第七单元课题2燃料的合理利用与开发—2021-2022学年九年级化学人教版上册（46张PPT）

(共46张PPT)
第七单元 燃料及其利用
课题2 燃料的合理利用与开发
【学习目标】
1、了解化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用；
2、掌握石油炼制出的几种主要产品及其用途。
3、了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
【课前预习】
1．“减污”、“降碳”是 2021 年生态环保的关键词。下列做法不利于生态环保的是
A．加大燃煤发电，以应对电力不足B．工业废水处理达标后再排放C．整治关闭部分生猪养殖场D．减少私家车的出行
2．下列反应中，由电能转化为化学能的是
A．煤燃烧 B．光合作用 C．利用电灯照明 D．水电解
3．近年来，我国不少城市和地区雾霾天气增多。雾是水蒸气，本身无污染；霾由细小颗粒物组成，主要来源是热电排放、化工生产、汽车尾气以及地面灰尘等。雾霾侵蚀着人们的健康，严重影响人们的生活和出行。下列治理雾霾的措施中，不可行的是
A．调整能源结构B．控制车辆使用C．加强城市绿化D．关闭厂矿企业
4．下列说法正确的是
A．分离液态空气法制氧气利用了液氮、液氧的密度不同B．催化剂能改变化学反应速率，但本身的质量和性质在反应前后都不变C．干电池工作时化学能转化为电能D．面粉、蔗糖灼烧后都变成炭黑，说明它们是相同的物质
5．下列推理或分析正确的是
A．作为燃料的物质一定具有可燃性，硫具有可燃性，所以硫可以作为燃料B．分子是保持物质化学性质的最小微粒，所以水的化学性质由水分子保持C．由于铁容易生锈，所以自然界中铁元素的质量会不断减少D．化学变化都伴随着能量的变化，所以有能量变化的过程一定是化学变化
【课前预习】答案
1．A
2．D
3．D
4．C
5．B
“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？
新课导入
燃烧向外界放热
一、化学反应中的能量变化：
现 象
手的感觉
分 析
化学方程式
块状变成粉末状
试管外壁发烫
生石灰与水反应中有热量放出
实验7-3：生石灰与水反应放出热量
CaO+H2O==Ca(OH)2
现 象
手的感觉
分 析
有大量气泡产生,金属溶解
试管外壁发热
镁与盐酸反应发热
探究【实验】镁与盐酸反应
笔记
Mg+2HCl=MgCl2+H2
化学反应一般都会伴随能量的变化，主
要表现为热量的变化。有的化学反应要放出热量，有的要吸收热量。
CaO+H2O＝Ca(OH)2
C+CO2 　　2CO
高温
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
放出热量
放出热量
吸收热量
CO+CuO===Cu+CO2

吸收热量
应用实例：
利用化学反应产生的能量______、______、
__________、__________、_____________、
___________、___________、___________、
____________.
做饭
取暖
发电
烧制陶瓷
冶炼金属
发射火箭
开矿采煤
开山炸石
拆除危旧建筑
炼钢
烧砖
发电
开山炸石
目前人们通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，化石燃料燃烧对于人类非常重要。
思 考
化石燃料有哪些？它们是怎么形成的？
世界能源的主要来源
天然气20%
煤 35%
石油 40%
二、化石燃料的利用：
化石燃料：是古代生物的遗骸经一系列复杂变化
而形成的。煤，石油，天然气称为当今世界上最
重要的三大化石燃料。它们是不可再生能源。
1、煤和石油：
煤：是古代植物遗体在地层下经过一系列复杂变
化而形成的。煤是一种复杂的混合物。主要含有
C元素，还含有H、S、O、N等元素。
石油：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂
变化而形成的一种粘稠液体。它是由多种
物质组成的混合物。主要含有C、H元素，
还含有S、O、N等元素。
将煤隔绝空气加强热，可分解得到许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等。这些物质都是重要的工业原料和燃料。使煤得到了综合利用。
煤、石油的加工和综合利用：
石油分馏：根据石油中各种成分的沸点不同，将它们分离 ，得到如：汽油、煤油、柴油等，使石油得到综合利用。
下图是石油炼制后的主要产品：
提示：
煤气的主要成分是：
一氧化碳、甲烷、
氢气等。
石油液化气的主要成
分是：
丙烷，丁烷，丙
烯和丁烯等。
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
2.天然气
实验验证
设计实验：如何验证甲烷燃烧的产物是水和二氧化碳？
（2）甲烷的化学性质
[演示实验]点燃纯净的甲烷气体，观察火焰的颜色
（可燃性）
注意：在点燃甲烷前要检验纯度
（火焰明亮并呈蓝色）
CH4+2O2 ===== CO2+2H2O
点燃
现象：产生明亮的蓝色火焰，放出大量的热，
在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠产生，同时生成的另一种气体能使澄清的石灰水变浑浊。
甲烷的存在
（1）甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）
（2）甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。
（3）生活垃圾、动植物残体、动物的排泄物等经过发酵也能产生甲烷。
沼气池
沼气的制取和利用
化石燃料形成的时间非常长，储量有限。化石
燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要
来自化石燃料。
在不久的将来，我们将面临严重的能源危机！
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？
3.合理利用与开发化石能源
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
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：外观像冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳气体。能像固体酒精一样直接点燃，被形象地称为“可燃冰”。
2017年5月18日，我国首次海域可燃冰试采成功，实现了历史性突破。
三、使用燃料对坏境的影响：
1.煤的燃烧
思考1：煤中主要含哪种元素，可能还含哪些元素？
碳元素
硫元素
氮元素
CO 有毒气体
CO2 温室气体
SO2
NO2
酸雨
思考2：这些元素燃
烧后生成哪些物质？
酸雨危害的模拟实验
加入物质 现象
水 SO2加水
植物叶子
锌粒
大理石
叶子由绿色变黄色
有气泡放出，锌粒逐渐溶解
开始有少量气泡放出，
大理石逐渐溶解
变化缓慢
无变化
无变化
无变化
活动与探究：
向一个空集气瓶和一个充满SO2的集气瓶中各加入少量
水。分别将表中所列物质放入上述两种液体中，观察现象。
根据上述活动探究说明酸雨可能对环境造成哪些破坏？
影响农作物生长
破坏森林
腐蚀建筑物
腐蚀文物雕塑
影响人体健康
讨论
工厂排出的烟尘污染空气
酸雨破坏，枝枯叶败
雕像受酸雨腐蚀，六十年沧桑变化
1908年 1969年
2、化石燃料造成对空气的污染，主要有以下原因：
（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；
（2）.燃料燃烧不充分，产生一氧化碳；
（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。
3.汽车用燃料对空气的污染：
汽车使用的燃料主要是汽油或柴油。
燃烧产生的尾气是：
一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、含铅
化合物和烟尘等。
使用压缩天然气[CNG]燃料的汽车
液化石油气[LPG]汽车加气站
四、能源的利用和开发：
乙醇
化学式
燃烧反应的化学方程式
特 点
来 源
C2H5OH
燃烧产物基本上不污染环境，可做
酒精灯、火锅、内燃机等的燃料 。
高粱、玉米和薯类等经过发酵、
蒸馏可得乙醇，属于可再生能源
俗称：酒精
1、乙醇
氢气
化学式
燃烧反应的化学方程式
特 点
来 源
H2
燃烧产物无污染，是最清洁的燃料
氢气可由水分解制得
2、氢气：
氢气的实验室制法：
反应原理:
排水法收集氢气
向下排空气法收集氢气
反应药品： 锌粒和稀硫酸。
讨论
1.回忆做过的电解水的实验,写出电解水的化学方程式.
2.电解水和用锌与稀硫酸反应都可以得到氢气.如果将氢气作为燃料广泛应用,你认为用这两种方法制氢气切实可行吗 为什么
小结:目前氢气作为燃料暂不能广泛使用,原因是:制取成本高，贮存困难，但终将成为主要能源之一 .
新能源的种类有太阳能、核能、风能、地热能、生物质能、潮汐能等。
开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。
3、开发和利用其它新能源：
利用不同形式的
能量发电示意图
学完本课题你应该知道
4、化石燃料燃烧可能对环境有不良影响，应选择使用不
污染环境或对环境污染小的燃料。在化石燃料中，天
然气是比较清洁的燃料。
5、化石燃料面临被耗尽的危险，应合理开采，使用和开
发化石燃料以外的清洁燃料，综合利用资源和开发新
能源具有重要意义。
1、物质发生化学反应的同时，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发生。
2、化石燃料包括石油、煤、天然气等，是重要的能源。
3、是使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是燃烧时要有足
够的氧气；二是燃料与空气要有足够大的接触面。
【课后练习】
1．下列物质在空气中燃烧，产物一定不会污染空气的是
A．硫 B．红磷 C．氢气 D．煤
2．推理是学习化学的一种重要思维方式。以下推理正确的是
A．化学变化伴随着能量的变化，则有能量变化的一定是化学变化
B．化合物是由不同种元素组成的，所以由不同种元素组成的物质一定是化合物
C．离子是带电的原子或原子团，所以带电的粒子一定是离子
D．蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，则蜡烛组成中一定含有碳元素和氢元素
3．“绿水青山就是金山银山”“两山”理念指引中国经济社会绿色变革已成为全 社会的共识和行动，下列做法不符合绿色化学概念的是
A．工厂废水处理达标后再排放 B．随地燃烧玉米秸秆
C．尽量乘坐公共交通出行 D．开发新能源替代化石燃料
4．下列变化产生的热量来源于化学变化的是
A．点燃天然气做饭 B．LED灯通电发热
C．用充气筒充气时筒壁发热 D．太阳能热水器产生热水
5．下列有关资源与能源的说法正确的是
A．化石燃料是不可再生能源，我们要积极开发与利用
B．从环境保护的角度看考虑，可燃冰是最理想的燃料
C．目前人们正在利用和开发水能、电能、太阳能等新能源
D．使用车用乙醇汽油可适当节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染
6．天然气是三大化石燃料之一，主要成分是甲烷，已知甲烷（CXHY）相对分子质量为16，请回答：
（1）写出甲烷的化学式____。（2）甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水，请写出该反应的化学方程式_______。
（3）将甲烷和氢气的混合气体5.0g在足量的氧气中充分燃烧，生成2.2g二氧化碳，则原混合气体中氢气的质量为_______。
7．南海诸岛自古以来就是中国领土，南海蕴藏着丰富的石油、天然气等资源。
（1）化石燃料有石油、天然气和____。天然气在充足的氧气中燃烧的化学方程式为________，天然气不完全燃烧会产生的一种有毒气体是____。（2）化石燃料属于_________能源（填“可再生”或“不可再生”）。
8．能源、环境问题是全球关注的热点问题。
（1）化石燃料有煤、石油和______等。写出所填燃料燃烧的化学方程式______。（2）燃煤发电时，将煤块粉碎成煤粉，其目的是______。（3）汽车燃料由汽油改用乙醇汽油，使用乙醇汽油的优点有______（答一条即可）。
9．人与自然和谐共存，保护自然环境，人人有责。试回答：
（1）保护水资源就是保护我们的生命之源。自来水厂通常用高铁酸钾(K2FeO4)作为净水剂和消毒剂来处理天然水。在高铁酸钾中，铁元素的化合价是______。（2）汽车尾气(含有CO、SO2与NO2等物质)是城市空气污染物，请你写出一条防治空气污染的有效措施______。（3）我国生活饮用水卫生标准规定，饮用水(包括自来水)中含有铁、锰、铜、锌、钙等多种矿物质。这里的铁、锰、铜、锌、钙等是指____(填“分子”“原子”或“元素”)。
10．依据所学知识回答问题
（1）从组成角度看：水是由_______组成的，世界上形形色色的物质都是由一百余种元素经过不同组合而形成的。（2）从变化角度看：化学变化不但生成新物质而且还伴随能量变化。
水通电分解生成未来最理想的能源氢气，是将_______能转化为化学能，但该方法不节能，需要寻找更为有效的节能方法，以促进水的分解；
【课后练习】答案
1．C 2．D 3．B 4．A 5．D
6．（1）CH4（2） （3）4.2g
7．（1） 煤 一氧化碳CO （2）不可再生
8．（1）天然气 （2）增大与氧气接触面积，使其充分燃烧（3）减少有害气体排放，环保
9．（1）+6（2）减少化石燃料的使用、积极开发新能源（3）元素
10．（1）氢元素和氧元素（2） 电