(共53张PPT)
课题2 燃料的合理利用与开发
人教版 化学(初中)
重点难 点
2
预习检测
4
学习目标
3
1
新课引入
3
3
合作探究
3
5
典例精讲
6
归纳小结
3
8
课堂内容
达标检测
3
7
学习目标:
重点难点:
1.知道物质在发生化学变化时伴随着能量变化
2.知道化石燃料是重要的自然资源;知道石油液化气、汽油、煤油等都是石油加工的产物;
3.了解化石燃料的不可再生性,燃料充分燃烧的重要性 ;
4.了解燃料燃烧对环境的影响;
5.认识使用开发清洁燃料及各种能源的重要性。
1.化石燃料的形成和种类及用途;
2.燃料对环境的影响,新能源开发重要性。
【新课引入】
“不见炊烟起,但闻饭菜香。”现在很多地方的村民家用沼气代替了柴草做饭,告别了传统的“烟熏火燎”。你知道沼气的成分是什么吗?沼气是怎么产生的吗?
人类一直生活在空气清新,风景如画的美好世界里。可是工业革命以后,人类突然发现,在我们生活的世界里,天不再是那么湛蓝,水不再绿,空气不再清新。请思考,造成这种现象的原因是什么?
学习过程:
【预习检测】
1、三大化石燃料: 、 、 (混合物、均为不可再生能源)
(1)煤:主要含碳元素,是“ ”;
(2)石油:主要含碳、氢元素,是“ ”;
(3)天然气是气体矿物燃料,主要成分是 ,是较清洁的能源。
2、两种绿色能源:沼气、乙醇
(1)沼气的主要成分:甲烷.甲烷的化学式为 (最简单的有机物,相对分子
质量最小的有机物)。
(2)CH4燃烧的化学方程式: (发出蓝色火焰)。
煤
石油
天然气
工业的粮食
工业的血液
甲烷
CH4
CH4+2O2 CO2+2H2O
(3)乙醇 (俗称:酒精, 化学式:C2H5OH)
(4) C2H5OH化学性质: 可燃性 工业酒精
中常含有有毒的甲醇CH3OH,故不能用工业酒精配制酒。
3、燃料充分燃烧的条件:
(1) ;
(2) 。
C2H5OH+ 3O2 2CO2+3H2O
燃烧是要有足够多的空气
燃料与空气要有足够大的接触面
【预习检测】
一、化学反应中的能量变化
在化学反应时,是不是只有通过燃烧才能获得能量呢?
实验与探究
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CaO),再加入约2mL水,观察现象,并用手轻轻触碰试管外壁。
现象
手的感觉
化学方程式
生石灰逐渐膨胀,碎裂成粉末,产生大量的白雾
感觉发烫
CaO+H2O Ca(OH)2
交流与讨论
1.物质发生化学反应的同时,常常伴随着能量的变化,通常表现为热量变化,即有放热现象或吸热现象。
2.人们利用燃烧等化学反应产生的能量发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭等。
交流与讨论
3.利用爆炸产生的热量开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑等。
二、化石燃料的利用
1.你家中做饭、洗浴用什么燃料?
2.汽车、轮船等交通工具使用什么燃料?
3.炼钢厂、热电厂等使用什么燃料?
天然气
石油
煤
煤 、石油、天然气又称为化石燃料,是不可再生能源。
观察与思考
煤是怎样形成的呢?
石油、天然气是怎样形成的呢?
观察与思考
观察与思考
1.煤和石油
(1)石油和煤的综合利用
观察与思考
煤是混合物,主要含碳元素,还含有氢元素和少量氮、硫、氧等元素;
燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。
(2)主要的组成元素及燃烧产物
石油也是混合物,主要含碳、氢元素;
分馏产物的燃烧产物为CO2等。
2.天然气
天然气主要是由碳和氢组成的气态化合物,其中主要的是甲烷(CH4)。
(1)甲烷的物理性质
①通常状况下为无色、无味、气体
②难溶于水
③比空气轻
观察与思考
(2)甲烷的化学性质
点燃纯净的甲烷气体,观察火焰的颜色
注意:在点燃甲烷前要检验纯度
火焰呈淡蓝色
观察与思考
如何验证甲烷燃烧的产物是水和二氧化碳?
(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,过一会儿观察烧杯壁上的现象。
(2)迅速把少杯倒过来,向烧杯内注入少量澄清石灰水,振荡,观察现象。
现象 化学方程式
(1)
(2)
烧杯壁上出现水珠
澄清石灰水变浑浊
CH4+2O2 CO2+2H2O
观察与思考
点燃
沼气的制取和利用
观察与思考
实验与探究
3.合理利用与开发化石能源
目前人类所使用的能源主要取自化石燃料,它们经历了上亿年的时间才得以形成,因此不可再生。
按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算,这些能源可供人类使用的时间大约还有多少年?
观察与思考
做饭时,有时燃气灶或煤炉的火焰呈黄色或橙色,锅底出现黑色。此时就需要调节一下灶具或炉具的进风口,这是为什么呢?
使燃料充分燃烧需考虑两点:
(1)燃烧时有足够多的空气
(2)燃料与空气有足够大的接触面积
使用燃料时,若燃料不能充分燃烧,易产生黑烟、CO等物质,使燃料的利用率降低,浪费资源,污染空气,所以控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,对于节约能源非常重要。
可燃冰或将成为未来新能源
海底“可燃冰”
科学家在300~500米海洋深处发现一种冰霜样的物质——可燃冰。可燃冰是甲烷水合物(化学式CH4·8H2O)其外观像冰。一体积可燃冰可储载100~200倍体积的甲烷气体,具有能量高、燃烧值大等优点。
三、使用燃料对环境的影响
1.化石燃料燃烧造成空气污染的主要原因:
(1)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。
(2)燃料燃烧不充分,产生一氧化碳等。
(3)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。
观察与思考
2.酸 雨
(1)形成:煤燃烧时生成NO2和SO2等污染物,这些污
染物反应后溶于雨水,形成酸雨。
(2)危害:
①危害人体健康;
②导致水体酸化,严重影响水生动植物的生存;
③破坏土壤、植被、森林;
④腐蚀金属及建筑物。
观察与思考
(3)防治措施:
①减少硫的氧化物、氮的氧化物等物质向空气中排放;
②用天然气代替煤;
③大力推广使用脱硫煤。
3.汽车燃料的燃烧
观察与思考
汽车尾气中的主要污染物:
一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。
观察与思考
(1)改进发动机的燃烧方式,以使汽油能充分燃烧。
(2)使用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质。
(3)使用无铅汽油,禁止含铅物质排放。
(4)加大检测尾气力度,禁止未达环保标准的汽车上路。
减少汽车尾气对空气污染的措施有:
使用压缩天然气燃料的汽车
液化石油气汽车加气站
观察与思考
乙醇(酒精,C2H5OH)
无色、有特殊香味的液体,易挥发,沸点低,能与水混溶,有可燃性。
(4)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
点燃
观察与思考
你所知道的清洁燃料有哪些?哪些能源是可被人类利用的?
四、能源的利用和开发
1.氢能
(1)特点:氢气本身无毒,是无色无味气体,难溶于水,密度最小;极易燃烧、放热量大、燃烧产物是水;燃烧产物无污染,是最清洁的燃料。
2H2+O2 2H2O
点燃
(2)优点:
①资源丰富,可再生;
②无毒、极易燃、燃烧放热多;
③燃烧产物是水,几乎不产生有害气体和颗粒物,不污染环境。
(3)缺点:
①制取成本高;
②贮存、运输困难。作为燃料暂时还不能推广使用。
观察与思考
(4)实验室制取氢气:实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气。反应化学方程式为:
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2
观察与思考
2.其他新能源
观察与思考
【典例精讲】
例1. (2021·天津市)第24届冬季奥运会将于2022年在北京举办,
为落实“绿色冬奥”的理念,冬奥会使用的汽车燃料从环保的角
度考虑,最理想的是( )
A.氢气 B.天然气
C.酒精 D.汽油
A
【答案】A
【解析】A、氢气燃烧只生成水,不会对环境造成任何污染,从环保的角度看,氢气是最理想的能源,选项符合题意;B、天然气的主要成分是甲烷,甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,是较清洁的燃料,选项符合不题意;C、酒精完全燃烧生成二氧化碳和水,是较清洁的燃料,选项符合不题意;D、汽车使用汽油作为燃料会产生一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物等,会随汽车尾气直接排放到空气中,对空气造成污染,选项符合不题意。故选A。
【典例精讲】
例2. (2021·青海中考真题)资源、能源利用和环境保护是人类共同
关注的问题。下列说法错误的是( )
A.氢气是一种清洁高能燃料
B.煤、石油、天然气是不可再生的化石能源
C.废旧金属、纸张、塑料的回收利用可以节约相应资源,减少对环境的污染
D.地球上淡水约占全球水储量的96.5%,所以可利用的淡水资源取之不尽用之不竭
D
【典例精讲】
【答案】D
【解析】
A、氢气热值高燃烧产物是水,是一种清洁高能燃料,A正确。B、煤、石油、天然气是不可再生的化石能源,B正确。C、废旧金属、纸张、塑料的回收利用,既节约资源,又减少对环境的污染,C正确。D、地球上淡水约占全球水储量的3.5%,可利用的淡水资源很少,D错误。
故选:D。
【典例精讲】
;
例3.(2020广东广州)燃料是人类社会重要的能源,下列说法不正确的是( )
A.煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量CO2
B.石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品
C.汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染
D.乙醇(C2H5OH)在空气中完全燃烧只生成二氧化碳和水
A
【典例精讲】
;
。
【答案】A
【解析】
A、煤燃烧产生的二氧化硫会造成酸雨,二氧化碳排放过多导致的是温 室效应,故错误;
B、石油分馏能得到石油气、汽油、煤油和柴油等产品,故正确;
C、天然气燃烧产生二氧化碳和水,都不是空气污染物,汽车改用压缩 天然气作燃料能减少对空气的污染,故正确;
D、乙醇(C2H5OH)在空气中完全燃烧只生成二氧化碳和水,故正确。故选A。
【典例精讲】
例4.(2020甘肃金昌)能源与人类的生活和社会发展密不可分。
下列能源不属于新能源的是( )
A.氢能 B.核能
C.石油 D.风能
C
【答案】C
【解析】A、氢能属于新能源,不符合题意;B、核能属于新能源,不符合题意;C、石油属于化石燃料,不属于新能源,符合题意;D、风能属于新能源,不符合题意。故选C。
【典例精讲】
例5.(2020重庆市)能源的开发和利用是世界性问题,
下列物质被称为最理想清洁能源的是( )
氢气 B. 天然气
C. 石油 D. 煤
【答案】A
【解析】A、氢气作为燃料有三大优点:①热值高,②可再生,③产物是无污染的水,是最理想清洁能源。B、天然气是古代的海洋生物经若干年复杂的变化形成的,不可再生,且燃烧可产生二氧化碳,会增加温室效应,不是清洁能源。C、石油是古代的海洋生物经若干年复杂的变化形成的,不可再生,且燃烧可产生大量空气污染物,不是清洁能源。D、煤是古代植物经若干年复杂的变化形成的,不可再生,且燃烧可产生大量空气污染物,不是清洁能源。故选:A。
A
【典例精讲】
【达标测评】
1.下列在实验室或在家庭中获得的能量是由化学反应得到的是( )
①微波炉 ②燃气热水器 ③电炉
④酒精灯 ⑤太阳能
A.①②③ B.①④⑤
C.②④ D.②⑤
C
2.(2021 山东临沂市 中考真题)下列说法不正确的是( )
A.煤、石油、天然气属于不可再生能源
B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C.燃料充分燃烧,能节约资源,减少污染
D.太阳能、风能、地热能等的利用,可以缓解面临的化石能源危机
B
【达标测评】
【答案】B
【解析】A、煤、石油、天然气属于不可再生能源,说法正确;B、在化学反应中不是只有燃烧反应才能放出热量,缓慢氧化、酸碱中和反应等也会放出热量,说法不正确;C、燃料充分燃烧,能节约资源,减少污染,说法正确;D、太阳能、风能、地热能等的利用,可以缓解面临的化石能源危机,说法正确。故选B。
【达标测评】
A
3.我国正在推广使用乙醇汽油。所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适量乙醇(一般为1∶10)混合而成的一种燃料。下列有关的叙述错误的是( )
A.乙醇汽油是一种新型的化合物
B.汽车使用乙醇汽油可以减少有害气体的排放
C.由石油可以制得汽油
D.由玉米、高粱发酵可以制得乙醇
【达标测评】
4.下列措施:①改进发动机的燃烧方式,使汽油充分
燃烧;②使用催化净化装置使有害气体转化为无害物
质;③使用无铅汽油;④改用压缩天然气。 其中能够
减少汽车尾气对空气污染的是( )
A.①② B.②③
C.①②③④ D.①②③
C
【达标测评】
二、化石燃料的利用
1.化石燃料的形成
2.煤:主要含有碳元素
3.石油 :主要含有碳、氢两种元素
4.天然气的主要成分是甲烷(俗名沼气)。
CH4+2O2 CO2+2H2O
【归纳小结】
【归纳小结】
一、化学反应中的能量变化
1.能量变化表现为吸热现象和放热现象
2.燃料充分燃烧考虑的因素:
(1)燃烧时要有足够多的空气
(2)燃料要与空气有足够大的接触面积
燃
料
的
燃
烧
造成空气污染的原因
防治空气污染
的措施
对空气的影响
杂质燃烧产生有毒气体
燃烧不充分,产生一氧化碳
产 生 烟 尘
改善燃料的结构、选择清洁型的能源、开发新能源
【归纳小结】
1.完成配套练习册;
2.整理笔记;
3.书面作业:课后习题1、2、3。
【作业布置】
谢 谢!