燃料的合理利用与开发

燃料的合理利用与开发 一 化学反应中的能量变化 化学反应中一般都伴有能量的变化 氧化钙粉碎为粉末状 试管外壁发热 氧化钙与水反应中有能量变化 探究 实验 氧化钙与水反应 石灰吟明 于谦千锤万凿出深山 烈火焚烧若等闲 粉骨碎身浑不怕 要留清白在人间 物理变化 CaO H2O Ca OH 2 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2O 这个实验说明了什么问题呢 化学反应中都伴随有能量的变化 而能量的变化通常表现为热量的变化 有些化学反应中有热量放出 有的则从外界吸收热量 大多数化学反应 思考 利用化学反应产生的热量炼钢 根据生活知识 试举出一些利用化学反应放出热量的实例 利用炸药定向爆破拆除楼房 有人曾称煤是 工业的粮食 石油是 工业的血液 其实不仅工业 其他如农业 国防 交通运输 建筑 医疗卫生和人们的日常生活等都离不开煤 石油和天然气 化石燃料 天然气 石油 二 化石燃料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 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 化石燃料的形成 煤的形成 煤是混合物 主要含碳元素 还含有氢元素和少量氮 硫 氧元素 燃烧产物为CO2 NO2 SO2等 石油也是混合物 主要含碳 氢元素 少量氮 硫元素 分馏产物燃烧产物为CO2 NO2 SO2等 天然气的主要组成元素是碳 氢元素 燃烧产物为CO2和H2O 组成元素和燃烧产物 石油和天然气的形成 1 煤和石油 煤的成分 煤怎样得到的充分利用 煤主要含有碳元素 还含有少量氢 硫 氧 氮等元素以及无机矿物质 是混合物 煤 隔绝空气 加热 固体 焦炭液体 煤焦油 含多种有机化合物 煤气 主要成分H2 CH4 CO等 气体燃料 这是物理还是化学变化呢 煤的用途 工业的粮食 石油1 石油的成分 2 石油怎样得到充分利用 石油主要含碳 氢两种元素 还有少量的氮 硫元素 为混合物 根据各成分的沸点不同进行分离 分析上述过程是物理变化还是化学变化 石油蒸馏是物理变化 石油的分馏炼制 石油分馏炼制 液化石油气 溶剂油 汽油 航空煤油 煤油 柴油 润滑油 石蜡 沥青 石油的用途 工业的血液 化学与科技 1 成分 天然气的主要成分是甲烷 CH4 俗称沼气 2 天然气 2 甲烷的物理性质 甲烷燃烧 产生明亮的蓝色火焰 烧杯内壁有水雾出现 有水生成 甲烷中含有氢元素 澄清石灰水变浑浊 有二氧化碳生成 甲烷中含有碳元素 讨论 1 点燃前为什么要先检验甲烷的纯度 2 煤矿的矿井里常有甲烷逸出 由此你想到了什么 应贴怎样的安全标志 防止混有空气而引起爆炸 注意通风 严禁烟火和杜绝一切可能产生火花的因素 CO2 Ca OH 2 CaCO3 H2O 点燃 可燃性CH4 2O2 CO2 2H2O 1 点燃甲烷前 要先 2 写出甲烷燃烧的化学方程式 3 请设计一个实验验证甲烷燃烧的产物 验纯 CH4 2O2 CO2 2H2O 点燃后 用一个干冷的小烧杯罩在火焰上方 如果烧杯壁有小水珠产生 则证明有水生成 迅速倒转烧杯 到进澄清石灰水 震荡 如果石灰水变浑浊 则证明有二氧化碳生成 点燃 练习 沼气的制取和利用 24 2009年我国化石燃料储量及年产量 14年 37 7年 106年 化石燃料是不可再生能源 需要几百万年才能形成 25 可燃冰 甲烷水合物 燃料燃烧不充分时 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 污染大气 1 如何做到使燃料充分燃烧呢 2 充分燃烧的优点有哪些 3 不充分燃烧的缺点有哪些 2 燃料充分燃烧的条件 燃烧时要有足够多的空气 或氧气 燃料要与空气要有足够大的接触面积 燃料充分燃烧 能节约能源 减少环境污染 1 炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气 2 在篝火燃烧时 木柴为什么不平放在地上 却要架空 3 这两种做法对燃料而言有什么好处 对环境来说又什么帮助 讨论 提供充足的空气 使木柴与空气有足够的接触面 充分燃烧 使燃料充分燃烧 减少环境污染 燃料燃烧对空气的影响 使用和开发新的燃料及能源 氢能 太阳能 风能 核能 地热能 潮汐能 煤的燃烧 汽车用燃料的燃烧 煤燃烧时会排放出二氧化硫 SO2 二氧化氮 NO2 等污染物 这些气体溶于雨水 会形成酸雨 直接燃煤及其缺陷 一 燃料燃烧对空气的影响 1 煤的燃烧 思考1 煤中含哪些元素 碳元素 硫元素 氮元素 CO有毒气体 CO2温室效应 SO2 NO2 酸雨 思考2 这些元素燃烧后生成哪些物质 农业 森林 桥梁 文物 人体健康 讨论 酸雨可能对环境造成什么样的破坏 应采取怎样的防止和保护措施 酸雨的危害 影响作物生长 腐蚀金属材料 破坏大理石建筑 影响人体健康 污染水源等 2 汽车用燃料的燃烧 1 尾气 2 改进措施 汽车尾气污染物 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有 1 改进发动机的燃烧方式 以使汽油能充分燃烧 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 归纳总结 煤和石油等化石燃料燃烧造成对空气的污染 主要有以下几方面原因 3 未燃烧的碳氢化合物及碳粒 尘粒等排放到空气中 1 燃料中一些杂质 S N等 燃烧时 产生空气污染物 SO2 NOX 2 燃料燃烧不充分 产生CO 思考 减少燃料燃烧对空气的污染可采取哪些措施 1 减少煤中的含硫量 使用脱硫煤 2 工厂废气净化后再排放 3 汽车尾气净化处理 4 开发新的清洁燃料及能源5 加强环境监测 怎样解决世界 能源危机 让空气清新起来 开发新能源 利用新能源 二 使用和开发新的燃料及能源 乙醇 酒精 俗称 高粱 玉米和薯类等经过发酵 蒸馏可得乙醇 C2H5OH 用作酒精灯 火锅 内燃机等的燃料 制备 用途 优点 绿色 能源 可再生 环保 车用乙醇 密度比水小 能与水互溶 易挥发 可燃 燃烧时放出大量的热 二 使用和开发新的燃料及能源 H2 最清洁的原料 氢气可由水分解制得 目前制取成本高 贮存困难 作为燃料暂不能广泛使用 但终将成为主要能源之一 氢气本身无毒 极易燃烧 放热量大 燃烧产物是水 1 氢气的物理性质 2 化学性质可燃性 点燃氢气前 一定要检验纯度 无色无味的气体 密度比空气小 难溶于水 3 氢气的实验室制法 药品 锌和稀硫酸 或稀盐酸 原理 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 Zn 2HCl ZnCl2 H2 发生装置 和制二氧化碳相同 收集装置 氢气的用途 制盐酸 高能燃料 合成氨 老师拿出无标签的两瓶试剂 分别是固体和液体 他将固体放在气球中 液体放入试管中 然后将两种试剂混合立即产生一种无色气体 气球膨胀 请同学探讨 此气体是什么物质 我们学过的气体有H2N2CO2COCH4其中1 能燃烧的 2 点燃前必须验纯的 3 支持燃烧的 4 能灭火的 5 有毒的 6 不宜用排水法收集的 7 密度比空气大的 8 具有还原性的 9 通入石蕊试液能使石蕊试液变红的 H2 CO CH4 O2 CO2 CO CO2 CO H2 CO2 风能 氢能源 潮汐能 生物能 太阳能 地热能 核能 新能源 2 开发新能源 实现人类可持续发展思想 新能源的种类 太阳能 核能 风能 地热能 潮汐能等 开发新能源的作用 解决化石能源枯竭 减少环境污染 利用不同形式的能量发电示意图 1 一些燃料的燃烧对环境有不良影响 应选择使用不污染环境或对环境环境污染小的燃料 2 在化石燃料中 天然气是比较清洁的燃料 3 使用和开发化石燃料以外的清洁燃料 综合利用资源和开发新能源具有重要意义 学完本课题你应该知道 一 选择题1 农作物收割后留下大量秸杆 下列有关秸杆的处理方法错误的是 A 做饲料B 造纸C 制沼气D 就地焚烧2 从人类生存的环境考虑 未来用于汽车的理想燃料是 A 氢气B 天然气C 煤D 石油3 提供能量巨大 持续时间长 分布地域广阔 获取利用方便 使用安全高效 且对环境不产生负面影响的新能源是 A 核能B 太阳能C 氢能D 地热能 随堂练习 D A B 4 要节约现有能源 还要研究开发新能源 新能源是指 氢能 太阳能 风能 水能 地热能 潮汐能 电能A B C D 5 西气东输 是开发大西北的一项重大工程 输送的是当今世界上最重要的一种气体化石燃料 该气体的主要成分是 A COB H2C O2D CH4 D D 6 下列叙述不正确的是 A 煤和石油大量的直接燃烧会造成空气严重污染B 化石燃料蕴藏量是有限的C 我国的煤和石油资源很丰富 不需要大力开发新能源D 我国的煤和石油资源有限 必须合理开发 综合利用7 下列各组物质分别在空气中充分燃烧 产物完全相同的是 A H2和COB CH4和COC C2H5OH和CH4D H2和C C C 8 下列关于酸雨的说法中 错误的是 A 酸雨会改变物质的密度B 酸雨会使河流 湖泊酸化 影响渔业生长C 酸雨会腐蚀建筑物 损害农作物和林木等D 酸雨会随风远距离飘落 导致大范围的公害9 我国正在推广使用乙醇汽油 所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适量乙醇 一般为10 1 混合