全国公开课一等奖九年级化学人教版（2024） 上册《第七单元能源的合理利用与开发 课题2化石能源的合理利用》课件（内嵌动画视频）

化学第七单元

能源的合理利用与开发

课题2化石能源的合理利用同学们，你们家里做饭时用的是什么燃料?走在路上时，一辆汽车从你身边经过你有什么感觉?化石能源在造福人类的同时，也带来了一些环境问题。1.化学观念知道化石能源的用途，了解化石能源的不可再生性，了解煤和石油的综合利用以及使用化石燃料对环境的影响.2.科学思维认识化石能源是人类重要的资源，对人类起着重要作用.树立辩证认识问题的意识，能够从正面认识化学的作用.3.科学实践与探究探究甲烷的燃烧，认识甲烷组成元素.查阅资料，了解家用燃料的使用情况。讨论家用燃料合理使用并能提出建议.4.科学态度与责任通过对化石能源燃烧对环境影响的了解，认识合理利用和开发能源、节约使用化石能源重要性；树立环保意识.化石能源——Fossilenergy人类利用的化石能源，如煤、石油和天然气等，是不可再生能源。这些化石能源及其加工后的产品常被用作燃料，因此化石能源也被称为化石燃料。石油Petroleum天然气Naturalgas煤Coal煤、石油、天然气的综合利用1.生活燃料的利用，如利用化学反应产生的能量做饭、取暖等。人类生活对能量的利用人类需要的大部分能量是由化学反应产生的。2.利用化学反应产生的能量发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭等。3.利用爆炸产生的能量开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑。

化石燃料的利用化石燃料——煤、石油、天然气煤的形成：石油、天然气的形成：由古代生物遗骸经过一系列复杂变化而形成，又叫化石燃料，是不可再生能源。煤是成分复杂的混合物，主要含碳、氢元素和少量的氮、硫等元素。煤综合利用的部分产品煤燃烧煤的综合利用煤的干馏——化学变化主要含C元素，还含有H、O、N、S等元素。煤是复杂的固体混合物煤隔绝空气加强热分解焦炭煤焦油煤气（含有CO、H2和CH4）汽车的能量从哪里来？常见的汽车发动机以汽油或柴油为燃料。汽油、柴油的来源混合物，主要含碳和氢两种元素。石油的综合利用石油分馏——物理变化主要含C、H两种元素原油利用各成分的沸点不同液化石油气汽油煤油柴油......原油是黏稠的液体混合物有石油的地方就有天然气（主要成分甲烷CH4）海上采油塔里木盆地油气开发天然气甲烷的存在甲烷——CH4天然气主要成分是甲烷最简单的有机物与煤伴生（瓦斯）池沼底部（沼气）海底（可燃冰）与石油伴生（天然气）甲烷燃烧实验实验实验现象化学方程式（1）（2）

点燃甲烷，在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，观察现象。一段时间后，迅速把烧杯倒转过来，加入少量澄清石灰水，振荡。实验方案烧杯内壁有无色液滴产生澄清石灰水变浑浊CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2OCH4+2O2

CO2+2H2O点燃甲烷在空气里燃烧产生蓝色火焰化学方程式CH4+2O22H2O+CO2烧杯内壁有水生成澄清石灰水变浑浊Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O实验现象冰火之歌——可燃冰可燃冰——Gashydrate甲烷的气态水合物可燃冰——未来新能源CH4+2O22H2O+CO2点燃如何保证化石燃料充分燃烧？燃烧时要有足够多的氧气（或空气）燃料要与氧气（或空气）有足够大的接触面积燃料充分燃烧条件固体燃料粉碎后被鼓入气流托起，上下翻滚呈沸腾状。合理开采化石能源如果按表所示的化石能源储量和年产量，估算大约多少年后将可能没有可开采的煤、石油和天然气。化石能源储量年产量

剩余开采年限煤2079亿吨41.3亿吨石油36.89亿吨1.99亿吨天然气63393亿立方米2075.8亿立方米根据你的估算结果，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。50.318.530.5使用燃料对环境的影响空气污染问题想一想造成这种现象的原因是什么？

煤燃烧时排放出SO2、NO2等污染物。这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。森林受到酸雨破坏雕像受到酸雨腐蚀酸雨使用化石能源的利用对环境的影响煤中含有碳、硫、氮等元素Coalcombustion煤的燃烧煤的燃烧COCO2SO2NO2有毒气体温室效应形成酸雨颗粒物大气污染物使用化石能源的利用对环境的影响汽车尾气中含有NO、CO、颗粒物等有害物质Automobileexhaust汽车尾气汽车尾气2CO+2NO2CO2+N2汽车三元催化器工作原理示意降低化石能源的利用对环境的影响减少污染产生的措施在使用化石能源时，可以通过提高燃料质量和改进使用技术来减少空气污染物的排放。措施一‌马自达发动机‌是最省油的发动机，热效率高达50%.如：‌马自达发动机通过采用高压缩比设计和创驰蓝天技术，显著提高了燃烧效率。‌我国已大力推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备，并在很多地区用天然气代替煤。措施二降低化石能源的利用对环境的影响减少污染产生的措施改进汽车发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车。措施三2CO＋2NO

2CO2＋N2催化剂2NO2＋4CO

4CO2＋N2催化剂降低化石能源的利用对环境的影响减少污染产生的措施随着能源消耗量的增长，化石能源对环境的影响越发突出。同时，人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。因此，开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。

能源的利用和开发汽油替代品——氢气物理性质无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气的小。化学性质可燃性

2H2+O2

2H2O

点燃开发新能源氢气——Hydrogen制取方法实验室制取：工业制取法：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑2H2O2H2

↑+O2↑氢气是最理想的燃料热值高燃烧产物是水，无污染。来源广泛氢气未能广泛应用的原因氢气制取和储运成本较高氢气的实验室制取反应原理：反应药品：锌粒和稀硫酸。Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2排水法收集氢气向下排空气法收集氢气H2难溶于水H2的密度比空气小发生装置：固液不加热型氢气作为能源，已应用于航天、交通等领域，正在受到越来越多的关注。我国研制的大推力氢氧火箭发动机我国研制的氢能源市域列车降低化石能源的利用对环境的影响氢能源优点优点一(燃烧后的产物是水，不会污染空气，也不会向大气排放二氧化碳.)燃烧值高无污染来源广泛(工业上一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气)(氢气无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的2倍或同质量汽油的3倍.)优点二优点三目前，由于氢气大量制取和储运成本较高，氢气在生产和生活中还未能广泛应用。思考：为什么暂时还不能广泛使用呢?我们知道，电解水可以制取氢气。在实验室里，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↑降低化石能源的利用对环境的影响氢气的实验室制法实验装置其他新能源太阳能的利用风能的利用地热能的利用水能的利用潮汐能的利用降低化石能源的利用对环境的影响开发新能源——太阳能浙江温州滩涂光伏发电项目全国最大单体渔光互补项目、全亚洲最大滩涂渔光互补光伏发电项目。与相同发电量的火电相比，每年可节约标煤23.52万吨，减少二氧化碳排放64.8万吨、二氧化硫排放1.95万吨、氮氧化物排放0.97万吨。青海德令哈熔盐光热发电项目自2021年8月6日至2022年8月5日，电站完整年度累计实际发电量1.58亿kWh，达到年度设计发电量(1.46亿kWh)的108%，创下全球同类型电站最高运行纪录。降低化石能源的利用对环境的影响开发新能源——太阳能降低化石能源的利用对环境的影响开发新能源——风能广东阳江海上风电项目我国首个百万千瓦级海上风电项目——三峡阳江沙扒海上风电场实现全容量并网发电。项目规划总装机容量170万千瓦，总投资约350亿元，安装269台海上风电机组。降低化石能源的利用对环境的影响开发新能源——核能福建福清“华龙一号”核电项目“华龙一号”每台机组装机容量116.1万千瓦，每年发电近100亿度，能够满足中等发达国家100万人口的年度生产和生活用电需求；同时相当于每年减少标准煤消耗312万吨、减少二氧化碳排放816万吨，相当于植树造林7000多万棵。降低化石能源的利用对环境的影响开发新能源——地热能我国海拔最高的地热电站，从2018年9月29日投运至今，累计运行小时数达3.5万小时，累计发电突破5亿千瓦时。羊易地热电站降低化石能源的利用对环境的影响开发新能源——潮汐能江厦潮汐发电站是我国最大的潮汐能发电站，全球第四大潮汐发电站，于1985年建成。电站总装机容量4100千瓦，年发电量约700万千瓦时。江厦潮汐能电站降低化石能源的利用对环境的影响开发新能源——生物质能长青生物质能源有限公司2023年‌：长青集团发电量达到‌37.81亿千瓦时‌，实现售电收入20.32亿元，同比增长20.46%‌。2024年：‌其年发电量也在持续增长，在生物质能发电上市公司中发电量领先‌。生物质包括植物、动物、微生物，以及动物产生的废弃物等。开发新能源光伏发电熔盐光热发电海上风力发电“华龙一号”核电项目人们正在开发和利用许多其他能源，以此促进能源消费结构不断优化，向清洁低碳方向转变。我国能源消费结构的变化趋势图本学期内容到此结束“西气东输”，我国距离最长、口径最大的输气管道，西起塔里木盆地的轮南，东至上海。供气范围覆盖中原、华东、长江三角洲地区。东西横贯新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海9个省区，全长4200千米。天然气进入千家万户不仅让老百姓免去了烧煤、烧柴和换煤气