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1、课题2 燃料的合理利用和开发 宝鸡市新建路中学 赵霞 一、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。 为什么要这样称呼它们?我们 现在从它们的形成开始认识它们 。 那他们是怎么形成的呢? 1、化石燃料的形成 煤的形成 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。 石油和天然气的形成 由上面两幅图可以看出煤、石 油、天然气都是由古代生物的遗骸 经过一系列的复杂变化而形成的, 所以我们称之为化石燃料。 那它们是否是可再生资源吗? 我们该如何利用他们呢? 是不可再生资源 2、煤 煤主要含有碳元素,此外还含有少量的氢、 氮、硫、氧等元素。 我国
2、煤的利用的状况 我们的能源利用率很低,属于低效率、粗 放型。我们是世界第二大能源消费国,能源利用 率低于国际平均水平的,甚至低于发达国 家的,我们的利用效果甚至赶不上巴西、 印度这些发展中国家的水平。我国煤的利用率, 工业锅炉在,民用更是低到。较低 的利用率不仅带来了能源的浪费,同时也污染环 境。因此不得不考虑把煤加工成为气态的、液态 的或固态的高级清洁燃料的问题,以提高煤的热 量的利用和减轻环境污染。 煤 隔绝空气 强热 焦炭冶金工业 煤焦油化工 煤气燃料 粗氨水化肥 甲醇被称为工业的“面粉”,是一种以煤为 主要原料的化工产品,对煤的利用率达到99% 。总投资192亿元、一期投资65亿元的1
3、50万吨 甲醇生产项目即将落户河南省新乡市获嘉县 煤的综合利用 (化学变化 ) 煤的综合利用 3、石油 石油中主要含有 碳和氢两种元素。 人们一般不直接用 石油作燃料,而是利用 它的组分沸点不同,把 它分离(物理变化), 可得到不同的产品,使 石油得到综合利用。 右图为:炼制的 部分产品和主要用途 石油的综合利用 4、天然气 天然气主要是有碳和氢元素组成的气态碳氢 化合物,其中最主要的是甲烷(CH4)。 在池沼的底部常含有甲烷,通常也称池沼中的气体 为沼气,因此甲烷俗称沼气或坑气。 用途:气体燃料、制炭黑、制氢气等。 甲烷燃烧:CH4+2O2 CO2+2H2O 有人曾称煤是 “ 工业的粮食 ”
4、 ,石油是 “ 工业 的血液 ” 。其实不仅工业,其他如农业、国防、交通 运输、建筑、医疗卫生和人们的日常生活等都离不开煤 、石油和天然气。 人类目前所消耗的能量主要来自化石燃料。 然而,化石燃料要经过数百万年才能形成,人 类目前大量开采,将使化石燃料最终被耗尽。 探明储量年产量估算可使 用年限 石油32.7亿吨1.6亿吨 天然气 1.37104亿立方米217亿立 方米 煤1145亿吨12.4亿吨 92年 20年 63年 我国1998年化石燃料储量及年产量 5、合理利用和开发化石能源 解决办法: 1、合理开采,节约节约 使用,综综合利用 2、使燃料充分燃烧,对节约能源,减 少环境污染非常重要。
5、 使燃料充分燃烧通常需要考虑两点: a、燃烧时要有足够多的空气 b、燃料要与空气要有足够大的接触面积 21世纪纪新能源 按照中国官方的规划,高效清洁利用风能 、太阳能、生物质能、地热能等可再生能源已 被视为今后一段时间能源发展的“重头戏”。 到二0二0年,中国对可再生能源开发利用的投 资概算将达到一点五万亿元人民币,这其中包 括一部分国家投资和大量的社会投资。有专家 预测,可燃冰至少能为人类提供1000年的能源 ,它将来有望替代煤、石油和天然气,成为 “21世纪的新能源”。此外银胶菊、西谷椰子 树、都具有燃料油开发价值,国际上还用大豆 油、菜子油、葵花子油作为代用燃料油。 二、使用燃料对环境的
6、影响 1 煤 的 燃 烧 思考1:煤中主要含哪 种元素,可能还含哪 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2:这 些元素燃烧 后生成哪些 物质? 活动与探究:酸雨危害的模拟实验1 实验1: SO2的溶解性实验 向盛满SO2的饮料瓶中加入适量水; 向溶液中滴加少量紫色石蕊试液。 实验实验 步骤骤 现现象 分析 饮料瓶变瘪溶液变成红色 SO2溶解于水使 瓶内的压强变小 SO2与水反应生成一 种酸性物质 实验2:模拟实验 实验用品:SO2水溶液、植物叶子、锌粒、 大理石 活动与探究:酸雨危害的模拟实验2 加入物 质质 现现象 植物叶子 锌锌粒
7、大理石 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 讨论:根据上述实验,试说明酸雨可能对 环境造成什么样的破坏,应采取怎样的防 止和保护措施? 农业 森林 桥梁 文物 人体健康 2 2、汽车使用的燃料燃烧对环境的影响、汽车使用的燃料燃烧对环境的影响 汽车尾气中的主要污染物有哪些汽车尾气中的主要污染物有哪些? 一氧化碳,未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳,未燃烧的碳氢化合物、 氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。 思考:减少汽车尾气对空气的思考:减少汽车尾气对空气的 污染可采取哪些措施污染可采取哪些措施? 思考:煤和石油
8、等化石燃料燃烧造 成对空气的污染,主要有哪些原 因? 1、燃料中的一些杂质燃烧时产生的空气 污染物。如硫燃烧产生的二氧化硫; 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。 三、能源的开发和利用 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。 乙醇(酒精) 化学式 燃烧反应的 化学方程式 特点 来源 C2H5OH C C2 2 HH 5 5 OHOH +3O+3O2 2 =2CO=2CO 2 2 +3H+3H 2 2 O O 点燃点燃 燃烧产物基本上不污染环境,可做 酒精灯、火锅、内燃机等的燃料 。 高粱、玉米和薯类等经过发酵、 蒸馏可得
9、乙醇,属于可再生能源 我国从2001年开始推广的“车 用乙醇汽油”会给人们带来哪 些好处? 减少环境污染 增加农民收入 实现人类可持续发展思想 氢氢 气 化学式 燃烧反应的 化学方程式 特点 来源 H2 2 2 HH 2 2 + O+ O 2 2 = 2 H= 2 H 2 2 OO 点燃点燃 燃烧产物无污染,是最清洁的燃料 氢气可由水分解制得,目前制取成本 高,贮存困难,作为燃料暂不能广泛 使用,但只要这些问题得以解决, 氢气终将成为主要能源之一 。 氢气作燃料的优点: 1、资源丰富:可以用水作原料来制取; 2、燃烧时发热量高:燃烧相同质量的氢气 和汽油,氢气放出的热量是汽油的3倍; 3、污染少:氢气燃烧的产物只有一种-水 开发新能源,实现人类可持续发展思想 新能源的种类太阳能、核能、风 能、地热能、潮汐能等。 开发新能源的作用:解决化石能 源枯竭问题,减少环境污染。 利用不同形式的能量发电示意图 太阳能电池 风力发电 实验1、镁与盐酸的反应 手感: 说明: 实验2、生石灰和水的反应 试管壁发热 该反应放热 四、化学反应中的能量变化 吸热现象 放热现象 人们使用化石燃料,是利用它燃烧产生的热量 ,那么,是不是只有通过燃料燃烧才能产生热量 呢? 利用化学反应产生的热量炼钢 根据生活知识,试举出一些利用化 学反应放出热量的实例。 利用炸药定向爆破拆除楼房
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