化学与社会生活(能源)

1、林露(能源)，化学与社会，人类文明起源于火的使用，煤的使用不仅延长了燃烧时间，还为金属冶炼和蒸汽机的使用奠定了基础。石化工业把人类带入了现代社会。未来社会是核能社会。能源是人类文明进步的先决条件。它的开发利用是衡量一个社会形态、一个时代、一个国家的经济发展、科技水平和人民生活质量的重要标志。随着现代科学技术的快速发展和世界人口的快速增长，对能源的需求越来越大，对能源质量的要求也越来越高。石油、天然气和煤炭是当今的主要能源，它们都是不可再生的化石燃料，使用量将会减少。根据科学家的估计，化石燃料只能持续几十年；另一方面，世界上的新技术革命推动许多新产业蓬勃发展，新的生产系统不可避免地要求改变能源系

2、统，采用可再生、分散和多样化的能源。因此，充分利用常规能源，开发新能源是解决世界能源危机的重要途径，也是当今世界各国的共同追求之一。新能源必将成为世界新工业革命的驱动力，未来世界能源体系的基础和未来世界能源舞台的主角。毫无疑问，化学在充分利用现有资源和开发新能源方面起着不可替代的作用。首先，化石燃料可以通过化学手段得到更好的利用。其次，化学在开发新能源方面也起着重要的作用。通过化学方法开发的核能、氢能和太阳能是很有前途的清洁能源。各种能源简介主要内容能源是指能为人类提供所需能量的自然资源，是指所有的能量体(如煤、天然气等)。)和能量相对集中的能量过程(如风和潮汐)。目前，人类可以使用的能量形式

3、如下：1。来自地球外部的辐射能、化石资源、生物质能、(太阳能)风能、海洋能、地热能和来自地球内部的核能、由地球和诸如月球和太阳等天体之间的规则运动形成的潮汐能。根据能量形成的条件：一次能源可以直接使用，不需要在自然中转换，如原煤、石油、天然气、自来水、阳光和植被。二次能源经过处理或转换后可获得汽油、煤油、柴油、电力、氢气和沼气等能源。2.能量分类，3。根据能源能否再利用，可分为可再生能源，如水电、风能、植物燃料、海洋能源和不可再生能源化石燃料(煤、石油和天然气)。4.根据能源利用状况：常规能源是指广泛使用的能源(木柴、煤、石油、水力等)。)。新能源是指利用先进技术获得的能源，或者是指利用先进技

4、术开发利用传统能源(太阳能、核能、氢能、生物质能、海洋能、地热能、燃气、水煤浆)，并进行能源分类。其中，前三种也被称为化石燃料或化石能源。加热大气、加热海洋、光电转换、光热转换、风能、古生物固定太阳能、人工利用太阳能、光合作用、煤炭、石油、天然气、生物质能、太阳能利用模式，目前人类使用的大部分能源来自太阳能，太阳能的利用方式多种多样。能源分类：1。从化学能到电能的转换；2.太阳能转化为热能，电能所需的蓄热材料和光电材料；3.从核能到电能的转换：核燃料的净化、化学处理过程中核废料的提取和分离；反应堆结构材料、部件和包层材料保护水的净化；4.化石燃料的充分利用；5.提高生物质能利用效率；3.能量转

5、换化学。裂变能、太阳能热利用技术、大规模电力系统、高效燃烧技术、核能利用、20世纪能源科技成果、聚变能、辐射能、大容量风力发电技术、能源软科学、21世纪能源科技发展方向、燃料电池、核聚变能、氢能、太阳能发电利用、生物质能高效清洁利用、分散能源系统技术、能源软科学二、化石燃料、当代工业的粮食煤、 当代工业的血液油，最清洁的化石燃料，天然气，煤，大约5000年前，人们用煤作为装饰品。 煤是世界上最丰富的化石燃料之一。世界煤炭总储量约为13万亿吨。中国已探明可采煤炭储量超过7300亿吨，居世界首位，占世界总储量的45.7%。中国也是世界上最大的煤炭生产国和消费国。你知道吗？煤是一种可燃固体矿物，随着

6、地壳运动由埋藏在地下的古代植物形成，经过亿万年的地热高温、高压和细菌作用而逐渐演化。本质上，煤中所含的化学能是由植物通过光合作用从阳光中转化而来的。煤炭的形成、煤炭的开采、世界煤炭的储量和分布、中国煤炭的储量和分布，根据煤化程度的不同，煤炭大致可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤，其含碳量逐渐增加，其燃烧热值也随之增加。中国原煤产量主要是烟煤。煤的种类有泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤和四种煤的形成过程，煤是一种具有高碳氢比的复杂混合物，其主要成分是碳和氢，以及少量的氧、氮、硫等。分子式：C125H97O9NS组成：C 84.3% H 5.1% O 7.5% N 1.5% S 1.6%水分，挥发性物质，无机

7、灰分，煤中并非所有的氢都能燃烧，但氢与C、S和P结合能燃烧，煤的组成和结构，煤的现代结构模型，基本结构单元：核心部分由数十个五元环和六元环组成的稠环化合物煤颗粒：“沥青”或“树脂”聚合物化合物，煤的化学加工和转化，1。煤直接用作燃料存在的问题：环境污染、燃烧率低；2.加工目的：去除硫、氮和无机物，解决环境污染，降低分子量，增加氢含量，增加使用价值；3.加工和转化方法：煤的干馏、煤的气化、水煤浆的液化、煤的气化、门捷列夫的想象；1.水煤气通过装有热焦炭的空气塔时，会发生放热反应：c(s)O2(g)=CO2(g)h=-393.5 kjmol-1，焦炭温度可升至1500左右。空气被切断，蒸汽通过烧焦

8、的焦炭，发生以下反应：碳(硫)H2O(庚)=一氧化碳(庚)H2H=-131.3千焦摩尔-1，2。合成气通过纯氧和蒸汽在压力下通过燃煤，可以挥发煤中的苯酚，生成体积分数为40%的气体混合燃料。H2煤液化，以煤为原料，通过化学加工生产石油产品和石化产品。主要有两种方式：直接液化：首先将煤磨成煤粉，然后与溶剂(煤焦油)和催化剂混合形成浆液，在673-773K的温度和(100，300) (100，1000) Pa的压力下加氢，直接生产重质液体燃料。一般来说，一吨液化油可以从两三吨煤粉中获得。间接液化：将煤粉气化成一氧化碳和H2，然后通过高压催化合成液体燃料。在本文中，煤是在与空气隔绝的封闭焦炉中加热的

9、。随着温度的升高，煤中的有机物煤干馏，煤干馏的主要产品和用途，所谓一碳化学是指使用分子中只有一个碳原子的化合物(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)的化学体系的总称。)作为通过化学方法制造产品的原料。广义一碳化学不仅包括上述四种化合物，还包括甲醛、甲酸、氢氰酸、甲胺、二氟氯甲烷的生产及其衍生物的合成。但在当今世界，通常一碳化学的范畴主要是指一氧化碳、二氧化碳、甲烷和甲醇的相关含量。此外，甲烷属于天然气化学；虽然二氧化碳是一种取之不尽的气体，但人们对它的研究还不够，在化学工业中的应用也不多；同时，甲烷、二氧化碳和甲醇可以由一氧化碳组成，所以狭义的一碳化学是指一氧化碳化学，或合成气(COH2)化学

10、。拓宽你的视野一碳化学什么是一碳化学？近年来，利用合成气可以生产不少于3040种化工产品，我国正在开发2030种。利用合成气合成燃料的趋势主要是合成甲醇，然后由甲醇生产汽油。甲醇也是一种廉价的化学原料。单碳化学的研究包括催化法和辐射法。辐射可以在常温常压下进行，但这取决于电子加速器的发展。目前，单碳化学是通过催化来研究的，一些产品已经投入生产。中国开发利用石油的历史悠久。早在2000多年前，我们的祖先就在陕西延安发现了石油，称之为石漆、石液、石油水、石脑油、猛火油等。到了宋代，著名科学家宋在天工开物一书中提出了“油”字，至今仍沿用至今。在古代，石油主要用于照明、制造毒品，有时也用作“武器”。据

11、传说，北周郑玄元年(公元前578年)，北周军队在河西走廊西部的鲁夫县，以烧“石肥水”为武器，打败了入侵的突厥军队。自从1883年发明汽油发动机和1893年发明柴油发动机以来，石油的价值翻了一番，获得了“工业血液”的美称。你知道吗？石油的形成是在海洋条件的作用下，经过数百万年漫长的转化过程而形成的，石油是古代沉积在海底湖泊中的动植物的遗骸。水中生物的遗骸下沉并被埋在地下，由于地热或地面压力而变成石油。大多数石油集中在有更多孔隙的岩层中，如砂岩。从地下提取的油还没有被加工和提炼成各种产品。原油是一种粘性液体，管道原油最直观的物理属性是丰富多彩的颜色，从浅到深，包括白色、浅黄色、棕色、深绿色甚至黑色

12、。石油的组成和结构。石油是各种碳氢化合物的混合物，主要是烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃，以及少量的有机硫化物、有机氮化物、水和矿物质。根据石油所含烃类的种类，石油可分为四大类：石蜡基石油、环烷基石油、中间基石油、芳烃基石油。世界石油资源分布极不平衡：中东占世界石油储量的63.3%，欧洲和中亚占9.2%，非洲占8.9%，拉丁美洲和中美洲占8.9%，北美占5.5%，东南亚和大洋洲占4.2%， 石油资源分布，中国石油分布，海上油井，克拉玛依油田，大庆油田，石油加工，原油是由各种碳氢化合物，这是直接利用加工成不同的石油产品，可以充分发挥其效率。 将预处理后的原油输送到炼油厂进行分馏处理，可以生产出汽油、煤

13、油、柴油、润滑油、沥青等不同用途的产品，这是石油“大家庭”首次分离。此外，人们已经尝试了各种方法将一些不令人满意的分子转化成具有良好燃烧条件的分子，例如，通过催化裂解将大分子裂解成小分子，以及通过催化重整来改变分子结构。这样做的目的是获得更好的燃料。石油不仅是一种重要的燃料资源，也是一种珍贵的化工原料，石化工业就是以石油为母体发展起来的。石油产品如石脑油是石油化工的原料，首先转化为乙烯、丙烯、丁烯等。通过裂解，然后进一步精制成聚烯烃和一些重要的精细化工原料。中国石化工业已跃上新台阶，进入世界先进行列。石油分馏和产品示意图。当汽油在发动机中正常燃烧时，火焰传播速度约为30-70毫秒-1。然而，当

14、混合物已经燃烧了2/3-3/4时，在未燃烧的混合物中产生高密度的过氧化物，其分解导致混合物中出现许多燃烧中心，导致燃烧速率急剧增加和强压力脉冲，并且火焰传播速率可达到800-1000毫秒-1。在这种情况下，有一个脆金属敲在气缸，这种燃烧是爆燃。汽油的抗爆性与组成汽油的碳氢化合物有关。正构烷烃的抗爆性能随碳原子数的增加而降低，异构烷烃的抗爆性能随支链数的增加而提高，环烷烃的抗爆性能居中，芳烃及其衍生物的抗爆性能较高。为了提高汽油的抗爆性能，通常在汽油中加入抗爆剂。四乙基会破坏生成的过氧化物，但它会生成坚硬的PbO颗粒，这些颗粒会沉积在燃烧室中。因此，应同时加入一定量的导出剂溴乙烷(或二溴乙烷)，

15、将PbO转化为PbBr2。目前，许多国家已经禁止使用含铅汽油，大多数抗爆剂现在使用甲基叔丁基醚。不同的标签指的是这个标签的汽油辛烷值。汽油标签越高，辛烷值含量越高，爆炸的可能性就越小。汽油应根据发动机的压缩比来选择，高压缩比的车辆应选用高档汽油，以保证发动机在不爆燃的情况下有最佳的功率输出和最低的成本。压缩比是指发动机气缸总容积与燃烧室容积之比。压缩比是发动机非常重要的结构参数。随着高压缩比，良好的动力性能和高热效率，车辆加速度和最大速度将相应提高。压缩比为7.58.0时，一般应使用90 #车用汽油；当压缩比为8.08.5时，应选择90 #和93 #车用汽油；当压缩比为8.59.5时，应选用9

16、3号和95号车用汽油；当压缩比为9.510时，应选择95 #和97 #车用汽油。车主应根据发动机不同的压缩比严格选择相应等级的汽油，以使发动机发挥最佳效率。丙烷、丙烯、丁烷和丁烯(液化气体)是瓶装气体的主要成分，通过适当的压力和冷冻可以液化。因为丙烷比丁烷更易挥发，所以北方使用的瓶装气体含有更多的丙烷，而南方使用的瓶装气体含有更多的丁烷。重油、柴油和氢气在高压催化下混合反应生产合成石油，进一步加工可得到汽油和高级汽油。你知道吗？钻井通常用于开采石油，其中一部分用于注水，一部分用于取油。石油植物，也称为植物能源，含有类似石油的液体燃料。例如，如果你在巴西热带森林的洗发水树上挖一个洞，油就会出来。

17、石油也可以从美国的“鼠草”、西海岸的巨型海藻和澳大利亚的丛藻中提取。拓宽你的视野油料作物既然花生油、菜籽油、玉米油、桐油和大豆油可以“种”在地里，为什么油不能“种”呢？美国化学家卡达文是诺贝尔奖获得者，他认为石油可以“种植”。1987年，他到处寻找能产油的植物，一切都有了回报。他最终发现了许多能“挤出”油的植物。在找到能“生产”石油的植物后，卡达文开始选择和繁殖，并在美国加州种植了大约6英亩的“石油”树，一年内收获了50吨石油。卡达文在“种植”石油方面的成功激起了人们研究和寻找石油树的热潮。现在，美国已经成立了一个石油植物研究所，专门研究能够出油的植物。现在，越来越多的植物可以产油。菲律宾发现了一种可以产油的核桃，一年可以收获两季。在巴西，有一棵树的高度超过30米，最大直径为1米。如果这棵树上开了一个洞，一小时之内可以流出7公斤的油。美国加州大学也通过基因技术培育了一种石油植物。这种植物的牛奶成分与天然矿物石油相似。汽油、煤油和许多副产品都可以从这种牛奶中提取出来。石油也可