资源简介

(共44张PPT)
第七单元 能源的合理利用与开发
课题2 化石能源的合理利用
学习目标
02
01
认识化石能源是人类重要的自然资源，了解化石燃料的不可再生性，知道化石能源的用途
通过实验认识甲烷和氢气的燃烧，学习氢气的实验室制法
了解化石燃料燃烧对环境的影响，了解燃料燃烧对空气产生污染的原因
了解常见的新能源及其应用，知道资源开发、能源利用可能会对环境产生影响，树立环保意识
04
03
新课导入
木柴做饭
燃气做饭
煤炭做饭
木柴、煤炭、煤气的燃烧产生了热量!
新课导入
“不见炊烟起，但闻饭菜香。”随着时代的发展，人们开始用天然气代替了柴草做饭，告别了传统的“烟熏火燎”。
甲烷
你知道天然气的成分是什么吗？
人类利用的能量大多来自化石能源，如煤、石油和天然气等。可燃冰与天然气的主要成分一致。我们是如何利用化石能源，在利用过程中又遇到哪些问题呢？
煤
石油
天然气
可再生能源
2020年中国能源结构示意图
一、化石能源的利用
一、化石能源的利用
化石燃料是古代生物的遗骸经一系列复杂变化形成的。
目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤，石油，天然气等。
是不可再生能源
天然气
石油
煤
化石
燃料
一、化石能源的利用
1、煤的形成
植物
植物枯萎
植物等被埋于土中，经长期复杂变化形成煤
煤是成分复杂的混合物，主要含碳元素还含有氢、氧、氮、硫等元素。
一、化石能源的利用
煤的组成和利用
煤
干馏炼焦
焦炭——冶金工业的重要原料
煤焦油——重要的化工原料
煤气——主要成分：H2、CH4、CO等
加强热、隔绝空气
主要含C，含有少量H、S、N、O等
化学变化
一、化石能源的利用
煤的综合利用
一、化石能源的利用
海洋生物死亡
动植物的遗骸被层层泥沙掩埋
生物的遗骸经复杂变化形成石油和天然气
2、石油、天然气的形成
石油的组成和利用
主要含C、 H，含有少量S、N、O等
石油
分馏
物理变化
原理：石油中各成分的沸点不同。
一、化石能源的利用
石油的综合利用
一、化石能源的利用
一、化石能源的利用
天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中主要的成分是甲烷（CH4）。
甲烷的物理性质：
①通常状况下为无色、无气味的气体
②极难溶于水
③密度比空气小
3、天然气
一、化石能源的利用
有石油的地方就有天然气(主要成分甲烷)
渤海油田
大庆油田
《天工开物》记载的利用天然气熬制井盐示意图(局部)
我国是世界上最早利用天然气的国家。
一、化石能源的利用
沼气的制取和利用示意图
池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷。把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就会产生沼气，可用作燃料。
一、化石能源的利用
甲烷燃烧
7 - 2
实验
实验现象 化学方程式
(1)
(2)
烧杯内壁有无色液滴产生
澄清石灰水变浑浊
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
CH4+2O2 CO2 + 2H2O
点燃
(1)点燃从导管放出的甲烷，在火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察现象。
(2)一段时间后，迅速把烧杯倒转过来，加入少量澄清石灰水，振荡。
实验步骤
一、化石能源的利用
一、化石能源的利用
与石油伴生（天然气）
与煤伴生（坑气、瓦斯）
海底（可燃冰）
池沼的底部（沼气）
可燃冰①主要成分：甲烷水合物。
②形成：在低温和高压条件下形成。
③优点：热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。
④利用：开采的关键是解决技术上的问题。
一、化石能源的利用
化石燃料的用途
农业
作各种农机的燃料等
工业
用于电场的发电等
交通
用于飞机、汽车、轮船的燃料等
生活
用于取暖、烧水、做饭等
一、化石能源的利用
交流讨论：下图为我国化石能源可开采年限，根据图示，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。
合理开采化石能源
提高燃料利用率
一、化石能源的利用
煤 石油 天然气
组成 主要元素
其他元素
燃烧的产物
分类
C
H、S、N、O等
CO2、H2O、 SO2、 NO2等
CO2　H2O
C、H
S、N、O等
C、H
煤、石油、天然气是混合物还是纯净物？组成元素有哪些？
混合物
一、化石能源的利用
二、降低化石能源的利用对环境的影响
想一想
造成这种现象的主要原因是什么？
雾霾
汽车尾气
化石能源在造福人类的同时，也带来了一些环境问题。
温室效应增强
化石燃料燃烧
气候变化
空气污染
造成
造成
煤燃烧产生二氧化硫、氮的氧化物
汽油、柴油不充分燃烧产生CO、烟尘等物质
形成酸雨
尾气排放、
形成雾霾
大量化石燃料燃烧释放二氧化碳
温室效应加剧，导致全球变暖
化石燃料燃烧造成空气污染的原因
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。
①燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如SO2等；
②燃料燃烧不充分，产生CO等；
二、降低化石能源的利用对环境的影响
1.煤和石油等燃烧产生的____、___、_____和________会对空气造成污染，其中_____和_____能形成酸雨。
CO
NO2
颗粒物
SO2
SO2
NO2
碳元素
硫元素
氮元素
CO
CO2
SO2
NO2
酸雨
煤的燃烧
有毒气体
温室效应
① 对环境的破坏有：危害人体健康；河流、湖泊酸化；毁坏森林；腐蚀 金属和建筑物等
② 应采取的措施：减少使用化石燃料，使用清洁能源
（一）使用化石能源对环境的影响
二、降低化石能源的利用对环境的影响
汽车燃料的燃烧对空气的影响
（1）目前，多数汽车使用的燃料是汽油或柴油；
（2）汽车燃料燃烧的的主要污染物有CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。
（3）减少汽车尾气污染的措施
①改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧。
②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。
③加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路。
④推广使用电动汽车。
二、降低化石能源的利用对环境的影响
（二）降低化石能源的利用对环境影响的措施
1.大力推广使用脱硫煤，改进脱硫设备；
2.天然气代替煤；
3.改进发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车；
2CO + 2NO === 2CO2 + N2
催化剂
汽车尾气处理：
4.开发和利用新能源；
二、降低化石能源的利用对环境的影响
随着能源消耗量的增长，化石能源对环境的影响越发突出。
化石燃料要经过数百万年才能形成，是不可再生能源。人类巨大的能源需求使化石燃料面临枯竭的危险。
怎样应对这样的现状呢？
寻找可替代的清洁能源
二、降低化石能源的利用对环境的影响
你能说出目前氢气在哪些领域应用吗？
氢气具有可燃性，可以用作燃料。
氢气易爆炸，储运困难。
二、降低化石能源的利用对环境的影响
氢气的应用
我国研制的大推力氢氧火箭发动机
我国研制的氢能源市域列车
氢气无毒无害，燃烧后的产物为水，不会造成空气污染，也不会造成气候变化；燃烧时释放大量热。
——汽油替代品
汽油替代品 —— 氢气
燃烧放出热量是同质量甲烷的两倍或同质量汽油的三倍是一种清洁的高能燃料
二、降低化石能源的利用对环境的影响
原料来源广
产物无污染
燃烧热值大
氢气—理想的绿色能源
成本高
贮存困难
2H2 + O2 === 2H2O
点燃
二、降低化石能源的利用对环境的影响
物理性质
化学性质
特 点
来 源
面临问题
可燃性 2H2 + O2 2H2O
点燃
氢气本身无毒、原料来源广泛、热值高、燃烧产物只有水，对环境无污染
无色、无味的气体，难溶于水，
密度比空气的小
氢气可由水分解制得
制取成本高，贮存、运输困难
还原性 H2 + CuO H2O+Cu
△
氢气的概述
二、降低化石能源的利用对环境的影响
反应试剂：锌粒和稀硫酸。
Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2
发生装置：固液不加热型
实验原理
如何制取氢气呢？
稀硫酸
锌粒
二、降低化石能源的利用对环境的影响
排水法收集氢气
向下排空气法收集氢气
如何确定收集装置呢？
二、降低化石能源的利用对环境的影响
氢气的实验室制备
氢气的工业制备
化石能源为原料制备氢气
电解水制备氢气
电解水制备氢气制取成本高
在生产和生活中未广泛应用
随着科技的发展，氢能源的开发和利用已经取得很大进展，有望成为主要能源之一。
不纯的氢气遇明易会爆炸，难储存，氢气储运成本较高
二、降低化石能源的利用对环境的影响
太阳能
风能
核能
地热能
水能
生物质能
开发和利用的其他新能源
二、降低化石能源的利用对环境的影响
我国已经建成世界最大规模的清洁发电体系
浙江温州滩涂光伏发电项目
青海德令哈熔盐光热发电项目
广东阳江海上风电项目
福建福清“华龙一号”核电项目
能源结构不断优化、向低碳方向转变
二、降低化石能源的利用对环境的影响
课堂总结
化石能源的合理利用
降低化石能源的利用对环境的影响
化石能源的利用
推广使用脱硫煤、天然气代替煤
提高燃料质量
改进生产中使用的脱硫设备、改进汽车发动机的燃烧方式等
改进使用技术
化石能源：煤、石油、天然气
开发利用新能源
氢气、太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能等
混合物，不可再生资源
习题训练
1.全面推进美丽中国建设,加快推进人与自然和谐共生，逐步实现碳达峰、碳中和，下列做法符合这一主题的是（ ）
A.节假日大量燃放烟花爆竹增加节日气氛
B.防治雾霾，禁止使用化石燃料
C.大力开发和利用太阳能、风能等新能源
D.为满足社会用电需求，更多地进行火力发电
C
习题训练
2．下列关于化石燃料及其产品的叙述中，正确的是（ ）
A．天然气是可再生能源
B．通常石油直接用作燃料来使用
C．煤气和液化石油气的组成相同
D．汽油既是燃料，又是良好的溶剂
3．煤、石油、天然气是重要的化石燃料，下列关于化石燃料的叙述错误的是（ ）
A．石油是一种化工产品
B．将石油分馏可得到多种产品
C．将煤隔绝空气加强热可制得焦炭
D．煤、石油、天然气是不可再生能源
D
A
习题训练
4. 《汉书》中记载“高奴县洧水可燃”，《梦溪笔谈》中记载“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆”。“洧水”即为石油。下列关于“洧水”的说法错误的是(　　)
A. 具有可燃性
B. 是不可再生资源，属于纯净物
C. 其成分中主要含有C、H元素
D. 其不完全燃烧的产物可用于制墨
B
习题训练
5.人类目前消耗的能源主要来自化石燃料。
(1)石油是化石燃料之一，它属于___________(填“纯净物” 或“混合物”)。
(2)煤块经粉碎处理后，在空气中燃烧得更快、更充分，这是因为_________________________________。
(3)农村居民用上了天然气。天然气燃烧的化学方程式为_________________________________。
混合物
增大了煤与空气的接触面积
CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
点燃
谢谢聆听

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