九年级化学上册第七单元《燃料及其利用》课题2 燃料的合理利用与开发
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第七单元《燃料及其利用》课题2 燃料的合理利用与开发
一、化学反应中的能量变化：
实验7-3：生石灰与水反应放出热量
现象
固体减少
手的感觉
试管外壁发烫
分析
生石灰与水反应中有热量放出
化学方程式
CaO+H2O=Ca(OH)2
化学反应一般都会伴随能量的变化，主要表现为热量的变化。有的化学反应要放出热量，有的要吸收热量。
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 放出热量
CaO+H2O=Ca(OH)2 放出热量
C+CO22CO 吸收热量
CO+CuOCu+CO2 吸收热量
二、化石燃料的利用：
化石燃料的形成：
是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的。煤、石油、天然气称为当今世界上最重要的三大化石燃料。它们是不可再生能源。
1、煤和石油：
煤：是古代植物遗体在地层下经过一系列复杂变化而形成的。煤是一种复杂的混合物。主要含有C元素，还含有H、S、O、N等元素。
石油：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂变化而形成的一种粘稠液体。它是由多种物质组成的混合物。主要含有C、H元素，还含有S、O、N等元素。
煤的加工和综合利用：
煤焦炭——冶金工业重要原料
煤焦油——化工原料
煤气——燃料
煤气的主要成分为：
氢 H2
甲烷 CH4
一氧化碳 CO
其他气体
石油炼制
给石油加热，组成石油的各物质的沸点不同，它们就会被先后蒸馏出来而得到分离。
2、天然气：
在有石油存在的地方就有天然气，天然气的主要成分是甲烷（CH4）。
（1）甲烷的物理性质：
在通常情况下是无色，无味的气体，标况下，密度比空气小，难溶于水。
（2）甲烷的化学性质：
可燃性：视频
现象：产生淡蓝色火焰，放出大量的热，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠产生，同时生成的另一种气体能使澄清的石灰水变浑浊。
原理：CH4+2O2CO2+2H2O
甲烷的存在
（1）甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）
（2）甲烷还存在于煤矿的坑道中，甲烷混在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。
（3）生活垃圾、动植物残体、动物的排泄物等经过发酵也能产生甲烷。
化石燃料形成的时间非常长，储量有限。化石燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。
我国2004年化石能源探明储量、年产量及开采年限
探明储量
年产量
开采年限
石油
23亿吨
1.74亿吨
约13年
天然气
2.23×104亿立方米
408亿立方米
约55年
煤
1145亿吨
9.9亿吨
约116年
在不久的将来，我们将面临严重的能源危机！
可怕的战争！
伊拉克石油资源丰富，为争夺石油，美政府官员从不讳言宣称：控制伊拉克石油！从而发起战争！
由此可见，人类的生存也面临着严重的挑战，必须采取以下措施：
3、节约能源，提高燃料的利用率
4、合理利用与开发化石能源
燃料充分燃烧的条件：一是燃烧时要有足够多的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面。
燃料不充分燃烧时，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，而且还会产生大量的CO等物质，污染空气。
可燃冰：外观像冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳气体。能像固体酒精一样直接点燃，被形象地称为“可燃冰”。
资料：
有关专家估计目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2倍，具有能量高，燃烧值大等优点。它将能替代化石燃料的新能源。可燃冰埋藏在海底的岩石中，目前开采在技术上还存在很大困难。甲烷是一种高效的温室气体，可燃冰的开采如果方法不当，释放出的甲烷扩散到大气中，会造成地球的温室效应比二氧化碳更加严重。所以，开采的关键是解决技术上的问题，同时也必须考虑环境保护。
三、使用燃料对坏境的影响：
思考1：煤中主要含哪种元素，可能还含哪些元素？
思考2：这些元素燃烧后生成哪些物质？
酸雨危害的模拟实验结果
向一个空集气瓶和一个充满SO2的集气瓶中各加入少量水，分别将表中所列物质放入上述两种液体中，观察现象。
现象
加入物质
水
SO2加水
植物叶子
无变化
叶子由绿色变黄色
锌粒
无变化
有气泡放出，锌粒逐渐溶解
大理石
无变化
开始有少量气泡放出，大理石逐渐溶解
讨论：根据上述活动探究说明酸雨可能对环境造成哪些破坏？
影响农作物生长
破坏森林
腐蚀建筑物
腐蚀文物雕塑
影响人体健康
2、化石燃料造成对空气的污染，主要有以下原因：
（1）燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如二氧化硫；
（2）燃料燃烧不充分，产生一氧化碳；
（3）未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘。
3、汽车用燃料对空气的污染：
汽车使用的燃料主要是汽油或柴油。
燃烧产生的尾气是：一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物，含铅化合物和烟尘等。
四、能源的利用和开发：
1、乙醇 俗称：酒精
乙醇
化学式
C2H5OH
燃烧反应的化学方程式
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
特点
燃烧产物基本上不污染环境，可做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料
来源
高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏可得乙醇，属于可再生能源
2、氢气
氢气
化学式
H2
燃烧反应的化学方程式
2H2+O22H2O
特点
燃烧产物无污染，是最清洁的燃料
来源
氢气可由水分解制得
氢气的实验室制法：
反应药品：锌粒和稀硫酸。
反应原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
讨论
电解水和用锌与稀硫酸反应都可以得到氢气。如果将氢气作为燃料广泛应用，你认为用这两种方法制氢气切实可行吗？为什么？
小结：目前氢气作为燃料暂不能广泛使用，原因是：制取成本高，贮存困难，但终将成为主要能源之一。
3、开发和利用其它新能源：
新能源的种类有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。
学完本课题你应该知道
1、物质发生化学反应的同时，伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即有放热现象或吸热现象发生。
2、化石燃料包括石油、煤、天然气等，是重要的能源。
3、是使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是燃烧时要有足够的氧气；二是燃料与空气要有足够大的接触面。
4、化石燃料燃烧可能对环境有不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料。在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料。
5、化石燃料面临被耗尽的危险，应合理开采，使用和开发化石燃料以外的清洁燃料，综合利用资源和开发新能源具有重要意义。
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