資源簡介

(共40張PPT)
第七單元 能源的合理利用與開發
課題2 化石能源的合理利用
九年級化學 上冊·人教版2024
學習內容導覽
01 化石能源的利用
02 降低化石能源的利用對環境的影響
學習目標
1.了解化石能源的種類、組成及特點，知道甲烷的可燃性和主要用途，了解煤和石油的綜合利用，認識化學在能源合理利用與開發中的重要作用。
2.了解降低化石能源利用對環境影響的方法和措施，意識到開發新能源的意義，初步應用元素觀、變化觀等化學觀念和科學探究方法解決問題。
3.認識能源開發利用是促進人類社會發展的重要力量，知道其可能對環境產生的影響，樹立合理利用能源的意識。
新課導入
回顧：酒精在燃燒的過程中發生了什么變化呢？
物質變化：
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
能量變化：
放出大量的熱量
放熱反應
燃燒及緩慢氧化
化學反應一般都會伴隨能量的變化，主要表現為熱量的變化。
金屬與酸的反應
氧化鈣與水反應
吸熱反應
碳與二氧化碳反應
新課導入
交流討論：家里做飯時用的是什么燃料？汽車用的燃料有哪些？
天然氣
液化石油氣
汽油
柴油
煉鋼廠、熱電廠等使用什么燃料？
煤
01
化石能源的利用
化石能源的利用
01
目前，人類利用的能量大多來自化石能源，如煤、石油和天然氣等。這些化石能源及其加工后的產品常被用作燃料，因此化石能源也被稱為化石燃料。那么，化石能源是如何被利用的？
煤
石油
天然氣
可再生能源
2020年中國能源結構示意圖
化石能源的利用
01
煤的形成
石油、天然氣的形成
不可再生能源
植物
植物枯萎
植物等被埋于土中，經長期復雜變化形成煤
海洋生物死亡
動植物遺骸被層層沙泥掩埋
經復雜變化形成石油和天然氣
化石能源的利用
01
煤是復雜的混合物，主要含有碳元素，還含有氫、氧、氮、硫等元素。
煤
干餾煉焦
焦炭—冶金工業的重要原料
煤焦油—重要的化工原料
煤氣（CO、H2、CH4等的混合氣體）—燃料
加強熱、隔絕空氣
化學變化
煤干餾后的綜合利用，既可以充分利用煤資源，還可以極大地減少污染。
化石能源的利用
01
煤的綜合利用
化石能源的利用
01
石油也是復雜的混合物，主要含有碳和氫兩種元素。將石油加熱并使用催化劑煉制再分餾，可得到多種產品，使石油得到綜合利用。
石油
分餾
物理變化
原理：利用各成分的沸點不同。
①
①液化石油氣是石油化工的一種產品，加壓后可儲存在鋼瓶中，一般作為燃料使用。
化石能源的利用
01
石油的綜合利用
化石能源的利用
01
有石油的地方一般都有天然氣(主要成分是甲烷)
渤海油田
大慶油田
我國是世界上最早利用天然氣的國家。
《天工開物》記載的利用天然氣熬制井鹽示意圖(局部)
化石能源的利用
01
天然氣主要含有由碳和氫組成的氣態碳氫化合物，其中最主要的成分是甲烷（CH4）。
如何設計實驗驗證甲烷的元素組成？
化石能源的利用
01
實驗：甲烷燃燒及其產物檢驗
實驗步驟
實驗
(1)點燃從導管放出的甲烷，在火焰上方罩一個干燥的燒杯，過一會兒，觀察燒杯壁上的現象。
(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。
化石能源的利用
01
實驗：甲烷燃燒及其產物檢驗
記錄
實驗現象 化學方程式
(1)
(2)
燒杯內壁有無色液滴產生
澄清石灰水變渾濁
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
CH4+2O2 CO2 + 2H2O
點燃
分析
甲烷具有可燃性，燃燒后有H2O和CO2生成，說明甲烷中含有氫元素和碳元素
化石能源的利用
01
小結：甲烷的性質
物理性質
化學性質
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
排水法
向下排空氣法
可燃性：點燃純凈的甲烷氣體，產生淡藍色火焰。點燃前需驗純！
化石能源的利用
01
池沼中產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酵，就會產生沼氣（可再生能源），可用作燃料。
沼氣的制取和利用示意圖
化石能源的利用
01
海底埋藏著大量可燃燒的“冰”——可燃冰
形成：在高壓和低溫條件下形成；
主要成分：甲烷水合物；
優點：具有熱值高、儲量巨大等，有望成為未來新能源；
弊端：如果開發和利用不當，有可能引發地質災害和溫室效應加劇等問題。
化石能源的利用
01
思考與討論：如果按下表所示的化石能源儲量和年產量，估算大約多少年后將可能沒有可開采的煤、石油和天然氣。
2021年我國化石能源儲量和年產量
儲 量 年 產 量
煤 2 079億噸 41.3億噸
石油 36.89億噸 1.99億噸
天然氣 63 393億立方米 2 075.8億立方米
≈50年
≈18.5年
≈30.5年
化石能源的利用
01
思考與討論：在圖7-23中表示你的估算結果，并談談你對化石能源使用與開發的看法。
煤
石油
天然氣
年
20
60
100
140
≈30.5
≈18.5
≈50
合理開采化石能源，提高燃料利用率
鞏固練習
01
1.下列鑒別氫氣和甲烷的方法正確的是（ ）
A.點燃，觀察火焰顏色
B.點燃，在火焰上方罩一個干冷的燒杯
C.將燃著的木條放在盛有氫氣和甲烷的集氣瓶口
D.點燃，在火焰上方罩一個內壁涂有澄清石灰水的燒杯
D
鞏固練習
01
2.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)煤塊經粉碎處理后，在空氣中燃燒得更快、更充分，這是因為_________________________________。
(3)農村居民用上了天然氣。天然氣燃燒的化學方程式為_________________________________。
混合物
增大了煤與空氣的接觸面積
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
點燃
02
降低化石能源的利用對環境的影響
降低化石能源的利用對環境的影響
02
化石燃料燃燒后的產物
煤
主要含C，還含有H、S、N、O等
主要含C、H
石油
主要成分是甲烷(CH4)
天然氣
CO2
H2O
SO2
NO2
NO
CO
浮塵
有害氣體
溫室效應
酸雨
霧霾
降低化石能源的利用對環境的影響
02
酸雨對環境的危害
SO2
NO2
NO
酸雨對植被的破壞
酸雨對雕像的腐蝕
降低化石能源的利用對環境的影響
02
汽車尾氣中的污染物有：CO、未燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物、煙塵等。
降低化石能源的利用對環境的影響
02
降低化石能源的利用對環境影響的措施
1.大力推廣使用脫硫煤，改進脫硫設備；
2.天然氣代替煤；
3.改進發動機的燃燒方式，使用催化凈化裝置，加大尾氣檢測力度，推廣使用電動汽車；
2CO + 2NO === 2CO2 + N2
催化劑
汽車尾氣處理：
4.開發和利用新的清潔燃料及能源。
降低化石能源的利用對環境的影響
02
開發新能源——氫能源
氫能源汽車
氫燃料電池原理
降低化石能源的利用對環境的影響
02
開發新能源——氫能源
現役推力最大的氫氧火箭發動機
我國首列氫能源市域列車試跑成功
降低化石能源的利用對環境的影響
02
2H2 + O2 === 2H2O
點燃
燃燒熱值高
產物為H2O，無污染
2H2O === 2H2 + O2
通電
原料來源廣
理想的清潔、高能燃料
開發新能源——氫能源
降低化石能源的利用對環境的影響
02
實驗室常用鋅和稀硫酸反應制取氫氣。反應的化學方程式為
開發新能源——氫能源
Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2
固液常溫型
排水法收集氫氣
向下排空氣法收集氫氣
H2難溶于水
H2的密度比空氣小
降低化石能源的利用對環境的影響
02
開發新能源——氫能源
工業上一般通過電解水或以化石能源為原料制取氫氣。
大量制取和儲運成本較高，氫氣在生產和生活中還未能廣泛應用
降低化石能源的利用對環境的影響
02
開發新能源——其他能源
太陽能
風能
核能
地熱能
水能
生物質能
降低化石能源的利用對環境的影響
02
我國已經建成世界最大規模的清潔發電體系
浙江溫州灘涂光伏發電項目
青海德令哈熔鹽光熱發電項目
廣東陽江海上風電項目
福建福清“華龍一號”核電項目
開發新能源的作用：解決化石能源枯竭，減少環境污染。
鞏固練習
02
1.下列關于煤的說法不正確的是（ ）
A.煤是一種化石燃料，最終將被耗盡
B.將煤隔絕空氣加熱，可以得到焦炭、煤焦油、煤氣等物質
C.煤只含有碳、氫兩種元素
D.煤是一種復雜的混合物
C
鞏固練習
02
2.化石燃料中的煤通常含有硫元素，直接燃燒會產生SO2。下列措施不能減少SO2排放的是（ ）
A .燃煤時提供充足的氧氣
B .推進“煤改氣”、“煤改電”
C .使用地熱能等新能源
D .循環利用工業尾氣中的SO2
A
鞏固練習
02
3.下列措施：①改進發動機的燃燒方式，使汽油充分燃燒；②使用催化凈化裝置使有害氣體轉化為無害物質；③使用無鉛汽油；④改用壓縮天然氣。 其中能夠減少汽車尾氣對空氣污染的是（ ）
A.①② B.②③ C.①②③④ D.①②③
C
課堂總結
化石能源
綜合利用
環境污染
分類
形成
煤
石油
天然氣
煤的干餾
石油的分餾
不可再生能源
溫室效應
有毒
酸雨
開發利用新能源
九年級化學·人教版
謝謝觀看

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