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第七单元 能源的合理利用与开发化石能源的合理利用
课题2　化石能源的合理利用
1
初步了解化石能源的利用及对环境的影响。
2
认识合理利用和开发新能源、节约使用化石燃料的重要性，树立环境保护意识(重、难点)。
学习目标
学习目标
煤
石 油
工业的粮食
工业的血液
目前，人类利用的能量大多来自化石能源，如煤、石油和天然气等。这些化石能源及其加工后的产品常被用作燃料，因此化石能源也被称为化石燃料。那么，化石能源是如何被利用的？如何在利用化石能源的同时保护好我们的生存环境？
天然气
内容索引
合作探究
01
一、化石能源的利用
化石能源是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源。煤、石油、天然气被称为当今世界上最重要的三大化石能源。
煤
石油
天然气
1.煤
煤是复杂的混合物，主要含有碳元素，此外，还含有氢、氧、氮、硫等元素。
煤的燃烧产物通常为CO2、NO2、SO2等。
植物等被埋于土中，经长期复杂变化形成煤
煤
焦炭—冶金工业的重要原料
煤焦油—重要的化工原料
煤气—燃料
煤气的主要成分：一氧化碳、甲烷、氢气等。
煤的综合利用：煤隔绝空气加强热——干馏(化学变化)，煤干馏后可被充分利用，还可以极大地减少污染。
隔绝空气
加强热
常见的灭火器
2.石油
生物的遗骸经复杂变化形成石油和天然气
石油也是混合物，主要含C、H元素；其分馏(物理变化)的产物燃烧后通常会生成CO2等。
分馏
石油的分馏：将石油加热，利用其中各组分沸点的不同，可以把它们分离得到不同的产品。
石油
物理变化
石油的用途
天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷(CH4)。
3.天然气
通常状况下为无色、无味的气体；难溶于水；密度比空气小。
物理
性质
可燃性：点燃纯净的甲烷气体，产生淡蓝色火焰。点燃前需验纯！
化学
性质
甲烷燃烧
观察与思考
【实验7-2】
实 验 步 骤 实 验 现 象 结 论
1. 点燃甲烷
2.将干冷的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上
3.向罩过甲烷燃烧火焰的小烧杯中注入澄清的石灰水
产生淡蓝色火焰
甲烷具有可燃性
烧杯内壁出现水珠
有水生成
澄清石灰水变浑浊
有CO2生成
化 学 方 程 式
CH4+2O2 === CO2+2H2O
点燃
观察与思考
【实验7-2】
与煤伴生(坑道气、瓦斯)
西气东输
与石油伴生(天然气)
甲烷
的存在
池沼的底部(沼气)
可燃冰
化石燃料形成的时间非常长，储量有限。
2021年我国化石能源储量和年产量
在不久的将来，我们将面临严重的能源危机！
储 量 年 产 量
煤 2 079亿吨 41.3亿吨
石油 36.89亿吨 1.99亿吨
天然气 63 393亿立方米 2 075.8亿立方米
合理利用与开发化石能源
练习1
石油古称“水”，《汉书》中“高奴县有洧水可燃”、《梦溪笔谈》中“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆”，下列关于“洧水”的说法错误的是(　 　)
A.具有可燃性 B.是一种黏稠状液体
C.是可再生能源 D.“其烟”的主要成分为炭黑
C
练习2
温室效应增强导致极端天气频发，“低碳行动”成为全球共识。
(1)化石燃料包括煤、　　　 和天然气，其燃烧是温室气体产生的重要来源。
(2)煤干馏是煤综合利用的主要工艺，煤干馏的产物之一是焦炭(主要成分为C)。
①焦炭充分燃烧时产物为　　　　　。
②在高温条件下，焦炭与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，此过程被称为煤的气化，反应的化学方程式为　　　　　 　　　 　。
石油
二氧化碳
C+H2O === CO + H2
高温
二、降低化石能源的利用对环境的影响
主要元素
其他元素
燃烧产物及对环境的影响
温室效应
C
C、H
H、N、S、O等
N、S、O等
CO2
CO
炭 黑
余 热
有毒气体
酸 雨
SO2
NO2
粉 尘
热污染
天然气
C、H
--------
天然气是较清洁的能源
化石 燃 料
1. 使用化石燃料对环境的影响
煤
石油
2. 氢气
特点：氢气本身无毒，是无色、无味的气体，难溶于水，密度小，极易燃烧、热值高。燃烧产物只有水，是最清洁的燃料。
2H2+O2 === 2H2O
点燃
注意：点燃氢气需验纯
①资源丰富，可再生；
②无毒、极易燃、热值大；
③燃烧产物是水，无污染，是最清洁
的燃料。
优点
①制取成本高；
②储存、运输困难，作为燃料
暂时还未能广泛应用。
缺点
我国研制的大推力氢氧火箭发动机
Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑
实验药品：锌与稀硫酸
实验原理：
实验装置：
H2的密度比空气小
氢气的实验室制法
排水法收集氢气
向下排空气法收集氢气
H2难溶于水
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，不纯的氢气遇明易会爆炸，难储存，氢气储运成本较高。
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。
练习3
如图所示，科学家提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，下列说法不正确的是(　　)
A.氢气作燃料的优点是燃烧热值高，产物无污染
B.在此循环中发生了反应：2H2O 2H2↑+O2↑
C.燃料电池可以将化学能转化为电能
D.光照条件下分解水，急待解决的问题是寻找合适的催化剂
B
3. 其他新能源
太阳能发电
秦山核电站
新疆风力发电机
西藏羊八井地热电厂
三峡水电站
法国潮汐能电站
开发新能源的作用：解决化石能源枯竭，减少环境污染。
化石能源的合理利用
化石燃料的利用
降低化石能源的利用对环境的影响
氢能、太阳能、风能、地热能等
煤、石油、天然气
使用化石燃料对环境的影响
课堂小结
内容索引
随堂演练
01
1.下列说法正确的是(　　)
A.石油是一种混合物
B.可燃冰是可再生能源
C.煤燃烧时只生成二氧化碳
D.“西气东输”的“气”是指氢气
A
2.下列关于化石能源的说法不正确的是(　　)
A.化石能源属于不可再生能源
B.化石能源属于清洁能源
C.汽油、柴油等产品可从石油中提取
D.化石能源都是混合物
B
3.汽车燃料的发展与能源发展密不可分，目前正在由石油阶段向燃料电池阶段转化。如图为氢能源汽车的工作原理图，下列说法不正确的
是(　　)
A.氢气是理想的清洁、高能燃料
B.要使燃料充分燃烧需要提供充足的氧气
C.当氢气和氧气恰好完全反应时，消耗氢气和氧气的体积比为1∶2
D.燃料电池中的能量转化是由化学能转化为电能
C

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