課題二

化石能源的合理利用第七單元

能源的合理利用與開發(fā)教學(xué)目標(biāo)1、能說出煤、石油、天然氣等主要化石能源的基本形成過程、特點(diǎn)和主要用途。2、能闡述化石能源利用對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（正面）和生態(tài)環(huán)境（負(fù)面，如空氣污染、溫室效應(yīng)）的雙重影響。3、能說出日常生活中3-5種節(jié)約能源的具體做法（如人走燈滅、綠色出行等）。情境導(dǎo)入目前，人類利用的能量大多來自化石能源，如煤、石油和天然氣等。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時(shí)保護(hù)好我們的生存環(huán)境？目前，人類利用的能量大多數(shù)來自什么？新授課化石能源：是由古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化形成的，是一種不可再生能源。當(dāng)今世界最重要的三大化石能源：煤、石油、天然氣。煤石油天然氣1、煤—工業(yè)糧食煤煤：是復(fù)雜的混合物，主要含碳元素，還含氫、氧、氮、硫等元素。作為燃料，主要利用碳與氧氣反應(yīng)放熱。性質(zhì)組成元素主要含有碳元素，此外，還含有氫、氧、氮、硫等元素。綜合利用黑色固體有光澤，具有可燃性可以通過將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱分解或煤與其他物質(zhì)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，由此得到許多有用的物質(zhì)，如焦炭、煤焦油、煤氣等。煤氣是由一氧化碳、氫氣和甲烷等組成的混合氣體，可用作居民生活燃?xì)夂突ぴ?。又叫作煤的干餾，該過程中有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化。一、化石能源的利用煤的綜合利用石油：從地下開采出來的石油叫原油，一般是黏稠液體，主要含碳和氫兩種元素。加熱煉制并分離，可得到多種燃料和化工原料。2、石油—工業(yè)血液石油煉制的部分產(chǎn)品和主要用途性質(zhì)粘稠狀液體組成元素主要含碳、氫元素，還有少量氧、硫、氮等元素綜合利用將石油加熱并使用催化劑煉制，再利用各成分的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離，可得到多種燃料和化工原料，使石油得到綜合利用。液化石油氣是石油化工的一種產(chǎn)品，加壓后可儲(chǔ)存在鋼瓶中，一般作為燃料使用。又叫石油的分餾：利用沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離（物理變化）石油的綜合利用3、天然氣天然氣主要是由碳和氫元素組成的氣態(tài)碳?xì)浠衔铮渲兄饕某煞质羌淄椋–H4）。大慶油田渤海油田有石油的地方一般都有天然氣存在我國(guó)是世界上最早利用天然氣的國(guó)家。明代的《天工開物》記載了我國(guó)古代勞動(dòng)人民利用天然氣熬制井鹽。（1）甲烷：CH4①物理性質(zhì)：在常溫下，甲烷是一種無(wú)色、無(wú)臭的氣體，ρ甲烷<ρ空氣，極難溶于水。②化學(xué)性質(zhì)：可燃性實(shí)驗(yàn)探究7-2點(diǎn)燃從導(dǎo)管放出的甲烷，在火焰的上方罩一個(gè)干燥的燒杯，過一會(huì)兒，觀察燒杯壁上的現(xiàn)象。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。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式(1)(2)注意：甲烷是可燃性氣體，點(diǎn)燃前都需要檢驗(yàn)其純度。燒杯內(nèi)壁有無(wú)色液滴產(chǎn)生澄清石灰水變渾濁CH4+2O2

CO2+2H2O點(diǎn)燃CO2+Ca(OH)2

CaCO3↓+H2O結(jié)論：甲烷具有可燃性，燃燒后有H2O和CO2生成，說明甲烷中含有氫元素和碳元素③來源a：池沼中產(chǎn)生的沼氣的主要成分是甲烷。把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發(fā)酵，就會(huì)產(chǎn)生沼氣（可再生能源），可用作燃料。沼氣的制取和利用示意圖③來源b：海底中的“可燃冰”【形成】可燃冰是在高壓和低溫條件下形成的【主要成分】甲烷水合物【優(yōu)點(diǎn)】具有熱值高、儲(chǔ)量巨大等優(yōu)點(diǎn)，有望成為未來新能源。從我國(guó)南海開采的可燃冰樣品【利用】如果開發(fā)和利用不當(dāng)，有可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和溫室效應(yīng)加劇等問題。思考與討論如果按下表所示的化石能源儲(chǔ)量和年產(chǎn)量，估算大約多少年后將可能沒有可開采的煤、石油和天然氣。在圖7-23中表示你的估算結(jié)果，并談?wù)勀銓?duì)化石能源使用與開發(fā)的看法。儲(chǔ)量年產(chǎn)量煤2079億噸41.3億噸石油36.89億噸1.99億噸天然氣63393億立方米2075.8億立方米煤石油天然氣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，儲(chǔ)量有限，有計(jì)劃的開采，防止過度，節(jié)約，合理利用。二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響1、化石燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生SO2、氮的氧化物—酸雨形成危害防治煤燃燒時(shí)產(chǎn)生NO2和SO2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(huì)形成酸雨損害生態(tài)：土壤和水體酸化，致生物受損、多樣性降低。腐蝕建筑：侵蝕金屬、大理石料等，損壞文物古跡。威脅健康：刺激呼吸道等，通過食物鏈間接危害人體。使用脫硫煤，改進(jìn)生產(chǎn)中使用的脫硫設(shè)備；用天然氣代替煤。二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響2、汽車使用的燃料是汽油和柴油，它們?nèi)紵龝r(shí)產(chǎn)生一氧化碳、未燃燒的碳?xì)浠衔?、氮的氧化物和煙塵等，隨尾氣直接排放到空氣中，形成霧霾的污染物。3、大量化石能源燃燒釋放的二氧化碳會(huì)引起溫室效應(yīng)加劇，導(dǎo)致全球變暖。（1）導(dǎo)致兩級(jí)冰川融化，海平面升高，淹沒部分沿海城市；

（2）使土地沙漠化，造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)；

（3）使暴雨等極端天氣事件發(fā)生的頻發(fā)和強(qiáng)度增大，導(dǎo)致旱澇災(zāi)害加??；（4）影響自然生態(tài)系統(tǒng)，改變生物多樣性等。4、在使用化石能源時(shí)，如何提高燃料質(zhì)量和改進(jìn)使用技術(shù)來減少空氣污染物的排放？二、降低化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響（1）使用脫硫煤，改進(jìn)生產(chǎn)中使用的脫硫設(shè)備；用天然氣代替煤。（2）改進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式，使用催化凈化裝置，加大尾氣檢測(cè)力度，推廣使用電動(dòng)汽車隨著能源消耗量的增長(zhǎng)，化石能源對(duì)環(huán)境的影響越發(fā)突出。同時(shí)，人類巨大的能源需求也使化石能源面臨枯竭的危險(xiǎn)。因此，開發(fā)和利用新能源已成為人類的迫切需求。5、開發(fā)和利用新能源（1）氫氣作為新能源的優(yōu)勢(shì)2H2+O2===2H2O點(diǎn)燃燃燒產(chǎn)物為H2O，無(wú)污染燃燒熱值高理想的清潔高能燃料應(yīng)用：航天、交通等領(lǐng)域5、開發(fā)和利用新能源（2）應(yīng)用：航天、交通等領(lǐng)域氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氫能源列車（3）氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法①化學(xué)試劑：鋅粒與稀硫酸。②反應(yīng)原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

。

③實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生裝置：固液常溫型（反應(yīng)物狀態(tài)為液態(tài)和固態(tài)，反應(yīng)條件為常溫）。收集裝置：排水法（不易溶于水），向下排空氣法（密度比空氣小）。（4）氫氣的工業(yè)制法工業(yè)上一般通過電解水或以化石能源為原料制取氫氣。H2/CO比例調(diào)節(jié)脫除CO2、H2S①電解水原理：2H2O=2H2

↑+O2↑通電②以化石能源為原料制取氫氣大量制取和儲(chǔ)運(yùn)成本較高，氫氣在生產(chǎn)和生活中還未能廣泛應(yīng)用。（5）其他新能源太陽(yáng)能風(fēng)能核能地?zé)崮苌镔|(zhì)能我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化趨勢(shì)圖開發(fā)新能源的作用:緩解了化石燃料的緊缺，促進(jìn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，向清潔低碳方向轉(zhuǎn)變。浙江溫州灘涂光伏發(fā)電項(xiàng)目青海德令哈熔鹽光熱發(fā)電項(xiàng)目廣東陽(yáng)江海上風(fēng)電項(xiàng)目福建福清“華龍一號(hào)”核電項(xiàng)目板書設(shè)計(jì)化石能源的合理利用1、三大化石燃料—煤、石油、天然氣不可再生資源2、化石能源的利用對(duì)環(huán)境的影響酸雨—（SO2、氮的氧化物）溫室效應(yīng)增強(qiáng)—（CO2）CO等其他有害氣體的污染，煙塵等的排放污染空氣3、能源的利用和開發(fā)氫能優(yōu)點(diǎn)：燃燒產(chǎn)物只有水，無(wú)污染，燃燒熱值高。實(shí)驗(yàn)室制取氫氣原理其他能源：風(fēng)能、地?zé)崮?、太?yáng)能、生物質(zhì)能等。1．關(guān)于煤的說法，錯(cuò)誤的是A．煤燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生、氮的氧化物等污染物B．煤可用于發(fā)電C．在煤爐旁放一盆水能防止一氧化碳中毒D．煤通過綜合利用可以得到化工原料課堂練習(xí)C2.開發(fā)和利用新能源已成為人類的迫切需求。下列屬于新能源的是（）A．煤 B．石油 C．天然氣 D．風(fēng)能課堂練習(xí)D3．物質(zhì)的燃燒產(chǎn)生各種各樣的現(xiàn)象，對(duì)燃燒現(xiàn)象描述正確的是A．木炭在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出白光，生成黑色固體B．天然氣的最主要成分在空氣中燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰C．鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成紅色固體D．硫在氧氣中燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，產(chǎn)生刺激性氣味的氣體課堂練習(xí)B4．下列做法正確的是A．發(fā)現(xiàn)天然氣泄漏，點(diǎn)火檢查泄漏處B．室內(nèi)起火時(shí)要趕緊打開門窗通風(fēng)C．逃離火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可用濕毛巾捂住口鼻迅速離開D．把電動(dòng)車推進(jìn)室內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間充電課堂練習(xí)C5．勞動(dòng)譜寫時(shí)代華章，奮斗創(chuàng)造美好未來。下列說法不正確的是A．工廠燃燒煤時(shí)產(chǎn)生SO2、氮的氧化物等污染物造成酸雨B．廚房中的面粉應(yīng)遠(yuǎn)離明火C．當(dāng)燃?xì)庠罨鹧娉霈F(xiàn)黃色，鍋底出現(xiàn)黑色時(shí)，可縮小灶具進(jìn)風(fēng)口D．霉變花生洗凈和煮熟后仍不宜食用課堂練習(xí)C6．飛機(jī)的燃料來源于被稱為“工業(yè)血液”的化石燃料是A．煤 B．石油 C．天然氣 D．氫氣課堂練習(xí)B課堂練習(xí)A7．下列物質(zhì)的除雜或鑒別操作正確的是選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟僮鰽除去中CO2少量的CO把混合氣體通過灼熱的氧化銅B除去CaO中少量的CaCO3先加水，再過濾C鑒別H2和CH4點(diǎn)燃，在火焰上方罩干冷燒杯D鑒別水與酒精觀察顏色8．實(shí)驗(yàn)室可用如圖裝置制備與收集H2。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A．反應(yīng)原理為：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑B．可用稀硫酸代替稀鹽酸制取氫氣C．關(guān)閉旋塞后H2將反應(yīng)液壓入長(zhǎng)頸漏斗中D．用向上排空氣法代替圖中的收集方法課堂練習(xí)D9．2024年10月28日碳達(dá)峰碳中和論壇暨深圳國(guó)際低碳城論壇在位于龍崗區(qū)坪地街道的深圳國(guó)際低碳城開幕。本屆論壇的主題是“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)發(fā)展方式全面綠色轉(zhuǎn)型”，下列做法與該理念不相符的是A．發(fā)展電動(dòng)汽車項(xiàng)目，推動(dòng)“深圳智造”B．科學(xué)規(guī)劃大運(yùn)中心場(chǎng)館再利用，促進(jìn)全民健身C．為烘托節(jié)日氣氛，在小區(qū)燃放煙花爆竹D．建設(shè)新能源生態(tài)園，推動(dòng)清潔能源使用課堂練習(xí)C10．H2和氨氣