7-2-1燃料的合理利用与开发.ppt
课题燃料的合理利用与开发,一、化学反应中的能量变化,实验73在一支试管中加入一小药匙生石灰,再加入约2 mL水,观察现象,并用手触摸试管外壁。,手的感觉试管壁发热,1、化学反应与能量变化,水,生石灰,发生反应的化学方程式CaO+H2O=Ca(OH)2,这个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。,大多数化学反应如:金属与酸的反应,燃烧反应,CaO+H2O=Ca(OH)2),思考:,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,煤、石油、天然气辩论会,谁是理想的燃料呢,煤 石油 天然气 又称为化石燃料,是不可再生能源,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、化石燃料的形成,煤的形成:, 石油和天然气的形成:,1、你家中做饭洗浴等使用什么燃料? 2、汽车、轮船、飞机、拖拉机等使用什么燃料? 3、炼钢厂、热电厂等使用什么燃料?,柴、禾草、煤、液化石油气、煤气、天然气、电等,汽油、柴油、煤油等,焦炭、煤等,思考,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?,阅读课本138页,思考下列问题:,2、煤完全燃烧的产物有哪些?,3、煤气的主要成分有哪些?,混合物,碳元素,氢、氮、硫、氧元素,CO2,H2O,NO2,SO2,氢气、甲烷、一氧化碳、,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。 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。 天然气的主要成分是甲烷;燃烧产物为CO2和H2O 。,2、 组成元素和燃烧产物,石油的炼制:分馏,根据石油中各成分的沸点不同来分离。石油的分馏属物理变化,有人曾称煤是 “ 工业的粮食 ” ,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。,你知道甲烷的存在吗?,增长见识,(1)成分: 天然气的主要成分是甲烷(CH4)(俗称沼气)。,3、天然气,(2)a.甲烷的物理性质,实验现象: 产生明亮的蓝色火焰; 烧杯内壁有水雾; 放出热量; 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),注意:在点燃甲烷前也要检验纯度 甲烷的爆炸极限为:4-15%之间。,(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,CH4 +2 O2 = CO2 + 2H2O,、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;,、迅速倒转烧杯,到进澄清石灰水,震荡,如果石灰水变浑浊,则证明有二氧化碳生成。,点燃,练习,D,沼气的制取和利用,海底“可燃冰” 科学家在300500米海洋深处发现一种冰霜样的物质可燃冰。可燃冰是甲烷水合物(化学式CH4.8H2O)外观像冰。一体积可燃冰可储载100200倍体积的甲烷气体,具有能量高、燃烧值大等优点。,使燃料充分燃烧要注意什么?,煤、石油、天然气开采的年限给我们什么启示?我们应该怎么做?,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?,4、燃料充分燃烧的条件,燃烧时要有足够多的空气(或氧气); 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?,讨论,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,三.使用燃料对环境的影响,化石燃料燃烧造成空气污染主要原因:,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。,酸雨的形成过程,SO2和NO2,酸雨使树木大量死亡,1908年 1969年,雕像受酸雨腐蚀,六十年沧桑变化。,鱼类大量死亡,酸雨损害人体健康,1土壤酸化,损害植物生长; 2腐蚀建筑物、金属材料、文物等; 3污染水流,鱼类死亡; 4影响人体健康。,酸雨的危害,酸雨的防治措施:,1、减少二氧化硫的排放。 2、用天然气代替煤。 3、大力推广使用脱硫煤。,汽车尾气的排放,3汽车用燃料的燃烧对空气的影响,CO气体; 未燃烧的碳氢化合物; 氮的氧化物; 含铅的化合物和烟尘等。,汽车尾气中的主要污染物有哪些?,汽车用的燃料主要是,汽油和柴油,(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)使用清洁能源,如使用压缩天然气(CNG)或液化石油气(LPG)作燃料。 (5)在管理上加大检测尾气的力度,禁止未达到环保标准的汽车上路。,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?,(6)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,可适当节约石油资源,并在一定程度上减少汽车尾气的污染。,1乙醇,俗称:酒精,化学式为C2H5OH。,四、能源的利用和开发,物理性质:无色、有特殊香味的液体,易挥发,沸点低,能与水混溶。,两种清洁能源:乙醇和氢气,化学性质:可燃性,C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O,点燃,(可再生能源),环保又节能的沃尔沃生物乙醇燃料车,优点:可再生、环保;“绿色”能源;燃烧产物基本上不污染环境。,用途:用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料,2氢气,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。,物理性质:无色无味的气体,难溶于水,密 度最小,化学性质:可燃性、还原性,氢气的实验室制法,药品: 锌和稀硫酸(或稀盐酸),原理: Zn + H2SO4= ZnSO4 + H2,制法:,制取氢气的发生装置,收集装置,排水法收集氢气,向下排空气法收集氢气,新能源,如:,太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能等,一、化学反应中的能量变化 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,二、化石燃料(不可再生能源): 煤、石油、天然气等。,三、使用燃料对环境的影响,1、化石燃料燃烧造成的污染,2、造成酸雨的污染物、酸雨带来的危害及防治措施,3、汽车用燃料的燃烧对空气的影响:污染物及改进措施,四、能源的利用与开发,1、清洁能源:乙醇、氢气等。 2、新能源:太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能等,