课题7.2燃料的合理利用与开发

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1、第七单元课题2燃料的合理利用与开发现象手的感觉化学方程式CaO+H2O=Ca(OH)2实验7—3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。少量溶解发热化学反应在生成新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。有些反应是放出热量的，如氧化钙与水、镁与盐酸等；有些反应则是吸收热量的，如碳与二氧化碳的反应。一、化学反应中的能量变化在当今社会，人类需要的大部分能量是由化学反应产生的，最常见的就是生活燃料的使用。二、化石燃料的利用目前人们使用的燃料大多来自化石燃料如煤、石油和天然气等。化石燃料是由古代生物的遗

2、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◆煤是复杂的混合物，主要含碳元素，还含有氢元素和少量氮、硫、氧元素以及无机矿物质。将煤作为燃料主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量。煤的综合利用，是将煤隔绝空气加强热，使煤分解成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等。叫做煤的干馏。煤气的主要成分为氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO和其他气体等。◆石油也是混合物，主要含碳、氢元素两种元素。分馏产物燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。1.煤和石油石油的炼制

3、：分馏利用石油中各成分的沸点不同来分离。石油的分馏属物理变化图7-22石油炼制的部分产品和主要用途原油天然气的主要成分是甲烷（CH4)（俗称沼气）。2、天然气：混合物实验7-4（1）观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯（如图7-22），过一会，观察烧杯壁上的现象。（2）迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，震荡，观察现象。如果石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成。图7-22物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。甲烷燃烧产生蓝色火焰，烧杯壁上出现水珠；澄清石灰水变浑浊生成水生成二氧化碳结论：CH4+2

4、O2====CO2+2H2OCO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+2H2O图7-29沼气的制取和利用有人曾称煤是“工业的粮食”，石油是“工业的血液”。3.合理利用与开发化石能源图7-30化石燃料的用途人类目前所消耗的能量主要来自化石能源，而化石能源的形成需要经过数百万年。是不可再生的而且有限的，用量日益增长。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28.33亿吨1.89亿吨约15年天然气32124亿立方米851.7亿立方米约38年煤3261亿吨30.5亿吨约107年表7-3我国200年化石能源基础储量和年产量及开采年限氧气不

5、充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并生产CO等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。2、燃料充分燃烧的条件一是燃烧时要有足够多的空气；二是燃料要与空气要有足够大的接触面。“可燃冰”：主要含有甲烷水合物。将成为未来新能源，但目前开采技术存在困难图7-34工厂排出的烟尘污染空气三、使用燃料对环境的影响1、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等；2、燃料燃烧不充分，产生一氧化碳等；3、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘。化石燃料燃烧造成空气污染主要原因：图7-35森林受到酸雨破坏图7-36雕像受酸雨腐蚀煤

6、燃烧时排放出二氧化硫SO2、二氧化氮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水，会形成酸雨。减少汽车尾气对空气污染的措施改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧。使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路。目前，多数汽车使用的燃料是汽油或柴油。它们燃烧时产生的一些物质，如一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。会随尾气直接排放到空气中，对空气造成污染。在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料（车用乙醇汽油）乙醇C2H5OH俗称酒精，可通过高粱、玉米

7、和薯类等经过发酵、蒸馏而得到，属于可再生能源。可用作酒精灯、内燃机等的燃料。C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O混合物点燃四、能源的利用和开发目前人们正在利用和开发许多其他新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。氢气H2：最理想的清洁高能燃料原因：来源广，放热多，产物是水无污染。实验室里，常用锌和稀硫酸反应来制取氢气Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑目前，大量使用氢能源还存在一定困难：制取成本高和贮存困难图7-41利用不同形式的能量发电示意图太阳能电池图7-43风力发电