课题2燃料的合理利用与开发

1、问道学海课题课题2 燃料的合理燃料的合理利用与开发利用与开发庐江县柯坦镇陈埠中学 李功怀问道学海一一. .化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化 实验实验7-37-3在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入入2 mL2 mL水，观察现象，并用手触摸试管外壁水，观察现象，并用手触摸试管外壁。现现 象象手的感觉手的感觉分分 析析化学方程式化学方程式 生石灰生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，和水剧烈反应，产生大量水蒸气，放热。放热。热或烫手热或烫手。生石灰生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，和水剧烈反应，产生大量水蒸气，并放出热量，说明这是一个并放出热量

2、，说明这是一个 放热反应。放热反应。CaO + H2O = Ca(OH)2问道学海 实验实验 在一支试管在一支试管中加入几小段镁条，中加入几小段镁条，再加入再加入5ml5ml稀盐酸，稀盐酸，观察现象，并用手观察现象，并用手触摸试管外壁。触摸试管外壁。 现象现象 试管中有大量试管中有大量气泡冒出，试管壁发气泡冒出，试管壁发热热 结论结论 镁与盐酸反镁与盐酸反应放出气体、产生应放出气体、产生热量热量再如:问道学海化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化1.1.所有的燃烧所有的燃烧; ; 2. 2.金属和酸的反应金属和酸的反应二氧化碳和碳反应。二氧化碳

3、和碳反应。 放热反应放热反应吸热反应吸热反应 CH4+2O2=CO2+2H2O C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O C+CO2=2CO放热放热吸热吸热点燃点燃点燃点燃高温高温问道学海根据生活知识，试举根据生活知识，试举出一些利用化学反应出一些利用化学反应放出热量的实例。放出热量的实例。问道学海利用化学反应放出热量的实例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；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；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；等等开山炸石和拆除危旧建筑；等等对于我们自身来说，维持体温和日常活动所需的能量，对于

4、我们自身来说，维持体温和日常活动所需的能量，都与食物在体内发生的化学反应有关。都与食物在体内发生的化学反应有关。切割或焊接金属、驱动汽车、加热物质等。切割或焊接金属、驱动汽车、加热物质等。目前人们通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，目前人们通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，而化石燃料的资源是有限的。因此，控制燃烧反应使燃料而化石燃料的资源是有限的。因此，控制燃烧反应使燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要，如果我们提高煤等燃充分燃烧，对于节约能源非常重要，如果我们提高煤等燃料的燃烧利用率，就相当于延长煤等的使用期限。料的燃烧利用率，就相当于延长煤等的使用期限。问道学海另外燃料燃烧

5、不充分时，不仅使燃料燃烧产生的热另外燃料燃烧不充分时，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量减少，浪费资源，而且还会产生大量的CO等物等物质，污染大气。质，污染大气。如何做到使燃料充分燃烧呢？如何做到使燃料充分燃烧呢？使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：使燃料充分燃烧通常需要考虑两点： 1 1、燃烧时要有足够多的空气、燃烧时要有足够多的空气 2 2、燃料要与空气要有足够大的接触面积、燃料要与空气要有足够大的接触面积讨论：讨论：工业上有时使用煤等固体燃料，为了使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与空气有足够的接触面，你认为应将固体燃料

6、进行怎样的处理？燃料进行怎样的处理？为了使燃料与空气有足够大的接触面应将固体为了使燃料与空气有足够大的接触面应将固体燃料加工成小块或加工成蜂窝煤状或粉状，这燃料加工成小块或加工成蜂窝煤状或粉状，这样可提高燃料的利用率。样可提高燃料的利用率。问道学海二、化石燃料的利用二、化石燃料的利用 生活中经常使用的燃料有生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气煤、石油和天然气，我们，我们常称它们为常称它们为化石燃料化石燃料。它们是。它们是不可再生能源。不可再生能源。 为什么要这样称呼它们为什么要这样称呼它们?我们现在从它们的形成开始我们现在从它们的形成开始认识它们认识它们。煤的形成煤的形成石油和石油和天然气天

7、然气的形成的形成问道学海阅读课本阅读课本138139页，思考下列问题：页，思考下列问题：(1)(1)、煤是纯净物还是混合物？、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？主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？ (2)(2)、煤完全燃烧的产物有哪些？、煤完全燃烧的产物有哪些？(4)(4)、煤气的主要成分有哪些？、煤气的主要成分有哪些？(3)(3)、如何将煤综合利用？、如何将煤综合利用？混合混合物物碳元素碳元素氢、氮、硫、氧元素氢、氮、硫、氧元素CO2H2ONO2SO2将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦油、煤气等。油、煤气等。（煤干馏煤干馏化学变

8、化化学变化后后的综合利用，既可以充分利用煤的资的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的源，还可以极大的减少污染。减少污染。）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1.煤和石油问道学海 煤怎样得到的充分利用？煤怎样得到的充分利用？煤隔绝空气隔绝空气加热加热固体：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）粗氨水等这是物理变化还是化学变化呢？问道学海煤的用途煤的用途工业的粮食工业的粮食问道学海石油石油：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂：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。它是由多种变化而形成

9、的一种粘稠液体。它是由多种 物质组成的物质组成的混合物混合物。主要含有。主要含有C C、H H元素，元素， 还含有还含有S S、O O、N N等元素。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。石油燃烧问道学海根据各成分的沸点不同进行分离。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？分析上述过程是物理变化还是化学变化？问道学海给石油给石油加热加热， 组组成石油的

10、各物质成石油的各物质的的沸点不同沸点不同，它，它们就会被先后们就会被先后蒸蒸馏馏出来而得到分出来而得到分离，是物理变化。离，是物理变化。问道学海 城镇的许多家庭做饭使用一种罐装“煤气”作为燃料，罐中所装的是液化石油气，这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。问道学海工业的血液工业的血液石油的用途石油的用途问道学海思考、煤气泄漏会造成什么危害？使用罐装液化石油气在思考、煤气泄漏会造成什么危害？使用罐装液化石油气在安全上应注意什么？安全上应注意什么？煤气煤气的主要成分是的主要成分是一氧化碳一氧化碳，它是可燃性气体并且是有，它是可燃性气体并且是有剧剧毒

11、的气体毒的气体， 一旦泄漏，一方面可能引起火灾甚至一旦泄漏，一方面可能引起火灾甚至爆炸爆炸事事故，另一方面可使人故，另一方面可使人中毒死亡中毒死亡，所以要谨防泄漏事故发生；，所以要谨防泄漏事故发生；灌装液化石油气灌装液化石油气(主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）是经加压后压缩在钢瓶中，由于这些气体都属于易燃易爆是经加压后压缩在钢瓶中，由于这些气体都属于易燃易爆物，使用时一定要注意安全、物，使用时一定要注意安全、轻拿轻放、放置在远离火源轻拿轻放、放置在远离火源处、处、用毕要用毕要关紧阀门、防止泄漏、定期检查关紧阀门、防止泄漏、定期检查等，一旦泄漏等，一旦泄漏

12、要立即要立即关闭阀门、打开门窗，切记产生火花关闭阀门、打开门窗，切记产生火花，如开灯、碰，如开灯、碰撞电子打火装置等。撞电子打火装置等。问道学海2、天然气、天然气在有石油的地方，一般都有天然气的存在。在有石油的地方，一般都有天然气的存在。天然气天然气为混合物，为混合物，主要成分是甲烷主要成分是甲烷(CH4) 。实验实验7-4 点燃从导管放出的甲烷（点燃前，要先检验甲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。过一烷的纯度），在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯。过一会儿，会儿，观察烧杯上的现象观察烧杯上的现象;后再罩一个后再罩一个内壁沾有澄清石灰内壁沾有澄

13、清石灰水水的烧杯的烧杯,观察现象观察现象.实验现象：实验现象：明亮的明亮的蓝色蓝色火焰火焰;烧杯内壁有烧杯内壁有水雾水雾（干冷的烧杯）；（干冷的烧杯）；杯壁上澄清石灰水变杯壁上澄清石灰水变混浊混浊放出放出热量热量。问道学海现象化学方程式 (1) (2)根据以上实验完成以下表格:这个实验说明甲烷中肯定含有这个实验说明甲烷中肯定含有氢元素、碳元素氢元素、碳元素.明亮的蓝色火焰,烧杯内有水雾出现,放出热量.点燃CH4+2O2 CO2+2H2O澄清石灰水变混浊混浊Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O问道学海在池沼的底部常含在池沼的底部常含有甲烷有甲烷,通常也把通常也把池沼中的气体称为池沼中的气体

14、称为沼气沼气.甲烷是一种无色密度比空气小的气体。 极难溶于水。这是用排水法收集到的甲烷气体，根据图片，思考甲烷的物理性质有哪些？问道学海问道学海人工能制取沼气吗？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。发酵，就可产生甲烷。在我国农村利用在我国农村利用沼气，不仅可以沼气，不仅可以解决解决生活用燃料问题生活用燃料问题；还；还能综合治理环境卫生能综合治理环境卫生问题。问题。问道学海煤气煤气天然气天然气液化液化石油气石油气主要主要成分成分氢气氢气 H H2 2甲烷甲烷 CHCH4 4一氧化碳一氧化碳 COCO

15、（有毒）（有毒）甲烷甲烷 CHCH4 4C C4 4H H1010、C C3 3H H8 8C3H6 、C4H8注意注意事项事项防止泄漏防止泄漏中毒中毒防止泄漏防止泄漏爆炸爆炸防止泄漏防止泄漏爆炸爆炸防止泄漏防止泄漏爆炸爆炸问道学海3.合理利用与开发化石能源合理利用与开发化石能源人类目前所消耗的能量主要来自化石能源,但资源有限,形成时间要数百万年.化石能源越来越紧张.问道学海 探探 明明 储储 量量 年年 产产 量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 约约13年年天然气天然气32124亿立方米亿立方米 851.7亿立方米亿立方米 约约55年年 煤煤 3261亿吨

16、亿吨 30.5亿吨亿吨 约约116年年我国我国2009年化石能源探明储量、年产量及开采年限年化石能源探明储量、年产量及开采年限问道学海讨论: 调节进风口.原因是氧气不充足,燃料中的碳不能充分燃烧,产生黑烟,使燃料的利用率降低,浪费资源,污染空气.所以,控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,对于节约能源非常重要.在日常做饭时,有时燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色,锅底呈黑色,此时怎么办?为什么?怎样使燃料充分燃烧?有何意义?一是燃烧时要有足够的氧气;二是燃料与空气要有足够大的接触面.如果能有效地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.问道学海可燃冰燃烧图可燃冰燃烧图可燃冰的学名为

17、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%到到99.9%，可直接点燃，燃烧，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方比煤、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”。但是可燃冰埋藏。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。所以还需要解中造

18、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。决技术上的问题。问道学海CO CO 有毒气体有毒气体COCO2 2 温室效应温室效应SO2 NO2 酸雨酸雨讨论：据上述实验，试说明酸雨可能对环境造成什么讨论：据上述实验，试说明酸雨可能对环境造成什么样的破坏？样的破坏？碳元素碳元素氮元素氮元素硫元素硫元素思考思考2：这些元素燃：这些元素燃烧后生成哪些物质？烧后生成哪些物质？思考思考1 1：煤中主要：煤中主要含哪种元素？还含含哪种元素？还含哪些元素？哪些元素？煤煤的的燃燃烧烧三三.使用燃料对环境的影响使用燃料对环境的影响问道学海文物雕像腐蚀文物雕像腐蚀水体污染、土壤酸化水体污染、土壤

19、酸化森林受到破坏森林受到破坏桥梁等建筑物受到腐蚀桥梁等建筑物受到腐蚀损害人体健康损害人体健康问道学海减少汽车尾气对空气污染的措施有哪些？减少汽车尾气对空气污染的措施有哪些？问道学海问道学海清洁燃料清洁燃料乙醇（化学式乙醇（化学式C C2 2H H5 5OHOH）俗称酒精。）俗称酒精。1 1、物理性质、物理性质: : 密度比水小密度比水小 , ,能与水互溶能与水互溶. .易易 挥发挥发2 2、化学性质、化学性质: :可燃性可燃性, ,燃烧时放出大量的热燃烧时放出大量的热. .无污染无污染 (2)(2)、热效率高、热效率高高梁、玉米薯、类经过发酵，蒸馏高梁、玉米薯、类经过发酵，蒸馏 可得酒精可得酒

20、精问道学海 有些城市的部分汽车改用压缩天然气(CNG)或液化石油气(LPG)作燃料,以减少对空气的污染.清洁燃料清洁燃料 乙醇（化学式乙醇（化学式C2H5OH）俗称酒精。）俗称酒精。 1、物理性质、物理性质: 密度比水小密度比水小 ,能与水互溶能与水互溶.易挥发易挥发 2、化学性质、化学性质: 可燃性可燃性,燃烧时放出大量的热燃烧时放出大量的热.无污染无污染 (2)、热效率高、热效率高高梁、玉米、薯类经过发酵，蒸馏高梁、玉米、薯类经过发酵，蒸馏 可得酒精可得酒精问道学海四、能源的利用和开发四、能源的利用和开发核能核能太阳能太阳能风能风能水能水能潮汐能潮汐能氢气作为能源的优点:完全燃烧放热多,产

21、物是水,无污染.是理想的清洁.高能燃料.由于氢气的制取成本高和贮存困难,暂时还未能广泛应用.问道学海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

22、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A问道学海4、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

23、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。物质的排放。问道学海（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