课题2 燃料的合理利用与开发

1、课题2燃料的合理利用与开发 化学反应在生成新物质的同时，还伴随化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为着能量的变化，通常表现为热量热量的变化，的变化，即有即有放热放热现象和现象和吸热吸热现象。现象。1放出热量，反应后温度升高。放出热量，反应后温度升高。如：燃烧反应如：燃烧反应 C+O2=CO2 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 CaO+H2O=Ca(OH)22吸收热量，反应后温度降低。吸收热量，反应后温度降低。C+CO2=2CO高温高温点燃点燃【实验实验】生石灰与水反应放出热生石灰与水反应放出热量量【实验实验】镁与盐酸反应镁与盐酸反应利用化学反应产利用化学反应产生

2、的热量炼钢生的热量炼钢我国古代的我国古代的烧制陶器烧制陶器发电发电开山炸石开山炸石农村烧柴煮饭农村烧柴煮饭用清洁燃料多干净呀！用清洁燃料多干净呀！燃气热水器燃气热水器好冷呀，烤火吧好冷呀，烤火吧三大化石燃料三大化石燃料煤煤石油石油天然气天然气煤煤石油石油天然气天然气混合物、不可再生能源混合物、不可再生能源植物等被埋于土植物等被埋于土中，经长期复杂中，经长期复杂变化形成煤变化形成煤 煤在地下的分布是一层一层的，大多煤在地下的分布是一层一层的，大多夹杂在砂岩和页岩中，煤层中含有大量植夹杂在砂岩和页岩中，煤层中含有大量植物化石，有的还有完整树干形状的煤。物化石，有的还有完整树干形状的煤。 煤煤远古时

3、期的植物远古时期的植物植物枯萎植物枯萎海洋生物死亡海洋生物死亡生物的遗骸经生物的遗骸经复杂变化形成复杂变化形成石油和天然气石油和天然气动植物的遗骸被动植物的遗骸被层层沙泥掩埋层层沙泥掩埋1.煤的干馏分解煤的干馏分解隔绝空气隔绝空气加加 强强 热热焦焦 炭炭粗氨水粗氨水煤干馏是化学变化煤干馏是化学变化煤煤 气气炼焦炉出焦炼焦炉出焦煤煤焦焦油油煤气的主要成分是什煤气的主要成分是什么？如果泄漏会造成么？如果泄漏会造成什么危害？什么危害？主要成分（主要成分（H2、CH4、CO）1.煤（ ）煤：工业的粮食、黑色的金子性质组成元素形成综合利用用途黑色固体、有光泽、具有可燃性黑色固体、有光泽、具有可燃性古代

4、植物被埋于土中，经长期复杂的变化而形成古代植物被埋于土中，经长期复杂的变化而形成煤隔绝空气加强热煤隔绝空气加强热固体产物：焦炭固体产物：焦炭液体产物：煤焦油液体产物：煤焦油气体产物：煤气气体产物：煤气重要能源、重要的化工原料重要能源、重要的化工原料主要含碳元素，还有少量氢、氮、硫、氧等元素冶炼金属冶炼金属化工原料化工原料重要燃料重要燃料（化学变化）（化学变化）混合物混合物2.石油的分馏炼制石油的分馏炼制 一些城镇的家庭用一种罐装液化石油气作燃料，它是石油化工的一种产品。液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的，瓶内压强是大气压强的78倍。罐装液化石油气主要成分：主要成分： 丙烷丙烷丁烷丁烷丙烯丙烯丁

5、烯丁烯2.石油(工业的血液)性质性质组成元素形成形成 综合利综合利用用用途用途粘稠状液体粘稠状液体主要含碳主要含碳 氢元素，还有少量氧硫氮等元素氢元素，还有少量氧硫氮等元素古代动植物的遗骸被层层泥沙掩埋，经长期复杂的变古代动植物的遗骸被层层泥沙掩埋，经长期复杂的变化而形成。化而形成。石油石油加热炼制加热炼制 溶剂油（油脂、橡胶、油漆的溶剂）溶剂油（油脂、橡胶、油漆的溶剂） 汽油（汽车燃料）汽油（汽车燃料）航空煤油（飞机燃料）航空煤油（飞机燃料）煤油（燃料、工业洗涤剂）煤油（燃料、工业洗涤剂）柴油（拖拉机重型汽车军舰轮船柴油（拖拉机重型汽车军舰轮船坦克燃料）坦克燃料）润滑油（机械用）润滑油（机械

6、用） 石蜡、沥青石蜡、沥青（物理变化）（物理变化）重要的能源、重要的化工原料重要的能源、重要的化工原料 天然气主要是由碳和氢组成的气态碳天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是氢化合物，其中最主要的是天天然然气气管管道道甲烷（甲烷（CH4）甲甲烷烷的的燃燃烧烧甲烷：CH4（最简单的有机化合物） 物性： 化性：无色、无味的气体，极难溶于水，密度比无色、无味的气体，极难溶于水，密度比空气小空气小可燃性可燃性点燃现象点燃现象倒入澄清石倒入澄清石灰水现象灰水现象化学方程式化学方程式发出浅蓝色火焰，烧发出浅蓝色火焰，烧杯内壁有水滴生成杯内壁有水滴生成澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊CH4

7、+2O2 = CO2+2H2O点燃点燃点燃甲烷的现象：点燃甲烷的现象：CH4该实验说明甲烷含什么元素？该实验说明甲烷含什么元素？碳、氢碳、氢 池塘里的沼气池塘里的沼气 沼气中常含有甲烷，沼气中常含有甲烷，甲烷还存在于甲烷还存在于煤矿的坑道中。煤矿的坑道中。秸秆、杂草、秸秆、杂草、人畜粪便等人畜粪便等废弃物废弃物沼气的制取和利用沼气的制取和利用另外，另外，瓦斯、西气东输、可燃冰瓦斯、西气东输、可燃冰主要成分都是甲主要成分都是甲烷烷 在我国农村利用沼气，不仅可以在我国农村利用沼气，不仅可以解决生活用燃料问解决生活用燃料问题；还能综合治理环境卫生问题题；还能综合治理环境卫生问题。可燃冰燃烧图可燃冰燃

8、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，污染比几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为西方学者称其为“21世纪能源世纪能源”或或“未来能源未来能源”。 煤矿的矿井中常含有甲烷，煤矿发生煤矿的矿井中常含有甲烷，煤矿发生瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。瓦斯爆炸造成人员伤亡的事故时有发生。你认为煤矿应采取哪些安全措施？

9、你认为煤矿应采取哪些安全措施？ （1）要严禁烟火，排除一切可能产生）要严禁烟火，排除一切可能产生火花的因素；火花的因素； （2）注意矿井的通风，使在矿井中产）注意矿井的通风，使在矿井中产生的甲烷尽快散失；生的甲烷尽快散失； （3）要注意对矿井工人进行安全意识的）要注意对矿井工人进行安全意识的教育。教育。探明储量探明储量年产量年产量开采年限开采年限石石 油油28.33亿吨亿吨1.89亿吨亿吨天然气天然气 32124亿立方米亿立方米851.7亿立方亿立方米米煤煤3261亿吨亿吨30.5亿吨亿吨15年年38年年107年年 按照这样的化石能源探明储量和开按照这样的化石能源探明储量和开发速度，我国的煤、

10、石油、天然气资源发速度，我国的煤、石油、天然气资源将会很快耗尽。我们应该怎么办？将会很快耗尽。我们应该怎么办？1节约能源，提高燃料的利用率；节约能源，提高燃料的利用率；2开发和利用新能源开发和利用新能源。3.合理利用与开发化石能源合理利用与开发化石能源 讨论 在日常生活中你是否遇到过这样的情况：做饭时，有在日常生活中你是否遇到过这样的情况：做饭时，有时燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色。时燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色。此时就需要调节一下灶具或炉具的进风口，这是为什么呢？此时就需要调节一下灶具或炉具的进风口，这是为什么呢？燃气燃烧时出现黄色火焰 答：燃料燃烧时需要充

11、足的氧气。当燃气灶或煤炉的答：燃料燃烧时需要充足的氧气。当燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色时，说明氧气（或空火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色时，说明氧气（或空气）量不足，燃气发生不完全燃烧，因此需要调节灶具或气）量不足，燃气发生不完全燃烧，因此需要调节灶具或炉具的进风口，以增大氧气（或空气）的进气量。炉具的进风口，以增大氧气（或空气）的进气量。燃料充分燃烧的条件燃料充分燃烧的条件：一是燃烧时要有：一是燃烧时要有足够多的空气；二是燃料与空气要有足足够多的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面。够大的接触面。燃料不充分燃烧时，不仅使燃料燃烧产燃料不充分燃烧时，不仅使燃料燃烧产生的热量

12、减少，浪费资源，而且还会产生的热量减少，浪费资源，而且还会产生大量的生大量的COCO等物质，污染空气。等物质，污染空气。煤球煤球蜂窝煤蜂窝煤燃烧从使用煤球到蜂窝煤，优点是燃烧从使用煤球到蜂窝煤，优点是更充分的燃烧、节约燃料、减少污染更充分的燃烧、节约燃料、减少污染工厂排放的烟尘工厂排放的烟尘三三.使用燃料对环境的影响使用燃料对环境的影响 化石燃料燃烧化石燃料燃烧造成空气污染主要原因造成空气污染主要原因：燃料中的一些杂质如燃料中的一些杂质如硫硫等燃烧时，产生空气污等燃烧时，产生空气污染物如染物如二氧化硫二氧化硫燃料燃烧不充分，产生燃料燃烧不充分，产生一氧化碳一氧化碳等。等。未燃烧的碳氢化合物及炭

13、粒、尘粒等排放到空气中形未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成成浮尘浮尘。 煤燃烧时生成煤燃烧时生成 等污染物，这些等污染物，这些污染物反应后溶于雨水形成污染物反应后溶于雨水形成酸雨酸雨。酸雨的形成过程酸雨的形成过程SO2和和NO2酸雨使树木大量死亡酸雨使树木大量死亡1908年年 1969年年雕像雕像受酸受酸雨腐雨腐蚀，蚀，六十六十年沧年沧桑变桑变化。化。鱼类大量死亡鱼类大量死亡酸雨损害人体健康酸雨损害人体健康1土壤酸化，损害植物生长；土壤酸化，损害植物生长；2腐蚀建筑物、金属材料、文物等；腐蚀建筑物、金属材料、文物等；3污染水流，鱼类死亡；污染水流，鱼类死亡；4影响人体健康。影响人

14、体健康。酸雨的防治措施：酸雨的防治措施：1、减少二氧化硫的排放。、减少二氧化硫的排放。2、用天然气代替煤。、用天然气代替煤。3、大力推广使用脱硫煤、大力推广使用脱硫煤。汽车尾气的排放汽车尾气的排放CO气体；气体；未燃烧的碳氢化合物；未燃烧的碳氢化合物；氮的氧化物；氮的氧化物；含铅的化合物和烟尘等。含铅的化合物和烟尘等。汽车用的燃料主要是汽车用的燃料主要是汽油和柴油汽油和柴油（1）改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。）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。）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

15、。）使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。（4）使用清洁能源，如使用压缩天然气（）使用清洁能源，如使用压缩天然气（CNG）或液化石）或液化石油气（油气（LPG）作燃料。）作燃料。 （5）在管理上加大检测尾气的力度，禁止未达到环保标准的）在管理上加大检测尾气的力度，禁止未达到环保标准的汽车上路。汽车上路。（6）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可适当节约石油）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可适当节约石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。 为了减少汽车尾气对空气的污染，目前在燃料使用和汽车制造技术方面已采取了一些措施；有些城市的部分汽车改用压缩天然气(C

16、NG)或液化石油气(LPG)作燃料，以减少对空气的污染。 在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料(车用乙醇汽油)，可适当节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。乙醇(C2H5OH)俗称酒精，可通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到，属于可再生能源。乙醇在空气中燃烧时放出大量的热，可用作酒精灯、内燃机等的燃料。C2H5OH +3O2 2CO2 +3H2O 点燃压缩天然气汽车加油站能源的利用和开发能源的利用和开发 随着人类对能源的需求量日益增长，化石燃料等不可再生能源面临枯竭的危险，化石燃料对环境的影响也不容忽视。所以，开发和利用新能源成为越来越迫切的要求。 氢燃料电池城市客车 我们知道，电解水

17、可以制取氢气。实验室里，我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气，反应的化学方程式为： Zn + H2SO4 ZnSO4 +H2 实验室制取氢气的简易装置 讨论讨论 氢气和天然气都可以作为燃料。目前，天然气作为燃氢气和天然气都可以作为燃料。目前，天然气作为燃料使用已经非常广泛，而氢气还不能作为燃料被广泛应用。料使用已经非常广泛，而氢气还不能作为燃料被广泛应用。能说出几点原因吗能说出几点原因吗? ? 答：氢气还不能作为燃料被广泛应用，其重要原因是答：氢气还不能作为燃料被广泛应用，其重要原因是在自然界中不存在大量的氢气，故需要人工制取，而其制在自然界中不存在大量的氢气，故需要人工制取，而其制取成本高、贮存

18、困难，因此作为燃料暂时未能广泛应用。取成本高、贮存困难，因此作为燃料暂时未能广泛应用。资源丰富，可再生；资源丰富，可再生；无毒、极易燃、燃烧放热多；无毒、极易燃、燃烧放热多； 燃烧产物是水，几乎不产生有害气体和颗粒物，不污染环境。燃烧产物是水，几乎不产生有害气体和颗粒物，不污染环境。最清洁最清洁的燃料的燃料2H2+O2 2H2O 点燃点燃 现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求。目前，人们正在利用和开发许多其他能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。这些能源的利用，可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，并在一定程度上减少了对环境的污染。利用不同形式

19、的能量发电示意图太阳能电池路灯风力发电地球接收的太阳能地球接收的太阳能 （一年）（一年）74万亿吨煤万亿吨煤 燃烧燃烧能量能量特点：极为丰富，又是清洁的、可再生极为丰富，又是清洁的、可再生的能源的能源 用于风帆助航、风力提水、农副产品加用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、风力发电、风力致热等工、风力发电、风力致热等风能是一种流动空气产生的动能风能是一种流动空气产生的动能全球风能全球风能 被利用被利用人类对能源的全部要求利用为牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏利用为牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏远地区提供生活、生产用电远地区提供生活、生产用电地热能地热能 ： 地球内部包含的热能，火山爆地球内部包含的热能，火山爆发、地震和温泉都是地热能的表现形式。发、地震和温泉都是地热能的表现形式。地球内部放出地球内部放出（一小时）（一小时）热 量6000吨优质煤吨优质煤 燃烧燃烧一般用于温室、育秧、育种、养一般用于温室、育秧、育种、养鱼（见彩图利用地热养鱼）并将鱼（见彩图利用地热养鱼）并将地下天然蒸汽和热水用于生产和地下天然蒸汽和热水用于生产和生活。生活。 潮汐能 ： 由潮汐涨落所产生的位能和由潮汐涨落所产生的位能和 动能称为潮汐能动能称为潮汐能 主要用作水磨、水车、农副主要用作水磨、水车、农副产品机械的动力和发电产品机械的动力和发电用途：用途：挥发成