燃料的合理利用與開發(fā)第七單元燃料及其利用現(xiàn)象手的感覺化學(xué)方程式

在一支試管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入約2mL水，觀察現(xiàn)象，并用手輕輕觸碰試管外壁。部分溶解發(fā)熱

化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時還伴隨著能量的變化，能量的變化通常表現(xiàn)為熱量變化。有些反應(yīng)是放出熱量的，如氧化鈣與水、鎂與鹽酸等；有些反應(yīng)則是吸收熱量的，如碳與二氧化碳的反應(yīng)。實驗7-3CaO+H2O=Ca(OH)2放熱反應(yīng):氧化鈣與水反應(yīng)、氧化反應(yīng),金屬和酸

CaO+H2O==Ca（OH）2吸熱反應(yīng):條件為“加熱”和“高溫”的反應(yīng)

C+CO2===2CO高溫一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

在當(dāng)今社會，人類需要的大部分能量是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，最常見的就是生活燃料的使用。（如做飯、取暖）化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的能量的用途利用炸藥定向爆破拆除樓房利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量煉鋼生活中經(jīng)常使用的燃料有煤、石油和天然氣，我們常稱它們?yōu)榛剂?。因為它們都是由古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化而形成的?；剂鲜遣豢稍偕茉?。二、化石燃料的利用⑴、煤的形成及其組成的主要元素是什么？煤是由古代植物遺體埋在地層下，并在地殼中經(jīng)過一系列非常復(fù)雜的變化而形成的。1、煤和石油其主要成分是碳元素，還含有少量H、N、S、O等元素及無機礦物。煤是復(fù)雜的混合物煤的形成及其組成焦炭——冶金工業(yè)重要原料煤焦油——化工原料煤氣——燃料煤氣的主要成分為：氫氣H2甲烷CH4一氧化碳CO其他氣體煤干餾煤的綜合利用

石油是由古代動植物遺體在地殼中經(jīng)過非常復(fù)雜的變化而形成的一種粘稠狀液體。⑵、石油的形成及其組成的主要元素是什么？主要成分碳和氫兩種元素，含有少量S、O、N等，也是混合物。石油的形成及其組成

給石油加熱，組成石油的各物質(zhì)的沸點不同，它們就會被先后蒸餾出來而得到分離。石油的分餾以石油為原料所制成的部分產(chǎn)品石油的綜合利用城鎮(zhèn)的許多家庭做飯使用罐裝“煤氣”，是液化石油氣，這是石油化工產(chǎn)品。液化石油氣是經(jīng)過加壓后壓縮到鋼瓶中的，瓶內(nèi)的壓強是大氣的7-8倍。１．石油可直接用作燃料嗎？石油產(chǎn)品中有哪些是常用的燃料？２．煤氣泄漏會造成什么危害？石油罐裝液化石油氣在安全上應(yīng)注意什么？討論天然氣的主要成分是甲烷（CH4)（俗稱沼氣）。

實驗7-4（1）觀察甲烷的顏色、狀態(tài)。點燃從導(dǎo)管放出的甲烷，在火焰的上方罩一個冷而干燥的燒杯（如圖），過一會，觀察燒杯壁上的現(xiàn)象。2、天然氣（2）迅速把燒杯倒過來，向燒杯內(nèi)注入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現(xiàn)象。⑴、甲烷的物理性質(zhì)①通常狀況下無色、無味氣體②難溶于水③密度比空氣小⑵、甲烷的化學(xué)性質(zhì)

現(xiàn)象：甲烷燃燒產(chǎn)生藍色火焰，燒杯內(nèi)壁上出現(xiàn)水珠；澄清石灰水變渾濁可燃性注意：在點燃甲烷前要檢驗純度

CH4+2O2===CO2+2H2O點燃生成H2O生成CO2CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+2H2O甲烷是最重要的礦物燃料，我國是最早利用天然氣的國家。在明朝就有記載。沼氣的制取和利用化石燃料的用途煤是

“

工業(yè)的糧食

”

，石油是

“

工業(yè)的血液

”

。人類目前所消耗的能量主要來自化石能源，而化石燃料要經(jīng)過數(shù)百萬年才能形成，是不可再生的，而且有限的，隨著人類用量日益增長，化石能源越來越難以滿足人類的需求。問題：化石燃料是不是取之不盡的？

目前大量開采，將使化石燃料最終被耗盡。在不久的將來，我們將面臨嚴(yán)重的能源危機！

因此人類應(yīng)該考慮如何合理利用化石燃料。

探明儲量年產(chǎn)量開采年限石油

28.33億噸

1.89億噸約15年天然氣32124億立方米

851.7億立方米約38年煤

3261億噸

30.5億噸約107年我國2009年化石能源基礎(chǔ)儲量和年產(chǎn)量及開采年限討論

根據(jù)估算結(jié)果，談?wù)勀銓剂鲜褂门c開發(fā)的看法。在日常生活中，你是否遇到過這樣的情況：做飯時，有時燃氣灶或煤爐的火焰呈現(xiàn)黃色或橙色，鍋底出現(xiàn)黑色。此時就需要調(diào)節(jié)一下灶具或爐具的進風(fēng)口，這是為什么呢？討論

氧氣量不足，燃氣發(fā)生不完全燃燒，生成的黑色物質(zhì)是碳，此時應(yīng)該調(diào)節(jié)一下灶具或爐具的進風(fēng)口，以增大氧氣的進風(fēng)量。

3、合理利用與開發(fā)化石能源

氧氣不充足時，燃料中的碳不能充分燃燒，產(chǎn)生黑煙，并生產(chǎn)CO等物質(zhì)，使燃料燃燒的利用率降低，浪費資源，且污染空氣。燃料充分燃燒的條件一是燃燒時要有足夠的空氣；怎樣使燃料充分燃燒？二是燃料與空氣要有足夠大的接觸面。可燃冰燃燒圖可燃冰的學(xué)名為“天然氣水合物”，是天然氣在0℃和30個大氣壓的作用下結(jié)晶而成的“冰塊”。“冰塊”里甲烷占80%，可直接點燃，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘渣，污染比煤、石油、天然氣都要小得多。西方學(xué)者稱其為“21世紀(jì)能源”或“未來能源”。可燃冰

1立方米這種可燃冰燃燒，相當(dāng)于164立方米的天然氣燃燒所產(chǎn)生的熱值。據(jù)粗略估算，在地殼淺部，可燃冰儲層中所含的有機碳總量，大約是全球石油、天然氣和煤等化石燃料含碳量的兩倍，海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。據(jù)專家估計，全世界石油總儲量在2700億噸到6500億噸之間。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油資源將消耗殆盡?？扇急陌l(fā)現(xiàn)，讓陷入能源危機的人類看到新希望。

然而要從海底將這些東西發(fā)掘出來，卻并非易事?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這種礦藏哪怕受到最小的破壞，甚至是自然的破壞，就足以導(dǎo)致甲烷氣的大量散失，從而使大氣中的溫室氣體含量急劇增加，它所產(chǎn)生的后果將是不堪設(shè)想的。同時，陸緣海邊的“可燃冰”開采起來也十分困難，一旦出了井噴事故，就會造成海水汽化，發(fā)生海嘯船翻。

“可燃冰”作為未來新能源的同時也是一種危險的能源?！翱扇急钡拈_發(fā)利用就像一柄“雙刃劍”，需要加以小心對待。資料1燃料的燃燒思考1：化石燃料中哪些元素的燃燒產(chǎn)物可能污染環(huán)境？碳元素硫元素氮元素CO有毒氣體CO2溫室效應(yīng)SO2

NO2

酸雨思考2：這些元素燃燒后生成哪些物質(zhì)？三、使用燃料對環(huán)境的影響化石燃料燃燒造成空氣污染主要原因：圖7-34工廠排出的煙塵污染空氣1、燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃燒時，產(chǎn)生空氣污染物如二氧化硫等；2、燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳等；3、未燃燒的碳氫化合物及碳粒、塵粒等排放到空氣中形成浮塵。

煤燃燒時排放出二氧化硫SO2、二氧化氮NO2等污染物。這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水，會形成酸雨。酸雨的形成：酸雨破壞，枝枯葉敗1908年

1969年雕像受酸雨腐蝕，60年滄桑變化酸雨的危害：酸雨會對環(huán)境帶來廣泛的危害，造成巨大的經(jīng)濟損失。危害的方面主要有：

腐蝕建筑物和工業(yè)設(shè)備；破壞露天的文物古跡；損壞植物葉面，導(dǎo)致森林死亡；使湖泊中魚蝦死亡；破壞土壤成分，使農(nóng)作物減產(chǎn)甚至死亡；飲用酸化造成的地下水,對人體有害。酸雨的危害：減少酸雨主要是減少燒煤排放的SO2和汽車排放的氮氧化物。

可以采取的措施有以下方面：工廠應(yīng)采取的措施：

采用煙氣脫硫裝置；提高煤碳燃燒的利用率。社會和公民應(yīng)采取的措施：用煤氣或天然氣代替燒煤；處處節(jié)約用電(因為大部分的電廠是燃煤發(fā)的電)；支持公共交通（減少車輛就可以減少汽車尾氣排放）；購買包裝簡單的商品（因為生產(chǎn)豪華包裝要消耗不少電能，而對消費者來說包裝并沒有任何實用價值）；支持廢物回收再生（廢物再生可大量節(jié)省電能和少燒煤炭）

（中國環(huán)境教育影視資料中心李皓博士撰稿摘自綠友會）2、汽車用燃料的燃燒

目前，多數(shù)汽車使用的燃料是汽油或柴油。它們?nèi)紵龝r產(chǎn)生的一些物質(zhì)，如一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵等。會隨尾氣直接排放到空氣中，對空氣造成污染。

減少汽車尾氣對空氣污染的措施改進發(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(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。加大檢測尾氣力度，禁止未達環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。

思考：減少汽車氣對空氣的污染可采取哪些措施？我們銅陵市公交車、出租車等部分汽車改用壓縮天然氣（CNG）作燃料，有些城市用液化石油氣（LPG）。乙醇汽油在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料（車用乙醇汽油）乙醇C2H5OH，俗稱酒精，可通過高粱、玉米和薯類等發(fā)酵、蒸餾而得到，屬于可再生能源?；旌衔?/p>

C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O

點燃在空氣中燃燒時放出大量的熱，產(chǎn)物污染小，可作酒精燈、內(nèi)燃機等的燃料。1、氫氣H2：原因：實驗室里，常用鋅和稀硫酸反應(yīng)來制取氫氣

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑目前，大量使用氫能源還存在一定困難：四、能源的利用和開發(fā)