课题课题2 2 燃料的合理利用与开发燃料的合理利用与开发学习目标学习目标 1. 1.了解化学反应中的能量变化，认识燃料充了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。分燃烧的重要性。 2.2.了解化石燃料不可再生性，认识合理开采了解化石燃料不可再生性，认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。和节约使用化石燃料的重要性。 3.3.认识使用和开发清洁燃料及各种新能源的认识使用和开发清洁燃料及各种新能源的重要性。重要性。一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化实验7-3 生石灰与水反应放出热量现 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。 Fe+2HCl = FeCl2+H2放出热量CaO+H2O=Ca(OH)2放出热量C+CO2 2CO高温高温高温高温吸收热量CO+CuO=Cu+CO2吸收热量人类需要的大部分能量是由化学反应产生的。做饭做饭取暖取暖发电发电开山炸石开山炸石火火箭箭升升空空烧砖烧砖炼钢炼钢 目前人们通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，化石燃料燃烧对于人类非常重要。思 考化石燃料有哪些？它们是怎么形成的？化石燃料有哪些？它们是怎么形成的？ 化石燃料：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。二、化石燃料的利用二、化石燃料的利用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，被人们称为工业的粮食。它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。植物或植物枯萎后植物等被埋于土中，经长期复杂变化形成煤（1 1）形成过程）形成过程煤的用途（工业的粮食）煤煤 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，被人们称为工业的血液。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。石油的用途（工业的血液）石油石油（2 2）煤、石油的加工和综合利用）煤、石油的加工和综合利用 煤的干馏：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、粗氨水等。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。 石油的分馏：根据石油中各种成分的沸点不同，将它们分离，得到汽油、煤油、柴油等，使石油得到综合利用。石油炼制后的主要产品分辨煤气的主要成分是： 一氧化碳、甲烷、氢气等。液化石油气的主要成分是：丙烷，丁烷，丙烯和丁烯等。1.煤气泄漏会造成什么危害？要轻拿轻放、放在远离火源处。用完要关紧阀门、防止泄漏。2.使用罐装液化石油气在安全上应注意什么？可能引起火灾甚至爆炸；使人中毒死亡。温馨提示罐装液化石油气 （1 1）成分）成分 天然气的主要成分是甲烷（CH4)，俗称沼气。2.天然气（2 2）性质）性质甲烷是无色、无味的气体，密度比空气小，难溶于水。向下排空气法和排水法向下排空气法和排水法甲烷的物理性质想一想想一想我们应该如何收集甲烷？我们应该如何收集甲烷？实验现象： a.产生蓝色火焰； b.烧杯内壁有水珠生成； c.放出热量； d.烧杯内壁上澄清石灰水变浑浊。甲烷的化学性质可燃性（点燃之前必须先检验纯度）。甲烷的存在甲烷的存在甲烷的存在（1 1）甲烷存在于池沼）甲烷存在于池沼的底部（常称为沼气）的底部（常称为沼气）（2 2）甲烷还存在于煤）甲烷还存在于煤矿的矿井中。甲烷混矿的矿井中。甲烷混在空气中达到一定程在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆度时，遇火会发生爆炸。炸。沼沼气气池池（3 3）生活垃圾、动）生活垃圾、动植物残体、动物的排植物残体、动物的排泄物等经过发酵也能泄物等经过发酵也能产生甲烷。产生甲烷。3.合理利用与开发化石能源如何使燃料充分燃烧？ 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。想一想 可燃冰：外观像冰，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气体。能像固体酒精一样直接点燃，被形象地称为“可燃冰”。 未来新能源未来新能源可燃冰可燃冰三、使用燃料对环境的影响三、使用燃料对环境的影响三十年前二十年前十年前1.燃料燃烧对空气的影响碳元素硫元素氮元素CO 有毒气体CO2 温室效应 SO2 NO2 酸雨SO2 +H2O= H2SO3(1)煤的燃烧 影响作物生长和人体健康。 腐蚀金属材料。 破坏大理石建筑。酸雨的危害：尾气污染物： 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。 减少汽车尾气对空气污染的措施： 1.改进发动机的燃烧方式，使汽油充分燃烧。2.使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。3.使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。4.使用压缩天然气CNG或液化石油气LPG作燃料。(2)汽车尾气的排放1.乙醇（酒精）(1)化学式：C2H5OH(3)使用乙醇汽油的优点：节省石油资源。减少汽车尾气的污染。促进农业生产。四、能源的利用和开发 乙醇和氢气是两种清洁能源,其中氢气被认为是高度清洁的燃料。它们是可再生能源。(2)燃烧反应方程式：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O点燃点燃2.氢气 实验室常用锌和稀硫酸反应来制取氢气Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 (2)燃烧方程式：2H2+O2=2H2O实验室制取氢气的简易装置实验室制取氢气的简易装置 (1)化学式：H2点燃点燃 (3)使用氢气作为燃料的优点：燃烧热值高。 清洁无污染。资源丰富。适用范围广。讨讨 论论H2有这么多优点，为什么没用它作为燃料大量使用呢？由于H2的制取成本高，贮存困难，所以还未被广泛应用。随着科技的发展，H2最终会成为主要的能源之一。 现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求。目前，人们正在利用和开发许多其他能源，如太阳能、风能、 、 、 和核能等。这些能源的利用，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了对环境的污染。地热能地热能潮汐能潮汐能生物能生物能地热能地热能 ： 地球内部包含的热能，火山爆发、地球内部包含的热能，火山爆发、地震和温泉都是地热能的表现形式。地震和温泉都是地热能的表现形式。一般用于温室、育秧、育种、养鱼并将地下一般用于温室、育秧、育种、养鱼并将地下天然蒸汽和热水用于生产和生活。天然蒸汽和热水用于生产和生活。潮汐能：是由潮汐现象产生的能源，它与天潮汐能：是由潮汐现象产生的能源，它与天体引力有关，地球月亮太阳系统的吸引体引力有关，地球月亮太阳系统的吸引力和热能是形成潮汐能的来源。力和热能是形成潮汐能的来源。主要用作水磨、水车、农副产品机械的动主要用作水磨、水车、农副产品机械的动力和发电。力和发电。生物能：太阳能通过光合作用以生物的形态储生物能：太阳能通过光合作用以生物的形态储存的能量。如林产品下脚料、薪柴、秸秆、人存的能量。如林产品下脚料、薪柴、秸秆、人畜粪便、水生作物、沼气和城市生活、生产中畜粪便、水生作物、沼气和城市生活、生产中的废弃物等。的废弃物等。转化方向：（转化方向：（1 1）转换成气体燃料和液体燃料。）转换成气体燃料和液体燃料。（2 2）改进燃烧装置，提高燃烧热效率。）改进燃烧装置，提高燃烧热效率。