課題2 燃料的合理利用與開發(fā)(新課件)

課題二：燃料的合理利用與開發(fā)（第一課時(shí)）一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時(shí)，還伴隨著能量的變化，而能量的變化通常表現(xiàn)熱量的變化。

C+O2CO2點(diǎn)燃（放熱反應(yīng)）CO2+C===2CO高溫（吸熱反應(yīng)）目前，人類通過化學(xué)反應(yīng)獲得的能量，大多來自于化石燃料，由于資源有限，因此要控制燃燒反應(yīng)，提高燃料的利用率。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?。因?yàn)樗鼈兌际怯晒糯锏倪z骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化而形成的?；剂鲜遣豢稍偕茉??；剂?、煤的形成及其組成的主要元素是什么？煤是由古代植物遺體埋在地層下，并在地殼中經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的變化而形成的。煤和石油其主要成分是碳元素，還含有少量H、N、S、O等元素及無機(jī)礦物。煤是復(fù)雜的混合物焦炭——冶金工業(yè)重要原料煤焦油——化工原料煤氣——燃料煤干餾煤氣的主要成分為：氫氣H2甲烷CH4一氧化碳CO其他氣體煤的綜合利用石油是由古代動(dòng)植物遺體在地殼中經(jīng)過非常復(fù)雜的變化而形成的一種粘稠狀液體。2、石油的形成及其組成的主要元素是什么？主要成分碳和氫兩種元素，含有少量S、O、N等，也是混合物。給石油加熱，組成石油的各物質(zhì)的沸點(diǎn)不同，它們就會(huì)被先后蒸餾出來而得到分離。以石油為原料所制成的部分產(chǎn)品城鎮(zhèn)的許多家庭做飯使用罐裝“煤氣”，是液化石油氣，這是石油化工產(chǎn)品。液化石油氣是經(jīng)過加壓后壓縮到鋼瓶中的，瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)是大氣的7-8倍。１．石油可直接用作燃料嗎？石油產(chǎn)品中有哪些是常用的燃料？２．煤氣泄漏會(huì)造成什么危害？石油罐裝液化石油氣在安全上應(yīng)注意什么？討論天然氣天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)化合物，其中主要的是甲烷（CH4)。1、甲烷的物理性質(zhì)①通常狀況下無色、無氣味氣體②難溶于水③比空氣輕2、甲烷的化學(xué)性質(zhì)[演示實(shí)驗(yàn)7-4]點(diǎn)燃純凈的甲烷氣體，觀察火焰的顏色可燃性注意：在點(diǎn)燃甲烷前也要檢驗(yàn)純度甲烷的爆炸極限為：5-15%之間。（明亮并呈藍(lán)色）CH4+2O2===CO2+2H2O點(diǎn)燃甲烷是最重要的礦物燃料，我國(guó)是最早利用天然氣的國(guó)家。在明朝就有記載。化石燃料要經(jīng)過數(shù)百萬年才能形成，是不可再的生能源，人類目前大量開采，將使化石燃料最終被耗盡。因此人類應(yīng)該考慮如何合理利用化石燃料。問題：化石燃料是不是取之不盡的？現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能量的需求量越來越大，化學(xué)反應(yīng)提供的能量己不能滿足人類的需求。目前，人們正在利用和開發(fā)其他新能源，如太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮芎统毕艿取＿@些能源的利用，不但可以部分解決化石能源面臨耗盡的問題，還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。太陽(yáng)能風(fēng)能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1立方米這種可燃冰燃燒，相當(dāng)于164立方米的天然氣燃燒所產(chǎn)生的熱值。據(jù)粗略估算，在地殼淺部，可燃冰儲(chǔ)層中所含的有機(jī)碳總量，大約是全球石油、天然氣和煤等化石燃料含碳量的兩倍，海底可燃冰的儲(chǔ)量夠人類使用1000年。據(jù)專家估計(jì)，全世界石油總儲(chǔ)量在2700億噸到6500億噸之間。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油資源將消耗殆盡。可燃冰的發(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機(jī)的人類看到新希望。然而要從海底將這些東西發(fā)掘出來，卻并非易事?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這種礦藏哪怕受到最小的破壞，甚至是自然的破壞，就足以導(dǎo)致甲烷氣的大量散失，從而使大氣中的溫室氣體含量急劇增加，它所產(chǎn)生的后果將是不堪設(shè)想的。世紀(jì)之交，在一座新能源的寶庫(kù)面前，人們不得不審慎從事——誰能肯定它不是潘朵拉的盒子？萬一打開了就關(guān)不上了呢？

三、使用燃料對(duì)環(huán)境的影響第二課時(shí)來自山西臨汾的照片來自山西臨汾的照片一、燃料燃燒對(duì)空氣的影響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)？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？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、人體健康2、汽車用燃料的燃燒：1、尾氣：2、改進(jìn)措施：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?、塵粒等排放到空氣中。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;怎樣解決世界“能源危機(jī)”讓空氣清新起來開發(fā)新能源利用新能源二、使用和開發(fā)新的燃料及能源1、乙醇和氫氣是兩種清潔能源，其中氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料。乙醇(酒精)

化學(xué)式燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式特點(diǎn)來源C2H5OH

C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O點(diǎn)燃燃燒產(chǎn)物基本上不污染環(huán)境，可做酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料。高粱、玉米和薯類等經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾可得乙醇，屬于可再生能源

二、使用和開發(fā)新的燃料及能源1、乙醇和氫氣是兩種清潔能源，其中氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料。乙醇(酒精)

化學(xué)式燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式特點(diǎn)來源C2H5OH

C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O點(diǎn)燃燃燒產(chǎn)物基本上不污染環(huán)境，可做酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料。高粱、玉米和薯類等經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾可得乙醇，屬于可再生能源

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)錃獗旧頍o毒、極易燃燒、放熱量大、燃燒產(chǎn)物是水氫氣可由水分解制得，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

氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法：鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣風(fēng)能氫能源潮汐能生物能太陽(yáng)能地?zé)崮芎四苄履茉?/p>

核燃料蘊(yùn)藏有如此巨大的能量，所以越來越受到人們的重視能量釋放2500噸煤燃燒1千克鈾235

裂化核能優(yōu)點(diǎn)：污染小，儲(chǔ)藏大，成本低，特別是釋放能量大

利用氫燃燒時(shí)放出的熱量作為能源：

2H□+O□─→2H□O+115.6kcal氫的燃燒熱大約是汽油燃燒熱的倍3反應(yīng)產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境沒有污染，所以人們把氫稱作干凈能源目前液氫已用作火箭燃料（見彩圖以液氫為燃料的航天飛機(jī)運(yùn)載火箭）;液氫、液氨或儲(chǔ)氫合金貯存的氫氣已用作汽車燃料(見彩圖以液氨為燃料的氫能源汽車)氫能源地球接收的太陽(yáng)能（一年）74萬億噸煤燃燒能量特點(diǎn)：極為豐富，又是清潔的、可再生的能源各國(guó)都在研究利用太陽(yáng)熱的問題！太陽(yáng)能

用于風(fēng)帆助航、風(fēng)力提水、農(nóng)副產(chǎn)品加工、風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力致熱等風(fēng)能是一種流動(dòng)空氣產(chǎn)生的動(dòng)能全球風(fēng)能

被利用1%人類對(duì)能源的全部要求利用為牧區(qū)、海島、哨所、高山氣象站及偏遠(yuǎn)地區(qū)提供生活、生產(chǎn)用電風(fēng)能揮發(fā)成分含量高，易于著火燃燒，但體積松散，能量密度低太陽(yáng)能通過光合作用以生物的形態(tài)儲(chǔ)存的能量林產(chǎn)品下腳料、薪柴、秸稈、人畜糞便、水生作物、沼氣和城市生活、生產(chǎn)中的廢棄物等研究方向:

定義：種類：特點(diǎn)：（1）轉(zhuǎn)換成氣體燃料和液體燃料（2）改進(jìn)燃燒裝置，提高燃燒熱效率生物能地?zé)崮埽旱厍騼?nèi)部包含的熱能，火山爆發(fā)、地震和溫泉都是地?zé)崮艿谋憩F(xiàn)形式。地球內(nèi)部放出（一小時(shí)）熱量6000噸優(yōu)質(zhì)煤燃燒一般用于溫室、育秧、育種、養(yǎng)魚（見彩圖利用地?zé)狃B(yǎng)魚）并將地下天然蒸汽和熱水用于生產(chǎn)和生活。地?zé)崮?/p>

潮汐能：

由潮汐漲落所產(chǎn)生的位能和動(dòng)能稱為潮汐能主要用作水磨、水車、農(nóng)副產(chǎn)品機(jī)械的動(dòng)力和發(fā)電用途：潮汐能2、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)崮堋⒊毕艿?。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)電示意圖太陽(yáng)能電池一、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?.3隨堂練習(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)藏量是有限的

C.我國(guó)的煤和石油資源很豐富，不需要大力開發(fā)新能源

D.我國(guó)的煤和石油資源有限，必須合理開發(fā)，綜合利用

7.下列各組物質(zhì)分別在空氣中充分燃燒，產(chǎn)物完全相同的是（）

A.H2

和CO

B.CH4和COC.C2H5OH和CH4

D.H2和CCC8.下列關(guān)于酸雨的說法中，錯(cuò)誤的是（）

A.酸雨會(huì)改變物質(zhì)的密度