燃料的合理开发和利用

课题2燃料的合理应用与开发一、化学反应中的能量变化：现象手的感觉分析化学方程式块状变成粉末状试管外壁发烫生石灰与水反应中有热量放出实验7-3：生石灰与水反应放出热量CaO+H2O==Ca(OH)2化学反应一般都会伴随能量的变化，主要表现为热量的变化。有的化学反应要放出热量，有的要吸收热量。CaO+H2O＝Ca(OH)2C+CO22CO高温Mg+2HCl=MgCl2+H2↑放出热量放出热量吸收热量CO+CuO===Cu+CO2∆吸收热量常见的放热反应a反应条件为“点燃”的b化合反应c物质与酸的反应常见的吸热反应a反应条件为“加热”或“高温”的b分解反应炼钢烧砖发电开山炸石人类对能量的利用①燃料在日常生活中的利用：做饭、取暖等；②利用燃料燃烧产生的能量：发电、烧制陶瓷、冶炼金属等：③利用爆炸产生能量：开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑；④利用食物在体内发生缓慢氧化放出热量，可维持体温和供给日常活动所需的能量。二、化石燃料的利用：化石燃料：是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的。煤，石油，天然气称为当今世界上最重要的三大化石燃料。它们是不可再生能源。1、煤和石油：煤：是古代植物遗体在地层下经过一系列复杂变化而形成的。煤是一种复杂的混合物。主要含有C元素，还含有H、S、O、N等元素.“工业的粮食”石油：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂变化而形成的一种粘稠液体。它是由多种物质组成的混合物。主要含有C、H元素，还含有S、O、N等元素。“工业的血液”将煤隔绝空气加强热，可分解得到许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等。这些物质都是重要的工业原料和燃料。使煤得到了综合利用。煤、石油的加工和综合利用：石油分馏：根据石油中各种成分的沸点不同，将它们分离，得到如：汽油、煤油、柴油等，使石油得到综合利用。焦炭——冶金工业重要原料煤焦油——化工原料煤气——燃料煤干馏煤气的主要成分为：氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO其他气体煤的综合利用下图是石油炼制后的主要产品：提示：煤气的主要成分是：一氧化碳、甲烷、氢气等。石油液化气的主要成分是：丙烷，丁烷，丙烯和丁烯等。城镇的许多家庭做饭使用罐装“煤气”，是液化石油气，这是石油化工产品。液化石油气是经过加压后压缩到钢瓶中的，瓶内的压强是大气的7-8倍。１．石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？２．煤气泄漏会造成什么危害？石油罐装液化石油气在安全上应注意什么？以石油为原料所制成的部分产品在有石油存在的地方就有天然气，天然气的主要成分是甲烷（CH4）。（1）甲烷的物理性质：在通常情况下是无色，无味的气体，标况下，密度比空气小，难溶于水。（2）甲烷的化学性质：现象：产生淡蓝色火焰，放出大量的热，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠产生，同时生成的另一种气体能使澄清的石灰水变浑浊。可燃性：原理：CH4+2O2===CO2+2H2O点燃化石燃料之天然气甲烷的存在（1）甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）（2）甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。（3）生活垃圾、动植物残体、动物的排泄物等经过发酵也能产生甲烷。沼气池化石燃料形成的时间非常长，储量有限。化石燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。在不久的将来，我们将面临严重的能源危机！探明储量年产量石油28.33亿吨1.89亿吨天然气32124亿立方米851.7亿立方米煤3261亿吨30.5亿吨我国2009年我国化石能源基础储量和年产量甲烷是最重要的矿物燃料，我国是最早利用天然气的国家。在明朝就有记载。沼气的优点a解决农村生活所用燃料问题b改善农村的环境卫生c提高肥料的质量可怕的战争！伊拉克石油资源丰富，为争夺石油，美政府官员从不讳言宣称：控制伊拉克石油！从而发起战争！石油没了汽车不动了我又该如何面对？一切可能乱了由此可见，人类的生存也面临着严重的挑战，必须采取以下措施：3、节约能源，提高燃料的利用率：4、合理利用与开发化石能源：一是燃烧时要有足够多的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面。燃料不充分燃烧时，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，而且还会产生大量的CO等物质，污染空气。燃料充分燃烧的条件：可燃冰燃烧图可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。1立方米这种可燃冰燃烧，相当于164立方米的天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲烷气的大量散失，从而使大气中的温室气体含量急剧增加，它所产生的后果将是不堪设想的。世纪之交，在一座新能源的宝库面前，人们不得不审慎从事——谁能肯定它不是潘朵拉的盒子？万一打开了就关不上了呢？三、使用燃料对坏境的影响：1.煤的燃烧思考1：煤中主要含哪种元素，可能还含哪些元素？碳元素硫元素氮元素CO有毒气体CO2温室气体SO2NO2酸雨思考2：这些元素燃烧后生成哪些物质？酸雨危害的模拟实验加入物质现象水SO2加水植物叶子锌粒大理石叶子由绿色变黄色有气泡放出，锌粒逐渐溶解开始有少量气泡放出，大理石逐渐溶解变化缓慢无变化无变化无变化向一个空集气瓶和一个充满SO2的集气瓶中各加入少量水。分别将表中所列物质放入上述两种液体中，观察现象。根据上述活动探究说明酸雨可能对环境造成哪些破坏？影响农作物生长破坏森林腐蚀建筑物腐蚀文物雕塑影响人体健康河流严重污染，死鱼随处漂流防止酸雨形成1、减少煤中含硫量，脱硫处理2、工厂排除的废气要处理3、开发新能源4、加强环境监测2、化石燃料造成对空气的污染，主要有以下原因：（1）.燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如二氧化硫；（2）.燃料燃烧不充分，产生一氧化碳；（3）.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。3.汽车用燃料对空气的污染：汽车使用的燃料主要是汽油或柴油。燃烧产生的尾气是：一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和烟尘等。使用压缩天然气[CNG]燃料的汽车液化石油气[LPG]汽车加气站四、能源的利用和开发：乙醇化学式燃烧反应的化学方程式特点来源C2H5OH燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏可得乙醇，属于可再生能源俗称：酒精1、乙醇氢气化学式燃烧反应的化学方程式特点来源H2燃烧产物无污染，是最清洁的燃料氢气可由水分解制得2、氢气：1.回忆在第三单元做过的电解水的实验,写出电解水的化学方程式.2.电解水和用锌与稀硫酸反应都可以得到氢气.如果将氢气作为燃料广泛应用,你认为用这两种方法制氢气切实可行吗?为什么?小结:目前氢气作为燃料暂不能广泛使用,原因是:制取成本高，贮存困难，但终将成为主要能源之一.氢气的用途a作为高能燃料，液氢已经用于航天等领域b作为化学电源，氢氧燃料电池已经被应用，如用作汽车的驱动电源等新疆维吾尔自治区上海新能源的种类有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。3、开发和利用其它新能源：利用不同形式的能量发电示意图太阳能风能太阳能汽车居民太阳能热水器新疆风力发电机法国潮汐能电站秦山核电站冰岛地热西藏羊八井地热电厂乙醇燃料汽车沃尔沃（瑞典沃尔沃公司）液氢燃料电池概念车———氢动一号（美国通用汽车公司）