7.2 化石能源的合理利用（教学课件） -化学人教版九上

课题2 化石能源的合理利用

（人教版）九年级
上
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
教学目标
化学观念：
知道煤、石油和天然气的主要成分及重要用途，认识燃料充分燃烧的条件，理解化学反应中的能量变化，初步形成"物质变化伴随能量变化"的观念。
科学思维：
能从分子组成和燃烧产物的角度，比较甲烷、氢气等燃料的优缺点，运用比较、分类的方法分析化石能源的综合利用途径。
科学探究与实践：
通过实验探究甲烷的燃烧及产物的检验，初步学习检验一氧化碳、二氧化碳等气体的方法，体验实验方案的设计与证据收集过程。
科学态度与责任：
认识化石能源不可再生及利用过程中对环境的影响，树立节约能源、绿色化学和可持续发展的意识，增强社会责任感。
新知导入
目前，人类利用的能量大多来自化石能源，如煤、石油和天然气等。
目前，人类利用的能量大多数来自什么？
新知导入
这些化石能源及其加工后的产品常被用作燃料，因此化石能源也被称为化石燃料。那么，化石能源是怎么形成的，如何被利用？如何在利用化石能源的同时保护好我们的生存环境？
探究新知
一、化石能源的利用
化石能源：是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化形成的，是一种不可再生能源。
当今世界最重要的三大化石能源：煤、石油、天然气。
煤
石油
天然气
探究新知
煤—工业粮食
一、化石能源的利用
煤
煤：是复杂的混合物，主要含碳元素，还含氢、氧、氮、硫等元素。作为燃料，主要利用碳与氧气反应放热。
探究新知
煤—工业粮食
一、化石能源的利用
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}性质
黑色固体有光泽，具有_______性
组成元素
主要含有碳元素，此外，还含有氢、氧、氮、硫等元素。
综合利用
可以通过将煤隔绝空气加强热分解或煤与其他物质反应来实现，由此得到许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等。煤气是由一氧化碳、氢气和甲烷等组成的混合气体，可用作居民生活燃气和化工原料。
又叫作煤的干馏，该过程中有新物质生成，属于化学变化。
可燃
探究新知
探究新知
石油—工业血液
一、化石能源的利用
石油：从地下开采出来的石油叫原油，一般是黏稠液体，主要含碳和氢两种元素。加热炼制并分离，可得到多种燃料和化工原料。
石油
探究新知
石油—工业血液
一、化石能源的利用
{21E4AEA4-8DFA-4A89-87EB-49C32662AFE0}性质
粘稠状液体
组成元素
主要含碳、氢元素，还有少量氧、硫、氮等元素
综合利用
将石油加热并使用催化剂炼制，再利用各成分的沸点不同进行分离，可得到多种燃料和化工原料，使石油得到综合利用。
液化石油气是石油化工的一种产品，加压后可储存在钢瓶中，一般作为燃料使用。
又叫石油的分馏：利用沸点不同进行分离（物理变化）
探究新知
石油炼制的部分产品和主要用途
探究新知
天然气
一、化石能源的利用
天然气主要是由碳和氢两种元素组成的气态碳氢化合物，其中主要的成分是甲烷（CH4）。
大庆油田
渤海油田
有石油的地方一般都有天然气存在
探究新知
我国是世界上最早利用天然气的国家。明代的《天工开物》记载了我国古代劳动人民利用天然气熬制井盐。
探究新知
天然气
一、化石能源的利用
1.甲烷：CH4
（1）物理性质：在常温下，甲烷是一种无色、无臭的气体，ρ甲烷<ρ空气，极难溶于水。
（2）化学性质：可燃性
实验探究7-2
点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，过一会儿，观察烧杯壁上的现象。
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。
探究新知
探究新知
天然气
一、化石能源的利用
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实验现象
化学方程式
(1)
(2)
注意：甲烷是可燃性气体，点燃前都需要检验其纯度。
烧杯内壁有无色液滴产生
澄清石灰水变浑浊
CH4+2O2 CO2 + 2H2O
点燃
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
结论：甲烷具有可燃性，燃烧后有H2O和CO2生成，说明甲烷中含有氢元素和碳元素
探究新知
天然气
一、化石能源的利用
（3）来源
a：池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就会产生沼气（可再生能源），可用作燃料。
沼气的制取和利用示意图
探究新知
天然气
一、化石能源的利用
（3）来源
b：海底中的“可燃冰”
【形成】可燃冰是在高压和低温条件下形成的
【主要成分】甲烷水合物
【优点】具有热值高、储量巨大等优点，有望成为未来新能源。
从我国南海开采的可燃冰样品
【利用】如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等问题。
探究新知
思考与讨论
如果按下表所示的化石能源储量和年产量，估算大约多少年后将可能没有可开采的煤、石油和天然气。在图7-23中表示你的估算结果，并谈谈你对化石能源使用与开发的看法。
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储 量
年 产 量
煤
2 079亿吨
41.3亿吨
石油
36.89亿吨
1.99亿吨
天然气
63 393亿立方米
2 075.8亿立方米
煤
石油
天然气
20年
40年
60年
≈50年
≈18.5年
≈30.5年
化石能源是不可再生能源，储量有限，有计划的开采，防止过度，节约，合理利用。
探究新知
工业革命以来，化石能源的广泛使用大大改善了人类的生活，推动了经济发展和社会进步。但是，化石能源在造福人类的同时，也带来了一些环境问题。我们又该如何降低化石能源的利用对环境的影响？
探究新知
二、降低化石能源的利用对环境的影响
使用化石能源对环境的影响
1、化石燃料的燃烧会产生SO2、氮的氧化物—形成酸雨
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形成
煤燃烧时产生NO2和SO2等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。
危害
损害生态：土壤和水体酸化，致生物受损、多样性降低。
腐蚀建筑：侵蚀金属、大理石料等，损坏文物古迹。
威胁健康：刺激呼吸道等，通过食物链间接危害人体。
探究新知
二、降低化石能源的利用对环境的影响
使用化石能源对环境的影响
2、汽车使用的燃料是汽油和柴油，它们燃烧时产生一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，随尾气直接排放到空气中，形成雾霾的污染物。
3、大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会引起温室效应加剧，导致全球变暖。
（1）导致两级冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市；
（2）使土地沙漠化，造成农业减产；
（3）使暴雨等极端天气事件发生的频发和强度增大，导致旱涝灾害加剧；
（4）影响自然生态系统，改变生物多样性等。
探究新知
二、降低化石能源的利用对环境的影响
降低化石能源的利用对环境的影响
1、在使用化石能源时，提高燃料质量和改进使用技术来减少空气污染物的排放。
（1）使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；用天然气代替煤。
（2）改进汽车发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车
探究新知
2、开发和利用新能源
（1）氢气作为新能源的优势
2H2 + O2 = 2H2O
点燃
燃烧产物为H2O，无污染
燃烧热值高
理想的清洁高能燃料
二、降低化石能源的利用对环境的影响
降低化石能源的利用对环境的影响
探究新知
2、开发和利用新能源
二、降低化石能源的利用对环境的影响
降低化石能源的利用对环境的影响
（2）应用：航天、交通等领域
氢氧火箭发动机
氢能源列车
探究新知
2、开发和利用新能源
二、降低化石能源的利用对环境的影响
降低化石能源的利用对环境的影响
（3）氢气的实验室制法
①化学试剂：锌粒与稀硫酸。
②反应原理：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 。
③实验装置
发生装置：固液常温型（反应物状态为液态和固态，反应条件为常温）。
收集装置：排水法（不易溶于水），向下排空气法（密度比空气小）。
探究新知
2、开发和利用新能源
二、降低化石能源的利用对环境的影响
降低化石能源的利用对环境的影响
（4）氢气的工业制法：工业上一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。
H2/CO比例调节
脱除CO2、H2S
①电解水原理：
2H2O = 2H2 ↑+ O2↑
通电
②以化石能源为原料制取氢气
大量制取和储运成本较高，氢气在生产和生活中还未能广泛应用。
探究新知
2、开发和利用新能源
二、降低化石能源的利用对环境的影响
降低化石能源的利用对环境的影响
（5）其他新能源
太阳能
风能
核能
地热能
生物质能
探究新知
我国能源消费结构的变化趋势图
开发新能源的作用:
缓解了化石燃料的紧缺，促进能源消费结构不断优化，向清洁低碳方向转变。
探究新知
浙江温州滩涂光伏发电项目
青海德令哈熔盐光热发电项目
广东阳江海上风电项目
福建福清“华龙一号”核电项目
课堂练习
1．下列关于能源说法正确的是
A．煤、石油、天然气是可再生能源
B．氢气是最清洁的高能燃料
C．化石燃料不会造成环境污染
D．太阳能不属于新能源
D
课堂练习
2．为助力海南高质量建设国家生态文明试验区，下列做法符合绿色发展理念的是
A．城市公交车推广使用清洁能源
B．将工业废水、生活污水直接排入海洋
C．农业生产中禁止使用化肥农药
D．为减少农业废弃物，将秸秆露天焚烧
A
课堂练习
3．点燃下列混合气体，可能会发生爆炸的是
A．氮气和氢气 B．氢气和一氧化碳
C．甲烷和氧气 D．一氧化碳和二氧化碳
C
课堂练习
4．小组同学用下图装置探究制取氢气。有关叙述正确的一项是
A．制取氢气的反应为化合反应 B．收集氢气时只能使用排水法
C．实验前需检查装置的气密性 D．可用带火星的木条检验氢气
C
课堂练习
26．“深海一号”是我国自主研发建造的全球首座10万吨级深水半潜式生产储油平台，标志着我国海洋石油勘探开发能力迈入“超深水时代”。天然气（主要成分CH4）是“深海一号”的主要产品之一，天然气在储存和运输过程中通常需要转化为液化天然气。请回答下列问题。
(1)请写出天然气（主要成分CH4）完全燃烧的化学方程式：_______________________，该反应属于________（填反应类型）。
(2)我国科学家在“甲烷转化为甲醇”的研究中取得了新突破。
① 甲醇（CH3OH）中碳元素和氢元素的质量比为________。
② 该反应中，参加反应的两种物质的质量比为________________（化成最简整数比）。
(3)天然气被公认为是比煤、石油更清洁的化石燃料，从环保角度分析，其主要原因是________。
氧化反应
3:1
1:1
燃烧产物污染小,更清洁
课堂总结
化石能源的合理利用
三大化石燃料—煤、石油、天然气
不可再生资源
化石能源的利用对环境的影响
酸雨—（SO2、氮的氧化物）
温室效应增强—（CO2）
CO等其他有害气体的污染，烟尘等的排放污染空气
能源的利用和开发
氢能
优点：燃烧产物只有水，无污染，燃烧热值高。
实验室制取氢气原理：
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
其他能源：风能、地热能、太阳能、生物质能等。
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
让备课更有效
www.21cnjy.com
Thanks!