課題2燃料的合理利用和開發(fā)寶雞市新建路中學(xué)趙霞

課題2燃料的合理利用和開發(fā)

寶雞市新建路中學(xué)趙霞一、化石燃料的利用生活中經(jīng)常使用的燃料有煤、石油和天然氣，我們常稱它們?yōu)榛剂稀槭裁匆@樣稱呼它們?我們現(xiàn)在從它們的形成開始認(rèn)識(shí)它們。那他們是怎么形成的呢？1、化石燃料的形成煤的形成植物或植物枯萎后植物等被埋于土中，經(jīng)長(zhǎng)期復(fù)雜變化形成煤。石油和天然氣的形成由上面兩幅圖可以看出煤、石油、天然氣都是由古代生物的遺骸經(jīng)過(guò)一系列的復(fù)雜變化而形成的，所以我們稱之為化石燃料。那它們是否是可再生資源嗎？我們?cè)撊绾卫盟麄兡?？是不可再生資源2、煤煤主要含有碳元素，此外還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素。

我國(guó)煤的利用的狀況

我們的能源利用率很低，屬于低效率、粗放型。我們是世界第二大能源消費(fèi)國(guó)，能源利用率低于國(guó)際平均水平的１０％，甚至低于發(fā)達(dá)國(guó)家的２０％，我們的利用效果甚至趕不上巴西、印度這些發(fā)展中國(guó)家的水平。我國(guó)煤的利用率，工業(yè)鍋爐在６０％，民用更是低到１５％。較低的利用率不僅帶來(lái)了能源的浪費(fèi)，同時(shí)也污染環(huán)境。因此不得不考慮把煤加工成為氣態(tài)的、液態(tài)的或固態(tài)的高級(jí)清潔燃料的問(wèn)題，以提高煤的熱量的利用和減輕環(huán)境污染。煤隔絕空氣強(qiáng)熱焦炭——冶金工業(yè)煤焦油——化工煤氣——燃料粗氨水——化肥

甲醇被稱為工業(yè)的“面粉”，是一種以煤為主要原料的化工產(chǎn)品，對(duì)煤的利用率達(dá)到99%?？偼顿Y192億元、一期投資65億元的150萬(wàn)噸甲醇生產(chǎn)項(xiàng)目即將落戶河南省新鄉(xiāng)市獲嘉縣煤的綜合利用（化學(xué)變化）煤的綜合利用

3、石油

石油中主要含有碳和氫兩種元素。

人們一般不直接用石油作燃料，而是利用它的組分沸點(diǎn)不同，把它分離（物理變化），可得到不同的產(chǎn)品，使石油得到綜合利用。右圖為：煉制的部分產(chǎn)品和主要用途石油的綜合利用4、天然氣

天然氣主要是有碳和氫元素組成的氣態(tài)碳?xì)浠衔?，其中最主要的是甲烷（CH4）。

在池沼的底部常含有甲烷，通常也稱池沼中的氣體為沼氣，因此甲烷俗稱沼氣或坑氣。用途:氣體燃料、制炭黑、制氫氣等。甲烷燃燒：CH4+2O2CO2+2H2O

有人曾稱煤是

“

工業(yè)的糧食

”

，石油是

“

工業(yè)的血液

”

。其實(shí)不僅工業(yè)，其他如農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通運(yùn)輸、建筑、醫(yī)療衛(wèi)生和人們的日常生活等都離不開煤、石油和天然氣。

人類目前所消耗的能量主要來(lái)自化石燃料。然而，化石燃料要經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年才能形成，人類目前大量開采，將使化石燃料最終被耗盡。探明儲(chǔ)量年產(chǎn)量估算可使用年限石油32.7億噸1.6億噸天然氣1.37×104億立方米217億立方米煤1145億噸12.4億噸92年20年63年我國(guó)1998年化石燃料儲(chǔ)量及年產(chǎn)量5、合理利用和開發(fā)化石能源解決辦法：1、合理開采，節(jié)約使用，綜合利用2、使燃料充分燃燒，對(duì)節(jié)約能源，減少環(huán)境污染非常重要。使燃料充分燃燒通常需要考慮兩點(diǎn)：a、燃燒時(shí)要有足夠多的空氣b、燃料要與空氣要有足夠大的接觸面積

21世紀(jì)新能源

按照中國(guó)官方的規(guī)劃，高效清潔利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉匆驯灰暈榻窈笠欢螘r(shí)間能源發(fā)展的“重頭戲”。到二0二0年，中國(guó)對(duì)可再生能源開發(fā)利用的投資概算將達(dá)到一點(diǎn)五萬(wàn)億元人民幣，這其中包括一部分國(guó)家投資和大量的社會(huì)投資。有專家預(yù)測(cè)，可燃冰至少能為人類提供1000年的能源，它將來(lái)有望替代煤、石油和天然氣，成為“21世紀(jì)的新能源”。此外銀膠菊、西谷椰子樹、都具有燃料油開發(fā)價(jià)值，國(guó)際上還用大豆油、菜子油、葵花子油作為代用燃料油。二、使用燃料對(duì)環(huán)境的影響1煤的燃燒思考1：煤中主要含哪種元素，可能還含哪些元素？碳元素硫元素氮元素CO

有毒氣體CO2

溫室效應(yīng)SO2

NO2

酸雨思考2：這些元素燃燒后生成哪些物質(zhì)？活動(dòng)與探究：酸雨危害的模擬實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)1：SO2的溶解性實(shí)驗(yàn)①向盛滿SO2的飲料瓶中加入適量水；②向溶液中滴加少量紫色石蕊試液。實(shí)驗(yàn)步驟①②現(xiàn)象分析飲料瓶變癟溶液變成紅色SO2溶解于水使瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)變小SO2與水反應(yīng)生成一種酸性物質(zhì)實(shí)驗(yàn)2：模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)用品：SO2水溶液、植物葉子、鋅粒、大理石活動(dòng)與探究：酸雨危害的模擬實(shí)驗(yàn)2加入物質(zhì)現(xiàn)象植物葉子鋅粒大理石葉子由綠色變黃色有氣泡放出，鋅粒逐漸溶解開始有少量氣泡放出，大理石逐漸溶解變化緩慢討論：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，試說(shuō)明酸雨可能對(duì)環(huán)境造成什么樣的破壞，應(yīng)采取怎樣的防止和保護(hù)措施？農(nóng)業(yè)森林橋梁文物人體健康2、汽車使用的燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響

汽車尾氣中的主要污染物有哪些？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。

思考：減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染可采取哪些措施？思考：煤和石油等化石燃料燃燒造成對(duì)空氣的污染，主要有哪些原因？1、燃料中的一些雜質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的空氣污染物。如硫燃燒產(chǎn)生的二氧化硫；2、燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳；3、未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤剂?、塵粒等排放到空氣中。三、能源的開發(fā)和利用乙醇和氫氣是兩種清潔能源，其中氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料。乙醇(酒精)

化學(xué)式燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式特點(diǎn)來(lái)源C2H5OH

C2H5OH

+3O2

===2CO2+3H2O點(diǎn)燃燃燒產(chǎn)物基本上不污染環(huán)境，可做酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料。高粱、玉米和薯類等經(jīng)過(guò)發(fā)酵、蒸餾可得乙醇，屬于可再生能源

我國(guó)從2001年開始推廣的“車用乙醇汽油”會(huì)給人們帶來(lái)哪些好處？減少環(huán)境污染增加農(nóng)民收入實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展思想氫氣化學(xué)式燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式特點(diǎn)來(lái)源H2

2H2+O2===2H2O點(diǎn)燃燃燒產(chǎn)物無(wú)污染，是最清潔的燃料

氫氣可由水分解制得，目前制取成本高，貯存困難，作為燃料暫不能廣泛使用，但只要這些問(wèn)題得以解決，氫氣終將成為主要能源之一。氫氣作燃料的優(yōu)點(diǎn)：1、資源豐富：可以用水作原料來(lái)制??；2、燃燒時(shí)發(fā)熱量高：燃燒相同質(zhì)量的氫氣和汽油，氫氣放出的熱量是汽油的3倍；3、污染少：氫氣燃燒的產(chǎn)物只有一種-----水

開發(fā)新能源，實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展思想新能源的種類太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能等。開發(fā)新能源的作用：解決化石能源枯竭問(wèn)題，減少環(huán)境污染。利用不同形式的能量發(fā)電示意圖太陽(yáng)能電池風(fēng)力發(fā)電實(shí)驗(yàn)1、鎂與鹽酸的反應(yīng)手感：說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)2、生石灰和水的反應(yīng)