資源簡介

(共28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
7.2 化石能源的利用
降低化石能源的利用對環境的影響
核心素養目標
科學態度與責任：
通過了解化石能源的不可再生性及儲量現狀，樹立節約能源、合理開發能源的責任意識。
化學觀念：
理解化石能源燃燒伴隨能量轉化與物質變化，形成 “化學在能源開發與環境保護中起關鍵作用” 的認知。
科學思維：
借助化石能源環境影響的探究，培養從化學視角分析問題（如污染物產生原理）、解決問題（如新能源開發邏輯）的科學思維
重點
化石能源（煤、石油、天然氣）的利用方式及綜合利用的意義；
化石能源對環境的影響及應對措施；
新能源（氫氣、太陽能等）的開發價值。
難點
理解煤的干餾、石油分餾等綜合利用的化學原理；
從化學反應角度分析化石能源燃燒污染環境的本質（如硫、氮氧化物的生成）；
構建 “化石能源短缺 — 環境問題 — 新能源開發” 的邏輯思維鏈。
課前導入
課前導入
生活中開車加油、家庭用天然氣做飯、工廠用煤發電…… 這些熟悉的場景都離不開化石能源。但化石能源正在逐漸枯竭，燃燒它們還會帶來酸雨、溫室效應等環境問題。如何讓有限的化石能源物盡其用？又該如何尋找替代能源？今天，就讓我們化身 “能源探索者”，深入探究化石能源的合理利用，解鎖新能源開發的化學密碼，為 “綠色能源未來” 尋找解決方案！
01
化石能源的利用
煤
性質
組成元素
綜合利用
黑色固體有光澤，具有可燃性
主要含有碳元素，此外，還含有氫、氧、氮、硫等元素。
煤的綜合利用，可以通過將煤隔絕空氣加強熱分解或煤與其他物質反應來實現，由此得到許多有用的物質，如焦炭、煤焦油、煤氣等。煤氣是由一氧化碳、氫氣和甲烷等組成的混合氣體，可用作居民生活燃氣和化工原料。
石油
從地下開采出來的石油叫作原油，一般是黏稠的液體。石油主要含有碳和氫兩種元素。將石油加熱并使用催化劑煉制，再利用各成分的沸點不同進行分離，可得到多種燃料和化工原料，使石油得到綜合利用。
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。
石油煉制的部分產品和主要用途
分裂
進一步
合成
石油和煤的綜合利用
煤
隔絕空氣
加強熱
焦爐煤氣
粗氨水
焦炭和煤焦油
石油
相對分子質量較大的分子
相對分子質量較小的分子
轉化為
天然氣
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。
大慶油田
渤海油田
我國是世界上最早利用天然氣的國家。明代的《天工開物》記載了我國古代勞動人民利用天然氣熬制井鹽。
甲烷的燃燒
實驗現象及結論
【實驗現象】甲烷燃燒時產生明亮的藍色火焰，放出熱量，燒杯內壁有水珠產生；生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體
【實驗結論】甲烷中含有氫元素和碳元素；甲烷具有可燃性，燃燒生成水和二氧化碳
【化學方程式】
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
甲烷
【物理性質】無色無味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。
【化學性質】可燃性，甲烷燃燒時，產生明亮的藍紫色火焰，放出熱量。
【來源】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，可用作燃料
沼氣的制取和利用示意圖
可燃冰
【主要成分】甲烷水合物。
【形成】在高壓和低溫條件下形成的。
【優點】熱值高、儲量巨大，有望成為未來新能源
【利用】開采的關鍵是解決技術上的問題。但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。
從我國南海開采的可燃冰樣品
2017年，我國在南海神狐海域進行的可
燃冰試采獲得成功，創造了產氣時長和產氣總量的世界紀錄。整個試采過程未對周邊大氣和海洋環境造成影響。這是世界上首次對粉砂質甲烷水合物的開采試驗，對保障能源安全、優化能源結構具有重要意義。
02
降低化石能源的利用對環境的影響
酸雨
形成
危害
防治
煤燃燒時產生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，這些氣體或氣體在空氣中發生反應后的生成物溶于雨水，會形成酸雨
損害生態：酸化土壤、水體，致生物受損、多樣性降低。
腐蝕建筑：侵蝕金屬、石料等，損壞文物古跡。
威脅健康：刺激呼吸道等，通過食物鏈間接危害人體。
使用脫硫煤，改進生產中使用的脫硫設備；
用天然氣代替煤。
【汽車燃料的燃燒對空氣的影響】
汽車使用的汽油或柴油燃燒時產生的一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物和煙塵等，會隨尾氣直接排放到空氣中，造成污染；大量化石能源燃燒釋放的二氧化碳會引起溫室效應加劇，導致全球變暖。
【減少汽車尾氣污染的措施】
改進汽車發動機的燃燒方式，使用催化凈化裝置，加大尾氣檢測力度，推廣使用電動汽車。
汽車燃料的燃燒
氫能的開發
【新能源的開發原因】
隨著能源消耗量的增長，化石能源對環境的影響越發突出。同時，人類巨大的能源需求也使化石能源面臨枯竭的危險。因此，開發和利用新能源已成為人類的迫切需求。
【氫能開發的原因】
氫氣作為能源，正在受到越來越多的關注。氫氣無毒，完全燃燒放出的熱量約為同質量甲烷的兩倍或同質量汽油的三倍，且燃燒后的產物是水，不會污染空氣，也不會向大氣排放二氧化碳。氫氣是一種清潔的高能燃料，已應用于航天、交通等領域
氫氣的制取
在實驗室里，我們常用鋅與稀硫酸反應來制取氫氣，反應的化學方程式為
Zn + H2SO4 =ZnSO4 + H2↑
用排水法收集氫氣
用向下排空氣法收集氫氣
新能源的開發和利用
人們正在開發和利用許多其他能源，如太陽能、風能、地熱能、潮汐能、核能和生物質能等，促進能源消費結構不斷優化，向清潔低碳方向轉變
我國能源消費結構的變化趨勢圖
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
諸如此類，還有很多，現在我國已建成世界最大規模的清潔發電體系
03
課堂小結
04
課堂練習
B
1.液氫已應用于航天等領域。目前在生活生產中大量使用氫能源還存在一定困難，原因是( )
A.氫氣本身無毒
B.氫氣制取成本高和儲存困難
C.氫氣燃燒放出的熱量多
D.氫氣燃燒產物不污染空氣
B
2.《漢書》中記載“高奴縣洧水可燃”，《夢溪筆談》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。下列關于“洧水”的說法錯誤的是( )
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.其不完全燃燒的產物可用于制墨
A
3.社會發展需要人與自然和諧共生。生活中的下列做法，符合低碳環保理念的是( )
①積極植樹種草 ②乘公交車出行 ③廢棄電池深埋
④踐行光盤行動 ⑤隨意丟棄垃圾 ⑥自備購物布袋
A.①②④⑥ B.①③④⑤
C.②③④⑥ D.②④⑤⑥
C
4.生物柴油是以植物油和動物油等為原材料制成的燃料。研究表明，生物柴油燃燒后，二氧化硫和顆粒物質的排放很少，一氧化碳等有害氣體的排放量比化石燃料低11%~53%。使用生物柴油的優點是( )
①減少空氣污染 ②不可再生 ③減少酸雨危害
A.①②③B.①②C.①③D.②③
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好好學習天天向上

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