课题2 燃料的合理利用和开发

1、 课题课题2 燃料的合理利用与开发燃料的合理利用与开发CaO+H2O=Ca(OH)2化学反应在生成新物质的同时，还伴随着化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化。能量的变化，通常表现为热量的变化。放热反应放热反应吸热反应吸热反应(条件为条件为 “加热、高温加热、高温”的反的反应应) C+O2 CO2 点燃点燃CO2 + C = 2CO高温高温CaO+H2O=Ca(OH)2 所以，作为重要的能源，所以，作为重要的能源，燃料燃料对于人类对于人类社会是非常重要的。社会是非常重要的。 目前，人们使用的燃料大多来自于目前，人们使用的燃料大多来自于等。等。 固体：焦炭固体：焦炭

2、冶金工业重要原料冶金工业重要原料液体：煤焦油液体：煤焦油化工原料化工原料 粗氨水粗氨水化肥化肥 煤气：煤气煤气：煤气燃料燃料（干馏）（干馏）氢气氢气H2甲烷甲烷CH4一氧化碳一氧化碳CO其他气体其他气体煤的综合利用煤的综合利用从油井中开采出来的石油叫做原油，是一种粘稠状从油井中开采出来的石油叫做原油，是一种粘稠状的液体。的液体。石油的主要组成石油的主要组成： 碳和氢碳和氢两种元素，两种元素， 含有少量含有少量S S、O O、N N等，等， 也是混合物也是混合物。天然气主要是由碳和氢组成的天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物气态碳氢化合物，其中主要的是其中主要的是甲烷（甲烷（CH4）。通常状

3、况下通常状况下无色、无色、无气味无气味的气体的气体难难溶于水溶于水 密度比空气密度比空气小小（2）甲烷的化学性质）甲烷的化学性质可燃性可燃性实验步骤实验步骤实验现象实验现象结论结论 化学方程式：化学方程式： CH4+2O2 = CO2 + 2H2O点燃点燃甲烷具有甲烷具有可燃性可燃性（）CH4+2O2 = 2H2O+CO2注意：注意：点燃甲烷前必须检验纯度点燃甲烷前必须检验纯度点燃点燃甲烷甲烷(CH4)可燃性气体可燃性气体在空气中燃在空气中燃烧火焰颜色烧火焰颜色燃烧产物燃烧产物氢气氢气(H2)淡蓝色淡蓝色蓝色蓝色蓝色蓝色水水H2O二氧化碳二氧化碳CO2二氧化碳二氧化碳和水和水辨别三大可燃性气体

4、，不能看火焰颜色辨别三大可燃性气体，不能看火焰颜色(肉眼肉眼难以识别难以识别)，要看，要看燃烧产物燃烧产物！甲烷是最重要的矿物燃料，我国是最早利用天然气的甲烷是最重要的矿物燃料，我国是最早利用天然气的国家，在明朝就有记载。国家，在明朝就有记载。化石燃料要经过数百万年才能形成，化石燃料要经过数百万年才能形成，是是不可再生的能源不可再生的能源，人类目前大量，人类目前大量开采，将使化石燃料最终被耗尽。开采，将使化石燃料最终被耗尽。因此人类应该考虑如何合理利用化因此人类应该考虑如何合理利用化石燃料。石燃料。 算一算，你能得出什么结论？算一算，你能得出什么结论？ 下表是我国下表是我国2009年化石燃料储

5、量及年产量：年化石燃料储量及年产量： 请计算大约多少年后我国的石油和天然气将被耗请计算大约多少年后我国的石油和天然气将被耗尽，并填入表中：尽，并填入表中：基础储量基础储量年产量年产量使用年限使用年限 石油石油28.33亿吨亿吨1.89亿吨亿吨天然气天然气32124亿立亿立方米方米851.7亿立亿立方米方米煤煤3261亿吨亿吨30.5亿吨亿吨 目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，由于资源有限，因此要控制燃自于化石燃料，由于资源有限，因此要控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，烧反应，使燃料充分燃烧，提高燃料的利用率提高燃料的利用率。使燃料充分燃烧

6、通常考虑两点：使燃料充分燃烧通常考虑两点：1.燃烧时要有足够燃烧时要有足够的空气的空气2.燃料与空气要有足够燃料与空气要有足够的接触面的接触面 氧气不充足时，氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并生成产生黑烟，并生成一氧化碳等物质，使燃料燃一氧化碳等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。 如果能有效提高煤等化石燃料的燃烧利用如果能有效提高煤等化石燃料的燃烧利用率，就相当于延长了化石能源的使用期限。率，就相当于延长了化石能源的使用期限。 此外，此外， 海底埋藏着大量可燃烧的海底埋藏着大量可燃烧的“冰冰”“可燃

7、冰可燃冰”，其中主要含有甲烷水合，其中主要含有甲烷水合物，成为未来新能源，但在开采技术上还存在物，成为未来新能源，但在开采技术上还存在着困难。着困难。可燃冰燃烧图可燃冰燃烧图可燃冰的学名为可燃冰的学名为“天然气水合天然气水合物物”，是天然气在，是天然气在0和和30个个大气压的作用下结晶而成的大气压的作用下结晶而成的“冰块冰块”。“冰块冰块”里甲烷占里甲烷占80%, 99.9%可直接点燃，燃烧后可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方石油、天然气都要小得多。西方学者称其为学者称其为“21世纪能源世纪能源”或或“未来能源未来能源”。

8、据专家估计，全世界石油总储量在据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有5060年，全世界的石油资源将消耗殆尽。年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。新希望。然而要从海底将这些东西发掘出来，却并然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最非易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致小的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲甲烷气的大量散失，从而使大气中的温室气体含烷气的大

9、量散失，从而使大气中的温室气体含量急剧增加量急剧增加，它所产生的后果将是不堪设想的。，它所产生的后果将是不堪设想的。SO2 NO2 酸雨酸雨 煤煤的的燃燃烧烧碳元素碳元素硫元素硫元素氮元素氮元素CO 有毒气体有毒气体CO2 温室效应温室效应SO2 NO2 酸雨酸雨工厂排出的烟尘污染空气工厂排出的烟尘污染空气图图7- 35 森林受到酸雨破坏森林受到酸雨破坏河流严重污染，死鱼随处漂流河流严重污染，死鱼随处漂流图图7-36雕雕像像受受到到酸酸雨雨腐腐蚀蚀1908年年1968年年1、燃料中一些杂质（如、燃料中一些杂质（如S、N等）燃烧时，等）燃烧时，产生空气污染物（如产生空气污染物（如SO2、NO2、

10、NO）；）；2、燃料燃烧不充分，产生、燃料燃烧不充分，产生CO；3、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等粉粉尘尘排放到空气中。排放到空气中。1、改用、改用作燃料作燃料2、改进发动机燃烧方式，、改进发动机燃烧方式，使汽油充分燃烧使汽油充分燃烧；3、使用、使用催化净化装置催化净化装置，使有害气体转化为无，使有害气体转化为无害物质害物质4、使用、使用无铅汽油无铅汽油，禁止含铅物质排放；，禁止含铅物质排放；5、使用、使用2H2 + O2 = 2H2O 点燃点燃H2 + CuO Cu + H2O 现象：现象：黑色粉末变成黑色粉末变成红色红色，试管口有水珠生成，试管口有水珠生

11、成 风力发电风力发电太阳能发电太阳能发电太阳能汽车太阳能汽车TOYOTA 煤煤（C）、）、石油石油（C、H）和）和天然气天然气（C、H）都是）都是，都是不可再生的，都是不可再生的资源。资源。1、下列说法中不正确是的（、下列说法中不正确是的（ ） A、煤、石油和天然气是不可再生的能源、煤、石油和天然气是不可再生的能源 B、从石油中能分离出汽油、柴油、酒精等燃料、从石油中能分离出汽油、柴油、酒精等燃料 C、煤的燃烧会造成环境污染、煤的燃烧会造成环境污染 D、沼气的应用可解决农村的燃料问题、沼气的应用可解决农村的燃料问题B2、下列变化属于化学变化的是（、下列变化属于化学变化的是（ ） A、煤隔绝空气

12、加热变成焦炭等物质、煤隔绝空气加热变成焦炭等物质 B、酒精挥发、酒精挥发 C、石油分馏得到汽油、柴油等物质、石油分馏得到汽油、柴油等物质 D、锅炉爆炸、锅炉爆炸A3、有关石油的叙述不正确的是（、有关石油的叙述不正确的是（ ） A、汽油是纯净物、汽油是纯净物 B、石油是混合物、石油是混合物 C、石油可作化工原料生产许多产品、石油可作化工原料生产许多产品 D、石油的炼制是利用石油中各成分的沸点不同、石油的炼制是利用石油中各成分的沸点不同A4、自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依、自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源，如氢气属高效、靠其他能源间

13、接制取的能源称为二级能源，如氢气属高效、无污染的二级能源，是因为自然界中现成氢气很少。下列无污染的二级能源，是因为自然界中现成氢气很少。下列叙述正确的是（叙述正确的是（ ） A、天然气属二级能源、天然气属二级能源 B、风能属二级能源、风能属二级能源 C、家用电器作用的电源属一级能源、家用电器作用的电源属一级能源 D、一氧化碳属二级能源、一氧化碳属二级能源D5、请仔细阅读下列文字，然后完成有关问题。、请仔细阅读下列文字，然后完成有关问题。 （1）煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从）煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤煤球球”到到“蜂窝煤蜂窝煤”的变化。以前人们把煤粉加工成略大于的变

14、化。以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔。请你分析这种变化的优点？体内打上一些孔。请你分析这种变化的优点？增大煤与氧气的接触面积，使其充分燃烧，减少有害物质增大煤与氧气的接触面积，使其充分燃烧，减少有害物质的排放。的排放。（2）燃烧时会产生许多污染物。据资料显示，冬天的空）燃烧时会产生许多污染物。据资料显示，冬天的空气中二氧化硫含量会增多。请你分析造成这一现象的可能气中二氧化硫含量会增多。请你分析造成这一现象的可能原因是原因是 。为了减少煤燃烧对环境造成的污染，可将水蒸气通过炽热为了减少煤燃烧对环境造成的污染，可将水蒸气通过炽热的煤层制得较清洁的水煤气的煤层制得较清洁的水煤气主要成分是主要成分是CO和和H2，请你，请你写出反应的化学方程式写出反应的化学方