燃料的合理利用与开发(1课时)ppt

湖北省仙桃一中祝祖洋改编2012-12课题2燃料的合理应用与开发第一课时一、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现象手的感觉分析有大量气泡产生试管壁发烫镁条与盐酸反应生成氢气，反应中有热量产生Mg2HCl＝MgCl2＋＋H2↑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（一）常见的放热反应和吸热反应放热反应燃烧反应金属与酸的反应酸碱中和反应（待学）吸热反应：通常情况下需要加热或高温条件的反应。如：CO2+C===2CO高温2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑生石灰与水的反应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（二）物理变化中的放热现象和吸热现象如：金属的通电（放热）浓H2SO4的稀释（放热）摩擦生热干冰升华（吸热）（三）化学能在生活中的应用（1）生活燃料的应用（2）燃烧热的利用（3）爆炸产生的能量应用（4）食物在体内反应产生能量的应用炼钢烧砖发电开山炸石煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大不可再生的化石燃料。煤天然气石油（一）化石燃料的形成二、化石燃料的利用植物或植物枯萎后，被埋于土中，经长期复杂变化形成煤动植物的遗骸被层层沙泥掩埋，经复杂变化形成石油和天然气（二）化石燃料的组成、状态及分类煤石油天然气成分主要含C主要含C、H主要含CH4物质分类固态混合物液态混合物气态混合物“工业粮食”“工业血液”（三）煤和石油的加工利用1、煤的干馏（化学变化）煤焦炭（固态）主要成分：C煤焦油（液态）焦炉煤气（气态）主要成分：H2、CO、CH4加强热隔绝空气2、石油的分馏（物理变化）将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可得到不同的产品，使石油得到综合利用。煤的干馏把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏1．点燃导管尖嘴处，有淡蓝色火焰燃烧co2．用酚酞试纸检验U形管内上层无色液体，酚酞试纸变红，说明其中溶有碱性物质—氨；3．玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质，这是焦炭；4．U形管底部还有还有一种黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油。化学变化石油的炼制：分馏根据石油中各成分的沸点不同来分离。石油的分馏属物理变化石油蒸馏是物理变化石油的分馏炼制石油分馏炼制液化石油气溶剂油汽油航空煤油煤油柴油润滑油石蜡沥青讨论：．区别煤气、液化石油气、水煤气、天然气种类煤气液化石油气水煤气天然气成分H2、CO、CH4丙烷、丁烷丙烯、丁烯H2、COCH41、煤是纯净物还是混合物？主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？2、煤完全燃烧的产物有哪些？3、煤气的主要成分有哪些？混合物碳元素氢、氮、硫、氧元素CO2H2ONO2SO2氢气、甲烷、一氧化碳、化学与科技（1）成分：天然气的主要成分是甲烷（CH4)（俗称沼气）。2、天然气（2）甲烷的物理性质无色、无味的气体密度比空气小极难溶于水实验步骤实验现象结论1.点燃甲烷2.将冷而干燥的小烧杯罩在火焰上3.向小烧杯中注入澄清的石灰水，振荡CH4+2O2==CO2+2H2O点燃◎实验探究记录：产生明亮的蓝色火焰烧杯内壁出现水珠甲烷具有可然性澄清石灰水变浑浊甲烷中含有氢元素甲烷中含有碳元素化学方程式小结：可燃物组成中碳元素和氢元素的鉴定方法根据燃烧后是否有水和二氧化碳生成。如何验证甲烷的元素组成？“冷而干燥”是这个实验成败的关键。“冷”有利于水汽的凝集，“干燥”可以判断是否有水滴生成。在实验中烧杯的条件“冷而干燥”是实验成败的关键吗?为什么?甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，可以看到，烧杯内壁上有水滴生成。甲烷燃烧现象1说明甲烷中有氢元素向烧杯内注入澄清石灰水后，发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊。甲烷燃烧现象2说明甲烷中有碳元素甲烷CH4CH4+2O2点燃CO2+2H2O沼气的形成沼气和天然气的主要成分都是甲烷。天然气是不可再生能源；沼气是可再生能源。(1)、点燃甲烷前，要先。(2)、写出甲烷燃烧的化学方程式：。(3)、请设计一个实验验证甲烷燃烧的产物。验纯CH4+2O2====CO2+2H2O①、点燃后，用一个干冷的小烧杯罩在火焰上方，如果烧杯壁有小水珠产生，则证明有水生成；②、迅速倒转烧杯，到进澄清石灰水，震荡，如果石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成。点燃练习探明储量年产量开采年限石油23亿吨1.74亿吨天然气2.23×104亿立方米408亿立方米煤1145亿吨9.9亿吨13.2年54.7年115.7年（五）化石燃料是不可再生能源讨论：1、根据数据，估算大约多少年后我国的石油和天然气将被耗尽？2、根据估算的结果，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。1、化石能源将近被耗尽时，人类将面临严峻的能源危机2、新能源的开发与利用（1）太阳能（2）氢能（3）地热能（4）风能（5）可燃冰（由甲烷分子与水分子共同组成的笼状化合物）30可燃冰----甲烷水合物【阅读】《海底“可燃冰”》【思考】3.目前还未大规模使用的原因？1.可燃冰是冰吗？2.可燃冰有什么优点？可燃冰外观像冰，但不是冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳等其他气体。能量高、燃烧值大等。开采技术上还存在困难可燃冰“可燃冰”能否替代化石燃料？使用“可燃冰”替代化石燃料有什么优点？还存在哪些问题？主要成分：甲烷水合物形成：低温和高压条件下形成三、使燃料充分燃烧的条件1、1)使燃料与空气有足够大的接触面积2)燃烧时要有足够多的空气①增大固体燃料的表面积（如固体燃料的粉碎、蜂窝煤的制作）②将燃料进行气化再使用（如煤的干馏可产生煤气，石油分馏后使用沸点低的成分作为燃料）①氧气充足可使燃料充分燃烧②空气（O2）不是越多越好，过多反而会带走大量的热量，降低可燃物周围的温度，使燃烧不剧烈，甚至使可燃物达不到着火点而熄灭。2、不充分燃烧的弊端是什么？1）产生的热量减少，浪费资源。2)会产生大量的一氧化碳等物质污染空气。1、炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气？2、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地上，却要架空？3、这两种做法对燃料而言有什么好处？对环境来说又什么帮助？提供充足的空气使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧使燃料充分燃烧，减少环境污染煤球蜂窝煤燃烧从使用煤球到蜂窝煤，优点是煤和空气充分接触，能更充分的燃烧、节约燃料、减少污染煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化，以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔(如右图)。(1)请你分析这种变化的优点是：使煤与空气的接触面积增大，燃烧更充分(2)煤在燃烧时会产生许多污染物，为了减少煤燃烧时对环境的污染，可设法把煤转化成清洁的燃料。将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2)，请你写出该反应的化学方程式。便于及早发现煤气是否泄漏高温C+H2OCO+H2(3)煤气厂常在家用水煤气中特意掺人少量有难闻气味的气体，其目的是补充：三种可燃性气体气体氢气一氧化碳甲烷火焰颜色淡蓝色蓝色明亮的蓝色燃烧产物H2OCO2H2O和CO2（1）点燃它们时，都必须要验纯。（2）区分它们时，不能通过观察燃烧时的火焰颜色，而要根据燃烧产物来进行判断。练习：1某气体由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成。点燃该气体后，在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁出现水雾；把烧杯迅速倒转过来，注入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。下列对气体组成的推断不正确的是A．可能三种气体都存在B．可能只有氢气C．可能是甲烷和一氧化碳的混合气体D．可能只有甲烷B2、下列反应属于吸热反应的是：A、碳与不充足的氧气反应B、干冰升华C、实验室分解高锰酸钾制氧气D、镁条与稀盐酸反应3、右图中，有a、b、c、d四个点，表示可燃物易着火燃烧的点是点。着火点O2浓度cdabt(℃)Cc4、液化石油气及天然气燃烧的化学方程式分别是：C3H8+5O23CO2+4H2O，CH4+2O2CO2+2H2O现有一套以天然气为燃料的灶具，要改为以液化石油气为燃料的灶具，应采取的措施是：（）A、燃料气和空气的进入量都减小B、增大燃料气进入量或减小空气进入量C、减小燃料气进入量或增大空气进入量D、燃料气和空气的进入量都增大点燃点燃C5、旅游是人们休闲度假的一种方式。请回答下列问题：（1）去高海拔地区旅游，有的人会感到呼吸困难，这时需要补充。（2）篝火晚会上，常将燃着的木柴架空，其理由是。（3）篝火晚会结束时，必须将火熄灭，可采用的一种方法是。（4）司机在行使汽车过程中若突然闻到焦味儿，发现车头冒出蓝色或黑色浓烟时，此时司机最应该做的三件事是（填代码）①大声呼救②马上停车③关闭电源④抢救车内财物⑤取出灭火器，给油箱和燃烧部位灭火，避免爆炸⑥尽快远离现场逃生（5）灭火器是必须随车携带的装备。则车用灭火器最好使用（填“泡沫”或“干粉”）灭火器。氧气增大木柴与空气的接触面积，使燃烧更充分洒水②③⑤干粉6、草酸是一种无色固体，实验室常用加热使其分解的方法来制取CO气体，反应的化学方程式为：H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O。下图是制取CO并依次除去CO2,水蒸气后，用CO还原氧化铜的实验装置。请回答有关问题。⑴组装加热草酸制取CO的发生装置必须用到的仪器是(填编号）①试管②烧杯③酒精灯④铁架台（带铁夹)⑤带导管的橡皮塞①③④⑤（2）在甲洗气瓶中应盛放的溶液是（填溶质化学式），乙洗气瓶的作用是，丁洗气瓶观察到的现象是。（3）当CuO全部被还原后，停止实验的操作步骤有：①熄灭气体发生装置的酒精灯，停止通气体。②熄灭丙装置的酒精灯。③拆下实验装置。④继续通气体到玻璃管（丙）冷却。正确的操作顺序是（填编号）。（4）最后用排水集气法收集到的气体是（填名称），为了防止该气体污染空气，处理该气体最好的方法是。NaOH除去水蒸气澄清石灰水变浑浊②④①③一氧化碳点燃该气体7、在学校的元旦联欢会上，某同学表演了“水能生火”魔术。他向包有过氧化钠（Na2O2）粉末的脱脂棉上滴水，脱脂棉燃烧起来。小军很兴趣，于是他和同学们进行探究。[提出问题]过氧化钠与水反应生成什么物质？为什么脱脂棉会燃烧？[猜想]①可能有一种气体和另一种物质生成②反应过程中可能有能量变化[设计装置]如右图所示[实验探究]实验一：探究反应后生成的气体是什么？⑴打开右图装置中分液漏斗的活塞，控制滴加水的速度，观察到试管内有气泡产生，用带火星的木条靠近P处，木条复燃。说明生成的气体是。氧气⑵实验中，还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出，请解释产生该现象的原因：。实验二：继续探究反应后生成的另一种是什么？小张猜想另一种物质是Na2CO3，小军认为不可能。小军的依据是：。Na2O2和H2O反应放出热量，使空气膨胀根据质量守恒定律，化学前后元素的种类不变，反应物中没有碳元素，生成物中不可能有Na2CO3