課題

亞運火炬零碳甲醇2023杭州亞運會—火炬?zhèn)鬟f思考甲醇作為燃料有上百年歷史，是全球公認的新型清潔可再生能源，具有安全高效、排放清潔、可再生的特點，正逐漸成為全球能源市場的重要角色。但以液體形式在國際大型賽事中作為主火炬燃料卻是首次。為什么選擇甲醇？杭州亞運會開幕式在世界上首次在主火炬燃料方面，創(chuàng)新使用零碳甲醇燃料甲醇一觀察與思考通過甲醇的結構，請寫出分子式，分析甲醇有什么特點。提示：類比乙醇甲醇一甲醇又稱羥基甲烷、俗稱“木精”或“木醇”，自身碳含量很低，一個甲醇分子只有一個碳原子，（汽油有6-12個，石蠟18-30個），所以相對清潔的燃料，同時具有可再生的特點，是全球公認的理想新型能源提示：類比乙醇物質乙醇甲醇結構簡式C2H5OHCH3OH相對分子質量46.0732.04密

度0.789(20℃)0.7918g/cm3熔點-114.1℃-97℃沸點78.3℃64.7℃狀態(tài)無色液體無色液體氣味刺激性氣味刺激性氣味具有脂肪族伯醇的一般性質，與乙醇化學性質相似，能發(fā)生氧化、酯化、羰基化等化學反應，其連有羥基的碳原子上的三個氫原子均可被一一氧化，或脫氫生成甲醛，再氧化成甲酸，甲酸氧化的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水。甲醇化學性質一氧化反應1、2CH?OH+3O?2CO?+4H?O現(xiàn)象：淡藍色火焰，放出大量的熱。2、2CH?OH+3O?2HCHO+2H?O甲醇氧化法：在600~700℃下，使甲醇、空氣和水通過銀、銅或五氧化二礬等催化劑，直接氧化生成甲醛，用水吸收得甲醛溶液甲醇化學性質一點燃Cu氧化反應3、被酸性KMnO4

、K2Cr2O7溶液氧化為二氧化碳

CH?OH甲醇使

紫色

的酸性高錳酸鉀溶液褪色甲醇使酸性重鉻酸溶液由橙色變?yōu)榫G色。

甲醇化學性質一酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸溶液CO2酯化反應甲醇化學性質一酯化反應（取代反應）：酸和醇作用，生成酯和水的反應。

氨化反應NH3+CH3OH→CH3NH2+H2ONH3+2CH3OH→(CH3)2NH+2H2ONH3+3CH3OH→(CH3)3N+3H2O與金屬鈉反應置換反應Na+CH3OH→CH3ONa+H2甲醇化學性質一甲醇的毒性二甲醇對人體有強烈毒性，因為甲醇在人體新陳代謝中會氧化成比甲醇毒性更強的甲醛和甲酸（蟻酸），因此飲用含有甲醇的酒可引致失明、肝病、甚至死亡。誤飲4毫升以上就會出現(xiàn)中毒癥狀，超過10毫升即可因對視神經(jīng)的永久破壞而導致失明，30毫升已能導致死亡?！傲闾肌比剂?？三甲醇可以通過二氧化碳加氫生成，每生產(chǎn)一噸綠色甲醇可以消納1.375噸二氧化碳，實現(xiàn)了二氧化碳的減排和再生利用。所以被簡稱為“零碳”火炬，準確地說，甲醇火炬是“零增碳”。“零碳”燃料？三除了環(huán)保，甲醇燃料還具有安全、可靠性高、可視性強等特點。甲醇燃料爆炸濃度下限高于氫氣和天然氣，防爆要求低于氫氣燃料。甲醇是液體，儲運安全。由甲醇燃料點燃的主火炬可保證在全賽期持續(xù)燃燒，極端天氣不熄滅，可抗11級風、降雨量50-100mm的暴雨?！傲闾肌比剂?？三火焰姿態(tài)飄逸穩(wěn)定，大火狀態(tài)焰高3—4米。零碳甲醇燃料直接燃燒為淡藍色，可通過添加Na、Ca等金屬離子燃燒產(chǎn)生焰色反應，形成亮黃色的火焰。即使離得很遠，也能一眼看到。甲醇能量密度高，主火炬塔大火狀態(tài)燃燒1小時，僅需550公斤甲醇。甲醇燃料未來發(fā)展四我國已成為全球最大的甲醇生產(chǎn)國和使用國，據(jù)中國氮肥工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2022年我國甲醇產(chǎn)能達到10041萬噸/年，突破1億噸大關，甲醇產(chǎn)量約為8022.5萬噸。世界最大的甲醇生產(chǎn)商梅賽尼斯曾評估，全球甲醇需求量預計未來五年將以約3%的復合年增長率增長。這些增長將以可再生甲醇實現(xiàn)。甲醇燃料未來發(fā)展四國際可再生能源機構(IRENA)在其2021年展望中表示：“甲醇產(chǎn)量的增加預計將逐步轉向可再生甲醇，預計到2050年，電制甲醇產(chǎn)量將達到2.5億噸，生物甲醇產(chǎn)量