資源簡介

(共41張PPT)
第七單元 燃料及其利用
課題2 燃料的合理利用與開發
導入新課
圖7-14　生石灰與水反應放出熱量
人教課本上冊P136
一、化學反應中的能量變化
生活經驗告訴我們，燃料燃燒時產生了熱量。那么，是不是只有通過燃燒才能獲得能量呢？
現象
手的感覺
化學方程式 CaO + H2O = Ca(OH)2
水沸騰，冒出大量的蒸汽，產生大量的熱
試管外壁發燙
(生石灰) (熟石灰)
人教課本上冊P136
事實和研究證明，化學反應在生成新物質的同時，還伴隨著能量的變化。能量變化通常表現為熱量的變化。
有些反應是放出熱量的，如氧化鈣與水反應、鎂與鹽酸反應、燃燒的反應等：
CaO + H2O = Ca(OH)2
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
點燃
C + O2 CO2
有些反應則是吸收熱量的，如碳與二氧化碳的反應。
CO2 + C 2CO
高溫
圖7-16　利用燃料燃燒的高溫燒制陶瓷
人教課本上冊P137
圖7-17　利用炸藥爆破拆除樓房
圖7-15　我國古代燒制陶器
化學能→熱能
燃料燃燒，產生的能量用來做飯、取暖、發電、燒制陶瓷；
爆炸，產生的能量用來開采煤礦、開山炸石、拆除危舊建筑。
圖7-18　煤的形成示意圖
人教課本上冊P137
圖7-19　石油和天然氣的形成示意圖
二、化石燃料的利用
目前，人們使用的燃料大多來自化石燃料，如煤、石油、天然氣等。化石燃料是由古代生物的遺骸經過一系列復雜變化而形成的，是不可再生能源。
“三大化石燃料”
圖7-20　煤燃燒
人教課本上冊P138
煤是復雜的混合物，主要含有碳元素，此外，還含有氫、氮、硫、氧元素。
1. 煤和石油
燃燒生成CO2
污染物NO2、SO2
將煤作為燃料，主要是利用碳元素與氧氣反應所放出的熱量。
（取暖、做飯）
煤的綜合利用，是將煤隔絕空氣加強熱，使煤分解成許多有用的物質，如焦炭、煤焦油、煤氣等。
化學變化
煤氣作為生活燃氣，它的主要成分是氫氣（H2）、甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）。
可燃性氣體（淡藍色火焰）
人教課本上冊P138
人教課本上冊P138
圖7-21　原油
從油井中開采出來的石油叫做原油，是一種粘稠狀的液體。
石油中主要含有碳、氫兩種元素。
燃燒生成CO2
圖7-22　石油煉制的部分產品和主要用途
人教課本上冊P138
將石油加熱煉制，利用石油中各成分的沸點不同，將它們分離，可得到不同的產品，使石油得到綜合利用。
物理變化
人教課本上冊P138
圖7-23　灌裝液化石油氣
罐裝液化石油氣①可以作為燃料使用，它也是石油化工的一種產品。液化石油氣是經加壓后壓縮到鋼瓶中，瓶內壓強是大氣壓強的7~8倍。
①主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等。
C3H8
C3H8 + O2
點燃
CO2 + H2O
5 3 4
圖7-26　海上采油
人教課本上冊P139
2. 天然氣
在有石油的地方，一般都有天然氣存在。天然氣主要含有由碳和氫組成的氣態碳氫化合物，其中最主要的是甲烷（CH4）。
甲烷（CH4）燃燒：
CH4 + O2
點燃
CO2 + H2O
2 2
圖7-27　甲烷燃燒
實驗7-4（1）觀察甲烷的顏色、狀態。點燃從導管放出的甲烷，在火焰的上方罩一個冷而干燥的燒杯。過一會兒，觀察燒杯壁上的現象。
人教課本上冊P139
（2）迅速把燒杯倒過來，向燒杯內注入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現象。
甲烷是可燃性氣體，點燃前要驗純。
人教課本上冊P140
現象 化學方程式
（1） 產生藍色火焰，放熱，燒杯內壁出現水霧。
（2） 澄清石灰水變渾濁。
CH4 + O2
點燃
CO2 + H2O
2 2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
甲烷無色無味，密度小于空氣，有可燃性。
圖7-28　池沼里含有沼氣
人教課本上冊P140
圖7-29　沼氣的制取和利用
在池沼的底部常含有甲烷，通常也把池沼中的氣體稱為沼氣。把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發酵，就可產生甲烷，用作燃料。
人教課本上冊P140
圖7-30　化石燃料的用途
3. 合理利用與開發化石能源
人類目前所消耗的能量主要來自化石能源，而化石能源的形成需要經過數百年。資源有限，化石能源不可再生，難以滿足人們可持續發展的需求。
合理利用與開發化石能源
儲 量 年 產 量
石 油 28.33億噸 1.89億噸
天然氣 32124億立方米 851.7億立方米
煤 3261億噸 30.5億噸
按照表中的數據，估算大約多少年后將沒有可開采的石油和天然氣
石油
天然氣
煤
≈15年
≈38年
≈107年
如何使用與開發化石燃料？
合理開采化石能源
提高燃料利用率
人教課本上冊P141
討論
做飯時，有時燃氣灶或煤爐的火焰呈黃色或橙色，鍋底出現黑色
原 因
氧氣不充足，燃料中碳不能充分燃燒，產生黑煙，并生成CO等物質
解決辦法
調節一下灶具或爐具的進風口
人教課本上冊P141
人教課本上冊P141
燃料不充分燃燒的缺點：
浪費資源、污染空氣 CO
燃料充分燃燒的條件
一、燃燒有足夠多的空氣或氧氣
二、燃料與空氣有足夠大的接觸面積
知識鏈接
新型能源——可燃冰
人教課本上冊P141
甲烷水合物 CH4 · x H2O
三、使用燃料對環境的影響
人教課本上冊P142
利：燃料使用，促進了經濟發展，給人們的生活帶來了便利。
弊：環境污染、資源枯竭。
主要元素
其它元素元素
燃燒產物及對環境的影響
C
C、H
H、N、S、O
N、S、O
CO2
CO
SO2
NO2
炭黑
溫室效應
有毒氣體
酸雨
浮塵
質量守恒定律，化學反應前后元素的種類不變
酸雨的危害
SO2、NO2溶于水，形成酸雨
圖7-35　森林受到酸雨破壞
圖7-36　雕像受到酸雨腐蝕
酸雨有腐蝕性：
減緩酸雨的危害
脫硫塔
脫氮塔
使用脫硫、脫氮煤
用天然氣替代煤
汽車尾氣中的污染物
CO
氮的氧化物
未燃燒的碳氫化合物
含鉛化合物
煙塵
人教課本上冊P143
減少汽車尾氣對空氣污染的措施
改進發動機的燃燒方式
使汽油能充分燃燒
使用催化凈化裝置
使有害氣體轉化為無害物質
使用無鉛汽油
禁止含鉛物質排放
加大檢測尾氣力度
禁止未達環保標準的汽車上路
使用合適的燃料
使用壓縮天然氣[CNG]或液化石油氣[LPG]、乙醇汽油作燃料以減少空氣的污染
人教課本上冊P143
知識鏈接
乙醇
俗稱：酒精
化學式：C2H5OH
通過高粱、玉米和薯類等發酵、蒸餾而得到
在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料（車用乙醇汽油），可適當節省石油資源，并在一定程度上減少汽車尾氣的污染
物理性質
化學性質
無色、有特殊氣味的液體
易揮發
能與水以任意比互溶
具有可燃性
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
點燃
人教課本上冊P144
四、能源的利用與開發
隨著人類對能源的需求量日益增長，化石燃料等不可再生能源面臨枯竭的危險，化石燃料對環境的影響也不容忽視。所以，開發和利用新能源成為越來越迫切的要求。
人教課本上冊P144
氫能
氫氣（H2）作為能源，越來越受到人們的關注。
優點：氫氣本身無毒，完全燃燒放出的熱量約為同等質量甲烷的兩倍（汽油的3倍），且燃燒后的產物是水，不污染空氣。 它被認為是最理想的清潔、高能燃料。
H2 熱值高、產物只有水
人教課本上冊P144
制取氫氣
我們知道，電解水可以制取氫氣。實驗室里，我們常用鋅與稀硫酸反應來制取氫氣（如圖7-40）。
耗能
Zn 稀H2SO4
（固） （液）
反應的化學方程式為：
圖7-40　實驗室制取氫氣的簡易裝置
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2↑
人教課本上冊P145
氫氣（H2）燃燒：
H2 + O2 H2O
點燃
2 2
氫能
缺點：由于氫氣的制取成本高和貯存困難，暫時還未能廣泛應用。隨著科技的發展，對氫能源的開發已經取得了很大進展，氫氣終將會成為主要的能源之一。
人教課本上冊P145
新能源
現代社會對能量的需求量越來越大，化學反應提供的能量已不能滿足人類的需求。目前，人們正在利用和開發許多其他能源，如太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能和核能等。這些能源的利用，可以部分解決化石能源面臨耗盡的問題，并在一定程度上減少了對環境的污染。
人教課本上冊P145
圖7-41　利用不同形式的能量發電示意圖
圖7-42　太陽能電池路燈
圖7-43　風力發電
課堂小結
第七單元 課題2 燃料的合理利用與開發
一、化學反應中的能量變化
二、化石燃料的利用
三、使用燃料對環境的影響
四、能源的利用與開發
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2↑
煤、石油、天然氣
練習與應用
1.選擇題
(1)造成酸雨的主要物質是（ ）
A.甲烷和一氧化碳 B.二氧化硫和一氧化碳
C.一氧化碳和二氧化碳 D.二氧化硫和二氧化氮
(2)下列氣體與空氣混合后遇明火，可能發生爆炸的是（ ）
A.氧氣 B.氮氣 C.甲烷 D.二氧化碳
(3)從環境保護的角度考慮，下列燃料中最理想的是（ ）
A.氫氣 B.天然氣 C.酒精 D.汽油
D
C
A
人教課本上冊P147
(4)造成煤氣中毒的物質是（ ）
A.一氧化碳 B.甲烷 C.二氧化碳 D.二氧化硫
(5)下列關于石油的敘述不正確的是（ ）
A.石油是一種化工產品 B. 石油是一種混合物
C.可利用石油產品發電 D.將石油分餾可得到多種產品
(6)下列敘述中正確的是（ ）
A.化學反應過程中都會發生放熱現象
B.在化學反應中只有燃燒反應才能放出熱量
C.化學反應伴隨著能量變化
D.人類利用的能量都是通過化學反應獲得的
A
C
A
人教課本上冊P147
2.汽車、輪船使用的燃料有___________________________ ，埋于海底將來可能會替代化石燃料的新能源是________。
汽油、柴油、車用乙醇汽油等
可燃冰
4.甲烷和乙醇的燃燒產物都是二氧化碳和水，是否可以由此證明甲烷和乙醇都是由碳元素和氫元素組成的碳氫化合物，為什么
答：不能。可燃物燃燒產物是二氧化碳和水，可燃物中一定含有碳、氫元素，可能還含有氧元素。
人教課本上冊P147
7.有3瓶無色、無氣味的氣體A、B 、C,它們分別是甲烷、氫氣、一氧化碳中的一種。點燃每種氣體，用干燥的冷燒杯罩在火焰上方，在B、C火焰上方的燒杯壁上有水滴出現，而A火焰上方的燒杯壁上沒有水滴。燃燒后分別向燒杯中注入澄清石灰水，振蕩，A、B燒杯內的石灰水變渾濁，C燒杯內沒有變化。試推斷A、B、C分別是什么氣體，寫出有關反應的化學方程式。
A：一氧化碳；
2CO＋O2 2CO2
B：甲烷；
CH4＋2O2 CO2＋2H2O
C：氫氣；
2H2＋O2 2H2O
人教課本上冊P148
8.充分燃燒1 kg天然氣和煤所產生的CO2和SO2氣體的質量如下圖(左)所示，則____燃燒產生的氣體更易導致酸雨;_________燃燒對環境影響較小。
煤
天然氣
人教課本上冊P148

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