课题2燃料的合理利用与开发(2012新教材课件)
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2、石油——工业的血液
(1)石油是 混合物 (“混合”或“纯净”)物,主 要含 碳 和 氢 元素。
石油气
——石油分馏 石油的分馏:利 用石油中各成分 的沸点不同,属 于物理变化。
溶剂油 汽油 航空煤油 煤油 柴油 润滑油 石蜡
至 上 而 下 , 沸 点 逐 渐 升 高
沥青
阅读课本 140页
(1)主要成分是 甲烷 ,化学式为 CH4 (碳元素的化合价为 — 4价)。
3261亿吨
年 产 量 1.89亿吨
851.7亿立方米 30.5亿吨
开采年限
约15年 约38年 约107年
天然气 32124亿立方米 煤
在不久的将来,我们将面临严重的能源危机,需 合理开采!
合理利用和开发化石能源
1.讨论: (课本P141)
燃烧不充分不仅 浪费资源 还 产生CO,污染空气 。
为何出现黄色火焰?
1、煤:——工业的粮食
远古时期的植物
植物枯萎
植物等被埋于土中,经 长期复杂变化形成煤
(1)煤是 混合物 (“混合”或“纯净”)物,主要 含 碳 元素,还含 氢、氮、硫、氧 等元素。
——煤的干馏
煤 气
煤 隔绝空气 加 强 热
用途
气体燃料
焦 炭
用途
煤的干馏属 于化学变化。
煤 焦 油
用途
其他气体。 (3)煤气主要成分: 氢气 、甲烷(CH4)、 一氧化碳、
三、使用燃料对环境的影响
燃料的使用,促进经济发展,生活带来便利的 同时,也带来了一些问题,如对环境造成不良影响, 造成资源枯竭等 燃料燃烧造成空气污染的主要原因: ●燃料中的一些 杂质如硫等燃烧时,产生如二氧化硫等空气污染物;● 燃料燃烧不充分,产生一氧化碳等;●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。 煤燃烧生成的二氧化硫(SO2)和二氧化氮(NO2)会形 成酸雨。其危害主要有: ●影响人体健康; ●影响 植物(农作物)的生长; ●影响水中生物的生存; ●破坏文物或建筑等。
反应条件为“点燃”、金属与酸的反应等一般都放热。 反应条件为“加热”或“高温”的反应等一般都吸热。
二、化石燃料的利用
关于化石燃料 1、煤和石油 2、天然气 3、合理利用与开发化石能源
关于化石燃料
目前人们使用的化石燃料主要有煤、石油和天然气等。
化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变 化而形成的。 化石燃料是不可再生的能源。 煤 化石燃料 石油 天然气 “工业的粮食” “工业的血液”
( 1) ( 2)
注意:点燃甲烷前,要先检验甲烷的纯度。
化学方程式 点燃 CO2+2H2O 烧杯内壁出现水雾 CH4+2O2 澄清的石灰水变浑浊 CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O
意义: ①解决农村生活用燃料问题。 ②提高农家肥质量。 ③改善农村卫生环境。 ④促进农村经济发展。
现象
3.甲烷:最简单的有机物
物理性质:无色无味的气体,难溶于水,密度比空 气小(CH4 相对分子质量为16) 。
化学性质:可燃性
CH4 + 2O2
点燃
2H2O +CO2
点燃前,要检验甲烷的纯度
讨论
请根据表7-3估算我国化石能源开采年限
表7-3我国200年化石能源基础储量和年产量
石 油
探 明 储 量 28.33亿吨
课题2 燃料的合理利用与开发
一、化学反应中的能量变化
二、化石燃料的利用
讨论:是不是只有通过燃烧才能获得 能量呢?
一、化学反应中的能量变化
实验7-3 现象 手的感觉 化学方程式
有气泡产生,固体有剩余,水面上方有白雾
感到发热(或发烫) CaO + H2O = Ca(OH)2
生石灰与水反应放出热量。 化学不仅研究物质的性质、组成、结构和变化, 还研究物质变化过程中伴随的能量变化。 (放热反应) 有些反应放出热量 (吸热反应) 有些反应吸收热量 通常表现为 热量的变化
2、燃料充分燃烧的条件 (1)燃烧有足够多的 空气或氧气 ; (2)燃料与空气有足够大的 接触面积 。
3.合理利用和开发化石能源
(1)合理开采 (2)提高燃料利用率
“可燃冰”:主要含有甲烷水合物。将成为未来新能源,但目前开采技术存在困难
1、煤和石油
组成元素: C H、N、S、O 及无机矿物质 焦炭 煤焦油 煤气(氢气、甲烷、一氧化碳等)
农村使用沼气:
制法:把秸秆、杂草、 人畜粪便等废物放在密闭 的沼气池中发酵,就可以 产生甲烷,用作燃料。
视频1
视频2
甲烷的燃烧视频1
甲烷的燃烧视频2
3、合理利用与开发化石能源
人类目前所消耗的能量主要来自化石能源,而化 石能源的形成需要经过数百万年。资源是有限的,随 着人们对化石能源的使用量日益增长,化石能源正越 来越难以满足于人类的需求。 讨论: 燃气灶进风口太小时,氧气供应不充足,含碳 燃料燃烧不充分,生成炭粒在红热状态下使火焰呈黄色, 并生成有毒的一氧化碳气体。这样既浪费资源,又污染 空气。 使燃料充分燃烧通常考虑两点:一是燃烧时要有 足够的空气;二是燃料与空气要有足够大的接触面。 有效提高化石燃料的燃烧利用率,就相当于延长 了化石能源的使用期限。 可燃冰: 可燃冰是埋藏于海底的一种主要含甲烷水合物 的能源,但目前在开采技术上还存在着困难。
(2)探究:[实验7-4]
现象 (1) 淡蓝色,烧杯
内壁有水雾
甲烷在空气中燃烧
化学方程式
CH4 + 2O2
点燃
2H2O +CO2
(2) 石灰水变浑浊 Ca(OH) +CO =CaCO +H O 2 2 3 2
拓展
1. 沼气池中的气体—— 沼气 煤矿坑道中的气体——瓦斯 主要含有 甲烷 。2.实施西气东输工程中的“西气” Nhomakorabea 天然气 。
添加适量的变性剂 (防止饮用)
2CO2+3H2O
将乙醇溶液中含 有的水进一步除去
用途:可用作酒精灯、内 燃机等的燃料。
四、能源的利用与开发
氢气作为能源,越来越受到人们的关注。 1、氢气本身无毒 氢能源 2、氢气燃烧发热量高 的特点: 3、氢气燃烧后产物是水,不污染空气 (优点) 4、以水为原料制取氢气,资源丰富 实验室里常用锌与稀硫酸反应来制取氢气: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 收集氢气常用 排水法和向下 排空气法 由于制取氢气成本高 和贮存困难,氢气作 为燃料和化学电源暂 时还未能广泛应用。 氢气终将会 成为主要的 能源之一
都 是 混 合 物
干馏 煤 (化学变化)
组成元素: C、H S、O、N等 溶剂油 汽油 分馏 至上而下, 航空煤油 石油 (物理变化) 沸点逐渐升高 煤油 柴油 润滑油 石蜡 沥青
2、天然气
在有石油的地方,一般都有天然气。 天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物, 其中最主要的是甲烷(CH4)。 实验7-4
三、使用燃料对环境的影响
在汽油中 加入适量乙 醇作为汽车 燃料。 适当节省石油资源
车用乙醇汽油
一定程度上减少汽 车尾气的污染
乙醇(C2H5OH)俗称酒精 制法:高粱、玉米、薯类 等发酵、蒸馏得到。 属可再生能源 燃烧时放出大量热: C2H5OH+3O2
点燃
变性燃料乙醇与汽油 以一定的比例混合 变性燃 料乙醇
我国已大力推广使用脱硫煤,很多地方 已用天然气来替代煤。
三、使用燃料对环境的影响
汽车尾气对空气的污染: 燃烧汽油或柴油时产生一氧化碳、未燃烧的碳 氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。 为减少汽车尾气 减少汽车尾气污染的一些措施 对空气的污染,目前 在燃料使用和汽车制 改进发动机的燃烧方式,使汽 造技术方面已采取了 油能充分燃烧; 使用催化净化装置,使有害气 一些措施; 体转化为无害物质; 有些城市的部分 使用无铅汽油,禁止含铅物质 汽车改用压缩天然气 排放。 加大检测尾气力度,禁止未达 (CNG)或液化石油 气(LPG)作燃料, 环保标准的汽车上路 以减少对空气的污染。
人们正在利用和开发许多其他能源,如:太阳能、风能、 地热能、潮汐能、生物质能和核能等。可以部分解决化石 能源面临耗尽的问题,并在一定程度上减少对环境的污染。