燃料的合理利用与开发

课题２燃料的合理利用与开发

实验7—3在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入2mL水，观察想象，并用手轻轻触碰烧杯外壁。现象手的感觉化学方程式CaO+H2

O=Ca(OH)2烧杯壁发热一、化学反应中的能量变化少量溶解CaO+H2O＝Ca(OH)2C+CO2

2CO高温Mg+2HCl=MgCl2+H2↑放出热量放出热量吸收热量CO+CuO==Cu+CO2∆吸收热量C+O2CO2点燃放出热量

化学反应在生成物质的同时还伴随着能量的变化，能量的变化通常表现为热量变化，有些反应放出热量，有些反应吸收热量（1）放热反应:①氧化反应（2）吸热反应:条件为“加热”或“高温”的反应②金属和酸的反应③酸碱中和反应1、放热反应与吸热反应:生活中常见的能量转化：用天然气做饭、取暖化学能转化为热能用太阳能洗澡太阳能转化为热能烧煤发电化学能转化为电能电灯照明电能转化为光能干电池工作化学能转化为电能蜡烛照明化学能转化为光能2、能量的利用：（1）生活上：做饭、取暖；（2）工业上：发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭（3）人体维持体温和日常活动所需的能量，也是依靠食物在体内发生的化学反应二、化石燃料的利用

目前，人们使用的燃料大多来自于化石燃料，如煤、石油和天然气等。化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，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图7—18煤的形成示意图图7—19石油和天然气的形成示意图

主要含C元素，还含有H、N、S、O等元素及无机矿物质混合物。煤：被称为“工业的粮食”（2）综合利用：煤隔绝空气加强热（化学变化）焦炭——冶金工业重要原料煤焦油——化工原料煤的干馏煤气（主要成分为：H2、CH4、CO）—燃料（1）组成：煤干馏后的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。1、煤和石油（均是混合物）煤的综合利用

石油：被称为“工业的血液”（1）组成：

主要含C、H元素，还含有N、S、O等元素的混合物。（2）综合利用：石油的分馏石油蒸馏（物理变化）汽油煤油柴油等

给石油加热，组成石油的各物质的沸点不同，它们就会被先后蒸馏出来而得到分离。以石油为原料所制成的部分产品一些城镇的家庭用一种罐装液化石油气做燃料，它是石油化工的一种产品。液化石油气是经过加压后压缩到钢瓶中的，瓶内的压强是大气的7-8倍。2、天然气（混合物）主要成分甲烷，俗称沼气

在有石油的地方，一般都有天然气存在。天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷（CH4)。（1）甲烷的物理性质①通常状况下无色、无气味气体②难溶于水③密度比空气小（2）甲烷的化学性质[实验7-4]P139现象化学方程式（1）（2）产生蓝色火焰，烧杯壁上出现水珠

点燃CH4+2O2——CO2+2H2O澄清石灰水变浑浊Ca(OH)2+CO2===CaCO3

↓+H2O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。（3）生活垃圾、动植物残体、动物的排泄物等经过发酵也能产生甲烷。沼气池化石燃料要经过数百万年才能形成，是不可再的生能源，人类目前大量开采，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石燃料。问题：化石燃料是不是取之不尽的？

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。在不久的将来，我们将面临严重的能源危机！

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年我国2004年化石能源探明储量、年产量及开采年限石油没了汽车不动了我又该如何面对？一切可能乱了

由此可见，人类的生存也面临着严重的挑战，必须采取以下措施：1、节约能源，提高燃料的利用率；

使燃料充分燃烧的条件：燃料不充分燃烧的缺点：

氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并生成CO等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。1、燃烧时要有足够的空气2、燃料与空气要有足够大的接触面积可燃冰燃烧图可燃冰的学名为“天然气水合物”，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”。

可燃冰

有关专家估计目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2倍，具有能量高，燃烧值大等优点。它将能替代化石燃料的新能源。可燃冰埋藏在海底的岩石中，目前开采在技术上还存在很大困难。甲烷是一种高效的温室气体，可燃冰的开采如果方法不当，释放出的甲烷扩散到大气中，会造成地球的温室效应比二氧化碳更加严重。所以，开采的关键是解决技术上的问题，同时也必须考虑环境保护。资料：

1煤的燃烧碳元素硫元素氮元素CO有毒气体CO2

温室效应SO2

NO2三、使用燃料对环境的影响酸雨

煤燃烧排出的SO2、NO2等溶于雨水，会形成酸雨。森林受到酸雨破坏雕像受到酸雨腐蚀酸雨的危害？建筑物受损农业严重减产

此外，酸雨能导致人产生多种疾病或间接伤害人体健康；酸雨还能造成大面积的水源酸化，使水中生物灭绝。腐蚀金属面对酸雨问题，应采取怎样的防止和保护措施呢？1、减少人为排放的污染物2、燃煤前通过洗煤，减少煤的含硫量。3、开发新能源汽车尾气中的主要污染物有哪些？一氧化碳，未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。

思考：减少汽车尾气对空气的污染可采取哪些措施？粉尘NOX(氮的氧化物)含Pb化合物CO碳氢化合物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。

目前，城市的一些汽车已改用压缩天然气（CNG）或液化石油气作燃料（LPG）使用压缩天然气燃料的汽车液化石油气汽车加气站我国从2001年开始推广的“车用乙醇汽油”会给人们带来哪些好处？减少汽车尾气的污染节省石油资源促进农业生产乙醇(俗称：酒精)

化学式燃烧反应的化学方程式特点来源C2H5OH

C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O

点燃燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏可得乙醇，属于可再生能源

氢气化学式燃烧反应的化学方程式特点来源H2

2H2+O2===2H2O

点燃燃烧产物无污染，是最清洁的燃料

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，但只要这些问题得以解决，氢气终将成为主要能源之一。四、能源的利用和开发1、实验室制取氢气药品：锌和稀硫酸Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑2、电解水制取氢气讨论（P145）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。你能说出几点原因吗？

由于氢气的制取成本高和贮存困难，作为燃料暂时还不能广泛使用。目前，对氢能源的开发已取得了很多进步，随着科技的发展，氢气终将会成为主要的能源之一。乙醇和氢气是两种清洁能源，其中氢气被认为是最清洁的燃料。开发新能源的作用：解决化石能源枯竭问题，减少环境污染。核能太阳能风能水能潮汐能地热能新能源的种类利用不同形式的能量发电示意图1．点燃某无色气体，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯内壁有水珠生成。把烧杯迅速倒转注入适量的澄清石灰水振荡，澄清石灰水变浑浊。该气体不可能