人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)《燃料的合理利用與開(kāi)發(fā)》燃料及其利用PPT免費(fèi)課件,共26頁(yè)。
化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們,燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生了熱量。那么,是不是只有通過(guò)燃燒才能獲得能量呢?
【實(shí)驗(yàn)】在一支試管中加入一小匙干燥的生石灰(或幾小塊食品袋中的干燥劑,主要成分為CaO),再加入約2 mL 水,觀察現(xiàn)象,并用手輕輕觸碰試管外壁。
由實(shí)驗(yàn)可以知道,生石灰與水反應(yīng)放出熱量。這種化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的放熱現(xiàn)象在許多化學(xué)反應(yīng)中都會(huì)發(fā)生,事實(shí)和研究證明,化學(xué)反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時(shí),還伴隨著能量的變化;瘜W(xué)不僅研究物質(zhì)的性質(zhì)、組成、結(jié)構(gòu)和變化,還研究物質(zhì)變化過(guò)程中伴隨的能量變化。能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化,有些反應(yīng)是放出熱量的,如氧化鈣與水反應(yīng)、鎂與鹽酸反應(yīng)等;有些反應(yīng)則是吸收熱量的,如碳與二氧化碳的反應(yīng)。
在當(dāng)今社會(huì),人類(lèi)需要的大部分能量是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的,最常見(jiàn)的就是生活燃料的使用,如利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量做飯、取暖等。此外,人們還利用燃燒等化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量發(fā)電、燒制陶瓷、冶煉金屬和發(fā)射火箭等;爆炸是瞬間產(chǎn)生巨大能量的反應(yīng),利用爆炸可以開(kāi)礦采煤、開(kāi)山炸石、拆除危舊建筑;等等。所以,作為重要的能源,燃料對(duì)于人類(lèi)社會(huì)是非常重要的。
化學(xué)燃料的利用--煤和石油
煤是復(fù)雜的混合物,主要含有碳元素,此外,還含有氫元素和少量的氮、硫、氧等元素以及無(wú)機(jī)礦物質(zhì)。將煤作為燃料,主要是利用碳元素與氧反應(yīng)所放出的熱量。
煤的綜合利用,是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱,使煤分解成許多有用的物質(zhì),如焦炭、煤焦油、煤氣等。煤氣作為生活燃?xì)猓谝恍┏鞘斜皇褂,它的主要成分為氫?H2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)和其他氣體等。
煤——“工業(yè)的糧食”
煤中主要含碳元素。
煤燃燒排放的污染物:SO2、NO2、CO、煙塵等。(SO2、NO2可導(dǎo)致酸雨)
為了使煤得到綜合利用,可以將煤干餾,即隔絕空氣加強(qiáng)熱,使煤分解為焦炭、煤焦油、煤氣等有用的物質(zhì)。(干餾是化學(xué)變化)
從油井中開(kāi)采出來(lái)的石油叫做原油,是一種黏稠狀的液體。石油中主要含有碳和氫兩種元素。將石油加熱煉制,利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同,將它們分離,可得到不同的產(chǎn)品,使石油得到綜合利用。
一些城鎮(zhèn)的家庭用一種罐裝液化石油氣作燃料,它是石油化工的一種產(chǎn)品。液化石油氣是經(jīng)加壓后壓縮到鋼瓶中的,瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)是大氣壓強(qiáng)的7 ~8倍。
石油——“工業(yè)的血液”
石油中主要含碳、氫元素。
汽車(chē)尾氣中的污染物:CO、未燃燒的碳?xì)浠衔铩⒌难趸、含鉛化合物和煙塵。
利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同,可以將石油分餾,使石油中各成分分離。(分餾是物理變化)
由石油煉制的部分產(chǎn)品和主要用途:溶劑油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油、石蠟、瀝青。
化學(xué)燃料的利用--天然氣
在有石油的地方,一般都有天然氣存在。天然氣主要含有由碳和氫組成的氣態(tài)碳?xì)浠衔?其中最主要的是甲烷(CH4)。
在池沼的底部常含有甲烷,通常也把池沼中的氣體稱(chēng)為沼氣。把秸秤、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發(fā)酵,就可產(chǎn)生甲烷,用作燃料。
化學(xué)燃料的利用--合理利用與開(kāi)發(fā)化石能源
人類(lèi)目前所消耗的能量主要來(lái)自化石能源,而化石能源的形成需要經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年。資源是有限的,隨著人們對(duì)化石能源的使用量日益增長(zhǎng),化石能源正越來(lái)越難以滿(mǎn)足于人類(lèi)的需求。
氧氣不充足時(shí),燃料中的碳不能充分燃燒,產(chǎn)生黑煙,并生成CO等物質(zhì),使燃料燃燒的利用率降低,浪費(fèi)資源,且污染空氣。所以,控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒,對(duì)于節(jié)約能源非常重要。使燃料充分燃燒通?紤]兩點(diǎn):一是燃燒時(shí)要有足夠的空氣;二是燃料與空氣要有足夠大的接觸面。如果能有效地提高煤等化石燃料的燃燒利用率,就相當(dāng)于延長(zhǎng)了化石能源的使用期限。
在人們擔(dān)心化石能源將被耗盡的時(shí)候,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底埋藏著大量可燃燒的“冰”——“可燃冰”,其中主要含有甲烷水合物?扇急鶎⒊蔀槲磥(lái)新能源,但目前在開(kāi)采技術(shù)上還存在著困難。
可燃冰:科學(xué)家們?cè)诤5装l(fā)現(xiàn)了大量可燃冰,它是一種甲烷水合物,是甲烷與水在低溫高壓下形成的。
可燃冰的優(yōu)點(diǎn):能量高、熱值大,是替代化石燃料的新能源。
可燃冰的缺點(diǎn):如果在開(kāi)采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中,會(huì)造成更加嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。
使用燃料對(duì)環(huán)境的影響
燃料的使用,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,給人們的生活帶來(lái)了很多便利。但是,在利用化石燃料造福人類(lèi)的同時(shí),也帶來(lái)了一些問(wèn)題,如對(duì)環(huán)境造成的不良影響、造成資源枯竭等;剂先紵斐煽諝馕廴荆饕幸韵聨追矫嬖:
燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃燒時(shí),產(chǎn)生空氣污染物如二氧化硫等;
燃料燃燒不充分,產(chǎn)生一氧化碳等;
未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤苛、塵粒等排放到空氣中形成浮塵。
煤燃燒時(shí)排放出二氧化硫( SO2)、二氧化氮( NO2)等污染物。這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應(yīng)后的生成物溶于雨水,會(huì)形成酸雨。這一問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注和重視,目前,我國(guó)已大力推廣使用脫硫煤,很多地方已用天然氣來(lái)替代煤。
能源的利用和開(kāi)發(fā)
隨著人類(lèi)對(duì)能源的需求量日益增長(zhǎng),化石燃料等不可再生能源面臨枯竭的危險(xiǎn),化石燃料對(duì)環(huán)境的影響也不容忽視。所以,開(kāi)發(fā)和利用新能源成為越來(lái)越迫切的要求。
氫氣作為能源,越來(lái)越受到人們的關(guān)注。氫氣本身無(wú)毒,完全燃燒放出的熱量約為同質(zhì)量甲烷的兩倍(液氫完全燃燒約為同質(zhì)量汽油的3倍),且燃燒后的產(chǎn)物是水,不污染空氣。所以,它被認(rèn)為是理想的清潔、高能燃料。目前,作為高能燃料,液氫已應(yīng)用于航天等領(lǐng)域;作為化學(xué)電源,氫氧燃料電池已經(jīng)被應(yīng)用,如用作汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電源等。
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