人教版九年級化學上冊課題2燃料的合理利用與開發(fā)

一 、 化 學 反 應 中 的 能 量 變 化二 、 化 石 燃 料 的 利 用課 題 2 燃 料 的 合 理 利 用 與 開 發(fā) 討 論 ： 是 不 是 只 有 通 過 燃 燒 才 能 獲 得能 量 呢 ？ 一 、 化 學 反 應 中 的 能 量 變 化現(xiàn) 象手 的 感 覺化 學 方 程 式 CaO + H2O = Ca(OH)2 生 石 灰 與 水 反 應 放 出 熱 量 。 化 學 不 僅 研 究 物 質 的 性 質 、 組 成 、 結 構 和 變 化 ，還 研 究 物 質 變 化 過 程 中 伴 隨 的 能 量 變 化 。通 常 表 現(xiàn) 為熱 量 的 變 化有 些 反 應 放 出 熱 量有 些 反 應 吸 收 熱 量（ 放 熱 反 應 ）（ 吸 熱 反 應 ）反 應 條 件 為 “ 點 燃 ” 、 金 屬 與 酸 的 反 應 等 一 般 都 放 熱 。反 應 條 件 為 “ 加 熱 ” 或 “ 高 溫 ” 的 反 應 等 一 般 都 吸 熱 。有 氣 泡 產 生 ， 固 體 有 剩 余 ， 水 面 上 方 有 白 霧感 到 發(fā) 熱 （ 或 發(fā) 燙 ）實 驗 7-3 1、 煤 和 石 油3、 合 理 利 用 與 開 發(fā) 化 石 能 源2、 天 然 氣二 、 化 石 燃 料 的 利 用關 于 化 石 燃 料 關 于 化 石 燃 料目 前 人 們 使 用 的 化 石 燃 料 主 要 有 煤 、 石 油 和 天 然 氣 等 。 化 石 燃 料 是 由 古 代 生 物 的 遺 骸 經 過 一 系 列 復 雜 變化 而 形 成 的 ?；?石 燃 料 是 不 可 再 生 的 能 源 ?；?石 燃 料 煤石 油天 然 氣 “ 工 業(yè) 的 糧 食 ”“ 工 業(yè) 的 血 液 ” 遠 古 時 期 的 植 物 植 物 枯 萎 植 物 等 被 埋 于 土 中 ， 經長 期 復 雜 變 化 形 成 煤（ 1） 煤 是 （ “ 混 合 ” 或 “ 純 凈 ” ） 物 ， 主 要含 元 素 ， 還 含 等 元 素 。1、 煤 :工 業(yè) 的 糧 食混 合 物碳 氫 、 氮 、 硫 、 氧 焦 炭煤 氣 煤焦油隔 絕 空 氣加 強 熱 煤 的 干 餾煤 的 干 餾 屬于 化 學 變 化 。 用 途用 途 氣 體 燃 料用 途（ 3） 煤 氣 主 要 成 分 ： 、 、 、 。氫 氣 甲 烷 (CH4) 一 氧 化 碳 其 他 氣 體 （ 1） 石 油 是 （ “ 混 合 ” 或 “ 純 凈 ” ） 物 ， 主要 含 和 元 素 。2、 石 油 工 業(yè) 的 血 液混 合 物碳 氫 石 油 的 分 餾 ： 利用 石 油 中 各 成 分的 沸 點 不 同 ， 屬于 物 理 變 化 。 柴 油潤 滑 油石 蠟瀝 青煤 油航 空 煤 油汽 油溶 劑 油 石 油 氣石 油 分 餾 至上而下，沸點逐漸升高 現(xiàn) 象 化 學 方 程 式（ 1）（ 2） 甲 烷 在 空 氣 中 燃 燒閱 讀 課 本 140頁（ 1） 主 要 成 分 是 ， 化 學 式 為 （ 碳 元 素 的 化 合 價 為 ） 。甲 烷CH4 4價 淡 藍 色 ， 燒 杯內 壁 有 水 霧 石 灰 水 變 渾 濁 CH4 + 2O2 2H2O +CO2 點 燃（ 2） 探 究 ： 實 驗 7-4 Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O 物 理 性 質 ：化 學 性 質 ： 無 色 無 味 的 氣 體 ， 難 溶 于 水 ， 密 度 比 空氣 小 (CH4 相 對 分 子 質 量 為 16) 。可 燃 性2.實 施 西 氣 東 輸 工 程 中 的 “ 西 氣 ” 是 。3.甲 烷 ： 最 簡 單 的 有 機 物點 燃 前 ， 要 檢 驗 甲 烷 的 純 度1. 沼 氣 池 中 的 氣 體 沼 氣煤 礦 坑 道 中 的 氣 體 瓦 斯 主 要 含 有 。拓 展 CH4 + 2O2 2H2O +CO2 點 燃 天 然 氣 甲 烷 探 明 儲 量 年 產 量 開 采 年 限 石 油 28.33億 噸 1.89億 噸天 然 氣 32124億 立 方 米 851.7億 立 方 米 煤 3261億 噸 30.5億 噸 表 7-3我 國 200年 化 石 能 源 基 礎 儲 量 和 年 產 量討 論請 根 據(jù) 表 7-3估 算 我 國 化 石 能 源 開 采 年 限 約 15年約 38年約 107年 合 理 利 用 和 開 發(fā) 化 石 能 源（ 1） 合 理 開 采（ 2） 提 高 燃 料 利 用 率 2、 燃 料 充 分 燃 燒 的 條 件（ 1） 燃 燒 有 足 夠 多 的 ；（ 2） 燃 料 與 空 氣 有 足 夠 大 的 ?？?氣 或 氧 氣接 觸 面 積燃 燒 不 充 分 不 僅 還 。浪 費 資 源產 生 CO， 污 染 空 氣1.討 論 : (課 本 P141) 為 何 出 現(xiàn) 黃 色 火 焰 ？3.合 理 利 用 和 開 發(fā) 化 石 能 源 “可 燃 冰 ” ： 主 要 含 有 甲 烷 水 合 物 。 將 成 為 未 來 新 能 源 ， 但 目 前 開 采 技 術 存 在 困 難 潤 滑 油1、 煤 和 石 油煤石 油 組 成 元 素 ： C H、 N、 S、 O 及 無 機 礦 物 質焦 炭煤 焦 油煤 氣 （ 氫 氣 、 甲 烷 、 一 氧 化 碳 等 ）干 餾（ 化 學 變 化 ） 組 成 元 素 ： C、 H S、 O、 N等（ 物 理 變 化 ）分 餾 溶 劑 油汽 油航 空 煤 油煤 油柴 油都是混合物 石 蠟瀝 青 至 上 而 下 ，沸 點 逐 漸 升 高 2、 天 然 氣在 有 石 油 的 地 方 ， 一 般 都 有 天 然 氣 。 天 然 氣 主 要 是 由 碳 和 氫 組 成 的 氣 態(tài) 碳 氫 化 合 物 ，其 中 最 主 要 的 是 甲 烷 （ CH4） 。實 驗 7-4 現(xiàn) 象 化 學 方 程 式（ 1）（ 2） CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O CH4+2O2 CO2+2H2O點 燃燒 杯 內 壁 出 現(xiàn) 水 霧澄 清 的 石 灰 水 變 渾 濁注 意 ： 點 燃 甲 烷 前 ， 要 先 檢 驗 甲 烷 的 純 度 。農 村 使 用 沼 氣 ： 制 法 ： 把 秸 稈 、 雜 草 、人 畜 糞 便 等 廢 物 放 在 密 閉 的 沼 氣 池 中 發(fā) 酵 ， 就 可 以產 生 甲 烷 ， 用 作 燃 料 。 意 義 ： 解 決 農 村 生 活 用 燃 料 問 題 。 提 高 農 家 肥 質 量 。 改 善 農 村 衛(wèi) 生 環(huán) 境 。 促 進 農 村 經 濟 發(fā) 展 。視 頻 1 視 頻 2 甲 烷 的 燃 燒 視 頻 1 甲 烷 的 燃 燒 視 頻 2 3、 合 理 利 用 與 開 發(fā) 化 石 能 源 人 類 目 前 所 消 耗 的 能 量 主 要 來 自 化 石 能 源 ， 而 化石 能 源 的 形 成 需 要 經 過 數(shù) 百 萬 年 。 資 源 是 有 限 的 ， 隨著 人 們 對 化 石 能 源 的 使 用 量 日 益 增 長 ， 化 石 能 源 正 越來 越 難 以 滿 足 于 人 類 的 需 求 。 討 論 ： 燃 氣 灶 進 風 口 太 小 時 ， 氧 氣 供 應 不 充 足 ， 含 碳燃 料 燃 燒 不 充 分 ， 生 成 炭 粒 在 紅 熱 狀 態(tài) 下 使 火 焰 呈 黃 色 ，并 生 成 有 毒 的 一 氧 化 碳 氣 體 。 這 樣 既 浪 費 資 源 ， 又 污 染空 氣 。 使 燃 料 充 分 燃 燒 通 常 考 慮 兩 點 ： 一 是 燃 燒 時 要 有足 夠 的 空 氣 ； 二 是 燃 料 與 空 氣 要 有 足 夠 大 的 接 觸 面 。 有 效 提 高 化 石 燃 料 的 燃 燒 利 用 率 ， 就 相 當 于 延 長了 化 石 能 源 的 使 用 期 限 。 可 燃 冰 是 埋 藏 于 海 底 的 一 種 主 要 含 甲 烷 水 合 物的 能 源 ， 但 目 前 在 開 采 技 術 上 還 存 在 著 困 難 。 可 燃 冰 ： 三 、 使 用 燃 料 對 環(huán) 境 的 影 響 燃 料 的 使 用 ， 促 進 經 濟 發(fā) 展 ， 生 活 帶 來 便 利 的同 時 ， 也 帶 來 了 一 些 問 題 ， 如 對 環(huán) 境 造 成 不 良 影 響 ，造 成 資 源 枯 竭 等 燃 料 燃 燒 造 成 空 氣 污 染 的 主 要 原 因 ： 燃 料 中 的 一 些雜 質 如 硫 等 燃 燒 時 ， 產 生 如 二 氧 化 硫 等 空 氣 污 染 物 ； 燃 料 燃 燒 不 充 分 ， 產 生 一 氧 化 碳 等 ； 未 燃 燒 的 碳 氫 化合 物 及 炭 粒 、 塵 粒 等 排 放 到 空 氣 中 形 成 浮 塵 。 煤 燃 燒 生 成 的 二 氧 化 硫 （ SO2） 和 二 氧 化 氮 （ NO2） 會 形 成 酸 雨 。 其 危 害 主 要 有 ： 影 響 人 體 健 康 ； 影 響植 物 （ 農 作 物 ） 的 生 長 ； 影 響 水 中 生 物 的 生 存 ； 破 壞 文 物 或 建 筑 等 。 我 國 已 大 力 推 廣 使 用 脫 硫 煤 ， 很 多 地 方已 用 天 然 氣 來 替 代 煤 。 三 、 使 用 燃 料 對 環(huán) 境 的 影 響 汽 車 尾 氣 對 空 氣 的 污 染 ： 燃 燒 汽 油 或 柴 油 時 產 生 一 氧 化 碳 、 未 燃 燒 的 碳氫 化 合 物 、 氮 的 氧 化 物 、 含 鉛 化 合 物 和 煙 塵 等 。 為 減 少 汽 車 尾 氣對 空 氣 的 污 染 ， 目 前在 燃 料 使 用 和 汽 車 制造 技 術 方 面 已 采 取 了一 些 措 施 ； 有 些 城 市 的 部 分汽 車 改 用 壓 縮 天 然 氣（ CNG） 或 液 化 石 油氣 （ LPG） 作 燃 料 ，以 減 少 對 空 氣 的 污 染 。 減 少 汽 車 尾 氣 污 染 的 一 些 措 施 改 進 發(fā) 動 機 的 燃 燒 方 式 ， 使 汽油 能 充 分 燃 燒 ； 使 用 催 化 凈 化 裝 置 ， 使 有 害 氣體 轉 化 為 無 害 物 質 ； 使 用 無 鉛 汽 油 ， 禁 止 含 鉛 物 質排 放 。 加 大 檢 測 尾 氣 力 度 ， 禁 止 未 達環(huán) 保 標 準 的 汽 車 上 路 三 、 使 用 燃 料 對 環(huán) 境 的 影 響車 用 乙 醇 汽 油 在 汽 油 中加 入 適 量 乙醇 作 為 汽 車燃 料 。 適 當 節(jié) 省 石 油 資 源 一 定 程 度 上 減 少 汽車 尾 氣 的 污 染 將 乙 醇 溶 液 中 含有 的 水 進 一 步 除 去添 加 適 量 的 變 性 劑（ 防 止 飲 用 ）變 性 燃料 乙 醇 變 性 燃 料 乙 醇 與 汽 油以 一 定 的 比 例 混 合 乙 醇 （ C2H5OH） 俗 稱 酒 精制 法 ： 高 粱 、 玉 米 、 薯 類等 發(fā) 酵 、 蒸 餾 得 到 。 屬 可 再 生 能 源燃 燒 時 放 出 大 量 熱 ：用 途 ： 可 用 作 酒 精 燈 、 內燃 機 等 的 燃 料 。C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O點 燃 四 、 能 源 的 利 用 與 開 發(fā)氫 氣 作 為 能 源 ， 越 來 越 受 到 人 們 的 關 注 。氫 能 源的 特 點 ： 1、 氫 氣 本 身 無 毒2、 氫 氣 燃 燒 發(fā) 熱 量 高3、 氫 氣 燃 燒 后 產 物 是 水 ， 不 污 染 空 氣4、 以 水 為 原 料 制 取 氫 氣 ， 資 源 豐 富實 驗 室 里 常 用 鋅 與 稀 硫 酸 反 應 來 制 取 氫 氣 ：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2（ 優(yōu) 點 ）收 集 氫 氣 常 用排 水 法 和 向 下排 空 氣 法 由 于 制 取 氫 氣 成 本 高和 貯 存 困 難 ， 氫 氣 作為 燃 料 和 化 學 電 源 暫時 還 未 能 廣 泛 應 用 。 氫 氣 終 將 會成 為 主 要 的能 源 之 一人 們 正 在 利 用 和 開 發(fā) 許 多 其 他 能 源 ， 如 ： 太 陽 能 、 風 能 、 地 熱 能 、 潮 汐 能 、 生 物 質 能 和 核 能 等 。 可 以 部 分 解 決 化 石能 源 面 臨 耗 盡 的 問 題 ， 并 在 一 定 程 度 上 減 少 對 環(huán) 境 的 污 染 。