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课题2 燃料的合理利用与开发
第1课时 化学反应中的能量变化 化石燃料的利用
学习目标
讲授新课
知道化石燃料是重要的自然资源；知道液化石油气、汽油、煤油等都是石油加工的产物
02
知道化学反应中常常伴随能量变化。
01
03
了解化石燃料的不可再生性，理解燃料充分燃烧的重要性。
课程回顾
爆炸的极限是什么？
可燃性气体等在空气中达到一定的含量时，遇到火源就会发生爆炸，这个能发生爆炸的含量范围，叫做爆炸极限。
导入新课
燃料的燃烧可以产生热量，供人们使用。
那么，是不是只有通过燃烧才能获得能量呢？
“不用火，不用电，一杯冷水煮米饭”这一过程怎么提供能量的呢？
化学反应中的能量变化
一
实验:生石灰与水反应
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，主要成分为CaO），再加入约2mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。
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
化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。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，有些反应是放出热量，有些反应是吸收热量。
放出热量
放出热量
吸收热量
吸收热量
Mg+2HCl MgCl2+H2↑
CaO+H2O Ca(OH)2
C+CO2 2CO
高温
CO+CuO Cu+CO2
△
化学反应中的热量变化被应用于生活和生产中，你能举出一些实际应用的例子吗？
讨论
烧火做饭
燃气做饭
烤火
燃气热水器
炼钢
烧制陶瓷
拆除楼房
目前人们通过化学反应获得的能量，主要来自什么呢？
化石燃料的利用
二
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。
煤
石油
天然气
视频：煤的形成
海洋
海洋
沙泥
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和天然气
海床
天然气
石油
水
非多孔岩
多孔岩
石油、天然气的形成
1.煤
煤是复杂的化合物，主要含有碳元素，还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。
煤燃烧
煤的综合利用
煤隔绝空气加强热——干馏是化学变化，煤干馏后的综合利用，即可充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。
煤
隔绝空气
加强热
焦炭—冶金工业的重要原料
煤焦油—重要的化工原料
煤气—燃料
煤气的主要成分：一氧化碳、甲烷、氢气等。
2.石油
石油也是混合物，从油井中开采出来的石油叫做原油，是一种粘稠状的液体。主要含有碳、氢两种元素。
原油
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，使石油得到综合利用。该过程叫做石油的分馏，是物理变化。
石油的综合利用
石油和煤的综合利用
石油产品和煤如果仅仅用作燃料烧掉就太可惜了，为此，化学科技工作者做了大量研究。将燃料油中较大的分子裂解成小分子，就可以再把它们加工制造成各种产品。将煤隔绝空气加热到上千摄氏度，就能使煤分解成焦炉煤气、粗氨水、焦炭和煤焦油等，也可进一步制成各种有用的产品。
小资料
3.天然气
天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷（CH4）。在有石油的地方，一般都有天然气存在。
通常状况下为无色、无味气体；难溶于水；密度比空气小。
物理
性质
可燃性：点燃纯净的甲烷气体，产生淡蓝色火焰。点燃前需验纯！
化学
性质
甲烷燃烧
实验:观察甲烷及其燃烧现象
如何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。
CH4
如何验证甲烷燃烧的产物是水和二氧化碳？
CH4
现象 化学方程式
烧杯壁上出现水珠
澄清石灰水变浑浊
CH4+2O2 CO2+2H2O
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。
池沼里含有沼气
沼气的制取和利用
4.合理利用与开发化石能源
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。
我国2009年我国化石能源基础储量和年产量
在不久的将来，我们将面临严重的能源危机！
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 3261亿吨 30.5亿吨
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？
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。
燃料充分燃烧的条件
燃烧时有足够多的空气
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。
可燃冰或将成为未来新能源
课堂小结
化石燃料的利用
化学变化中的能量变化
化石燃料的利用
合理利用与开发化石能源
概念
吸热反应、放热反应
煤
石油
天然气
燃料充分燃烧的条件
燃烧不充分的后果
化石燃料的开发
1.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
随堂训练
2.下列关于煤的说法不正确的是（ ）
A.煤是一种化石燃料，最终将被耗尽
B.将煤隔绝空气加热，可以得到焦炭、煤焦油、煤气等物质
C.煤只含有碳、氢两种元素
D.煤是一种复杂的混合物
C
3.下列关于石油的说法中，正确的是（ ）
A.石油是混合物，炼制后能得到多种产品
B.石油是一种可以再生的能源
C.石油是一种纯净物
D.石油燃烧后的产物只有二氧化碳
A
4.下列关于化学反应与能量变化的说法中，正确的是（ ）
A.人类利用的能量都是通过化学反应获得的
B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C.化学反应中都会伴随放热现象
D.化学反应伴随着能量变化
D
5.下列关于化石燃料的说法中，正确的是（ ）
A.化石燃料是不可再生能源
B.化石燃料取之不尽、用之不竭
C.化石燃料在通常情况下都是固体
D.化石燃料充分燃烧后只生成二氧化碳和水
A
