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(共28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
7.2 化石能源的利用
降低化石能源的利用对环境的影响
核心素养目标
科学态度与责任：
通过了解化石能源的不可再生性及储量现状，树立节约能源、合理开发能源的责任意识。
化学观念：
理解化石能源燃烧伴随能量转化与物质变化，形成 “化学在能源开发与环境保护中起关键作用” 的认知。
科学思维：
借助化石能源环境影响的探究，培养从化学视角分析问题（如污染物产生原理）、解决问题（如新能源开发逻辑）的科学思维
重点
化石能源（煤、石油、天然气）的利用方式及综合利用的意义；
化石能源对环境的影响及应对措施；
新能源（氢气、太阳能等）的开发价值。
难点
理解煤的干馏、石油分馏等综合利用的化学原理；
从化学反应角度分析化石能源燃烧污染环境的本质（如硫、氮氧化物的生成）；
构建 “化石能源短缺 — 环境问题 — 新能源开发” 的逻辑思维链。
课前导入
课前导入
生活中开车加油、家庭用天然气做饭、工厂用煤发电…… 这些熟悉的场景都离不开化石能源。但化石能源正在逐渐枯竭，燃烧它们还会带来酸雨、温室效应等环境问题。如何让有限的化石能源物尽其用？又该如何寻找替代能源？今天，就让我们化身 “能源探索者”，深入探究化石能源的合理利用，解锁新能源开发的化学密码，为 “绿色能源未来” 寻找解决方案！
01
化石能源的利用
煤
性质
组成元素
综合利用
黑色固体有光泽，具有可燃性
主要含有碳元素，此外，还含有氢、氧、氮、硫等元素。
煤的综合利用，可以通过将煤隔绝空气加强热分解或煤与其他物质反应来实现，由此得到许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等。煤气是由一氧化碳、氢气和甲烷等组成的混合气体，可用作居民生活燃气和化工原料。
石油
从地下开采出来的石油叫作原油，一般是黏稠的液体。石油主要含有碳和氢两种元素。将石油加热并使用催化剂炼制，再利用各成分的沸点不同进行分离，可得到多种燃料和化工原料，使石油得到综合利用。
液化石油气是石油化工的一种产品，加压后可储存在钢瓶中，一般作为燃料使用。
石油炼制的部分产品和主要用途
分裂
进一步
合成
石油和煤的综合利用
煤
隔绝空气
加强热
焦炉煤气
粗氨水
焦炭和煤焦油
石油
相对分子质量较大的分子
相对分子质量较小的分子
转化为
天然气
天然气主要含有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。
大庆油田
渤海油田
我国是世界上最早利用天然气的国家。明代的《天工开物》记载了我国古代劳动人民利用天然气熬制井盐。
甲烷的燃烧
实验现象及结论
【实验现象】甲烷燃烧时产生明亮的蓝色火焰，放出热量，烧杯内壁有水珠产生；生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体
【实验结论】甲烷中含有氢元素和碳元素；甲烷具有可燃性，燃烧生成水和二氧化碳
【化学方程式】
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
甲烷
【物理性质】无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。
【化学性质】可燃性，甲烷燃烧时，产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量。
【来源】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
沼气的制取和利用示意图
可燃冰
【主要成分】甲烷水合物。
【形成】在高压和低温条件下形成的。
【优点】热值高、储量巨大，有望成为未来新能源
【利用】开采的关键是解决技术上的问题。但如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等问题。
从我国南海开采的可燃冰样品
2017年，我国在南海神狐海域进行的可
燃冰试采获得成功，创造了产气时长和产气总量的世界纪录。整个试采过程未对周边大气和海洋环境造成影响。这是世界上首次对粉砂质甲烷水合物的开采试验，对保障能源安全、优化能源结构具有重要意义。
02
降低化石能源的利用对环境的影响
酸雨
形成
危害
防治
煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨
损害生态：酸化土壤、水体，致生物受损、多样性降低。
腐蚀建筑：侵蚀金属、石料等，损坏文物古迹。
威胁健康：刺激呼吸道等，通过食物链间接危害人体。
使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；
用天然气代替煤。
【汽车燃料的燃烧对空气的影响】
汽车使用的汽油或柴油燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，会随尾气直接排放到空气中，造成污染；大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会引起温室效应加剧，导致全球变暖。
【减少汽车尾气污染的措施】
改进汽车发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车。
汽车燃料的燃烧
氢能的开发
【新能源的开发原因】
随着能源消耗量的增长，化石能源对环境的影响越发突出。同时，人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。因此，开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。
【氢能开发的原因】
氢气作为能源，正在受到越来越多的关注。氢气无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍或同质量汽油的三倍，且燃烧后的产物是水，不会污染空气，也不会向大气排放二氧化碳。氢气是一种清洁的高能燃料，已应用于航天、交通等领域
氢气的制取
在实验室里，我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气，反应的化学方程式为
Zn + H2SO4 =ZnSO4 + H2↑
用排水法收集氢气
用向下排空气法收集氢气
新能源的开发和利用
人们正在开发和利用许多其他能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能和生物质能等，促进能源消费结构不断优化，向清洁低碳方向转变
我国能源消费结构的变化趋势图
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
诸如此类，还有很多，现在我国已建成世界最大规模的清洁发电体系
03
课堂小结
04
课堂练习
B
1.液氢已应用于航天等领域。目前在生活生产中大量使用氢能源还存在一定困难，原因是( )
A.氢气本身无毒
B.氢气制取成本高和储存困难
C.氢气燃烧放出的热量多
D.氢气燃烧产物不污染空气
B
2.《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
A
3.社会发展需要人与自然和谐共生。生活中的下列做法，符合低碳环保理念的是( )
①积极植树种草 ②乘公交车出行 ③废弃电池深埋
④践行光盘行动 ⑤随意丢弃垃圾 ⑥自备购物布袋
A.①②④⑥ B.①③④⑤
C.②③④⑥ D.②④⑤⑥
C
4.生物柴油是以植物油和动物油等为原材料制成的燃料。研究表明，生物柴油燃烧后，二氧化硫和颗粒物质的排放很少，一氧化碳等有害气体的排放量比化石燃料低11%~53%。使用生物柴油的优点是( )
①减少空气污染 ②不可再生 ③减少酸雨危害
A.①②③B.①②C.①③D.②③
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好好学习天天向上

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