第七单元课题2 燃料的合理得用与开发课件—2022-2023学年九年级化学人教版上册(共76张PPT)

(共76张PPT)
课题2 燃料的合理利用与开发
当今世界最重要的三大化石能源：煤、石油、天然气
第七单元 燃料及其利用
学习定位
学习目标
木柴做饭
煤炭做饭
只有通过燃烧才能获得能量吗？
生活中常见的燃料有木柴、煤炭、燃气等，我们常利用它们燃烧获得的能量来做饭。
燃气做饭
一、化学反应中的能量变化：
【主要成分】：
生石灰……
【使用方法】：
将发热包放入饭盒中，加入水。
现 象
手的感觉
分 析
化学方程式
固体由块状变成粉末状
烧杯外壁发烫
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
试管外壁发烫
镁与盐酸反应
中有热量变化
探究【实验】镁与盐酸反应
化学方程式：
Mg + 2HCl == MgCl2 + H2↑
化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化
放热反应
吸热反应
C + CO2 　　 2CO
高温
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
1.所有的燃烧
2.金属和酸的反应
3.生石灰溶于水
二氧化碳和碳
CO + CuO===Cu + CO2

C + H2O(g) 　　CO+H2
高温
注意：不能单从反应条件判断是否是放热或吸热反应
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
高温
放热反应
CaO+H2O＝Ca(OH)2
交流讨论
化学反应中热量的变化被应用于生活和生产，你能举出一些实际应用的例子吗？
燃气热水器
好冷呀烤火吧
用清洁燃料多干净呀！
农村烧柴煮饭
烧砖
开山炸石
拆除危旧建筑
冶炼金属
炼钢
发电
二、最重要的化石燃料：煤、石油、天然气
不可再
生能源
天然气
石油
煤
化石
燃料
　生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气，我们常称它们为化石燃料。
　因为它们都是由古代生物的遗骸经
一系列复杂变化而形成的。化石燃料是
不可再生能源。
1.煤的形成
古代植物或植物枯萎后
被埋于土中，经长期复杂变化形成煤
“工业的粮食”
其主要成分是碳元素，还含有少量H、N、S、O等元素及无机矿物。
煤是复杂的混合物
2.组成元素：
煤
隔绝空气加强热
干馏(化学变化)
焦炭
煤焦油
煤气
煤气的主要成分为：
H2、CH4、CO等。
—冶金工业重要原料
—化工原料
—燃料
3.煤的用途
①.作为燃料：
利用碳元素与氧气反应放出的热量
②.干馏：
煤气
煤气属于混合物，它的主要成分为：氢气、甲烷、一氧化碳等，其密度比空气小，煤气中因含CO而有毒。
煤的综合利用
1.煤（ ）
煤：工业的粮食、黑色的金子
性质
组成 元素
形成
综合 利用 (干馏)
用途
黑色固体、有光泽、具有可燃性
古代植物被埋于土中，经长期复杂的变化而形成
煤隔绝空气加强热
固体产物：焦炭
液体产物：煤焦油
气体产物：煤气
重要能源、重要的化工原料
主要含碳元素，还有少量氢、氮、硫、氧等元素
冶炼金属
化工原料
重要燃料
（化学变化）
混合物
思考下列问题：
1、煤是纯净物还是混合物？
主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？
2、煤完全燃烧的产物有哪些？
3、如何将煤综合利用？
混合物
碳元素
氢、氮、硫、氧元素
CO2
H2O
NO2
SO2
将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦油、煤气等。（煤干馏[化学变化]后的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。）
1.石油的形成
海洋生物死亡
动植物的遗骸被层层沙泥掩埋
生物的遗骸经复杂变化形成石油
主要成分碳和氢两种元素，含有少量S、O、N等，也是混合物。
“工业的血液”
2.组成元素：
图7-22石油炼制的部
分产品和主要用途
3.石油的炼制：分馏
利用石油中各成分的沸点不同来分离。石油的分馏属物理变化
城镇的许多家庭做饭使用罐装“煤气”，是液化石油气（主要成分：丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等），液化石油气的密度比空气大，这是石油化工产品。液化石油气是经过加压后压缩到钢瓶中的，瓶内的压强是大气的7-8倍。
煤气的主要成分是：
H2、CH4、CO等。
交流讨论：
1、石油可直接作燃料吗？为什么？
2、煤气泄露会造成什么危害？如发生煤气泄露应当怎么办？
3、使用罐装液化石油气在安全上应注意什么？
①、远离火源，②、使用后要立即关上阀门，
③、运输中不要剧烈撞击等。
造成污染空气，火灾等事故
立即关闭煤气阀门，并开窗通风换气。
不可以，因为石油复杂混合物，里面有很多的杂质，直接燃烧石油会产生很多的许多的污染物，如产生的二氧化氮，二氧化硫可以导致酸雨的形成 。
石油的用途
2.石油(工业的血液)
性质
组成元素
形成
综 合 利 用
用途
粘稠状液体
主要含碳 氢元素，还有少量氧硫氮等元素
古代动植物的遗骸被层层泥沙掩埋，经长期复杂的变化而形成。
石油
溶剂油（油脂、橡胶、油漆的溶剂）
汽油（汽车燃料）
航空煤油（飞机燃料）
煤油（燃料、工业洗涤剂）
柴油（拖拉机重型汽车军舰轮船坦克燃料）
润滑油（机械用）
石蜡、沥青
（物理变化）
重要的能源、重要的化工原料
物理变化
分馏
天然气
CH4
天然气主要是由碳和氢组成的气态化合物，也是混合物,其中主要的是甲烷（CH4), （俗称沼气） 。
1.甲烷的物理性质
①、通常状况下无色、
　无气味气体
②、难溶于水
③、比空气轻
甲烷是最简单的有机化合物。
甲烷燃烧
2.甲烷的化学性质
[演示实验7-4] 点燃纯净的甲烷气体，观察火焰的颜色
可燃性
在点燃甲烷前也要检验纯度，
甲烷的爆炸极限为：5-15%之间。
现象 化学方程式
(1)
(2)
火焰呈明亮的蓝色
烧杯上有水雾现象
澄清石灰水变浑浊
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
点燃
CO2+Ca(OH)2 === CaCO3↓+H2O
3.甲烷的存在
（2）、甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）
（1）.有石油的地方就有天燃气
供暖
鱼塘养鱼
甲烷是最重要的矿物燃料，我国是最早利用天然气的国家。在明朝就有记载。
沼
气
的
制
取
和
利
用
3.甲烷还存在于煤矿的坑道中，常称瓦斯、坑气，当甲烷混在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆炸（瓦斯爆炸）。
交流讨论：
煤矿的矿井里常含有甲烷，你认为煤矿应采取什么安全措施？应在什么地方、贴怎样的安全标志？
通风、严禁烟火等
应在矿井口或煤矿醒目位置贴禁止烟火的标志
学名：“天然气水合物”
CH4.xH2O
4.天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”， “冰块”主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），甲烷占80%—99.9%，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”,燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。
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。
3、目前还未大规模使用的原因？
不是，它是甲烷水合物
能量高、燃烧值大等
可燃冰埋藏于海底的沉积物和陆地冻土的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，将比CO2造成的温室效应更加严重。
1、可燃冰是冰嘛？
交流讨论：
2、有什么优点？
西气东输路线示意图

西气东输克拉２气田投产供气
氢气、甲烷、一氧化碳的比较
氢气 一氧化碳 甲烷
常温下色态味
密度
是否溶于水
可燃性
区别 无色无味气体
无色无味气体
无色无味气体
比空气小
比空气小
比空气略小
极难溶于水
难溶于水
难溶于水
火焰呈淡蓝色
火焰呈明亮蓝色
火焰呈蓝色
CH4+2O2 =＝CO2 +2H2O
点燃
2H2+O2 =＝2H2O
点燃
2CO+O2 =＝2CO2
点燃
分别用干、冷烧杯与内壁沾有澄清石灰水烧杯罩在火焰上方，观察现象。
小结：
1.三大化石燃料：煤、石油、天然气，是不可再生的能源。
物理变化
CH4 + 2O2 2H2O + CO2
点燃
4.甲烷具有可燃性，点燃甲烷前必须验纯。
化学变化
2.煤的干馏是物理变化还是化学变化？
3.石油的分馏是物理变化还是化学变化？
1.关于化学反应中的说法错误的是（　　）
A．如图所示的反应为放热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
A
2.全球最大瓦斯脱氧项目已经开工，竣工投入使用时将可满足百万户家庭的勇气需求，瓦斯中的可燃性气体是 （ ）
A．O2 B．CO2 C．N2 D．CH4
3.以下说法违背科学事实的是(　　)
A．煤、石油、天然气是当今世界上最主要的化石燃料，它们都是混合物
B．把煤隔绝空气加强热制取焦炭是化学变化
C．石油加热蒸馏出多种产品是化学变化
D．煤燃烧时产生污染的元素是硫和氮
D
C
随堂练习
4.石油古称“洧水”，《汉书》中“高奴县洧水可燃”、《梦溪笔谈》中“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆”，下列关于“洧水”的说法错误的是（　　）
A．具有可燃性 B．是一种黏稠状液体C．是可再生能源
D．“其烟”的主要成分为炭黑
C
5.化学变化总伴随着能量的变化。如图为
氢氧燃料电池的工作原理示意图。
下列说法不正确的是（　　）
A．氢气是未来最理想的绿色能源
B．任何条件下都可实现物质或能量之间的
相互转化
C．氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学
能转化为热能
D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能
B
6.天然气广泛应用于生产生活，其主要成分是甲烷。
（1）天然气属于 （填“可再生”或”不可再生”）能源。
（2）室温下，充分燃烧1g天然气和1g煤，产生的CO2及热量的对比如图所示。据图分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点有 。
（3）甲烷可直接应用于燃料电池，电池工作时的能量转化方式为 。
不可再生
等质量的甲烷燃烧释放的热量多，产生的CO2少。
化学能转化为电能
化石燃料的用途
三、合理利用和开发化石能源
有人曾称煤是 “ 工业的粮食 ” ，石油是 “ 工业的血液 ” 。其实不仅工业，其他如农业、国防、交通运输、建筑、医疗卫生和人们的日常生活等都离不开煤、石油和天然气。
2009年我国化石燃料基础储量和年产量
探明储量 年产量
石油 28.33亿吨 1.89亿吨
天然气 32124亿立方米 851.7亿立方米
煤 3216亿吨 30.5亿吨
石油/亿吨
天然气/
亿立方米
煤/亿吨
28.33
1.89
32124
851.7
3261
30.5
基础储量
年产量
煤
石油
天然气
年
20
60
100
140
≈38
≈15
≈107
【交流讨论】
下图为我国化石能源可开采年限，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。
化石燃料不是取之不尽的,化石燃料要经过数百万年才能形成，是不可再的生能源，人类目前大量开采，将使化石燃料最终被耗尽。因此人类应该考虑如何合理利用化石燃料。
【交流讨论】
1. 如何应对能源耗尽的危机？
2. 燃料不充分燃烧的缺点？
不仅___________还__________________。
浪费资源
产生CO，污染空气
3. 燃料充分燃烧的条件？
（2）燃料与空气有足够大的____________。
（1）燃烧有足够多的______________；
空气或氧气
接触面积
①.节约能源，提高燃料的利用率
新燃料：如氢气、酒精、可燃冰等。
②.利用与开发其它的能源与燃料：
这些能源的利用，不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染。
核能
太阳能
风能
水能
潮汐能
地热能
四、使用燃料对环境的影响
人类从利用自然火到钻木取火，到熟练的使用化石燃料，“火”一直伴随着人类成长，创造着人类文明。
在人类改造自然的漫长历史中人类形成的传统发展思想为人类创造了无比巨大的社会财富，并以其辉煌的功绩成为人类历史文明的象征。但是，历史的辩证法却总是在自然与社会历史进程的关键时刻做出“物极必反”的转化。人类在与自然界进行漫长历史斗争的时候虽然已取得了一次又一次的胜利，然而对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。
温室效应
空气二氧化碳含量
厄尔尼诺（西班牙语：El Ni o），又称圣婴现象，与另一现象南方涛动合称为ENSO。是秘鲁、厄瓜多尔一带的渔民用以称呼一种异常气候现象的名词。 主要指太平洋东部和中部的热带海洋的海水温度异常地持续变暖，使整个世界气候模式发生变化，造成一些地区干旱而另一些地区又降雨量过多。
酸雨为酸性沉降中的湿沉降，酸性沉降可分为「湿沉降」与「干沉降」两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨 、 雪 、 雾或雹等降水形态而落到地面者，后者则是指在不下雨的日子，从空中降下来的落尘所带的酸性物质而言。 酸雨又分硝酸型酸雨和硫酸型酸雨。
1、煤的燃烧对空气的影响
思考1：煤中含哪些元素？
碳元素
硫元素
氮元素
CO 有毒气体
CO2 温室效应
SO2
NO2
酸雨
思考2：这些元素燃烧后生成哪些物质？
SO2
H2SO4
H2SO3
NO2
HNO3
亚硫酸
硫酸
硝酸
O2
2
H2O
1
H2O
3
1. SO2 + H2O === H2SO3
2. 2H2SO3 + O2 === 2H2SO4
3. 3NO2 + H2O === 2HNO3 +NO
影响农作物生长
破坏森林
腐蚀建筑物(金属、大理石等）
影响人体健康
腐蚀文物雕塑
酸雨对环境危害
破坏土壤、损害农作物、森林；
破坏水质、毒害鱼类和其他水生物;
破坏金属制品、建筑物、名胜古迹等；
影响人体健康。
针对酸雨的危害，应采取怎样的防止和保护措施？
1、尽量少使用含硫燃料；
2、含硫燃料脱硫后再使用；
3、废气应处理后再排放；
4、使用清洁燃料与开发新能源。
【自检互评】
1.造成酸雨的主要物质是（ ） A. CO和CO2 B. SO2和CO2
SO2和NO2 D. NO和CO
2. 下列说法不正确的是（ ）
A.酸雨能破坏植物、水质、土壤和建筑物
B.使用脱硫燃料就不会对大气造成任何污染
C.使用清洁燃料和新能源能有效减少污染
D.小颗粒粉尘仍会对人体健康造成影响
C
B
下图是某环保组织监测到的位于广州市一主干道交叉口处空气中CO含量随时间变化的曲线，横坐标表示北京时间0~24时，纵坐标表示CO的含量。
a、你从此监测结果中获得了什么信息？
b、分析造成这种情况的原因。
CO的含量
0 6 12 18 24 时间
2、汽车用燃料的燃烧对环境的影响
汽车使用的燃料主要是汽油或柴油。
CO、
未燃烧的碳氢化合物、
含铅化合物、
烟尘等。
燃烧产生的尾气是：
减少汽车尾气对空气的污染采取措施
(5)、使用压缩天然气[CNG]或液化石油气[LPG]作燃料。
(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；
使用压缩天然气[CNG]燃料的汽车
2CO + 2NO === 2CO2 + N2
催化剂
煤的污染
汽车尾气
使燃料充分燃烧 改进发动机的燃烧方式
提倡使用脱硫煤 使用无铅汽油
最好用清洁能源 使用催化净化装置
碳
氢
硫
氧
氮
措施
3、化石燃料造成对空气的污染，主要有以下原因：
含有
元素
污染物
造成的污染
1、乙醇和氢气是两种清洁能源，其中氢气被认为是最清洁的燃料。
乙醇(酒精)
化学式
燃烧反应的化学方程式
特点
来源
C2H5OH
C2H5OH + 3O2 === 2CO2 + 3H2O
点燃
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、车用乙醇汽油 。
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
五、能源的利用和开发
乙醇汽油属于 物，使用车载乙醇汽油可以节约 ，改善空气质量，促进农业发展。
混合
石油资源
氢气
化学式
燃烧反应的化学方程式
特点
来源
H2
2 H2 + O2 === 2 H2O
燃
燃烧产物无污染，是最清洁的燃料
氢气可由水分解制得，目前制取成本
高，贮存困难，作为燃料暂不能广泛
使用，但终将成为主要能源之一 。
2、开发新能源，实现人类可持续发展思想
新能源的种类太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
风 能
氢能源
潮汐能
生物能
太 阳 能
地 热 能
核能
太阳能应用
地球接收的太阳能
（一年）
74万亿吨煤燃烧
能量
特点：
极为丰富，又是清洁的、可再生的能源
太阳能
太阳能电池
太阳能汽车
新疆风力发电机
用于风帆助航、风力提水、农副产品加工、风力发电、
风力致热等
风能是一种流动空气产生的动能，它清洁无污染。
全球风能1% 被利用
人类对能源的全部要求
风能
中国三峡
水能
返回
潮汐能电站
能量释放
2500吨煤
燃烧
1千克铀235
裂化
优点：
污染小，储藏大，成本低，特别是释放能量大
核能
核燃料蕴藏有如此巨大的能量，所以越来越受到人们的重视
秦山核电站
核能:由于核动力的燃料是核燃料，相比于煤或石油的优点是无空气污染，无漏油等问题。它的唯一缺点是存在放射性污染.
西藏羊八井地热电厂
地热能 ： 地球内部包含的热能，火山爆发、地震和温泉都是地热能的表现形式。研究表明，地热能的蕴藏量相当于地球煤炭储量热能的1.7亿倍，可供人类消耗几百亿年，真可谓取之不尽、用之不竭，今后将优先利用开发。
6000吨优质煤燃烧
地球内部放出
（一小时）
热量
地热能
挥发成分含量高，易于着火燃烧，但体积松散，能量密度低
太阳能通过光合作用以生物的
形态储存的能量
林产品下脚料、薪柴、秸秆、人畜粪便、水生作物、沼气和城市生活、生产中的废弃物等
方向:
定义：
种类：
特点：
（1）转换成气体燃料和液体燃料
（2）改进燃烧装置，提高燃烧热效率
生物能
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。
1．下列关于石油的叙述中不正确的是（ ）
A．石油是一种化工产品 B．石油是一种混合物
C．可利用石油产品发电 D．将石油分馏可得多种产品
2．下列过程属于物理变化的是（ ）
A．煤在隔绝空气的条件下加强热 B．煤的形成
C．石油的形成 D．从石油里分馏出汽油等
3．下列说法不正确的是（ ）
A．太阳能、水能、风能是可持续发展的能源
B．煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源
C．地下水资源不能无限量地开发利用
D．大量排放SO2、NO2等气体，会形成酸雨
A
D
课堂练习
B
4．氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分解得到H2的新技术，其中海水分解可用方程式用2H2O 2H2↑+O2↑表示。下列说法不正确的（ ）
D
TiO2
A．水分解产物不污染环境
B．TiO2是催化剂
C．该技术可将太阳能转化为氢能
D．在海水分解过程中应不断添加TiO2
5.从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是 （ ）A．酒精 B. 汽油 C. 氢气 D. 天然气
6.下列能源中，不会对环境造成污染而且取之不尽的是（ ）
A. 太阳能 B. 天然气 C. 煤 D. 石油
C
A
7.下列叙述错误的是（ ）
A．由玉米生产的乙醇可添加在汽油中作汽车燃料
B．玉米汁可作汽车燃料
C．推广玉米生产的燃料可在一定程度上缓解当前的能源危机D．推广乙醇汽油可适当减轻汽车尾气对环境的污染
8.氢气作为21世纪极具开发前景的新能源之一，理由是( )
①燃烧热值高 ②原料资源丰富
③贮存和运输时安全性高 ④燃烧产物无污染
A．①②③　 B．①②④ C．②③④ D．①③④
B
B
9.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
10.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
11.2018年和2019年我国电力能源结构如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．水能、风能、太阳能都是清洁能源
B．减少煤的使用有利于防止温室效应进一步增强
C．煤燃烧产生的CO2和SO2都是形成酸雨的污染物
D．我国电力能源结构的变化体现了“低碳”理念
C