課題7.2燃料合理利用與開發(fā)(人教版2012春季改版)

第七單元課題二

燃料和熱量現(xiàn)象手的感覺化學(xué)方程式CaO+H2O=Ca(OH)2

實驗7—3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，并用手輕輕觸碰燒杯外壁。少量溶解發(fā)熱

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，能量的變化通常表現(xiàn)為熱量變化。有些反應(yīng)是放出熱量的，如氧化鈣與水、鎂與鹽酸等；有些反應(yīng)則是吸收熱量的，如碳與二氧化碳的反應(yīng)。一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

在當(dāng)今社會，人類需要的大部分能量是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，最常見的就是生活燃料的使用。二、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化：現(xiàn)象手的感覺分析有大量氣泡產(chǎn)生試管外壁發(fā)熱鎂與鹽酸反應(yīng)中有能量變化探究【實驗】鎂與鹽酸反應(yīng)

化學(xué)反應(yīng)一般都會伴隨能量的變化，主要表現(xiàn)為熱量的變化。有的化學(xué)反應(yīng)要放出熱量，有的要吸收熱量。CaO+H2O＝Ca(OH)2C+CO22CO高溫Mg+2HCl=MgCl2+H2↑放出熱量放出熱量吸收熱量CO+CuO===Cu+CO2?吸收熱量煉鋼燒磚發(fā)電開山炸石二、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

煤、石油和天然氣等。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，是不可再生能源。植物或植物枯萎后植物等被埋于土中，經(jīng)長期復(fù)雜變化形成煤。圖7-18煤的形成示意圖圖7-19石油和天然氣的形成示意圖◆煤是復(fù)雜的混合物，主要含碳元素，還含有氫元素和少量氮、硫、氧元素以及無機礦物質(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。煤的綜合利用，是將煤隔絕空氣加強熱，使煤分解成許多有用的物質(zhì)，如焦炭、煤焦油、煤氣等。叫做煤的干餾。煤氣的主要成分為氫氣H2甲烷CH4一氧化碳CO和其他氣體等?！羰鸵彩腔旌衔铮饕?、氫元素兩種元素。分餾產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物為CO2、NO2、SO2等。1.煤和石油化學(xué)變化石油的煉制：分餾利用石油中各成分的沸點不同來分離。石油的分餾屬物理變化圖7-22石油煉制的部分產(chǎn)品和主要用途原油城鎮(zhèn)的許多家庭做飯使用罐裝“煤氣”，是液化石油氣，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的，瓶內(nèi)的壓強是大氣的7-8倍。若安裝煤氣報警裝置，應(yīng)裝在廚房的上方還是下方？安裝位置：距離氣源半徑1.5米范圍內(nèi)，通風(fēng)良好的地方。液化氣比空氣重，安裝在距地面約0.3米處。天然氣、城市煤氣、一氧化碳等比空氣輕，安裝在距天花板約0.3米處。天然氣的主要成分是甲烷（CH4)（俗稱沼氣）。2、天然氣：混合物實驗7-4（1）觀察甲烷的顏色、狀態(tài)。點燃從導(dǎo)管放出的甲烷，在火焰的上方罩一個冷而干燥的燒杯（如圖7-22），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。圖7-22物理性質(zhì)：無色無味的氣體，密度比空氣小，難溶于水?，F(xiàn)象：甲烷燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，燒杯壁上出現(xiàn)水珠；澄清石灰變渾濁生成水生成二氧化碳結(jié)論：CH4+2O2====CO2+2H2O

CO2+Ca(OH)2====CaCO3

↓+H2O圖7-29沼氣的制取和利用甲烷的存在（1）甲烷還存在于池沼的底部（常稱為沼氣）（2）甲烷還存在于煤礦的坑道中。甲烷混在空氣中達到一定程度時，遇火會發(fā)生爆炸。思考：三瓶無色的氣體分別是氫氣、一氧化碳、甲烷，如何鑒別呢?方法：分別點燃,檢驗燃燒產(chǎn)物.（3）生活垃圾、動植物殘體、動物的排泄物等經(jīng)過發(fā)酵也能產(chǎn)生甲烷。沼氣池有人曾稱煤是

“

工業(yè)的糧食

”

，石油是

“

工業(yè)的血液

”

。3.合理利用與開發(fā)化石能源圖7-30化石燃料的用途

人類目前所消耗的能量主要來自化石能源，而化石能源的形成需要經(jīng)過數(shù)百萬年。是不可再生的而且有限的，用量日益增長。在不久的將來，我們將面臨嚴(yán)重的能源危機！探明儲量年產(chǎn)量開采年限石油28.33億噸1.89億噸約15年天然氣32124億立方米851.7億立方米約38年煤3261億噸30.5億噸約107年表7-3我國200年化石能源基礎(chǔ)儲量和年產(chǎn)量及開采年限石油沒了汽車不動了我又該如何面對？一切可能亂了

由此可見，人類的生存也面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，必須采取以下措施：1、節(jié)約能源，提高燃料的利用率；

焚燒垃圾可怕的黑煙受不了啦這樣燒還能好點

氧氣不充足時，燃料中的碳不能充分燃燒，產(chǎn)生黑煙，并生產(chǎn)CO等物質(zhì)，使燃料燃燒的利用率降低，浪費資源，且污染空氣。2、燃料充分燃燒的條件一是燃燒時要有足夠多的空氣；二是燃料要與空氣要有足夠大的接觸面。“可燃冰”：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)存在困難圖7-34工廠排出的煙塵污染空氣三、使用燃料對環(huán)境的影響1、燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃燒時，產(chǎn)生空氣污染物如二氧化硫等；2、燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳等；3、未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤剂?、塵粒等排放到空氣中形成浮塵。化石燃料燃燒造成空氣污染主要原因：圖7-35森林受到酸雨破壞圖7-36雕像受酸雨腐蝕煤燃燒時排放出二氧化硫SO2、二氧化氮NO2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，會形成酸雨。

減少汽車尾氣對空氣污染的措施改進發(fā)動機的燃燒方式，使汽油能充分燃燒。使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。加大檢測尾氣力度，禁止未達環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。

目前，多數(shù)汽車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、含鉛化合物和煙塵等。會隨尾氣直接排放到空氣中，對空氣造成污染。在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料（車用乙醇汽油）乙醇C2H5OH俗稱酒精，可通過高粱、玉米和薯類等經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾而得到，屬于可再生能源?？捎米骶凭珶?、內(nèi)燃機等的燃料。混合物四、能源的利用和開發(fā)目前人們正在利用和開發(fā)許多其他新能源：太陽能、風(fēng)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。氫氣H2：最理想的清潔高能燃料原因：來源廣，放熱多，產(chǎn)物是水無污染。實驗室里，常用鋅和稀硫酸反應(yīng)來制取氫氣

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑目前，大量使用氫能源還存在一定困難：制取成本高和貯存困難氫氣的實驗室制法：反應(yīng)原理:排水法收集氫氣向下排空氣法收集氫氣反應(yīng)藥品：

鋅粒和稀硫酸。圖7-41利用不同形式的能量發(fā)電示意圖太陽能電池太陽能汽車居民太陽能熱水器返回新疆風(fēng)力發(fā)電機法國潮汐能電站返回秦山核電站返回冰島地?zé)嵛鞑匮虬司責(zé)犭姀S返回液氫燃料電池概念車———氫動一號

（美國通用汽車公司）返回1．點燃某無色氣體，在火焰上方罩一個干而冷的燒杯，燒杯內(nèi)壁有水珠生成。把燒杯迅速倒轉(zhuǎn)注入