第七单元课题2燃料的合理利用与开发课件(共41张PPT内嵌视频)-2023-2024学年九年级化学上册（人教版）

(共41张PPT)
第七单元 燃料及其利用
课题2 燃料的合理利用与开发
导入新课
图7-14　生石灰与水反应放出热量
人教课本上冊P136
一、化学反应中的能量变化
生活经验告诉我们，燃料燃烧时产生了热量。那么，是不是只有通过燃烧才能获得能量呢？
现象
手的感觉
化学方程式 CaO + H2O = Ca(OH)2
水沸腾，冒出大量的蒸汽，产生大量的热
试管外壁发烫
(生石灰) (熟石灰)
人教课本上冊P136
事实和研究证明，化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。能量变化通常表现为热量的变化。
有些反应是放出热量的，如氧化钙与水反应、镁与盐酸反应、燃烧的反应等：
CaO + H2O = Ca(OH)2
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
点燃
C + O2 CO2
有些反应则是吸收热量的，如碳与二氧化碳的反应。
CO2 + C 2CO
高温
图7-16　利用燃料燃烧的高温烧制陶瓷
人教课本上冊P137
图7-17　利用炸药爆破拆除楼房
图7-15　我国古代烧制陶器
化学能→热能
燃料燃烧，产生的能量用来做饭、取暖、发电、烧制陶瓷；
爆炸，产生的能量用来开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑。
图7-18　煤的形成示意图
人教课本上冊P137
图7-19　石油和天然气的形成示意图
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、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。
“三大化石燃料”
图7-20　煤燃烧
人教课本上冊P138
煤是复杂的混合物，主要含有碳元素，此外，还含有氢、氮、硫、氧元素。
1. 煤和石油
燃烧生成CO2
污染物NO2、SO2
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。
（取暖、做饭）
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。
化学变化
煤气作为生活燃气，它的主要成分是氢气（H2）、甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）。
可燃性气体（淡蓝色火焰）
人教课本上冊P138
人教课本上冊P138
图7-21　原油
从油井中开采出来的石油叫做原油，是一种粘稠状的液体。
石油中主要含有碳、氢两种元素。
燃烧生成CO2
图7-22　石油炼制的部分产品和主要用途
人教课本上冊P138
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。
物理变化
人教课本上冊P138
图7-23　灌装液化石油气
罐装液化石油气①可以作为燃料使用，它也是石油化工的一种产品。液化石油气是经加压后压缩到钢瓶中，瓶内压强是大气压强的7~8倍。
①主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等。
C3H8
C3H8 + O2
点燃
CO2 + H2O
5 3 4
图7-26　海上采油
人教课本上冊P139
2. 天然气
在有石油的地方，一般都有天然气存在。天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷（CH4）。
甲烷（CH4）燃烧：
CH4 + O2
点燃
CO2 + H2O
2 2
图7-27　甲烷燃烧
实验7-4（1）观察甲烷的颜色、状态。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。
人教课本上冊P139
（2）迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。
甲烷是可燃性气体，点燃前要验纯。
人教课本上冊P140
现象 化学方程式
（1） 产生蓝色火焰，放热，烧杯内壁出现水雾。
（2） 澄清石灰水变浑浊。
CH4 + O2
点燃
CO2 + H2O
2 2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
甲烷无色无味，密度小于空气，有可燃性。
图7-28　池沼里含有沼气
人教课本上冊P140
图7-29　沼气的制取和利用
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。
人教课本上冊P140
图7-30　化石燃料的用途
3. 合理利用与开发化石能源
人类目前所消耗的能量主要来自化石能源，而化石能源的形成需要经过数百年。资源有限，化石能源不可再生，难以满足人们可持续发展的需求。
合理利用与开发化石能源
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
按照表中的数据，估算大约多少年后将没有可开采的石油和天然气
石油
天然气
煤
≈15年
≈38年
≈107年
如何使用与开发化石燃料？
合理开采化石能源
提高燃料利用率
人教课本上冊P141
讨论
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
原 因
氧气不充足，燃料中碳不能充分燃烧，产生黑烟，并生成CO等物质
解决办法
调节一下灶具或炉具的进风口
人教课本上冊P141
人教课本上冊P141
燃料不充分燃烧的缺点：
浪费资源、污染空气 CO
燃料充分燃烧的条件
一、燃烧有足够多的空气或氧气
二、燃料与空气有足够大的接触面积
知识链接
新型能源——可燃冰
人教课本上冊P141
甲烷水合物 CH4 · x H2O
三、使用燃料对环境的影响
人教课本上冊P142
利：燃料使用，促进了经济发展，给人们的生活带来了便利。
弊：环境污染、资源枯竭。
主要元素
其它元素元素
燃烧产物及对环境的影响
C
C、H
H、N、S、O
N、S、O
CO2
CO
SO2
NO2
炭黑
温室效应
有毒气体
酸雨
浮尘
质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变
酸雨的危害
SO2、NO2溶于水，形成酸雨
图7-35　森林受到酸雨破坏
图7-36　雕像受到酸雨腐蚀
酸雨有腐蚀性：
减缓酸雨的危害
脱硫塔
脱氮塔
使用脱硫、脱氮煤
用天然气替代煤
汽车尾气中的污染物
CO
氮的氧化物
未燃烧的碳氢化合物
含铅化合物
烟尘
人教课本上冊P143
减少汽车尾气对空气污染的措施
改进发动机的燃烧方式
使汽油能充分燃烧
使用催化净化装置
使有害气体转化为无害物质
使用无铅汽油
禁止含铅物质排放
加大检测尾气力度
禁止未达环保标准的汽车上路
使用合适的燃料
使用压缩天然气[CNG]或液化石油气[LPG]、乙醇汽油作燃料以减少空气的污染
人教课本上冊P143
知识链接
乙醇
俗称：酒精
化学式：C2H5OH
通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到
在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料（车用乙醇汽油），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
物理性质
化学性质
无色、有特殊气味的液体
易挥发
能与水以任意比互溶
具有可燃性
C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
点燃
人教课本上冊P144
四、能源的利用与开发
随着人类对能源的需求量日益增长，化石燃料等不可再生能源面临枯竭的危险，化石燃料对环境的影响也不容忽视。所以，开发和利用新能源成为越来越迫切的要求。
人教课本上冊P144
氢能
氢气（H2）作为能源，越来越受到人们的关注。
优点：氢气本身无毒，完全燃烧放出的热量约为同等质量甲烷的两倍（汽油的3倍），且燃烧后的产物是水，不污染空气。 它被认为是最理想的清洁、高能燃料。
H2 热值高、产物只有水
人教课本上冊P144
制取氢气
我们知道，电解水可以制取氢气。实验室里，我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气（如图7-40）。
耗能
Zn 稀H2SO4
（固） （液）
反应的化学方程式为：
图7-40　实验室制取氢气的简易装置
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2↑
人教课本上冊P145
氢气（H2）燃烧：
H2 + O2 H2O
点燃
2 2
氢能
缺点：由于氢气的制取成本高和贮存困难，暂时还未能广泛应用。随着科技的发展，对氢能源的开发已经取得了很大进展，氢气终将会成为主要的能源之一。
人教课本上冊P145
新能源
现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求。目前，人们正在利用和开发许多其他能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。这些能源的利用，可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，并在一定程度上减少了对环境的污染。
人教课本上冊P145
图7-41　利用不同形式的能量发电示意图
图7-42　太阳能电池路灯
图7-43　风力发电
课堂小结
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
二、化石燃料的利用
三、使用燃料对环境的影响
四、能源的利用与开发
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2↑
煤、石油、天然气
练习与应用
1.选择题
(1)造成酸雨的主要物质是（ ）
A.甲烷和一氧化碳 B.二氧化硫和一氧化碳
C.一氧化碳和二氧化碳 D.二氧化硫和二氧化氮
(2)下列气体与空气混合后遇明火，可能发生爆炸的是（ ）
A.氧气 B.氮气 C.甲烷 D.二氧化碳
(3)从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（ ）
A.氢气 B.天然气 C.酒精 D.汽油
D
C
A
人教课本上冊P147
(4)造成煤气中毒的物质是（ ）
A.一氧化碳 B.甲烷 C.二氧化碳 D.二氧化硫
(5)下列关于石油的叙述不正确的是（ ）
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.将石油分馏可得到多种产品
(6)下列叙述中正确的是（ ）
A.化学反应过程中都会发生放热现象
B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C.化学反应伴随着能量变化
D.人类利用的能量都是通过化学反应获得的
A
C
A
人教课本上冊P147
2.汽车、轮船使用的燃料有___________________________ ，埋于海底将来可能会替代化石燃料的新能源是________。
汽油、柴油、车用乙醇汽油等
可燃冰
4.甲烷和乙醇的燃烧产物都是二氧化碳和水，是否可以由此证明甲烷和乙醇都是由碳元素和氢元素组成的碳氢化合物，为什么
答：不能。可燃物燃烧产物是二氧化碳和水，可燃物中一定含有碳、氢元素，可能还含有氧元素。
人教课本上冊P147
7.有3瓶无色、无气味的气体A、B 、C,它们分别是甲烷、氢气、一氧化碳中的一种。点燃每种气体，用干燥的冷烧杯罩在火焰上方，在B、C火焰上方的烧杯壁上有水滴出现，而A火焰上方的烧杯壁上没有水滴。燃烧后分别向烧杯中注入澄清石灰水，振荡，A、B烧杯内的石灰水变浑浊，C烧杯内没有变化。试推断A、B、C分别是什么气体，写出有关反应的化学方程式。
A：一氧化碳；
2CO＋O2 2CO2
B：甲烷；
CH4＋2O2 CO2＋2H2O
C：氢气；
2H2＋O2 2H2O
人教课本上冊P148
8.充分燃烧1 kg天然气和煤所产生的CO2和SO2气体的质量如下图(左)所示，则____燃烧产生的气体更易导致酸雨;_________燃烧对环境影响较小。
煤
天然气
人教课本上冊P148