(共24张PPT)
9.1 能源的综合利用
第一课时 化石燃料
学习目标
1.知道化石燃料是重要的自然资源。
2.了解化石燃料燃烧对环境的影响。
3.认识化石燃料综合利用的重要意义。
4.知道几种常见的能源,能对能源进行简单分类。
思考:
支持“嫦娥一号”腾空而起的动力是什么?
新课导入
目前你所了解的能源有哪些?
能源
能源是指能为人类提供所需能量的资源,如果失去了能源,世界将一片漆黑,万物将走向死亡。因此,能源是这个世界不可缺少的资源。
随着全球能源使用量的增长,化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭,因此,我们要尽可能减少能源的消耗,提高能源的利用率。
▲中国节能标志
能源
能源的分类:
1.能源利用角度
常规能源
煤、石油、天然气
新能源
核能、氢能、太阳能
2.能源是否可以循环再生角度
不可再生能源
可再生能源
煤、石油、天然气
太阳能、风能
小试牛刀
右图展示了几种类型的能源,请根据下面的提示交流讨论,并在相应的空格中填写你所熟悉的能源。
1. 从能源利用的角度看,可以把能源分为多年来大规模使用的能源,又称常规能源(如煤、_________)和近些年才逐渐开始使用的新能源(如核能、______________________ )。
2. 从能源是否可以循环再生的角度看,可将能源分为可再生能源(如太阳能、_________)和不可再生能源(如煤、_____________)。
石油
太阳能或地热能或风能
石油或天然气
风能
思考
其中目前使用最广泛的能源是什么?它的应用前景如何?
煤
石油
天然气
化石燃料
1.化石燃料的形成
日常生活和工农业生产中消耗大量的煤、石油和天然气等化石燃料。化石燃料是古代生物埋在地下,长期在空气不足、高温高压下经过复杂的变化逐步形成的。
化石燃料
2.三大化石燃料
(1)天然气的主要成分是结构最简单的有机化合物——甲烷(CH4)。
(2)石油是成分复杂的液态混合物。其主要成分是多种碳、氢元素组成的有机化合物(通常称为烃)。
(3)煤是成分复杂的固态混合物,含有的元素主要是碳,还含氢、氧、氮和硫等元素。
化石燃料
3.化石燃料燃烧对环境的影响
(1)化石燃料及其炼制得到的各种燃油,在燃烧释放大量热的同时也产生大量二氧化碳气体,加剧了大气层的温室效应。
(2)煤、石油燃烧时,还产生一些氮、硫的氧化物和粉尘,若不加以处理,将造成大气污染。
化石燃料
煤、石油和天然气是世界上最重要的三种化石燃料。
(1)煤:被称为“工业的粮食”。煤是成分复杂的固态混合物,含有的元素主要是碳,还含有氢、氧、氮和硫等元素。
(2)石油:被人们誉为“工业的血液”。石油是成分复杂的液态混合物,其主要成分是多种碳、氢元素组成的有机化合物(通常称为烃)。
(3)天然气:一般是指在底下形成的可燃性气体。天然气主要成分是甲烷。
3.化石燃料燃烧的分类
思考
化石燃料的燃烧给空气带来污染,我们应该如何减少这种污染呢?
燃料脱硫
使燃料完全燃烧,减少CO的排放
植树造林
减少化石燃料的燃烧
开发新能源
化石燃料的综合利用
化石燃料
4.化石燃料的综合利用
(1)化石燃料综合利用的意义
化石燃料是重要的燃料和重要的能源,但是,化石燃料的贮量是有限的,是不可再生的,必须合理使用化石能源。
随着化学科学的发展,人们发现,化石燃料在一定条件下通过物理、化学方法加工、炼制,可以得到各种有广泛用途、有很高利用价值的有机化合物。例如,煤、石油通过炼制、加工获得的各种有机化合物,可以作为有机化工原料,制造各种有机合成材料、医药、农药、染料和炸药等。如果仅仅把化石燃料作为燃料烧掉,将造成极大的浪费。应大力开展化石燃料的综合利用,提高它的利用价值,使资源得到更科学合理的利用。
用煤炼焦、生产煤气,用化学方法生产各种石油化工产品,都是综合利用化石燃料的途径。
化石燃料
(2)石油的分馏
如图所示,石油经分馏或其他加工方法,可以得到汽油、煤油、航空煤油和柴油等,它们都是含碳原子数不等的碳氢化合物,是生产和交通运输中的常用燃料。不同的燃油有不同的沸点和着火点,可以为不同类型的发动机提供适合的燃料,提高发动机的工作效率。
利用沸点不同把各组分分离,发生的是物理变化。
化石燃料
石油是重要的化工原料
化石燃料
(3)煤的干馏
把烟煤隔绝空气加强热,可以分解成焦炭、煤焦油和焦炉煤气等,此过程称为煤的干馏或炼焦。
该过程发生的是化学变化
点拨
教师点拨
(1)有石油的地方一般都有天然气。
(2)罐装的“煤气”不是煤气,是液化石油气,它是石油化工的一种产品,主要成分有丙烷、丁烷、丙烯等。
(3)煤除了干馏能综合利用外,还可以通过液化、气化
等加工手段,进行综合利用。
化石燃料
5.可燃冰
(1)性质:无色透明,外形似冰,能够燃烧。
(2)学名:“天然气水合物”。
(3)形成:天然气(甲烷等)被水分子包裹,在海底低温与高压作用下形成的透明晶体。
(4)优点:释放能量多,1 m 的“可燃冰”释放出的能量相当于164 m 的天然气。全球“可燃冰”提供的总能量是煤、石油、天然气总和的2~3倍。
(5)我国的发现地点:南海、东海。
化学式可表示为CH4·8H2O
石油化工和煤化工
在日常生活中使用的液化石油气,是石油化工生产过程中的一种副产品。液化石油气主要成分是气态碳氢化合物,其分子中含 3~4 个碳原子。在 7~8 个大气压下,这些气态碳氢化合物可以液化贮存在钢瓶中,是使用方便的气体燃料。
石油、天然气经精加工还能得到 5 000 多种化工原料。例如,用于生产塑料的乙烯(C2H4 ) 、丙烯(C3H6 ),用于生产合成橡胶的丁二烯(C4H6 )等等。
把烟煤隔绝空气加强热,可以分解成焦炭(占 70%~80%)、煤焦油(占 2%~5%)和焦炉煤气(占 10%~20%)等。这种煤的加工方法称为煤的干馏或炼焦。炼焦得到的焦炭主要成分是碳的单质,是冶金工业的重要原料。焦炉煤气则是重要的燃料。煤焦油中含有多种有机化合物,是化工生产的重要原料。煤还可以通过液化、气化等加工手段,进行综合利用。
小试牛刀
1.下列说法正确的是( )
A.石油是一种混合物
B.可燃冰是可再生能源
C.煤燃烧时只生成二氧化碳
D.“西气东输”的“气”是指氢气
A
2.某市拥有丰富的页岩气,它与天然气的主要成分相同。下列关于页岩气的说法不正确的是( )
A.它是混合物
B.它是不可再生能源
C.它的主要成分是一种有机物
D.加压使它液化,其分子间的间距不变
D
小试牛刀
3.化学使人类能够物尽其用,下面是石油综合利用的示意图。
(1)将石油加热炼制,利用石油中各成分的 不同,将它们分离可得到不同产品。
(2)城镇家庭经常用罐装液化石油气做燃料,烹调食物时观察到燃气灶的火焰呈现黄色,锅底出现黑色,需要将灶具的进风口调大,目的是 。烹调结束,关闭燃气灶阀门利用的灭火原理是 。
(3)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,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。写出乙醇充分燃烧的化学方程式 。
沸点
提供充足的空气,使其充分燃烧
清除可燃物
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O