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课题2 燃料的合理利用与开发
第1课时
我们人类需要的能量主要来自于什么?
生活燃料的使用
生活中常见的燃料有哪些?如何合理利用这些燃料呢?
1.能说出常见的放热反应和吸热反应。
2.能概述煤和石油的组成与综合利用。
3.能说出甲烷的性质和用途。
4.能说出燃料充分燃烧应考虑的两个因素。
一、化学反应中的能量变化
木柴燃烧
镁条燃烧
是不是通过燃烧才能获得能量?
CaO+H2O=Ca(OH)2
现象:放出大量热量
现象:产生大量气体,放出热量,镁条逐渐变小(或消失)
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,通常表现为热量的变化。即有放热或吸热现象发生
放热反应
吸热反应
1.燃烧
2.金属与酸的反应
3.氧化钙与水反应
1.二氧化碳和碳的反应
2.碳酸钙分解
燃料的应用
发射火箭
拆除楼房
烧制陶瓷
二、化石燃料的利用
煤、石油、天然气又称为化石燃料,是不可再生能源。
煤
石油
天然气
1.煤
煤的形成
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
煤
煤属于混合物,成分主要是碳元素,还含有少量H、N、S、O
煤
隔绝空气加强热
干馏
固体:焦炭——冶金工业重要原料
液体:煤焦油——化工原料
粗氨水——化肥
气体:煤气——燃料
干馏是化学变化
煤气主要成分:氢气、甲烷、一氧化碳、其他气体
煤的用途
工业的粮食
2.石油
石油的形成
石油
石油也是混合物,主要含碳、氢元素(少量氮、硫元素);燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。
从油井中开采出来的石油也叫原油,是一种粘稠状的液体。
石油的分馏
给石油加热, 组成石油的各物质的沸点不同,它们就会被先后蒸馏出来而得到分离,是物理变化。
液化石油气
主要成分:
丙烷(C3H8)
丁烷(C4H10)
丙烯(C3H6)
丁烯(C4H8)
等
石油的用途
工业的血液
2.天然气
天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,主要成分为
甲烷(CH4)气体。
(1)成分
(2)甲烷的物理性质
无色、无味的气体
密度比空气小
极难溶于水
(3)甲烷的化学性质
——可燃性(点燃前先验纯)
实验7-4
实 验 步 骤 实 验 现 象 结 论
1. 点燃甲烷
2.将干冷的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上
3.向罩过甲烷燃烧火焰的小烧杯中注入澄清的石灰水
CH4+2O2 == CO2+2H2O
点燃
产生淡蓝色火焰
烧杯内壁出现水珠
甲烷具有可然性
甲烷中含有氢元素
甲烷中含有碳元素
化 学 方 程 式
澄清石灰水变浑浊
(4)甲烷的存在
甲烷存在于池沼的底部(常称为沼气)
甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气中达到一定程度时,遇明火会发生爆炸(瓦斯爆炸)。
(5)沼气的制取与利用
把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可产生沼气。
三、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百万年。资源是有限的,随着人们对化石能源的使用量日益增长,化石能源正越来越难以满足于人类的需求。
煤
20年 40年 60年 80年 100年 120年
天然气
石油
石油
1.89亿吨
基础储量
年产量
天然气
煤
28.33亿吨
32124 亿 立方米
我国2009年化石燃料储量及年产量
3261亿吨
30.5亿吨
851.7亿立方米
根据你估算的结果,谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。
讨论
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现黄色或橙色,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?说明了什么道理?
当燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色,锅底出现黑色时,说明氧气(或空气)量不足,燃气发生不完全燃烧,因此需要调节灶具或炉具的进风口,以增大氧气(或空气)的进气量。
燃料充分燃烧的条件:1燃烧与空气充分接触,2充足的空气
可燃冰
在人们担心化石能源将被耗尽时,科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的“冰”
—— “可燃冰”。
可燃冰的学名为“天然气水合物”,是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%~99.9%,可直接点燃,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。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。
1.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.从石油里分馏出汽油等 D.石油的形成
C
2.下列说法中不正确是的( )
A.煤、石油和天然气是不可再生的能源
B.从石油中能分离出汽油、柴油、酒精等燃料
C.煤的燃烧会造成环境污染
D.沼气的应用可解决农村的燃料问题
B
1.化学变化中的能量变化
放热
吸热
①燃烧
②金属与酸的反应
③氧化钙与水反应
①二氧化碳和碳的反应
②碳酸钙分解
化学变化中的能量变化
人类生活和生产对化学反应的利用
2.化石燃料的利用
煤
石油
天然气
合理开发、综合利用