課題二燃料的合理利用和開發(fā)

課題二

燃料的合理利用和開發(fā)一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化化學(xué)反應(yīng)中一般都伴有能量的變化現(xiàn)象手的感覺分析氧化鈣粉碎為粉末狀試管外壁發(fā)熱氧化鈣與水反應(yīng)中有能量變化探究【實(shí)驗(yàn)】氧化鈣與水反應(yīng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題呢?

化學(xué)反應(yīng)中都伴隨有能量的變化，而能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化：有些化學(xué)反應(yīng)中有熱量放出，有的則從外界吸收熱量。

吸熱現(xiàn)象

總結(jié)：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

放熱現(xiàn)象大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)C+CO2==2CO高溫思考：利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量煉鋼根據(jù)生活知識(shí)，試舉出一些利用化學(xué)反應(yīng)放出熱量的實(shí)例。利用炸藥定向爆破拆除樓房

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。

化石燃料天然氣石油二、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?。它們是不可再生能源植物或植物枯萎后植物等被埋于土中，?jīng)長(zhǎng)期復(fù)雜變化形成煤。1、⑴化石燃料的形成①煤的形成：◆煤是混合物，主要含碳元素，還含有氫元素和少量氮、硫、氧元素；燃燒產(chǎn)物為CO2、NO2、SO2等?！羰鸵彩腔旌衔?，主要含碳、氫元素(少量氮、硫元素)；分餾產(chǎn)物燃燒產(chǎn)物為CO2、NO2、SO2等?！籼烊粴獾闹饕M成元素是碳、氫元素；燃燒產(chǎn)物為CO2和H2O。⑵組成元素和燃燒產(chǎn)物②石油和天然氣的形成：1、煤和石油

煤的成分

煤怎樣得到的充分利用？煤主要含有碳元素，還含有少量氫、硫、氧、氮等元素以及無機(jī)礦物質(zhì)，是混合物。煤隔絕空氣加熱固體：焦炭液體：煤焦油（含多種有機(jī)化合物）煤氣：主要成分H2、CH4、CO等（氣體燃料）這是物理還是化學(xué)變化呢？煤的用途工業(yè)的糧食煤（物）煤：工業(yè)的糧食、黑色的金子性質(zhì)組成元素形成綜合利用用途黑色固體、有光澤、具有可燃性古代植物被埋于土中，經(jīng)長(zhǎng)期復(fù)雜的變化而形成煤隔絕空氣加強(qiáng)熱固體產(chǎn)物：焦炭液體產(chǎn)物：煤焦油氣體產(chǎn)物：煤氣重要能源、重要的化工原料主要含碳元素，還有少量氫、氮、硫、氧等元素冶煉金屬化工原料重要燃料（化學(xué)變化）混合石油1、石油的成分2、石油怎樣得到充分利用石油主要含碳、氫兩種元素，還有少量的氮、硫元素。為混合物。根據(jù)各成分的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離。分析上述過程是物理變化還是化學(xué)變化？石油蒸餾是物理變化石油的分餾

煉制石油分餾煉制液化石油氣溶劑油汽油航空煤油煤油柴油潤(rùn)滑油石蠟瀝青石油的用途工業(yè)的血液石油(工業(yè)的血液)性質(zhì)組成元素形成綜合利用用途粘稠狀液體主要含碳?xì)湓?，還有少量氧硫氮等元素古代動(dòng)植物的遺骸被層層泥沙掩埋，經(jīng)長(zhǎng)期復(fù)雜的變化而形成。石油加熱煉制溶劑油（油脂、橡膠、油漆的溶劑）汽油（汽車燃料）航空煤油（飛機(jī)燃料）煤油（燃料、工業(yè)洗滌劑）柴油（拖拉機(jī)重型汽車軍艦輪船坦克燃料）潤(rùn)滑油（機(jī)械用）石蠟、瀝青（物理變化）重要的能源、重要的化工原料化學(xué)與科技甲烷的燃燒（1）成分：天然氣的主要成分是甲烷（CH4)（俗稱沼氣）。2、天然氣（2）甲烷的物理性質(zhì)無色、無味的氣體密度比空氣小極難溶于水池塘里的沼氣沼氣中常含有甲烷，甲烷還存在于煤礦的坑道中。點(diǎn)燃現(xiàn)象倒入澄清石灰水現(xiàn)象化學(xué)方程式發(fā)出淺藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁有水滴生成澄清石灰水變渾濁CH4+2O2==CO2+2H2O點(diǎn)燃點(diǎn)燃甲烷的現(xiàn)象：CH4該實(shí)驗(yàn)說明甲烷含什么元素？碳、氫實(shí)驗(yàn)7-4現(xiàn)象結(jié)論和化學(xué)方程式甲烷燃燒，產(chǎn)生明亮的藍(lán)色火焰。燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn)。有水生成，甲烷中含有氫元素。澄清石灰水變渾濁。有二氧化碳生成，甲烷中含有碳元素。討論：1.點(diǎn)燃前為什么要先檢驗(yàn)甲烷的純度？2.煤礦的礦井里常有甲烷逸出，由此你想到了什么？應(yīng)貼怎樣的安全標(biāo)志？防止混有空氣而引起爆炸注意通風(fēng)，嚴(yán)禁煙火和杜絕一切可能產(chǎn)生火花的因素CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O點(diǎn)燃可燃性CH4+2O2====CO2+2H2O(1)、點(diǎn)燃甲烷前，要先

。(2)、寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式：

。

(3)、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證甲烷燃燒的產(chǎn)物。驗(yàn)純CH4+2O2====CO2+2H2O①、點(diǎn)燃后，用一個(gè)干冷的小燒杯罩在火焰上方，如果燒杯壁有小水珠產(chǎn)生，則證明有水生成；②、迅速倒轉(zhuǎn)燒杯，到進(jìn)澄清石灰水，震蕩，如果石灰水變渾濁，則證明有二氧化碳生成。點(diǎn)燃練習(xí)使用天然氣的公共汽車把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發(fā)酵，就可產(chǎn)生甲烷。在我國(guó)農(nóng)村利用沼氣，不僅可以解決生活用燃料問題；還能綜合治理環(huán)境衛(wèi)生問題。沼氣的制取和利用302004年我國(guó)化石燃料儲(chǔ)量及年產(chǎn)量探明儲(chǔ)量年產(chǎn)量開采年限石油23億噸1.74億噸天然氣22300億立方米408億立方米煤1145億噸9.9億噸13年55年116年化石燃料是不可再生能源！需要幾百萬年才能形成。燃料燃燒不充分時(shí)，不僅使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量減少，浪費(fèi)資源，而且還會(huì)產(chǎn)生大量的CO等物質(zhì)，污染大氣。（1）如何做到使燃料充分燃燒呢？（2）充分燃燒的優(yōu)點(diǎn)有哪些？（3）不充分燃燒的缺點(diǎn)有哪些？2、燃料充分燃燒的條件①燃燒時(shí)要有足夠多的空氣（或氧氣）；②燃料要與空氣要有足夠大的接觸面積。燃料充分燃燒，能節(jié)約能源、減少環(huán)境污染1、煉鋼爐煉鋼時(shí)為什么要不停地鼓入空氣？2、在篝火燃燒時(shí)，木柴為什么不平放在地上，卻要架空？3、這兩種做法對(duì)燃料而言有什么好處？對(duì)環(huán)境來說又什么幫助？討論提供充足的空氣使木柴與空氣有足夠的接觸面，充分燃燒使燃料充分燃燒，減少環(huán)境污染33可燃冰

----甲烷水合物可燃冰燃燒圖可燃冰的學(xué)名為“天然氣水合物”，是天然氣在0℃和30個(gè)大氣壓的作用下結(jié)晶而成的“冰塊”?！氨鶋K”里甲烷占80%

99.9%，可直接點(diǎn)燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)?，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。西方學(xué)者稱其為“21世紀(jì)能源”或“未來能源”。

可燃冰燃料燃燒對(duì)空氣的影響使用和開發(fā)新的燃料及能源氫能太陽(yáng)能風(fēng)能

核能、地?zé)崮?、潮汐能……煤的燃燒汽車用燃料的燃燒煤燃燒時(shí)會(huì)排放出二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）等污染物。這些氣體溶于雨水，會(huì)形成酸雨。直接燃煤及其缺陷三、使用燃料對(duì)環(huán)境的影響1、煤的燃燒思考1：煤中含哪些元素？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)？煤燃燒時(shí)生成等污染物，這些污染物反應(yīng)后溶于雨水形成酸雨。酸雨的形成過程SO2和NO2演示實(shí)驗(yàn)：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)象分析飲料瓶變扁溶液變成紅色SO2溶解于水SO2與水反應(yīng)生成一種酸性物質(zhì)加入的物質(zhì)現(xiàn)象水SO2加水植物葉子鎂條或鋅粒大理石或石灰石葉子枯黃無變化表面有氣泡,鎂條逐漸溶解表面有氣泡大理石逐漸溶解酸雨危害的模擬實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與探究：變化緩慢農(nóng)業(yè)森林橋梁文物人體健康討論：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？魚類大量死亡酸雨損害人體健康酸雨的危害：影響作物生長(zhǎng)、腐蝕金屬材料、破壞大理石建筑、影響人體健康、污染水源等2、汽車用燃料的燃燒：1、尾氣：2、改進(jìn)措施：汽車尾氣污染物：

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

減少汽車尾氣對(duì)空氣污染的措施有：

(1)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式，以使汽油能充分燃燒。(2)使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。(3)使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。(4)使用壓縮天然氣[CNG]或液化石油氣[LPG]作燃料。

歸納總結(jié)：煤和石油等化石燃料燃燒造成對(duì)空氣的污染，主要有以下幾方面原因？3、未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤剂！m粒等排放到空氣中。1、燃料中一些雜質(zhì)（S、N等）燃燒時(shí)，產(chǎn)生空氣污染物（SO2、NOX）；2、燃料燃燒不充分，產(chǎn)生CO;思考：減少燃料燃燒對(duì)空氣的污染可采取哪些措施？1、減少煤中的含硫量(使用脫硫煤）。2、工廠廢氣凈化后再排放。3、汽車尾氣凈化處理。4、開發(fā)新的清潔燃料及能源5、加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)。怎樣解決世界“能源危機(jī)”讓空氣清新起來開發(fā)新能源利用新能源四、能源的利用和開發(fā)乙醇酒精俗稱高粱、玉米和薯類等經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾可得乙醇C2H5OHC2H5OH+3O2==2CO2+3H2O點(diǎn)燃用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料制備：用途：優(yōu)點(diǎn)：“綠色”能源可再生、環(huán)保車用乙醇密度比水小,能與水互溶.易揮發(fā)、可燃,燃燒時(shí)放出大量的熱.1、使用和開發(fā)新的燃料及能源氫氣化學(xué)式燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式特點(diǎn)來源H2（最清潔的原料）

2H2+O2===2H2O點(diǎn)燃?xì)錃饪捎伤纸庵频?，目前制取成本高，貯存困難，作為燃料暫不能廣泛使用，但終將成為主要能源之一

氫氣本身無毒、極易燃燒、放熱量大、燃燒產(chǎn)物是水(1)氫氣的物理性質(zhì)(2)化學(xué)性質(zhì)可燃性點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)純度

2H2+O22H2O點(diǎn)燃無色無味的氣體,密度比空氣小,難溶于水.(3)氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法藥品:鋅和稀硫酸(或稀鹽酸)原理:Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑發(fā)生裝置(和制二氧化碳相同)收集裝置排水法收集氫氣向下排空氣法收集氫氣氫氣的用途制鹽酸高能燃料合成氨風(fēng)能氫能源潮汐能生物能太陽(yáng)能地?zé)崮芎四苄履茉?、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，減少環(huán)境污染。利用不同形式的能量發(fā)電示意圖老師拿出無標(biāo)簽的兩瓶試劑，分別是固體和液體，他將固體放在氣球中,液體放入試管中，然后將兩種試劑混合立即產(chǎn)生一種無色氣體,氣球膨脹。請(qǐng)同學(xué)探討：此氣體是什么物質(zhì)？固體液體氣體123我們學(xué)過的氣體有H2N2CO2COCH4其中1.能燃燒的,

2.點(diǎn)燃前必須驗(yàn)純的,

3.支持燃燒的,

4.能滅火的,

5.有毒的,

6.不宜用排水法收集的,

7.密度比空氣大的,

8.具有還原性的,

9.通入石蕊試液能使石蕊試液變紅的.H2COCH4H2COCH4

O2

CO2COCO2CO2

COH2CO21、一些燃料的燃燒對(duì)環(huán)境有不良影響,應(yīng)選擇使用不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境環(huán)境污染小的燃料.2、在化石燃料中,天然氣是比較清潔的燃料.3、使用和開發(fā)化石燃料以外的清潔燃料,綜合利用資源和開發(fā)新能源具有重要意義.學(xué)完本課題你應(yīng)該知道一、選擇題1.農(nóng)作物收割后留下大量秸桿，下列有關(guān)秸桿的處理方法錯(cuò)誤的是（）A.做飼料

B.造紙

C.制沼氣

D.就地焚燒2.從人類生存的環(huán)境考慮，未來用于汽車的理想燃料是（）A.氫氣

B.天然氣

C.煤

D.石油3.提供能量巨大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、分布地域廣闊、獲取利用方便、使用安全高效，且對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生負(fù)面影響的新能源是（）A.核能

B.太陽(yáng)能

C.氫能

D.地?zé)崮埽垭S堂練習(xí)］DAB4.要節(jié)約現(xiàn)有能源，還要研究開發(fā)新能源。新能源是指（）①氫能

②太陽(yáng)能

③風(fēng)能

④水能

⑤地?zé)崮?/p>

⑥潮汐能

⑦電能A.①②④⑦

B.①②③⑤

C.③④⑤⑥

D.①②③⑤⑥

5.“西氣東輸”是開發(fā)大西北的一項(xiàng)重大工程，輸送的是當(dāng)今世界上最重要的一種氣體化石燃料，該氣體的主要成分是（）A.CO

B.H2

C.O2

D.CH4D

D

6.下列敘述不正確的是（）A.煤和石油大量的直接燃燒會(huì)造成空氣嚴(yán)重污染B.化石燃料蘊(yùn)藏量是有