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九年级化学上册第七单元
课题2 燃料的合理利用与开发
一、化学反应中的能量变化【P136】
常见的放热反应有哪些?常见的吸热反应有哪些?
二、化石燃料的利用【P137-142】
化石燃料:主要有哪些?是纯净物还是混合物?可否再生?
煤:状态?主要含有的元素?煤的综合利用是指什么?变化类型?
石油:状态?主要含有的元素?石油的综合利用是指什么?变化类型?
天然气:状态?主要含有的元素?主要成分?
甲烷:物性?化性?用途?是哪些物质的主要成分?
使燃料充分燃烧通常考虑的因素?措施?
三、使用化石燃料对环境的影响【P142-144】
化石燃料燃烧造成的污染?酸雨的成因、危害、防治?
汽车尾气造成的污染?对应措施?车用乙醇汽油的优点?
乙醇:物性?化性?用途?来源?
四、能源的利用和开发【P144-145】
氢气:作能源的优点?实验室制取原理和装置?氢气未广泛使用的原因?
其他新能源举例?
情景导入
探究新知
化学反应中都伴随有能量的变化,而能量的变化通常表现为热量的变化。
放热反应:CaO+H2O=Ca(OH)2、燃烧、缓慢氧化、金属和酸反应(Mg+2HCl=MgCl2+H2↑)
吸热反应:
一、化学反应中的能量变化
CaO
俗称:生石灰
物理性质:白色固体
化学性质:能与水反应CaO+H2O=Ca(OH)2
用途:作发热剂
作干燥剂
现象:放热
探究新知
人类需要的大部分能量由化学反应产生。
做饭、取暖;
发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭;
利用爆炸开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑。
火力发电
烧制陶瓷
冶炼金属
发射火箭
开山炸石
拆除危旧建筑
烹饪做饭
加热取暖
探究新知
三大化石燃料:煤、石油、天然气,混合物。
化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂的变化形成的,是不可再生能源。
煤的形成示意图
植物或植物枯萎后
植物等被埋于土中,
经长期复杂变化形成煤
石油和天然气的形成示意图
二、化石燃料的利用
化石燃料:主要有哪些?是纯净物还是混合物?可否再生?
探究新知
被称为“工业的粮食”,固体,主要含有C,还有H、N、S、O及无机矿物质等。将煤作为燃料,主要是利用碳元素与氧气反应所放出的热量。
煤的综合利用,是将煤隔绝空气加强热,使煤分解成许多有用的物质,如焦炭、煤焦油、煤气等。
又称煤的干馏
,属于化学变化
焦炭——冶金工业重要原料
煤焦油——化工原料
煤气——燃料
煤
干馏
2. 煤:状态?主要含有的元素?煤的综合利用是指什么?变化类型?
二、化石燃料的利用
探究新知
石油的综合利用,是将石油加热炼制,利用石油中各成分的沸点不同,将它们分离,可得到不同的产品。
被称为“工业的血液”,从油井中开采出来的石油叫做原油,是一种黏稠状液体。主要含有C、H。
3.石油:状态?主要含有的元素?石油的综合利用是指什么?变化类型?
二、化石燃料的利用
又称石油分馏
,属于物理变化
探究新知
天然气主要是由C、H组成的气态碳氢化合物,其中主要是甲烷(CH4),最简单的有机物。
物性:无色、无味气体;极难溶于水;密度比空气小。
化性:可燃性
操作 现象
点燃甲烷,在火焰上方罩一个干冷烧杯
迅速倒转烧杯,注入澄清石灰水,振荡
放热,蓝色火焰,烧杯内壁有水雾
石灰水变浑浊
4. 天然气:状态?主要含有的元素?主要成分?
二、化石燃料的利用
5.甲烷:物性?化性?用途?是哪些物质的主要成分?
用途:作燃料
探究新知
天然气的主要成分;沼气池中的气体(P140);
可燃冰的主要成分(P143);煤矿坑道中的气体(坑气/瓦斯)
把秸杆、杂草、人畜粪便等放在密闭的沼气池中发酵可产生甲烷,用作燃料。通常也称池沼中的气体为沼气。
二、化石燃料的利用
5. 甲烷:物性?化性?用途?是哪些物质的主要成分?
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等气体。可燃冰在低温和高压条件下形成,一体积可燃冰可储藏100~200倍体积的甲烷气体,具有能量高、燃烧值等优点。
探究新知
在日常生活中你是否遇到过这样的情况: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?
调大进风口,可增大空气的进入量;
还可以调小进气口,减少燃气的进入量。
二、化石燃料的利用
氧气不充足时,燃料中的碳不能充分燃烧,产生黑烟,并生成CO等物质,使燃料燃烧的利用率降低,浪费资源,且污染空气。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。
探究新知
应考虑的因素:
要有足够的空气;
燃料与空气要有足够大的接触面。
措施:(以煤块为例)
将煤制成蜂窝煤
将煤磨成煤粉
二、化石燃料的利用
6. 使燃料充分燃烧通常考虑的因素?措施?
探究新知
煤:主要含有C,还含有少量的H、N、S、O等
石油:主要含有C和H,还含有少量的N、S、O
三、使用燃料对环境的影响
1.化石燃料燃烧造成的污染?酸雨的成因、危害、防治?
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;
燃烧不充分,产生一氧化碳等;
未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮沉。
探究新知
三、使用燃料对环境的影响
1. 化石燃料燃烧造成的污染?酸雨的成因、危害、防治?
成因:二氧化硫、二氧化氮
危害:破坏土壤、森林、植被;
腐蚀建筑物等。
防治:大力推广使用脱硫煤;
用天然气替代煤。
森林受到酸雨破坏
雕像受到酸雨腐蚀
探究新知
一氧化碳
未燃烧的碳氢化合物
氮的氧化物
含铅化合物
烟尘
(1)改进发动机的燃烧方式,以使汽油能充分燃烧。
(4)加大检测汽车尾气的力度,禁止没有达到环保标准的汽车上路。
(5)使用清洁能源,减少汽车尾气。(如CNG、LPG、乙醇汽油)。
(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。
车用乙醇汽油:在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。
节省石油资源
在一定程度上减少汽车尾气的污染
三、使用燃料对环境的影响
2. 汽车尾气造成的污染?对应措施?车用乙醇汽油的优点?
探究新知
C2H5OH,俗名酒精,有机物。
物性:无色,有特殊香味的液体,挥发性,能与水混溶。
化性:可燃性
用途:作燃料
来源:可以通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到。可再生
三、使用燃料对环境的影响
3. 乙醇:物性?化性?用途?来源?
C2H5OH +3O2 ===== 2CO2 + 3H2O
点燃
探究新知
四、能源的利用和开发
可用启普发生器
1. 氢气:作能源的优点?实验室制取原理和装置?氢气未广泛使用的原因?
优点:①无污染 ②热值高,是理想的清洁、高能燃料。
制取原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可再生
制取装置:
未广泛使用的原因:制取成本高,贮存、运输困难
探究新知
太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能、可燃冰等
太阳能发电
秦山核电站
西藏羊八井地热电厂
三峡水电站
法国潮汐能电站
四、能源的利用和开发
2. 其他新能源举例?
一、化学反应中的能量变化【P136】
常见的放热反应有哪些?常见的吸热反应有哪些?
二、化石燃料的利用【P137-142】
化石燃料:主要有哪些?是纯净物还是混合物?可否再生?
煤:状态?主要含有的元素?煤的综合利用是指什么?变化类型?
石油:状态?主要含有的元素?石油的综合利用是指什么?变化类型?
天然气:状态?主要含有的元素?主要成分?
甲烷:物性?化性?用途?是哪些物质的主要成分?
使燃料充分燃烧通常考虑的因素?措施?
三、使用化石燃料对环境的影响【P142-144】
化石燃料燃烧造成的污染?酸雨的成因、危害、防治?
汽车尾气造成的污染?对应措施?车用乙醇汽油的优点?
乙醇:物性?化性?用途?来源?
四、能源的利用和开发【P144-145】
氢气:作能源的优点?实验室制取原理和装置?氢气未广泛使用的原因?
其他新能源举例?