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(共30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（第 2 课时）
新课导入
　　我国能源现状
数据来源：电力规划设计总院《中国能源发展报告2023》
2022 年我国各项能源一次消费结构占比
新课导入
　　化石能源使用的利与弊
利：改善生活
弊：环境问题
新课导入
　　家用燃料的变迁
柴草
煤
液化石油气
天然气
新知探究
　　活动一：认识燃料燃烧对环境的影响
　　想一想：1．结合可燃物组成分析，燃料在发生化学反应时元素发生
了怎样的变化？
燃料种类 组成
木柴 C、H、O 等
煤 C、H、O、
S、N 等
液化石油气 C、H 等
天然气 C、H 等
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
含有元素
S ＋ O2
N
H
O
CO2
CO
SO2
NO2
H2O
C
新知探究
　　2．这些生成物会对环境会产生哪些影响？
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
含有元素
CO2
CO
SO2
NO2
H2O
气候变暖
空气污染物
S ＋ O2
N
H
O
C
新知探究
　　活动二：调控燃烧反应减少对环境的负面影响
　　想一想：3．如何减少空气污染物 CO 的产生？
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
含有元素
CO2
CO
SO2
NO2
H2O
空气污染物
增大接触面积
提供充足的氧气
煤→天然气
S ＋ O2
N
H
O
C
新知探究
　　4．如何减少空气污染物 SO2 的产生？
酸雨的形成和危害
新知探究
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
含有元素
CO2
CO
SO2
NO2
H2O
空气污染物
加入固硫剂制成型煤
使用脱硫煤
S ＋ O2
N
H
O
C
新知探究
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
燃料种类 组成 碳元素含量
煤 C、H、O、 S、N 等 高
液化石油气 C、H 等 中
天然气 C、H 等 低
煤改气
煤改电
新知探究
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
资料卡片
　　截至 2024 年 6 月，西气东输管道系统累计向长三角地区输送天
然气突破 5 000 亿立方米，折合替代标煤 6.45 亿吨，可减少排放二氧化硫 1 272 万吨、二氧化碳 7.31 亿吨和粉尘 3.62 亿吨。
煤改气
煤改电
新知探究
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
烟气脱硫
课堂小结
　　完善调控燃烧反应模型
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
去除或减少
污染元素
降低碳
含量
替换其
他能源
将污染物转
化后排放
获得理想产物
增大接触面积
提供足量氧气
使燃烧更充分
调控反应速率
学以致用
　　活动三：应用调控燃烧反应模型解决实际问题
　　想一想：5．如何减少汽车尾气污染？
学以致用
　　阅读资料：常见的汽车发动机以汽油或柴油——主要是含有碳元素
和氢元素的混合物为燃料。燃烧过程中汽车发动机会排放出多种污染物，
如 CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等。其中氮氧化物的
产生，是由于燃料燃烧时通过火花塞点火通入空气，空气中含有氮气和
氧气，火花塞放电点火的同时燃料燃烧会放出大量热，促使氮气和氧气
发生了化学反应。
学以致用
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
CO2
CO
NOx
H2O
空气污染物
改进发动机的燃烧方式，使汽油充分燃烧
发动机中燃料充分燃烧
高压燃油嘴
（喷射雾状燃油）
汽车涡轮增压器，提高发动机进气能力
喷油嘴畅通雾化表现
学以致用
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
CO2
CO
NOx
H2O
空气污染物
汽车尾气净化装置
三元催化器
催化剂
＋
＋
学以致用
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
学以致用
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
使用压缩天然气（CNG）
新能源公交车
学以致用
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
零碳排放
清洁环保
2H2＋O2 2H2O
点燃
我国研制的氢能源市域列车
北京冬奥会
使用的氢燃料客车
新知探究
2024 年 5 月 3 日，长征五号遥八运载火箭成功发射嫦娥六号探测器。
我国研制的大推力
氢氧火箭发动机
长征五号采用液氧液氢低温推进剂
新知探究
　　活动四：开发和使用新能源
太阳能
风能
地热能
潮汐能
核能
生物质能
新知探究
浙江温州滩涂光伏发电项目
亚洲最大滩涂渔光互补发电项目
新知探究
广东阳江海上风电项目
国内首个百万千瓦级海上风电场
新知探究
福建福清“华龙一号”核电项目
我国核电走向世界的“中国名片”
新知探究
　　可再生能源规模化利用创新技术——可再生能源制氢
　　将不稳定的可再生能源转化为稳定的氢能进行利用，解决可再生能
源间歇性强、波动性快的难题。
光伏电解水制氢
风电制氢
核能制氢
新知探究
　　可再生能源规模化利用创新技术——储能
压缩空气储能
电化学储能
新知探究
　　活动五：我国能源的未来
　　未来能源将向着多元化、低碳化、智能化、多极化发展
　　可再生能源逐步成为能源结构主体，化石能源作为辅助
新知探究
　　诺贝尔奖设立以来，超过三分
之一的诺贝尔奖的物理奖和化学奖
都跟能源的转化和利用相关。
年份 与能源科学的关联 获奖人 获奖名称或原因
2019 电化学储能 约翰 · 古迪纳夫等 锂离子电池
2016 节能 索利斯等 拓扑相变对超导超流体解释
2014 节能 中村修二等 GaN 蓝光发光二极管
2013 化学能转化 卡普拉斯等 多尺度复杂化学系统模型
2011 能源材料 海姆等 二维石墨烯
2003 节能 阿布里科索夫 超导体和超流体
1992 传质化学反应 马库斯 电子转移反应理论的贡献
1988 光能转化 胡贝尔等 光合反应中心三维结构测定
1983 能量传递转化 陶布 金属配合物中电子转移反应
1977 热力学 普里戈金 热力学的耗散结构理论
1968 热力学 昂萨格 不可逆过程热力学理论
1961 光能转化利用 开尔文 光合作用的化学过程
1956 太阳光电转化 肖克利等 半导体的研究、晶体管效应
1954 化学能 鲍林 化学键的本质
1935 核 · 载能粒子 查德威克等 发现中子
1932 表面自由能 兰米尔 表面化学和吸附理论
1928 热致电离 理查森 热离子现象研究
1920 化学热力学 能斯特 对热化学的研究
1918 载能粒子 普朗克 量子的发现
1918 能源化工 哈伯 合成氨
1911 传热学 维恩 影响热辐射的定律
1910 热力学 范德瓦尔斯 气体和液体状态方程
1909 能源化工 奥斯特瓦尔德 催化作用化学平衡反应速率
来源于中国科学院工程热物理研究所
研究员刘启斌《科学公开课》
课堂小结
　　本课题知识结构图
燃烧反应
燃料
可燃物＋氧气
温度
达到着火点
生成物＋能量
去除或减少污染元素
燃烧模型
天
然
气
化石燃料
清洁燃料
降低碳
含量
替换其他能源
将污染物转化后排放
增大接触面积
提供足量氧气
使燃烧更充分
调控反应速率
获得理想产物
太阳能
风能
核能
氢能等
石
油
煤

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