资源简介

(共31张PPT)
第六单元 控制燃烧
第二节 化石燃料的利用
6.2化石燃料的燃烧
化石燃料的综合利用
核心素养目标
科学态度与责任：
体会化学在能源开发和利用中的作用，增强开发清洁能源、保护环境、促进可持续发展的责任感。
化学观念：
建立 “化石燃料是重要的能源和化工资源” 的观念，理解化石燃料燃烧及综合利用的原理和价值。
科学思维：
运用所学知识理解能源转型的必要性，提升证据推理和模型认知能力，学会从化学角度分析能源相关问题。
教学重难点
重点
化石燃料（煤、石油、天然气）的燃烧原理及作为能源的应用。
化石燃料的综合利用方式，如石油的分馏、煤的焦化、液化和气化等。。
难点
从微观角度理解化石燃料燃烧过程中的化学反应及能量转化。
理解化石燃料综合利用过程中复杂的化学变化，以及能源结构调整与可持续发展的关系。
课前导入
在我们的生活中，能源无处不在，从点亮房间的电灯，到驱动汽车的动力，都离不开能源的支持。而化石燃料，如煤、石油和天然气，更是在很长时间里为我们提供了大量的能量。它们是如何形成的？燃烧时发生了什么变化？除了燃烧，还能有哪些用途呢？随着环境问题的日益突出，我们又该如何更好地利用这些宝贵的化石燃料资源呢？今天，就让我们一起深入探索化石燃料的世界，了解它们的奥秘与未来发展方向。
01
化石燃料的燃烧
化石燃料的燃烧
煤、石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物。这类物质在空气（氧气）中燃烧时，碳原子、氢原子分别与氧原子结合，转化为 CO2 和 H2O，同时会以光和热的形式释放出能量，因而是很好的能源。现在，世界上多数国家利用的能量（如热能、电能等）主要来自化石燃料的燃烧。例如在我国，很大一部分电能是由煤燃烧产生的热能转化而来的。
火电厂发电示意图
三大化石燃料的比较
煤 石油 天然气
形成 它们是由远古时代的生物体被埋入地下后，经过亿万年的时间，在地球内部的热量和压力的作用下缓慢形成的。 成分 主要含C,还有H、N、S、O等元素 主要含有C、H，还含有少量的S、N、O等元素 主要成分是CH4（甲烷）
类别 复杂的固态化合物 液态混合物 气态混合物
重要性 黑色的“金子”、“工业的粮食” “工业的血液” 清洁能源
石油的分馏
→原理：
根据石油中各成分的沸点不同，通过蒸馏，使沸点不同的各种成分先后蒸发出来。通常，相对分子质量很小的物质沸点低，先被蒸发出来，相对分子质量大的物质沸点高，后被蒸发出来
→产物：
馏出物的沸点逐渐升高，依次是石油气、汽油、航空煤油、柴油、润滑油、重油、沥青
石油的分馏
化石燃料燃烧造成的环境污染
→全球气候变化：
化石燃料燃烧产生的CO2会使温室效应加剧
→空气污染：
煤、汽油、煤油、柴油和液化石油气等燃料中，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，它们在燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物，释放到大气中，造成环境污染。
→热污染：
火电站发电所剩余热排放到河流中会污染水源，导致生物死亡
化石燃料燃烧的选用
不同的燃料，成分不尽相同，性质存在差异。没有任何一种燃料是最理想的。煤炭价廉、易于储存和运输，但难以点燃且燃烧时会产生大量的二氧化硫和烟尘；天然气热值高，燃烧时不会污染环境，但是不易储存和运输……在选择燃料时要综合考虑各方面的因素。
燃料 每产生1000 kJ
热量的相对花费 点燃
的难易 燃烧时
干净与否 使用的
安全性 主要运输方式
煤炭 1.0 难 脏 安全 汽车、火车或轮船的货舱
天然气 3.5 易 干净 泄漏会
导致爆炸 专用管道
燃料酒精 5.0 易 非常干净 易燃
可引发火灾 瓶装或桶装后汽车运输
木炭 2.0 较难 比较干净 安全 袋装后汽车运输
化石燃料燃烧的选用
化石燃料燃烧的选用
烧烤食物、家庭做饭、冬季住宅供暖分别可选择什么燃料？你的理由是什么？
使用方式 选择燃料 理由
烧烤食物 木炭 产生相同热量，木炭相对花费较少 ，便于储存和运输，燃烧时比较干净，安全，无异味，对环境污染小
家庭做饭 天然气 天然气价格合理，易点燃，干净，管道运输方便
冬季住宅供暖 02
化石燃料的综合利用
人们把石油称为“工业的血液”。改变石油中的分子，使大分子断裂为小分子，再将小分子按需要组合成大分子，从而把石油转化成塑料、合成橡胶、合成纤维、药物和染料等。
我国能源结构的现状
我国的能源资源现状是“富煤、贫油、少气”，煤炭储量占我国化石能源总储量的 90% 以上。能源消费结构也以煤为主，煤炭消费占比远超世界平均水平。煤炭燃烧带来的资源浪费和环境污染非常严重，实现对煤的综合利用已是当务之急。
2022年我国化石能源储量 煤炭/亿吨 石油/万吨 天然气/亿立方米
2070.12 380629.30 65690.12
当前，煤的综合利用主要有煤的焦化、液化和气化，其产物是化肥、农药、合成材料及冶金等领域的重要原料。
未来燃料发展的重要方向
随着人们对生态环境要求的不断提高，能源体系也将发生结构性变化，清洁化、低碳化是未来燃料发展的重要方向。科学家们一方面大力研发化石燃料的高效清洁利用技术，另一方面积极探索其他可再生的替代能源，尤其是污染性小的绿色能源，如氢能、太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等，以保持人类社会与自然的和谐可持续发展。
未来燃料发展的重要方向
人类社会的发展离不开优质能源的开发和先进能源技术的使用，能源转型是人类文明发展和进步的驱动力。第一次能源转型开启了煤炭的利用，催生了人类文明进入“蒸汽时代”；第二次能源转型开启了石油和天然气的大规模利用，保障了人类文明相继进入“电气时代”和“信息时代”；第三次能源转型以新能源替代化石能源，将推动人类文明“智能时代”的来临。
03
认识碳单质
碳单质的结构
金刚石
立体网状结构
石墨
层状结构
C60
形似足球
碳单质的物理性质和用途
碳单质 金刚石 石墨 C60
物理性质 无色透明的的固体。天然存在的最硬的物质。特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大；导热性好。 灰黑色的有金属光泽的固体；很软，有滑腻感；熔点高，有良好的导电性。 有特殊的物理性质
用途 制装饰品(钻石)；制钻头、切割大理石、裁玻璃；金刚石薄膜用作光学窗口和透镜的涂层；用于集成电路基板散热。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 用于超导、催化、材料科学等领域
物理性质不同的原因 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因：原子的排列方式不同 →焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。
木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭强。
→活性炭的应用：可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。
→活性炭、木炭的吸附性是物理性质而不是化学性质。
其他碳单质
04
课堂小结
05
课堂练习
1.下列关于化石燃料的说法正确的是（ ）
A．化石燃料都属于可再生能源
B．煤完全燃烧时不会产生污染
C．石油为原料能制造合成纤维
D．天然气主要成分为一氧化碳
C
2.石墨是常见的碳单质。下列有关石墨说法错误的是( )
A．石墨具有良好的导电性
B．以石墨为原料制造金刚石是物理变化
C．石墨可用于制作铅笔芯
D．石墨常温下化学性质不活泼
B
3.2024年4月17日，全球首颗用牡丹制成的钻石亮相洛阳中国国花园。这颗“牡丹钻石”是通过把牡丹花中的碳元素提取出来制作而成。下列说法错误的是( )
A．提取过程中碳元素的质量不变
B．制成的钻石中碳原子之间有间隔
C．制成的钻石中碳原子不运动
D．常温下钻石的化学性质很稳定
C
4.下列叙述中不正确的是( )
A．石油是一种化工产品
B．石油中主要含有碳元素和氢元素
C．石油是一种混合物
D．利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可得到不同的产品
A
Thanks
好好学习天天向上

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