课题2燃料的合理应用与开发.ppt

课题2 燃料的合理应用与开发,复习：家庭燃气灶一般用气门(用来调节燃气的进气量)和风门(用来调节空气的进气量)来控制燃烧。若火焰颜色发黄并有少量的黑烟产生，这是由于，这时要进行 的操作使燃烧恢复正常。,燃烧不充分开大风门,小结：含碳、氢元素的可燃物在氧气充足时，往往燃烧生成二氧化碳和水。,含碳、氢元素的可燃物在氧气不充足时，部分碳、氢元素生成一氧化碳、碳氢化合物、微小炭粒。,不完全燃烧的负面影响：,1、燃烧慢、放热少。,2、会产生有毒气体。,3、造成能源的浪费、环境的污染。,炼钢,烧砖,发电,开山炸石,这些项目都需要燃料,生石灰与水反应放出热量。,化学不仅研究物质的性质、组成、结构和变化，还研究物质变化过程中伴随的能量变化。,通常表现为热量的变化,有些反应放出热量,有些反应吸收热量,（放热反应）,（吸热反应）,反应条件为“点燃”、金属与酸的反应等一般都放热。反应条件为“加热”或“高温”的反应等一般都吸热。,固体部分溶解，还有有剩余，水面上方有白雾,感到发热（或发烫）,实验7-3分析,一、化学反应中的能量变化,P136变形实验：在一个烧杯中加入少量干燥的生石灰，再加入适量水，观察想象，并用手轻轻触碰烧杯外壁。,少量溶解,烧杯壁发热,化学反应中的能量变化,CaO+H2 o=Ca(OH)2,结论：化学反应中有能量的变化,化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化，即有现象和现象。,1放出热量，反应后温度升高。,如：燃烧反应。金属与酸反应放热。Mg+2HCl=MgCl2+H2 CaO+H2O=Ca（OH）2,2吸收热量，反应后温度降低。,2CuO+C 2CO2+2Cu,C+CO2=2CO,高温,氢氧化钡晶体与氯化铵固体在烧杯中研磨，观察烧杯下薄玻片上的少量水有何变化？,拓展实验：,结论：氢氧化钡与氯化铵反应 热量。,烧杯下薄玻片上的少量水结冰而与烧杯粘在一起,吸热,CaO+H2OCa(OH)2,Mg+2HCl=MgCl2+H2,放热,放热,吸热,吸热,放热,例：,千锤万凿出深山（开山采石，物理变化）,思考：石灰吟 中蕴含的变化有哪些？其中哪些是放热的变化？,1.化学反应在生成新物质的同时，还伴随着（）的变化，通常表现为（）的变化。2.举一个吸热反应的例子；举出放热反应的例子,练习：回答下列问题：,能量,热量,吸热：碳和二氧化碳；氧化铜和一氧化碳,放热：氧化钙和水反应；木材和氧气,3、举例说明燃料对于人类生活的重要性。,做饭,取暖,发电,制陶,炸石,冶炼,拆危,4、填空：人类对能量的利用,生活燃料的利用 利用燃料产生的热量爆炸产生的热量食物在体内缓慢氧化放出热量 能量的转化：电池充电时能转化为能；使用电池是能转化为能。,做饭、取暖等,发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭,开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑,维持体温和日常生命活动所需要的能量,电,化学,化学,电,二、化石燃料的利用：,煤，石油，天然气称为当今世界的三大化石燃料。它们是不可再生能源。都属于混合物。,1、煤和石油：,煤是古代植物遗体在地层下经过一系列复杂变化而形成的。,石油：是古代动植物遗体在地层下经过复杂 变化而形成的一种粘稠液体。,A.煤中主要含C元素，还含有H、N、S、O等元素。,B.石油主要含C、H元素，还含有S、O、N等元素。,煤、石油、天然气是怎样形成的？它们是混合物还是纯净物？组成元素有哪些？,C、H,C、H,C,H S N O等,S N O等,化石燃料的形成和组成,三大化石燃料:煤、石油、天然气（混合物、均为不可再生能源）（1）煤：“工业的粮食”（主要含碳元素）；煤燃烧排放的污染物：（2）石油：“工业的血液”（主要含碳、氢元素）；汽车尾气中污染物：（3）天然气是气体矿物燃料（主要成分：甲烷），是较清洁的能源。,SO2、NO2（引起酸雨）、CO、烟尘等,CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘,甲 烷,C.将煤隔绝空气加强热叫做煤的干馏(属于化学变化)，可得到焦炭、煤焦油、煤气等物质。,煤、石油的加工和综合利用：,D.利用石油中各种成分的沸点不同，将它们分离的方法，叫做分馏（属于物理变化），可得到汽油、煤油、柴油等产品。,焦炭冶金工业重要原料煤焦油化工原料 煤气燃料,煤气的主要成分为：,氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO其他气体,下图是石油炼制后的主要产品：,E.提示：,煤气的主要成分是一氧化碳、甲烷、氢气等。,液化石油气的主要成分是丙烷，丁烷，丙烯和丁烯等。,润滑油,小结、煤和石油的综合利用率,煤,石油,组成元素：,C,H、N、S、O,及无机矿物质,焦炭,煤焦油,煤气,（氢气、甲烷、一氧化碳等）,干馏,（化学变化）,组成元素：,C、H,S、O、N等,（物理变化）,分馏,溶剂油,汽油,航空煤油,煤油,柴油,都是混合物,石蜡,沥青,至上而下，沸点逐渐升高,2 天然气：,天然气的主要成分是甲烷（CH4）,A.甲烷的物理性质：,无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。,B.甲烷的化学性质：,现象：产生明亮的蓝色火焰，放出大量的热，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠产生，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。,可燃性,实验探究记录：,产生明亮的蓝色火焰,烧杯内壁出现水珠,甲烷具有可然性,澄清石灰水变浑浊,甲烷中含有氢元素,甲烷中含有碳元素,化 学 方 程 式,小结：可燃物组成中碳元素和氢元素的鉴定方法,根据燃烧后是否有水和二氧化碳生成。,思考：如何验证甲烷的元素组成？,烧杯内壁出现水珠,澄清石灰水变浑浊,甲烷中含有氢元素,甲烷中含有碳元素,化 学 方 程 式,小结：可燃物组成中碳元素和氢元素的鉴定方法为：,根据燃烧后是否有水和二氧化碳生成。,C.根据甲烷的可燃性可以验证甲烷的元素组成,D.了解甲烷的存在,（1）常存在于池沼底部（故甲烷又名沼气）,（2）还存在于煤矿矿井内。甲烷混在空气中达到一定程度时，遇明火会爆炸（即瓦斯爆炸）。,沼气池,在我国农村利用沼气，不仅可以解决生活燃料问题；还能治理环境卫生。,（3）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。,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。你认为煤矿应采取哪些安全措施？,（1）要严禁烟火，排除一切可能产生火花的因素；（2）注意矿井的通风，使在矿井中产生的甲烷尽快散失；（3）要注意对矿井工人进行安全意识的教育。,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。它将是替代化石燃料的新能源。可燃冰埋藏在海底的岩石中，目前开采技术还存在很大困难。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：,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！,我国2009年我国化石能源基础储量和年产量,可怕的战争！,伊拉克石油资源丰富，为争夺石油，美政府官员从不讳言地宣称：控制伊拉克石油！从而发起战争！,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！,我国2004年化石能源探明储量、年产量及开采年限,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：,3、节约能源，提高燃料的利用率,生活中的节能小措施：a.避免家电处于待机状态；b.使用节能灯；c.养成随手关灯的习惯。,4、合理利用与开发化石能源：,一是燃烧时要有足够多的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面。,B.燃料不充分燃烧的危害：一是燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源；二是会产生大量的CO等物质，污染空气。,A.燃料充分燃烧的条件：,煤球,蜂窝煤,煤球变成蜂窝煤，其优点是：,增大了煤和空气的接触面积，能更充分的燃烧、节约燃料、减少污染。,1、空气污染的主要原因：,（1）.化石燃料的燃烧,（2）.汽车尾气的排放,（3）.工厂排放的废气,三、使用燃料对环境的影响：,2、化石燃料燃烧造成空气污染的原因：,（1）燃烧产生SO2和NO2(会引起酸雨)；,（2）燃烧不充分，产生CO；,（3）排放出未燃烧的碳氢化合物及炭粒。,工厂排出的烟尘污染空气,4.汽车尾气主要是：一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物和烟尘等。为了减少汽车尾气对空气的污染：,部分汽车使用压缩天然气CNG或液化石油气 LPG作燃料,在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料（即车用乙醇汽油），既能节省石油资源，又能减少尾气污染。,（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。,为了减少汽车尾气对环境的污染，目前在燃料和汽车制造技术方面可以采取什么措施？,四、能源的利用和开发：,（化学式：C2H5OH）,燃烧产物基本上不污染环境,(1)俗称酒精，属于可再生能源。,1.乙醇：,(2)燃烧的化学方程式：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,点燃,(3)特点：,2、氢气（H2）,（2）化学性质：可燃性 燃烧时发出淡蓝色火焰。还原性 2H2+O2=2H2O H2+CuO=Cu+H2O,(3)特点：,热值高，燃烧产物是水无污染，是最清洁的燃料。,点燃,（1）物理性质：氢气是无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。,氢气作为燃料的优缺点,2H2+O2 2H2O,点燃,特点：燃烧产物无污染，是最清洁的燃料。,优点：资源丰富，可再生；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。,缺点：制取成本高；贮存、运输困难。,物性：无色无味的气体，难溶于水，密度最小,化性：可燃性、还原性,（4）氢气的实验室制法：,B.反应原理：,排水法,向下排空气法,A.反应药品：锌粒（固）和稀硫酸（液）,D.收集方法：,C.发生装置：,固液不加热型装置,或Zn+2HCl=ZnCl2+H2,电解水和用锌与稀硫酸反应都可以得到氢气.如果将氢气作为燃料广泛应用,你认为用这两种方法制氢气切实可行吗?为什么?,E.由于制取成本高，贮存困难，氢气暂不能广泛使用。但终将成为主要能源之一.,不可行,3、开发和利用新能源。,核能,太阳能,风能,水能,潮汐能,地热能,乙醇燃料汽车,（瑞典沃尔沃公司）,液氢燃料电池概念车（美国通用汽车公司）,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。该气体不可能是（）ACH4 BCO和H2的混合气体CH2 D酒精（C2H5OH）蒸气,练一练,C,2.实验室用固体无水醋酸钠和固体碱石灰，混合加热制甲烷。则下列装置中，可用于制甲烷的是（）,D,3、三瓶无色的气体分别是氢气、一氧化碳、甲烷如何鉴别?,分别点燃,检验燃烧产物.,燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如二氧化硫,燃料燃烧不充分，产生一氧化碳等。,未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘。,煤燃烧时生成 等污染物，这些污染物反应后溶于雨水形成酸雨。,SO2和NO2,酸雨危害的模拟实验,叶子由绿色变黄色,有气泡放出，锌粒逐渐溶解,开始有少量气泡放出，大理石逐渐溶解,变化缓慢,无变化,无变化,无变化,活动与探究：,向一个空集气瓶和一个充满SO2的集气瓶中各加入少量水。分别将表中所列物质放入上述两种液体中，观察。,1、根据上述活动探究说明酸雨可能对环境造成哪些破坏？,影响农作物生长,破坏森林,腐蚀建筑物,腐蚀文物雕塑,影响人体健康,2、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,1下列关于石油的叙述中不正确的是（）A石油是一种化工产品 B石油是一种混合物C可利用石油产品发电 D将石油分馏可得多种产品2下列过程属于物理变化的是（）A煤在隔绝空气的条件下加强热B煤的形成C石油的形成 D从石油里分馏出汽油等,A,D,3下列说法不正确的是（）A太阳能、水能、风能是可持续发展的能源B煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源C地下水资源不能无限量地开发利用D大量排放SO2、NO2等气体，会形成酸雨,4氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分解得到H2的新技术，其中海水分解可用方程式用2H2O 2H2+O2表示。下列说法不正确的是（）A水分解产物不污染环境 BTiO2是催化剂C该技术可将太阳能转化为氢能 D在海水分解过程中应不断添加TiO2,D,TiO2,5.下列燃料中不属于化石燃料的是（）A.煤 B.石油 C.天然气 D.酒精,6.下列叙述正确的是（）A.天然气就是甲烷，所以它是纯净物。B.煤和石油中，含量最多的元素是氢元素。C.煤不可再生，而石油可再生。D.天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物。,D,D,相信你能行,C,7.下列变化中，属于物理变化的是（）A.将木材隔绝空气加强热得到木炭、木焦油和木煤气。B.植物的光合作用。C.将石油加热分馏制取汽油、煤气、柴油。D.将秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，可产生甲烷。,8.造成酸雨的主要物质是（）A 甲烷和一氧化碳 B 二氧化硫和一氧化碳C 一氧化碳和二氧化碳 D 二氧化硫和二氧化氮,D,相信你能行,9.有三瓶失去标签的无色气体，分别是CO、CH4、H2中得一种，请用适当的方法加以区别。,该气体是H2,1,10.液化石油气的主要成分是丙烷（C3H8)，它燃烧反应的化学方程式为：C3H8+5O2 3CO2+4H2O 使用液化石油气的用户在改用天然气时，为保护充足的火力，需对燃气灶加以改造，改造后的燃气灶与原来的相比，进风管和进气管的主要区别是 _。,改造后进风管直径应缩小或进气管直径增大。,(已知：在同温同压下，相同体积的任何气体中含有的分子数相等。）,