燃料的合理利用与开发课件1(1).ppt

7.2燃料的合理利用与开发,燃料燃烧不充分时，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，而且还会产生大量的CO等物质，污染大气。,（1）如何做到使燃料充分燃烧呢（2）充分燃烧的优点有哪些（3）不充分燃烧的缺点有哪些,复习巩固,①燃烧时要有足够多的空气（或氧气）；②燃料要与空气要有足够大的接触面积。,燃料充分燃烧，能节约能源、减少环境污染,1、炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气,2、在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地上，却要架空,3、这两种做法对燃料而言有什么好处对环境来说又什么帮助,提供充足的空气,使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧,使燃料充分燃烧，减少环境污染,思考回答,一.化学反应中的能量变化,[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，观察现象，并用手触摸试管外壁。,生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，放热。,热或烫手。,生石灰和水剧烈反应，产生大量水蒸气，并放出热量，说明这是一个放热反应。,结论化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。而能量的变化通常表现为热量的变化。其中，放出热量的为放热反应，吸收热量的为吸热反应。,,,化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化,,,,,,,,,这些实验说明了什么问题呢,化学反应中都伴随有能量的变化，而能量的变化通常表现为热量的变化有些化学反应中有热量放出，有的则从外界吸收热量。,,,大多数化学反应,,总结,人类需要的大部分能量是由化学反产生的,生活燃料的使用做饭、取暖等；,还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭；,开山炸石和拆除危旧建筑；等等,对于我们自身来说，维持体温和日常活动所需的能量，都与食物在体内发生的化学反应有关。,目前人们通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，化石燃烧对于人类非常重要。,生活燃料的使用做饭、取暖等；,炼钢,烧砖,发电,开山炸石,二、化石燃料的利用生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气，我们常称它们为化石燃料。它们是不可再生能源,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。,①煤的形成,煤也叫做煤炭，被喻为“工业的粮食”、“黑色的金子”,②石油和天然气的形成,,,石油又叫原油，被誉为“工业的血液”；天然气的主要成分是甲烷（CH4），是公认的当今世界最重要而又较洁净的气体燃料。,煤是混合物，主要含碳元素，还含有氢元素和少量氮、硫、氧元素；燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。,1.煤和石油,煤的干馏,隔绝空气,加强热,煤,焦炭,粗氨水,煤干馏是化学变化,煤气,炼焦炉出焦,煤焦油,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。,煤的用途,,工业的粮食,思考下列问题,1、煤是纯净物还是混合物主要组成元素是什么还含有哪些少量元素,2、煤完全燃烧的产物有哪些,4、煤气的主要成分有哪些,3、如何将煤综合利用,混合物,碳元素,氢、氮、硫、氧元素,,CO2,,H2O,,NO2,,SO2,将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦油、煤气等。（煤干馏[化学变化]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。）,氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO其他气体,,石油也是混合物，主要含碳、氢元素（少量氮、硫元素）；分馏产物燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。,石油工业的血液,从油井中开采出来的石油也叫原油，是一种粘稠状的液体。石油中主要含有碳和氢两种元素。城镇的许多家庭做饭使用一种罐装“煤气”作为燃料，罐中所装的是液化石油气。,根据各成分的沸点不同进行分离。,石油的分馏炼制图,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，是物理变化。,⑴石油可以直接做燃料吗,⑵石油产品中有哪些是常用燃料,不可以，因为石油是混合物，里面有很多的杂质,导致石油的易燃度减低而且直接燃烧石油会产生很多的废气,污染环境如果把石油的原油提炼后会分解出多种产物如汽油，煤油沥青，柴油等,可以充分利用。,城镇的许多家庭做饭使用一种罐装“煤气”作为燃料，罐中所装的是液化石油气，这是石油化工的一种产品。液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中的，瓶内压强是大气压强的7～8倍。,煤气泄漏会造成什么危害使用罐装液化石油气在安全上应注意什么,煤气的主要成分是一氧化碳，它是可燃性气体并且是有剧毒的气体，一旦泄漏，一方面可能引起火灾甚至爆炸事故，另一方面可使人中毒死亡，所以要谨防泄漏事故发生；灌装液化石油气主要成分为丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）是经加压后压缩在钢瓶中，由于这些气体都属于易燃易爆物，使用时一定要注意安全、轻拿轻放、放置在远离火源处、用毕要关紧阀门、防止泄漏、定期检查等，一旦泄漏要立即关闭阀门、打开门窗，切记产生火花，如开灯、碰撞电子打火装置等。,工业的血液,石油的用途,,（1）成分天然气的主要成分是甲烷（CH4（俗称沼气）,2、天然气,（2）a.甲烷的物理性质,实验现象①产生明亮的蓝色火焰;②烧杯内壁有水雾；③放出热量；④杯壁上澄清石灰水变浑浊。,b.甲烷的化学性质可燃性（点燃前先验纯）,,验证甲烷CH4的元素组成,,◎实验探究记录,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁出现水珠,甲烷具有可然性,,甲烷中含有氢元素,甲烷中含有碳元素,化学方程式,澄清石灰水变浑浊,甲烷的存在,（1）甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）,（2）甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。,,,天然气、沼气,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。,人工能制取沼气吗,在我国农村利用沼气，不仅可以解决生活用燃料问题；还能综合治理环境卫生问题。,3.合理利用与开发石能源,世界能源的主要来源,天然气20,煤35,石油40,,,,,石油,,,,,,1.89亿吨,,,探明储量量,年产量,天然气,煤,28.33亿吨,32124亿立方米,851.7亿立方米,我国2009年化石燃料储量及年产量,3261亿吨,30.5亿吨,“可燃冰”白色形似冰雪能像固体酒精样直接点燃,可燃冰,在人们担心化石能源将被耗尽时，科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的“冰”“可燃冰”。,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,“可燃冰”能否替代化石燃料,使用“可燃冰”替代化石燃料有什么优点还存在哪些问题,优点能量高、燃烧值大、污染小,缺点如开采中甲烷泄漏到大气中，将造成严重的温室效应。,防止泄漏中毒防止泄漏爆炸,防止泄漏爆炸,防止泄漏爆炸,小结,1、点燃甲烷前，要先。2、写出甲烷燃烧的化学方程式。3、请设计一个实验验证甲烷燃烧的产物。,验纯,CH42O2CO22H2O,①、点燃后，用一个干冷的小烧杯罩在火焰上方，如果烧杯壁有小水珠产生，则证明有水生成；,②、迅速倒转烧杯，到入澄清石灰水，振荡，如果石灰水变浑浊，则证明有二氧化碳生成。,点燃,巩固练习,D,（5）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,A,（7）下列气体与空气混合后遇明火，可能发生爆炸的是（）A、氧气B、氢气C、甲烷D、二氧化碳,B、C,（6）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,D,（8）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（）A．CH4B．CO和H2的混合气体C．H2D．酒精（C2H5OH）蒸气,C,9、下列说法中不正确是的（）A、煤、石油和天然气是不可再生的能源B、从石油中能分离出汽油、柴油、酒精等燃料C、煤的燃烧会造成环境污染D、沼气的应用可解决农村的燃料问题,B,10、下列变化属于化学变化的是（）A、煤隔绝空气加热变成焦炭等物质B、酒精挥发C、石油分馏得到汽油、柴油等物质D、锅炉爆炸,A,11、有关石油的叙述不正确的是（）A、汽油是纯净物B、石油是混合物C、石油可作化工原料生产许多产品D、石油的炼制是利用石油中各成分的沸点不同,A,12、自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源，如氢气属高效、无污染的二级能源，是因为自然界中现成氢气很少。下列叙述正确的是（）A、天然气属二级能源B、风能属二级能源C、家用电器作用的电源属一级能源D、一氧化碳属二级能源,D,13、请仔细阅读下列文字，然后完成有关问题。（1）煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化。以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔。请你分析这种变化的优点,增大煤与氧气的接触面积，使其充分燃烧，减少有害物质的排放。,（2）燃烧时会产生许多污染物。据资料显示，冬天的空气中二氧化硫含量会增多。请你分析造成这一现象的可能原因是。为了减少煤燃烧对环境造成的污染，可将水蒸气通过炽热的煤层制得较清洁的水煤气[主要成分是CO和H2]，请你写出反应的化学方程式。（3）水煤气用管道输送到千家万户，这使是我们常说的家用煤气。煤气厂常在家用煤气中掺入少量具有难闻气味的气体，其目的是。,冬天用煤量增大，燃烧时产生的二氧化硫增多,便于及早发现煤气泄漏，以防引起中毒或爆炸等危险,三.使用燃料对环境的影响,三十年前,燃料燃烧对空气的影响,1、煤的燃烧,思考煤中含哪些元素,,碳元素,硫元素,氮元素,,CO有毒气体,CO2温室效应,,SO2,,NO2,,酸雨,思考这些元素燃烧后生成哪些物质,酸雨的危害影响作物生长、腐蚀金属材料、破坏大理石建筑、人体健康,2、汽车用燃料的燃烧,1、尾气,2、改进措施,污染物,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,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。,使用压缩天然气燃料的汽车,液化石油气汽车加气站,化石燃料中天然气是比较清洁的燃料,小结煤和石油等化石燃料燃烧造成对空气的污染，主要有哪些原因,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。,③未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。,我们离不开燃料，更需要清洁的环境怎么办,开发新能源，实现人类可持续发展思想,1、乙醇（酒精）,C2H5OH,使用车用乙醇汽油的优点,①节省石油资源,②减少汽车尾气的污染,③促进农业生产,四、能源的利用和开,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。它们是可再生能源。,2、氢气H2,实验室常用锌和稀硫酸反应来制取氢气ZnH2SO4ZnSO4H2↑,讨论1回忆在第三单元做过的电解水的实验，写出电解水的化学方程式。,讨论2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使用，你认为这两种方法切实可行吗为什么,不可行，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。但人们正在研究，最终氢气会成为最主要的能源之一。,利用不同形式的能量发电示意图,燃烧热值高每千克氢燃烧后能放出142.35千焦的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。清洁无污染燃烧的产物是水，对环境无任何污染资源丰富氢气可以由水分解制取，而水是地球上最为丰富的资源。适用范围广贮氢燃料电池既可用于汽车、飞机、宇宙飞船，又可用于其他场合供能。,氢能,,,,核燃料蕴藏有如此巨大的能量，所以越来越受到人们的重视,能量释放,2500吨煤燃烧,1千克铀235裂化,核能,优点,污染小，储藏大，成本低，特别是释放能量大,核能由于核动力的燃料是核燃料，相比于煤或石油的优点是无空气污染，无漏油等问题。它的唯一缺点是存在放射性污染.,地球接收的太阳能（一年）,74万亿吨煤燃烧,能量,特点,极为丰富，又是清洁的、可再生的能源,太阳能,太阳表面温度高达6000℃，内部不断进行核反应，并且以辐射方式向宇宙空间发射出巨大的能量。据估计，每三天太阳向地球辐射的能量，就相当于地球所有矿物燃料能量的总和。,太阳能,人类利用太阳能有三个途径光能转化成热能、光能转化成电能、光能转化成化学能.,用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、风力发电、风力致热等,风能是一种流动空气产生的动能,全球风能被利用,1,人类对能源的全部要求,利用为牧区、海岛、哨所、高山气象站及偏远地区提供生活、生产用电,风能,风力发电的优越性可归纳为三点第一，建造风力发电场的费用低廉，比水力发电厂、火力发电厂或核电站的建造费用低得多；第二，不需火力发电所需的煤、油等燃料或核电站所需的核材料即可产生电力，除常规保养外，没有其他任何消耗；第三，风力是一种洁净的自然能源，没有煤电、油电与核电所伴生的环境污染问题。,国内最著名的风力发电场（简称风电场），是在新疆乌鲁木齐附近,,,地热能地球内部包含的热能，火山爆发、地震和温泉都是地热能的表现形式。,地球内部放出（一小时）,热量,6000吨优质煤燃烧,一般用于温室、育秧、育种、养鱼并将地下天然蒸汽和热水用于生产和生活。,地热能,地热能研究表明，地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的1.7亿倍，可供人类消耗几百亿年，真可谓取之不尽、用之不竭，今后将优先利用开发。,挥发成分含量高，易于着火燃烧，但体积松散，能量密度低,太阳能通过光合作用以生物的形态储存的能量,林产品下脚料、薪柴、秸秆、人畜粪便、水生作物、沼气和城市生活、生产中的废弃物等,方向,定义,种类,特点,（1）转换成气体燃料和液体燃料,（2）改进燃烧装置，提高燃烧热效率,生物能,潮汐能由潮汐涨落所产生的位能和动能称为潮汐能,主要用作水磨、水车、农副产品机械的动力和发电,用途,潮汐能,1.农作物收割后留下大量秸杆，下列有关秸杆的处理方法错误的是（）A.做饲料B.造纸C.制沼气D.就地焚烧2.从人类生存的环境考虑，未来用于汽车的理想燃料是（）A.氢气B.天然气C.煤D.石油3.提供能量巨大、持续时间长、分布地域广阔、获取利用方便、使用安全高效，且对环境不产生负面影响的新能源是（）A.核能B.太阳能C.氢能D.地热能,随堂练习,D,A,B,4.要节约现有能源，还要研究开发新能源。新能源是指（）①氢能②太阳能③风能④水能⑤地热能⑥潮汐能⑦电能A.①②④⑦B.①②③⑤C.③④⑤⑥D.①②③⑤⑥,5.“西气东输”是开发大西北的一项重大工程，输送的是当今世界上最重要的一种气体化石燃料，该气体的主要成分是（）A.COB.H2C.O2D.CH4,D,D,6.下列叙述不正确的是（）A.煤和石油大量的直接燃烧会造成空气严重污染B.化石燃料蕴藏量是有限的C.我国的煤和石油资源很丰富，不需要大力开发新能源D.我国的煤和石油资源有限，必须合理开发，综合利用7.下列各组物质分别在空气中充分燃烧，产物完全相同的是（）A.H2和COB.CH4和COC.C2H5OH和CH4D.H2和C,C,C,8.下列关于酸雨的说法中，错误的是（）A.酸雨会改变物质的密度B.酸雨会使河流、湖泊酸化，影响渔业生长C.酸雨会腐蚀建筑物，损害农作物和林木等D.酸雨会随风远距离飘落，导致大范围的公害9.我国正在推广使用乙醇汽油。所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适量乙醇（一般为10∶1）混合而成的一种燃料。下列有关的叙述错误的是（）A.乙醇汽油是一种新型的化合物B.汽车使用乙醇汽油可以减少有害气体的排放C.由石油可以制得汽油D.由玉米、高梁发酵可以制得乙醇,A,A,