【化学】课题2 燃料的合理利用和开发

课题2： 燃料的合理利用和开发教学目的：知识与技能：1、知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要的作用；同时，了解化石燃料的不可再生性，认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。2、了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。3、知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。过程与方法： 创设情境探究实验得出结论联系实际拓展视野。情感态度与价值观： 通过对化石燃料的形成、使用年限、对人类所起的重要作用的了解，使学生认识到合理开发的重要性，培养节约利用资源的意识。教学重点： 1了解化石燃料的形成过程和不可再生性。 2认识化石燃料对人类所起的重要作用。 3了解化学反应中的能量变化。4知道石油炼制的几种主要产品及用途。教学难点： 1培养学生独立思考、加工信息的能力。 2拓展性课题“煤和石油的综合利用”。教具准备： 教师用具：(1)投影仪，冷而干燥的烧杯，试管，小烧杯，玻璃片； (2)CH4气体，镁条，盐酸，氢氧化钡晶体，氯化铵晶体。课时安排： 2课时教学过程第一课时一.化学反应中的能量变化实验7-3 .在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入2 mL水，观察现象，并用手触摸试管外壁。现 象生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，放热。手的感觉热或烫手。分 析生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，并放出热量，说明这是一个 放热反应。结论：化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。而能量的变化通常表现为热量的变化。其中，放出热量的为放热反应，吸收热量的为吸热反应。化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化放热反应1.所有的燃烧。 2.金属和酸的反应吸热反应C+CO22CO CaCO3CaO+CO2 2H2O2H2+O2利用化学反应放出热量的实例生活燃料的使用：做饭、取暖等；还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭；开山炸石和拆除危旧建筑；等等二.化石燃料的利用生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气，我们常称它们为化石燃料。它们是不可再生能源。（一）.煤和石油 （阅读课本138139页，思考下列问题）1、煤是纯净物还是混合物？主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？2、煤完全燃烧的产物有哪些？3、如何将煤综合利用？将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦油、煤气等。（煤干馏化学变化后的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。）4、煤气的主要成分有哪些？氢气H2 甲烷CH4 一氧化碳CO 其他气体石油-工业的血液：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。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。讨论：石油可直接用做燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？不可以，因为石油是混合物，里面有很多的杂质,导致石油的易燃度减低而且直接燃烧石油会产生很多的废气,污染环境如果把石油的原油提炼后会分解出多种产物如:汽油，煤油沥青，柴油等,可以充分利用。石油蒸馏：根据各成分的沸点不同进行分离。（物理变化）（二）.天然气天然气的成分？为混合物，主要成分为甲烷气体。甲烷是一种无色密度比空气小的气体。极难溶于水。在有石油的地方，一般都有天然气的存在。天然气的主要成分是甲烷（CH4)（俗称沼气）。实验7-4观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷（点燃前，要先检验甲烷的纯度），在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯上的现象。迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清的石灰水，振荡，观察现象。现象火焰明亮且呈蓝色，放热；烧杯内壁上有水珠澄清的石灰水变浑浊CH4 + 2O22H2O+ CO2CO2+Ca(OH)2=H2O+CaCO3这个实验说明甲烷中肯定含有氢元素、碳元素.（1）甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）（2）甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。讨论人工能制取沼气吗？把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。在我国农村利用沼气，不仅可以解决生活用燃料问题；还能综合治理环境卫生问题。探究：如何鉴别H2、CO、CH4这三种气体？（三）、合理利用和开发化石能源1、化石燃料形成的时间非常长，储量有限。化石燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。我国2004年化石能源探明储量、年产量及开采年限 探 明 储 量 年 产 量开采年限 石 油 23亿吨 1.74亿吨 约13年天然气2.23x104亿立方米 408亿立方米 约55年 煤 1145亿吨 9.9亿吨 约116年2、燃料不充分燃烧的危害：燃料燃烧不充分时，产生黑烟，并生成CO等物质，使燃料的利用率降低，浪费资源，且污染空气。3、使燃料充分燃烧通常需要考虑两点： 1.燃烧时要有足够多的空气 2.燃料要与空气要有足够大的接触面讨论：工业上有时使用煤等固体燃料，为了使燃料与空气有足够的接触面，你认为应将固体燃料进行怎样的处理？加工成小块、打成粉末、做成蜂窝多孔形状4、可燃冰的学名为“天然气水合物”，化学式为CH4.xH2O是天然气在0和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。但是可燃冰埋藏于海底的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。所以还需要解决技术上的问题。第二课时2、汽车用燃料的燃烧 尾气中的主要污染物有CO，末燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘3、减少汽车气对空气的污染可采取的措施:（1）使用催化净化装置（2）使用无铅汽油禁止含铅物质的排放（3）改进发动机的燃烧方式,使汽油能充分燃料（4）改用压缩天然气（CNG）或液化石油气（LPG） （5）在汽油中加入乙醇（混合物）既节省汽油，又减少污染。四、能源的利用和开发1.乙醇（化学式C2H5OH）俗称酒精。 物理性质: 有特殊气味，密度比水小 ,能与水互溶，易挥发 化学性质: 可燃性,燃烧时放出大量的热.C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O 优点：无污染 、热效率高、节省汽油、减少汽车尾气污染制取：高梁、玉米、薯类经过发酵，蒸馏可得酒精(可再生能源)2.氢气（H2）-最清洁的能源燃烧产物是水，不空气，被认为是理想的清洁、高能(液氢完全燃烧放出的热量约为等质量甲烷的2倍多，同质量汽油的3倍多)燃料氢气的实验室制法：常用锌和稀硫酸反应制取氢气 化学方程式是: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2氢气作能源的三大优点：无污染；发热量高；来源广，可再生氢气作能源的局限：制取成本高，贮存困难3.人们正在开发利用的能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等课后练习题1、为了减少酸雨的产生有下列措施：（）少用煤作燃料；（）把工厂的烟囱建高；（）在酸化的土壤中加石灰（）燃料脱硫（）开发新能源，其中有效的措施是 （ ）、（）（）（） 、（）（）（）、（）（）（） 、（）（）（）2、氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再利用激光使海水分解得到氢气的新技术其中海水分解可以用化学方程式表示为2=2 +2 下列说法不正确的是 （ ）、TiO2在反应中作氧化剂 、水分解不产生污染物、TiO2在反应中作催化剂 、该技术可以将太阳能转化为氢能3、下列各变化过程中，不会释放出一氧化碳的是 （ ）A绿色植物的光合作用 B石油 C汽车排放的废气 D煤气的泄漏4、近年来，部分大中城市的公交车使用压缩天然气（CNG）代替汽油燃料，这样做的好处是（ ） A减少了污染，空气更清新 B汽车行驶速度更快C运输成本更低 D汽车发动机的使用寿命更长5、国家决定推广使用乙醇汽油，所谓乙醇汽油就是在汽油中放入适量的乙醇混合而成的一种燃料。下列叙述错误的是（ ） A乙醇汽油是一种新型化合物 B由石油可以制得汽油 C使用乙醇汽油会减少SO2、NOX等有害气体的排放 D用玉米、高粱的籽粒经发醇可制得乙醇，乙醇是绿色能源6、人们在工作、生活中，为了防止事故，常采用一些安全措施，下列措施安全的是（ ）A发生煤气泄漏，立即关闭阀门，打开门窗通风 B掏空沼气池前进灯火实验C点燃木条检查液化石油气是否泄漏 D到小煤窑里挖煤用火把照明7、有关环境问题的认识中错误的是（ ） A机动车尾气的排放会污染大气 B大量燃烧化石燃料会导致“温室效应”C植树造林有利于遏制沙尘暴的发生 D大量使用含磷洗衣粉不会污染水源二、填空8、乙醇的组成元素有 三种，其化学式为 ，其中