資源簡介

(共44張PPT)
第七單元 能源的合理利用與開發(fā)
課題2 化石能源的合理利用
學(xué)習(xí)目標(biāo)
02
01
認(rèn)識(shí)化石能源是人類重要的自然資源，了解化石燃料的不可再生性，知道化石能源的用途
通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)甲烷和氫氣的燃燒，學(xué)習(xí)氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法
了解化石燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響，了解燃料燃燒對(duì)空氣產(chǎn)生污染的原因
了解常見的新能源及其應(yīng)用，知道資源開發(fā)、能源利用可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，樹立環(huán)保意識(shí)
04
03
新課導(dǎo)入
木柴做飯
燃?xì)庾鲲?br/>煤炭做飯
木柴、煤炭、煤氣的燃燒產(chǎn)生了熱量!
新課導(dǎo)入
“不見炊煙起，但聞飯菜香。”隨著時(shí)代的發(fā)展，人們開始用天然氣代替了柴草做飯，告別了傳統(tǒng)的“煙熏火燎”。
甲烷
你知道天然氣的成分是什么嗎？
人類利用的能量大多來自化石能源，如煤、石油和天然氣等。可燃冰與天然氣的主要成分一致。我們是如何利用化石能源，在利用過程中又遇到哪些問題呢？
煤
石油
天然氣
可再生能源
2020年中國能源結(jié)構(gòu)示意圖
一、化石能源的利用
一、化石能源的利用
化石燃料是古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化形成的。
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。
是不可再生能源
天然氣
石油
煤
化石
燃料
一、化石能源的利用
1、煤的形成
植物
植物枯萎
植物等被埋于土中，經(jīng)長期復(fù)雜變化形成煤
煤是成分復(fù)雜的混合物，主要含碳元素還含有氫、氧、氮、硫等元素。
一、化石能源的利用
煤的組成和利用
煤
干餾煉焦
焦炭——冶金工業(yè)的重要原料
煤焦油——重要的化工原料
煤氣——主要成分：H2、CH4、CO等
加強(qiáng)熱、隔絕空氣
主要含C，含有少量H、S、N、O等
化學(xué)變化
一、化石能源的利用
煤的綜合利用
一、化石能源的利用
海洋生物死亡
動(dòng)植物的遺骸被層層泥沙掩埋
生物的遺骸經(jīng)復(fù)雜變化形成石油和天然氣
2、石油、天然氣的形成
石油的組成和利用
主要含C、 H，含有少量S、N、O等
石油
分餾
物理變化
原理：石油中各成分的沸點(diǎn)不同。
一、化石能源的利用
石油的綜合利用
一、化石能源的利用
一、化石能源的利用
天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳?xì)浠衔铮渲兄饕某煞质羌淄椋–H4）。
甲烷的物理性質(zhì)：
①通常狀況下為無色、無氣味的氣體
②極難溶于水
③密度比空氣小
3、天然氣
一、化石能源的利用
有石油的地方就有天然氣(主要成分甲烷)
渤海油田
大慶油田
《天工開物》記載的利用天然氣熬制井鹽示意圖(局部)
我國是世界上最早利用天然氣的國家。
一、化石能源的利用
沼氣的制取和利用示意圖
池沼中產(chǎn)生的沼氣的主要成分是甲烷。把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發(fā)酵，就會(huì)產(chǎn)生沼氣，可用作燃料。
一、化石能源的利用
甲烷燃燒
7 - 2
實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 化學(xué)方程式
(1)
(2)
燒杯內(nèi)壁有無色液滴產(chǎn)生
澄清石灰水變渾濁
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
CH4+2O2 CO2 + 2H2O
點(diǎn)燃
(1)點(diǎn)燃從導(dǎo)管放出的甲烷，在火焰上方罩一個(gè)干燥的燒杯，觀察現(xiàn)象。
(2)一段時(shí)間后，迅速把燒杯倒轉(zhuǎn)過來，加入少量澄清石灰水，振蕩。
實(shí)驗(yàn)步驟
一、化石能源的利用
一、化石能源的利用
與石油伴生（天然氣）
與煤伴生（坑氣、瓦斯）
海底（可燃冰）
池沼的底部（沼氣）
可燃冰①主要成分：甲烷水合物。
②形成：在低溫和高壓條件下形成。
③優(yōu)點(diǎn)：熱值高，儲(chǔ)量巨大，有望成為未來新能源。
④利用：開采的關(guān)鍵是解決技術(shù)上的問題。
一、化石能源的利用
化石燃料的用途
農(nóng)業(yè)
作各種農(nóng)機(jī)的燃料等
工業(yè)
用于電場(chǎng)的發(fā)電等
交通
用于飛機(jī)、汽車、輪船的燃料等
生活
用于取暖、燒水、做飯等
一、化石能源的利用
交流討論：下圖為我國化石能源可開采年限，根據(jù)圖示，談?wù)勀銓?duì)化石燃料使用與開發(fā)的看法。
合理開采化石能源
提高燃料利用率
一、化石能源的利用
煤 石油 天然氣
組成 主要元素
其他元素
燃燒的產(chǎn)物
分類
C
H、S、N、O等
CO2、H2O、 SO2、 NO2等
CO2　H2O
C、H
S、N、O等
C、H
煤、石油、天然氣是混合物還是純凈物？組成元素有哪些？
混合物
一、化石能源的利用
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
想一想
造成這種現(xiàn)象的主要原因是什么？
霧霾
汽車尾氣
化石能源在造福人類的同時(shí)，也帶來了一些環(huán)境問題。
溫室效應(yīng)增強(qiáng)
化石燃料燃燒
氣候變化
空氣污染
造成
造成
煤燃燒產(chǎn)生二氧化硫、氮的氧化物
汽油、柴油不充分燃燒產(chǎn)生CO、煙塵等物質(zhì)
形成酸雨
尾氣排放、
形成霧霾
大量化石燃料燃燒釋放二氧化碳
溫室效應(yīng)加劇，導(dǎo)致全球變暖
化石燃料燃燒造成空氣污染的原因
③未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤苛！m粒等排放到空氣中形成浮塵。
①燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃燒時(shí)，產(chǎn)生空氣污染物如SO2等；
②燃料燃燒不充分，產(chǎn)生CO等；
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
1.煤和石油等燃燒產(chǎn)生的____、___、_____和________會(huì)對(duì)空氣造成污染，其中_____和_____能形成酸雨。
CO
NO2
顆粒物
SO2
SO2
NO2
碳元素
硫元素
氮元素
CO
CO2
SO2
NO2
酸雨
煤的燃燒
有毒氣體
溫室效應(yīng)
① 對(duì)環(huán)境的破壞有：危害人體健康；河流、湖泊酸化；毀壞森林；腐蝕 金屬和建筑物等
② 應(yīng)采取的措施：減少使用化石燃料，使用清潔能源
（一）使用化石能源對(duì)環(huán)境的影響
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
汽車燃料的燃燒對(duì)空氣的影響
（1）目前，多數(shù)汽車使用的燃料是汽油或柴油；
（2）汽車燃料燃燒的的主要污染物有CO、未燃燒的碳?xì)浠衔铩⒌难趸铩⒑U化合物和煙塵等。
（3）減少汽車尾氣污染的措施
①改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式，使汽油能充分燃燒。
②使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。
③加大檢測(cè)尾氣力度，禁止未達(dá)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。
④推廣使用電動(dòng)汽車。
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
（二）降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境影響的措施
1.大力推廣使用脫硫煤，改進(jìn)脫硫設(shè)備；
2.天然氣代替煤；
3.改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式，使用催化凈化裝置，加大尾氣檢測(cè)力度，推廣使用電動(dòng)汽車；
2CO + 2NO === 2CO2 + N2
催化劑
汽車尾氣處理：
4.開發(fā)和利用新能源；
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
隨著能源消耗量的增長，化石能源對(duì)環(huán)境的影響越發(fā)突出。
化石燃料要經(jīng)過數(shù)百萬年才能形成，是不可再生能源。人類巨大的能源需求使化石燃料面臨枯竭的危險(xiǎn)。
怎樣應(yīng)對(duì)這樣的現(xiàn)狀呢？
尋找可替代的清潔能源
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
你能說出目前氫氣在哪些領(lǐng)域應(yīng)用嗎？
氫氣具有可燃性，可以用作燃料。
氫氣易爆炸，儲(chǔ)運(yùn)困難。
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
氫氣的應(yīng)用
我國研制的大推力氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
我國研制的氫能源市域列車
氫氣無毒無害，燃燒后的產(chǎn)物為水，不會(huì)造成空氣污染，也不會(huì)造成氣候變化；燃燒時(shí)釋放大量熱。
——汽油替代品
汽油替代品 —— 氫氣
燃燒放出熱量是同質(zhì)量甲烷的兩倍或同質(zhì)量汽油的三倍是一種清潔的高能燃料
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
原料來源廣
產(chǎn)物無污染
燃燒熱值大
氫氣—理想的綠色能源
成本高
貯存困難
2H2 + O2 === 2H2O
點(diǎn)燃
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)
特 點(diǎn)
來 源
面臨問題
可燃性 2H2 + O2 2H2O
點(diǎn)燃
氫氣本身無毒、原料來源廣泛、熱值高、燃燒產(chǎn)物只有水，對(duì)環(huán)境無污染
無色、無味的氣體，難溶于水，
密度比空氣的小
氫氣可由水分解制得
制取成本高，貯存、運(yùn)輸困難
還原性 H2 + CuO H2O+Cu
△
氫氣的概述
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
反應(yīng)試劑：鋅粒和稀硫酸。
Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2
發(fā)生裝置：固液不加熱型
實(shí)驗(yàn)原理
如何制取氫氣呢？
稀硫酸
鋅粒
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
排水法收集氫氣
向下排空氣法收集氫氣
如何確定收集裝置呢？
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
氫氣的實(shí)驗(yàn)室制備
氫氣的工業(yè)制備
化石能源為原料制備氫氣
電解水制備氫氣
電解水制備氫氣制取成本高
在生產(chǎn)和生活中未廣泛應(yīng)用
隨著科技的發(fā)展，氫能源的開發(fā)和利用已經(jīng)取得很大進(jìn)展，有望成為主要能源之一。
不純的氫氣遇明易會(huì)爆炸，難儲(chǔ)存，氫氣儲(chǔ)運(yùn)成本較高
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
太陽能
風(fēng)能
核能
地?zé)崮?br/>水能
生物質(zhì)能
開發(fā)和利用的其他新能源
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
我國已經(jīng)建成世界最大規(guī)模的清潔發(fā)電體系
浙江溫州灘涂光伏發(fā)電項(xiàng)目
青海德令哈熔鹽光熱發(fā)電項(xiàng)目
廣東陽江海上風(fēng)電項(xiàng)目
福建福清“華龍一號(hào)”核電項(xiàng)目
能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、向低碳方向轉(zhuǎn)變
二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
課堂總結(jié)
化石能源的合理利用
降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響
化石能源的利用
推廣使用脫硫煤、天然氣代替煤
提高燃料質(zhì)量
改進(jìn)生產(chǎn)中使用的脫硫設(shè)備、改進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式等
改進(jìn)使用技術(shù)
化石能源：煤、石油、天然氣
開發(fā)利用新能源
氫氣、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕堋⒑四芎蜕镔|(zhì)能等
混合物，不可再生資源
習(xí)題訓(xùn)練
1.全面推進(jìn)美麗中國建設(shè),加快推進(jìn)人與自然和諧共生，逐步實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，下列做法符合這一主題的是（ ）
A.節(jié)假日大量燃放煙花爆竹增加節(jié)日氣氛
B.防治霧霾，禁止使用化石燃料
C.大力開發(fā)和利用太陽能、風(fēng)能等新能源
D.為滿足社會(huì)用電需求，更多地進(jìn)行火力發(fā)電
C
習(xí)題訓(xùn)練
2．下列關(guān)于化石燃料及其產(chǎn)品的敘述中，正確的是（ ）
A．天然氣是可再生能源
B．通常石油直接用作燃料來使用
C．煤氣和液化石油氣的組成相同
D．汽油既是燃料，又是良好的溶劑
3．煤、石油、天然氣是重要的化石燃料，下列關(guān)于化石燃料的敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．石油是一種化工產(chǎn)品
B．將石油分餾可得到多種產(chǎn)品
C．將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱可制得焦炭
D．煤、石油、天然氣是不可再生能源
D
A
習(xí)題訓(xùn)練
4. 《漢書》中記載“高奴縣洧水可燃”，《夢(mèng)溪筆談》中記載“予知其煙可用，試掃其煙為墨，黑光如漆”。“洧水”即為石油。下列關(guān)于“洧水”的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A. 具有可燃性
B. 是不可再生資源，屬于純凈物
C. 其成分中主要含有C、H元素
D. 其不完全燃燒的產(chǎn)物可用于制墨
B
習(xí)題訓(xùn)練
5.人類目前消耗的能源主要來自化石燃料。
(1)石油是化石燃料之一，它屬于___________(填“純凈物” 或“混合物”)。
(2)煤塊經(jīng)粉碎處理后，在空氣中燃燒得更快、更充分，這是因?yàn)開________________________________。
(3)農(nóng)村居民用上了天然氣。天然氣燃燒的化學(xué)方程式為_________________________________。
混合物
增大了煤與空氣的接觸面積
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
點(diǎn)燃
謝謝聆聽

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