【化學(xué)】第七單元課題2化石能源的合理利用-2024-2025學(xué)年九年級(jí)化學(xué)人教版（2024）上冊

第七單元能源的合理利用與開發(fā)課題2化石能源的合理利用能源是人類活動(dòng)的基礎(chǔ)能源發(fā)展與人類文明進(jìn)步原始社會(huì)草木燃料農(nóng)耕時(shí)代自然動(dòng)力工業(yè)時(shí)代化石燃料調(diào)查與研究1.請調(diào)查家中目前使用的燃料，及使用燃料的爐具、灶具情況。柴火灶煤爐液化氣灶及液化氣罐柴草煤液化石油氣天然氣調(diào)查與研究2.按照燃料的狀態(tài)、形成、是否可再生、是否清潔對家用燃料進(jìn)行分類，并從環(huán)保、熱值等分析家用燃料的變遷原因。狀態(tài)形成是否可再生是否清潔柴草固體一年或多年能再生較清潔煤固體幾十萬年幾百萬年不能再生不清潔液化氣氣體由幾十萬年幾百萬年形成的石油加工而成不能再生不清潔天然氣氣體幾十萬年幾百萬年不能再生清潔化石能源也被稱為化石燃料煤石油（原油）天然氣煤、石油和天然氣等化石能源是由古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化形成的，是

。不可再生能源一、化石能源的利用yi一1.煤和石油煤燃燒煤是復(fù)雜的混合物，主要含有碳元素，此外還含有氫、氧、氮、硫等元素。+熱量煤的綜合利用通過將煤隔絕空氣加熱熱分解或煤與其他物質(zhì)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，由此得到許多有用的物質(zhì)，如焦炭、煤焦油、煤氣等。煤氣是由一氧化碳、氫氣和甲烷等組成的混合氣體，可用作居民生活燃?xì)夂突ぴ?。煤的綜合利用是什么變化？煤的綜合利用是化學(xué)變化石油主要含有碳和氫兩元素。原油石油的綜合利用將石油加熱并使用催化劑煉制，再利用各成分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離，可得到多種燃料和化工原料，使石油得到綜合利用。液化石油氣易燃易爆，其鋼瓶內(nèi)壓強(qiáng)較大，使用時(shí)要注意安全。石油的綜合利用的部分產(chǎn)品2.天然氣大慶石油渤海油田天然氣主要含有由碳和氫組成的氣態(tài)碳?xì)浠衔?，其中主要成分是甲烷（CH4）利用天然氣熬制井鹽我國是世界上最早利用天然氣的國家。明代宋應(yīng)星所著的《天工開物》記載了無果古代勞動(dòng)人民利用天然氣熬制井鹽。【實(shí)驗(yàn)7-2】（1）點(diǎn)燃甲烷，在火焰的上方罩一個(gè)干燥的燒杯，觀察現(xiàn)象。點(diǎn)燃甲烷前，要先檢驗(yàn)甲烷的純度。（2）迅速把燒杯倒過來，向燒杯內(nèi)注入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現(xiàn)象。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證甲烷中含有氫、氧兩種元素？【實(shí)驗(yàn)7-2】實(shí)驗(yàn)編號(hào)現(xiàn)象化學(xué)方程式（1）甲烷燃燒，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)無色液滴（2）燒杯中的澄清石灰水變渾濁甲烷燃燒及其產(chǎn)物的檢驗(yàn)沼氣可燃冰沼氣的主要成分是甲烷。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，就會(huì)產(chǎn)生沼氣，可用作燃料?？扇急窃诟邏汉偷蜏貤l件下形成的，主要成分是甲烷水合物，具有熱值高、儲(chǔ)量大等優(yōu)點(diǎn)，有望成為未來新能源。204060煤石油天然氣思考與討論后將可能沒有可開采的煤、石油和天然氣。在右圖中表示你的估算結(jié)果，并談?wù)勀銓茉词褂门c開發(fā)的看法。如果按下表所示的化石能源儲(chǔ)量和年產(chǎn)量，估算大約多少年化石能源儲(chǔ)量年產(chǎn)量煤2079億噸41.3億噸石油36.89億噸1.99億噸天然氣63393億m32075.8億m3化石能源可能得開采年限50.3318.5430.531.下列關(guān)于化石能源的敘述中，不正確的是(）A.煤可用于發(fā)電B.石油煉制可得到多種產(chǎn)品C.天然氣的主要成分是甲烷D.化石能源只能通過燃燒加以利用4.秸稈等生物質(zhì)可用于生產(chǎn)乙醇等生物質(zhì)能源。下表給出了乙醇、石油燃燒時(shí)釋放的能量和二氧化碳的數(shù)據(jù)。請結(jié)合以上數(shù)據(jù)，分析這兩種能源各自的優(yōu)勢：

能源釋放的能量/（kJ.g-1)釋放的二氧化碳/（mg.kJ-1)乙醇29.764石油43.773二、降低化石能源的利用對環(huán)境的影響數(shù)據(jù)來源：電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院《中國能源發(fā)展報(bào)告2023》2022年我國各項(xiàng)能源一次消費(fèi)結(jié)構(gòu)占比我國能源現(xiàn)狀利：改善生活弊：環(huán)境問題如何降低化石能源的利用對環(huán)境的影響日益引起人類的重視?；顒?dòng)一：化石能源燃燒對空氣造成的污染、對氣候的影響想一想：結(jié)合可燃物組成分析，燃料在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)元素發(fā)生了怎樣的變化？燃料種類組成木柴C、H、O等煤C、H、O、S、N等液化石油氣C、H等天然氣C、H等可燃物＋氧氣溫度達(dá)到著火點(diǎn)生成物＋能量含有元素S＋O2NHOCO2COSO2NO2H2OC氣候變暖大氣污染物酸雨煤、汽油、柴油燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化硫、氮的氧化物，這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水，形成酸雨（pH＜5.6）酸雨的危害①酸雨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃料燃燒汽車使用的汽油或柴油燃燒時(shí)產(chǎn)生的

等，會(huì)隨尾氣直接排放到空氣中，造成污染;大量化石能源燃燒釋放的二氧化碳會(huì)引起溫室效應(yīng)加劇，導(dǎo)致全球變暖;等等。一氧化碳、未燃燒的碳?xì)浠衔?、氮的氧化物和煙塵②.汽車尾氣活動(dòng)二、調(diào)控燃燒反應(yīng)減少對環(huán)境的負(fù)面影響想一想：如何減少空氣污染物CO的產(chǎn)生？煤改氣提供充足O2煤塊煤球蜂窩煤增大接觸面想一想：如何減少空氣污染物SO2的產(chǎn)生？加入固硫劑制成型煤使用脫硫煤煙氣脫硫煤改氣煤改電煤改氣煤改電截至2024年6月，西氣東輸管道系統(tǒng)累計(jì)向長三角地區(qū)輸送天然氣突破5000億立方米，折合替代標(biāo)煤6.45億噸，可減少排放二氧化硫1272萬噸、二氧化碳7.31億噸和粉塵3.62億噸。完善調(diào)控燃燒反應(yīng)模型可燃物＋氧氣溫度達(dá)到著火點(diǎn)生成物＋能量去除或減少污染元素降低碳含量替換其他能源將污染物轉(zhuǎn)化后排放獲得理想產(chǎn)物增大接觸面積提供足量氧氣使燃燒更充分調(diào)控反應(yīng)速率活動(dòng)三、應(yīng)用調(diào)控燃燒反應(yīng)模型解決實(shí)際問題想一想：如何減少汽車尾氣的污染？發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料充分燃燒高壓燃油嘴（噴射霧狀燃油）汽車渦輪增壓器，提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣能力噴油嘴暢通霧化表現(xiàn)改進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式汽車尾氣凈化裝置三元催化器催化劑＋＋使用催化凈化裝置，加大尾氣檢測力度推廣使用電動(dòng)汽車北京冬奧會(huì)使用的氫燃料客車我國研制的氫能源市域列車隨著能源消耗量的增長，化石能源對環(huán)境的影響越發(fā)突出。同時(shí)，人類巨大的能源需求也使化石能源面臨枯竭的危險(xiǎn)。因此，開發(fā)和利用新能源已成為人類的迫切需求，熱值高零排放無污染氫氣是清潔的高能燃料2024年5月3日，長征五號(hào)遙八運(yùn)載火箭成功發(fā)射嫦娥六號(hào)探測器。我國研制的大推力氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)長征五號(hào)采用液氧液氫低溫推進(jìn)劑排水法收集氫氣向上排空氣法收集氫氣實(shí)驗(yàn)室制取氫氣工業(yè)上一般通過電解水或以化石能源為原料制取氫氣。目前，由于氫氣大量制取和儲(chǔ)運(yùn)成本較高，氫氣在生產(chǎn)和生活中還未能廣泛應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，氫能源的開發(fā)和利用已取得很大進(jìn)展，氫氣將來可能成為主要的能源之一。我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化趨勢能源正在向清潔低碳方向轉(zhuǎn)變我國能源的未來太陽能風(fēng)能地?zé)崮艹毕芎四苌镔|(zhì)能開發(fā)和利用其他能源我國已建成世界最大規(guī)模的清潔發(fā)電體系可再生能源規(guī)模化利用創(chuàng)新技術(shù)——可再生能源制氫將不穩(wěn)定的可再生能源轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的氫能進(jìn)行利用，解決可再生能源間歇性強(qiáng)、波動(dòng)性快的難題。光伏電解水制氫風(fēng)電制氫核能制氫可再生能源規(guī)?；脛?chuàng)新技術(shù)——儲(chǔ)能壓縮空氣儲(chǔ)能電化學(xué)儲(chǔ)能未來能源將向著多元化、低碳化、智能化、多極化發(fā)展可再生能源逐步成為能源結(jié)構(gòu)主體，化石能源作為輔助2.從環(huán)境保護(hù)的角度考慮，下列燃