔高能的清潔高能燃料燃料原因：原因：來源廣，放熱多，產(chǎn)物是水無污染來源廣，放熱多，產(chǎn)物是水無污染。