7.2 燃料的合理利用与开发（课件63页）-2022-2023学年九年级化学上册精品课堂课件

(共63张PPT)
课题2 燃料的合理利用与开发
（共2课时）
人教版 化学（初中）
学习目标
重点、难点
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。
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。
中考考点解读
解读1：煤、石油、天然气以及它们所含的主要元素和用途；化石燃料的综合利用。主要以选择题、填空题和简答题形式考查。
解读2：甲烷气体的物理性质和化学性质及应用。主要以选择题形式考查。
解读3：化学反应中的能量变化；燃料充分燃烧的条件。主要以填空题形式考查。
解读4：煤的燃烧对空气的污染（联系酸雨的形成和危害）。主要以填空题和简答题形式考查。
解读5：汽车用燃料的燃烧对空气的影响及减少汽车尾气排放的措施。主要以填空题和简答题形式考查。
解读6：能源的开发和利用。主要以信息题形式考查。
新课讲解
自热米饭加热原理？
“自热火锅原理”
新课引入
新课引入
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？
新课讲解
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？
新课讲解
生石灰与水的反应
化学反应中的能量变化
实验操作：
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。
新课讲解
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
化学不仅研究物质的性质、组成、结构和变化，还研究物质变化过程中伴随的能量变化，能量的变化通常表现为热量的变化。
CaO+H2O Ca(OH)2
非燃烧的放热反应
化学反应中的能量变化
新课讲解
Mg+2HCl MgCl2+H2↑
常见的放热反应和吸热反应
1.二氧化碳和碳反应
2.常见的受热和高温分解反应
放热反应
吸热反应
1.所有的燃烧
2.金属和酸的反应（镁与稀盐酸反应）
3.酸碱中和反应
4.其他（生石灰和水）
Mg+2HCl == MgCl2+H2↑
CaO+H2O＝Ca(OH)2
C+CO2 　　 2CO
高温
CO+CuO Cu+CO2
加热
反应的能量变化和反应条件无关
新课讲解
能量变化的实际应用
1.生活中利用化学反应产生的能量做饭、取暖等。
2.利用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。
3.利用爆炸产生的能量开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑。
新课讲解
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。
新课讲解
二、化石燃料的利用
目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油和天然气等。
化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源。
新课讲解
二、化石燃料的利用
1. 煤
煤是复杂的混合物，主要含碳元素，此外，还含氢元素和少量的氮、硫、氧等元素。
新课讲解
煤的综合利用是物理变化还是化学变化？
焦炭
煤焦油
煤气
（隔绝空气加强热）
（主要成分 H2、CH4、CO 等）
（冶金）
（化工原料）
煤
干馏
煤的干馏（化学变化）
煤的综合利用
新课讲解
新课讲解
石油、天然气是怎样形成的呢？
石油的综合利用
新课讲解
2. 石油
从油井中开采出来的石油叫原油，是一种黏稠状的液体，主要含有碳和氢两种元素。
石油
分馏
（加热炼制）
新课讲解
石油的分馏是物理变化
还是化学变化？
新课讲解
石油和煤的综合利用
石油综合利用的部分产品
煤综合利用的部分产品
天然气：气态混合物。含有________元素。主要成分是甲烷，化学式为_______。
（最简单的有机物）
CH4
新课讲解
碳、氢
3. 天然气
新课讲解
（1）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。
（2）验证甲烷(CH4)燃烧产物的组成。
新课讲解
【实验7-4】
注意：点燃甲烷前，要先检验甲烷的纯度。
实验现象
实验原理

产生明亮的蓝色火焰，放出热量，烧杯
壁上有水雾生成，澄清石灰水变浑浊
点燃
CH4 + 2O2 ==== 2H2O+CO2
Ca(OH)2 + CO2 === CaCO3↓+ H2O
验探究——甲烷燃烧
（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
新课讲解
沼气的制取和利用
新课讲解
在池沼的底部常含有甲烷，通常也把池沼中的气体称为沼气。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷，用作燃料。
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？
新课讲解
4.合理利用与开发化石能源
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？
新课讲解
新课讲解
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。
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
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。
新课讲解
可燃冰或将成为未来新能源
新课讲解
5．可燃冰
（1）主要成分：甲烷的水合物（由甲烷分子和水分子组成）。
（2）优点：能量高、热值大。
（3）缺点：目前，开采技术不成熟，特别是如果甲烷大量泄漏到空气中，会产生比二氧化碳还严重的温室效应。
新课讲解
燃料的使用，在促进经济发展的同时，也带来了环境污染问题。
三、使用燃料对环境的影响
新课讲解
（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。
新课讲解
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：
酸雨侵蚀过的植被
新课讲解
2. 酸雨
（1）成因：
煤燃烧时产生的SO2、NO2等在空气中发生反应，生成物溶于雨水会形成酸雨。
（2）危害：
①造成水体酸化；②破坏土壤、植被、森林；③腐蚀金属及建筑物。
（2）防治：
①减少大气中SO2等排放；②开发新能源；③使用脱硫煤或无硫燃料。
新课讲解
汽车尾气中的主要污染物：
新课讲解
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。
（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。
新课讲解
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
新课讲解
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。
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
点燃
新课讲解
（4）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。
你所知道的清洁燃料有哪些？哪些能源是可被人类利用的？
（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
新课讲解
四、能源的利用和开发
1.氢能
（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。
新课讲解
反应原理：
反应药品： 锌粒和稀硫酸。
Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2
排水法收集氢气
向下排空气法收集氢气
氢气的实验室制法
（4）实验室制取氢气
新课讲解
新课讲解
新课讲解
5.其他新能源
在合理开发、综合利用化石能源的同时，积极开发氢能、核能、太阳能、生物质能、风能、地热能、潮汐能等新能源，以应对能源危机，减轻环境污染，促进可持续发展。
核 能
太阳能
风 能
新课讲解
化石燃料的利用
是混合物，主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素
是混合物，主要含碳、氢元素
炼制原理：利用石油中各成分的沸点不同炼制分离
煤
石油
天然气
主要成分是甲烷
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
燃料的
合理利用与开发
化学反应中的能量变化
放出热量
吸收热量
燃料充分燃烧的条件
1.足够的氧气（或空气）
2.燃料与氧气（或空气）有足够大的接触面
归纳小结
典例精讲
例1．（2022年江西省中考）从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（ ）
A．氢气 B．煤炭
C．汽油 D．一氧化碳
典例精讲
【答案】A
【解析】A、氢气燃烧产物只有水，比较环保，是最理想的能源，符合题意；B、煤中含硫元素，燃烧能生成二氧化硫，会导致酸雨的发生，不符合题意；C、汽油燃烧会产生氮氧化物，导致酸雨的发生，不符合题意；D、一氧化碳本身有毒，且一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳含量过多会导致温室效应，不符合题意。故选A。
典例精讲
例2．（2022年新疆中考）下列不属于化石能源的是（ ）
A．煤 B．风能
C．石油 D．天然气
典例精讲
【答案】B
【解析】A、化石燃料包括煤、石油、天然气，故煤属于化石燃料，不符合题意；B、化石燃料包括煤、石油、天然气，故风能不属于化石燃料，符合题意；C、化石燃料包括煤、石油、天然气，故石油属于化石燃料，不符合题意；D、化石燃料包括煤、石油、天然气，故天然气属于化石燃料，不符合题意；答案为：B。
典例精讲
例3.【2022江苏苏州中考】天然气是家庭日常生活的常用燃料。下列说法不正确的是（ ）
A. 天然气是一种不可再生的化石能源
B. 天然气燃烧能放出热量
C. 天然气完全燃烧时，会产生大量炭黑颗粒
D. 发现家中天然气泄漏，立即关闭阀门，开窗通风
典例精讲
【答案】C
【解析】A、天然气是一种不可再生的化石能源，故选项说法正确；B、天然气燃烧能放出大量的热，故选项说法正确；C、天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧时生成二氧化碳和水，不会产生大量炭黑颗粒，故选项说法错误；D、发现家中天然气泄漏，立即关闭阀门，开窗通风，不能打开排气扇，以免产生的电火花将煤气引燃，甚至发生爆炸，故选项说法正确。故选：C。
典例精讲
例4.【2022河南中考】酸雨对农作物以及一些建筑有不利影响。下列措施中与酸雨的防治有关的是（ ）
A. 控制二氧化碳的排放量
B. 减少使用一次性塑料制品
C. 分类回收处理生活垃圾
D. 减少含硫化石燃料的燃烧
D．
【答案】D
【解析】A．控制二氧化碳的排放量，与酸雨无关，故A错误；B．减少使用一次性塑料制品，防止环境污染，与酸雨无关，故B错误；C．分类回收处理生活垃圾，回收再利用资源，与酸雨无关，故C错误；D．导致酸雨的主要气体为硫氧化物和氮氧化物，防治酸雨，应减少含硫化石燃料的燃烧，减少硫氧化物和氮氧化物的排放，故D正确；故选D。
典例精讲
例5.【2022广州中考】下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是（ ）
A. 我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势
B. 加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染
C. 天然气是比煤炭和石油更清洁的燃料
D. 液氢用作火箭燃料是因为氢气易于贮存和加注
典例精讲
【答案】D
【解析】A、由图可知，我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势，不符合题意；B、加大水电、风电的开发利用，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意；C、天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，煤燃烧会产生二氧化硫等污染物，石油燃烧会产生氮氧化物等污染物，故天然气是比煤炭和石油更清洁的燃料，不符合题意；D、液氢用作火箭燃料是因为氢气燃烧值大，氢气不易贮存和加注，符合题意。故选D。
典例精讲
；
1.（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
达标检测
2.（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
达标检测
3.（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
A
达标检测
4.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
达标检测
5.（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
达标检测
A
6.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
达标检测