燃料的合理利用与开发.ppt

1、下列关于燃烧的叙述正确的是（）A．有放热、发光现象的变化一定是燃烧B．燃烧一定要有氧气参加C．可燃物燃烧时一定有发光放热现象D．可燃物燃烧时一定有火焰和发光的现象,C,课堂练习,2．夜间发现液化石油气泄露时，应采取的紧急措施是（）A.向室内喷水，溶解液化石油气，防止其燃烧B.开灯，仔细检查泄露源C.打开所有门窗通风，关闭气源阀门D.打电话报警，并请维修人员前来维修,C,3．将点燃的火柴竖直向上，火柴不易继续燃烧，其原因是（）A．火柴梗温度达不到着火点B．火柴梗的着火点比火柴头的高C．火柴梗潮湿，不易继续燃烧D．火柴梗接触氧气少,A,4、当高层楼房下层起火，火势凶猛无法扑灭时，下列逃生措施中正确的是（）①沿楼梯迅速下楼②用湿毛巾捂住口鼻③匍匐前进、寻找安全出口④封闭房门⑤迅速转移到阳台呼救⑥跳楼A、①②③④B、②③④⑤C、③④⑤⑥D、①②④⑤,B,5、下列做法正确的是（）A、图书馆图书着火时，立刻用液态二氧化碳灭火器灭火B、厨房液化气泄漏引起火灾时，应开窗通风换气C、油井着火时，应设法降低油的着火点D、电器设备失火时，先用泡沫灭火器灭火再切断电源,A,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,燃料充分燃烧的条件,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,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,一、化学反应中的能量变化,燃料燃烧产生了热量，那么，是不是只有通过燃烧才能获得热量,镁条燃烧,生石灰与水反应,实验在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰（或几小块食品袋中的干燥剂，主要成分是CaO），再加入约2mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。,水沸腾,试管外壁发烫,生石灰熟石灰,补充铝与稀盐酸的反应,氢氧化钡与氯化铵的反应,,,,事实和研究证明，化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。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。能量的变化通常表现为热量的变化，有些反应是放出热量的，如氧化钙与水、镁与稀盐酸反应等；有些反应则是吸收热量的，如碳与二氧化碳的反应。,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。,放热反应,吸热反应,1、燃烧2、金属和酸的反应3、氧化钙与水反应,条件为“高温”的反应1、二氧化碳和碳2、碳、氢气还原氧化铜,,CaOH2OCaOH2,化学反应中产生的能量的用途,利用化学反应产生的热量炼钢,所以，作为重要的能源，燃料对于人类社会是非常重要的。,目前，人们使用的燃料大多来自于化石燃料，如煤、石油、天然气等。化石燃料是不可再生能源,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炭,二、化石燃料,①、煤的形成,,煤也叫做煤炭，被喻为“工业的粮食”、“黑色的金子”,1、化石燃料的形成,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。,想一想在生物学习中我们知道了化石的形成，那么联系化石的形成过程，想一想为什么把这些燃料叫做化石燃料化石燃料有哪些特点,因为这些燃料同化石一样是经历了漫长的年代、复杂的变化才形成的，所以称作化石燃料。由于它们形成所需的时间和变化对于我们来说是无法重演的，所以它们都是不可再生的能源。,◆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。◆天然气的主要组成元素是碳、氢元素；燃烧产物为CO2和H2O。,2、组成元素和燃烧产物,煤的主要成分是碳元素，还含有少量H、N、S、O等元素及无机矿物,煤是复杂的混合物,煤,隔绝空气加强热,,,固体焦炭冶金工业重要原料液体煤焦油化工原料粗氨水化肥煤气煤气燃料,（干馏）,煤气主要成分,氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO其他气体,煤的干馏是化学变化,煤和石油,（1）煤,,煤气泄漏会使人中毒，因为一氧化碳能够与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白与氧的结合能力下降。,煤气泄漏后会有什么危险,煤气的主要成分是什么燃烧后的产物有哪些,煤气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳及其它气体；燃烧后的产物有水、二氧化碳等。,煤的综合利用,,,从油井中开采出来的石油叫做原油，是一种粘稠状的液体。,（2）石油,石油的主要组成碳和氢两种元素，含有少量S、O、N等，也是混合物。,轿车燃料,飞机燃料,煤油炉燃料,拖拉机燃料,轴承,蜡烛,铺路材料,工业清洗、防锈油,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。,石油的分馏是物理变化,,,石油综合利用的部分产品,城镇的许多家庭做饭使用罐装“煤气”，是液化石油气，它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，瓶内的压强是大气的7-8倍。,,１．石油可直接用作燃料吗石油产品中有哪些是常用的燃料,２．煤气泄漏会造成什么危害石油罐装液化石油气在安全上应注意什么,石油一般不能直接用作燃料，石油产品中常用的燃料有汽油、柴油、煤油,煤气泄漏会使人中毒，遇明火易发生爆炸；使用罐装液化石油气不能加热，不能猛烈撞击，用完后马上关闭总阀门，防止泄露。万一漏气，关闭总阀门，打开窗户，不可见明火。,煤气与罐装液化石油气在成分上有什么不同,煤气主要成分,液化石油气主要成分,氢气（H2）、甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）,丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等,水煤气主要成分（了解即可）,氢气（H2）、一氧化碳（CO）,天然气,天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中主要的是甲烷（CH4）。,（1）甲烷的物理性质,①通常状况下无色、无气味的气体②难溶于水③密度比空气小,,,,（2）甲烷的化学性质,[实验7-4]点燃纯净的甲烷气体，观察火焰的颜色，烧杯的变化情况,,,（1）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,,甲烷燃烧生成水和二氧化碳,甲烷燃烧，发出明亮蓝色火焰，放出热量，烧杯内壁出现水雾。,澄清石灰水变浑浊,（2）迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。,化学方程式CH42O2CO22H2OCO2CaOH2CaCO3↓H2O,点燃,将蘸有澄清石灰水的小烧杯罩在火焰上方,甲烷具有可燃性（燃烧发出明亮蓝色火焰）CH42O22H2OCO2注意点燃甲烷前必须检验纯度,点燃,甲烷CH4,氢气H2,一氧化碳CO,淡蓝色,蓝色,蓝色,水H2O,二氧化碳CO2,二氧化碳和水,辨别三大可燃性气体，不能看火焰颜色肉眼难以识别，要看燃烧产物。,甲烷是重要的矿物燃料，我国是最早利用天然气的国家，在明朝就有记载。,天然气、沼气、瓦斯、坑气的主要成份甲烷（CH4,,化石燃料要经过数百万年才能形成，是不可再生的能源，人类目前大量开采，将使化石燃料最终被耗尽。因此人类应该考虑如何合理利用化石燃料。,,问题化石燃料是不是取之不尽的,,,,,,,,,,,,我国化石燃料资源分布状况,分布不平衡,煤炭资源主要分布在山西、内蒙古、河北、山东等地。石油资源主要分布在东北、华北、新疆等地。天然气60分布在我国的中西部地区（新疆、四川）。,西气东输将天然气从新疆输送至上海,算一算，你能得出什么结论下表是我国2009年化石燃料储量及年产量（1）请计算大约多少年后我国的石油和天然气将被耗尽，并填入表中,约14.9年,约37.7年,约106.9年,（2）请你将计算的结果在下列图上画出,,,,目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，由于资源有限，因此要控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高燃料的利用率。,使燃料充分燃烧通常考虑两点1.燃烧时要有足够多的空气2.燃料与空气要有足够大的接触面,氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并生成一氧化碳等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。,如果能有效提高煤等化石燃料的燃烧利用率，就相当于延长了化石能源的使用期限。,海底埋藏着大量可燃烧的“冰”“可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物，成为未来新能源，但在开采技术上还存在着困难。,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8099.9，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,1立方米这种可燃冰燃烧，相当于164立方米的天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍，海底可燃冰的储量够人类使用1000年,据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。,然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲烷气的大量散失，从而使大气中的温室气体含量急剧增加，它所产生的后果将是不堪设想的。世纪之交，在一座新能源的宝库面前，人们不得不审慎从事谁能肯定它不是潘多拉的盒子万一打开了就关不上了呢,（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,A,（3）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,（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,D,练一练,（4）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（C）A．CH4B．CO和H2的混合气体C．H2D．酒精（C2H5OH）蒸气,三、使用燃料对环境的影响,1、燃料的使用，促进了经济的发展，给人们生活带来了很多便利。但是，在利用化石燃料造福人类的同时，也带来了一些问题，如对环境造成的不良影响、造成资源枯竭等。化石燃料燃烧造成空气污染，主要有以下几方面原因,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等,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雨水，会形成酸雨。,SO2,NO2,,酸雨,防治酸雨,使用脱硫煤；用天然气替代煤,酸雨危害,腐蚀建筑物、使土壤酸化、破坏森林,煤的燃烧,,碳元素,硫元素,氮元素,,CO有毒气体,CO2温室效应,,SO2,,NO2,,酸雨,煤燃烧时生成的SO2和NO2溶于雨水形成酸雨,工厂排出的烟尘污染空气,森林受到酸雨破坏,河流严重污染，死鱼随处漂流,图7-36雕像受到酸雨腐蚀,1908年,1968年,乐山大佛遭酸雨腐蚀,酸雨的危害及其预防措施1危害①危害人体健康;②造成水体严重影响水生的生长;③破坏土壤、植被、森林;④腐蚀地面上的建筑物、制品、皮革、纺织品;⑤渗入地下,可能会引起地下水的。2预防①,②,③。,酸化,动植物,金属,污染,减少使用煤作燃料,燃料脱硫,开发新能源,2、汽车用燃料的燃烧,汽油或柴油燃烧后尾气的污染物有,一氧化碳CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物（如NO、NO2等）、含铅化合物和烟尘等,归纳总结煤和石油等化石燃料燃烧造成对空气的污染，主要有哪些方面,1、燃料中一些杂质（如S、N等）燃烧时，产生空气污染物（如SO2、NO2、NO）；2、燃料燃烧不充分，产生CO；3、未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等粉尘排放到空气中。,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采取的措施,1、改用压缩天然气CNG或液化石油气LPG作燃料，以减少对空气的污染2、改进发动机燃烧方式，使汽油充分燃烧；3、使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质4、使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；5、使用乙醇汽油,乙醇汽油是纯净物还是混合物。,混合物,使用压缩天然气燃料的汽车,在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料（车用乙醇汽油），可适当节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。,俗称酒精,C2H5OH,乙醇,乙醇可通过高梁、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到，属于可再生能源。,C2H5OH3O22CO23H2O,点燃,乙醇在空气中燃烧时放出大量的热，可用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。,“绿色”能源,四、能源的利用和开发,氢气,物理性质无色无味，密度是所有气体中最小，难溶于水。,无毒、热值高、燃烧产物是水，是理想的清洁、高能燃料,（最清洁的燃料）,实验室常用锌粒与稀硫酸制取氢气,ZnH2SO4ZnSO4H2↑,固液不加热,实验室制取氢气的成本较高。人类制取氢气最理想的科学设想找到某种催化剂，利用太阳光分解海水。,目前，由于氢气的制取技术成本高和储存困难，作为燃料和化学电源暂时还未能广泛应用。,氢气的化学性质,1、可燃性（点燃前要验纯）,2、还原性,现象黑色粉末变成红色，试管口有水珠生成,碳还原氧化铜或氧化铁,氢气或一氧化碳还原氧化铜或氧化铁,开发其它清洁新能源,太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能等,风力发电,太阳能汽车,三大化石燃料,,煤“工业的粮食”，是人类历史上最古老的化石燃料,石油“工业的血液”,天然气地下自然形成的可燃性气体，主要成分是甲烷（CH4,煤（C）、石油（C、H）和天然气（C、H）都是混合物，都是不可再生的资源。,能源的开发与利用,现代社会对能源的需求量越来越大，化学反应提供的能量已经不能满足人类的需要。不知，今天的你是否已经下定决心，为了人类的发展贡献自己的力量。,煤的干馏,把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫煤的干馏。在煤分解的过程中，可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。其中焦炭是冶金工业的重要原料；煤焦油是重要的化工原料，焦炉气中含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料，是重要的燃料；粗氨水可以生产化肥。这样，煤就可以得到综合利用。,石油的分馏,利用石油组分中各物质的沸点不同,将沸点相近的物质分馏出来,制成石油气液化气、气油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等。,我国化石燃料资源分布状况,分布不平衡,煤炭资源主要分布在山西、内蒙古、河北、山东等地。石油资源主要分布在东北、华北、新疆等地。天然气60分布在我国的中西部地区（新疆、四川）。,西气东输将天然气从新疆输送至上海,