化石能源的合理利用課件九年級化學(xué)人教版（2024）上冊23

第七單元能源的合理利用與開發(fā)課題2化石能源的合理利用學(xué)習(xí)目標(biāo)0201認(rèn)識常見的化石燃料，知道化石能源是人類重要的自然資源，對人類生活起著重要作用了解降低化石能源利用對環(huán)境影響的方法和措施，意識到開發(fā)新能源的意義，初步應(yīng)用元素觀、變化觀等化學(xué)觀念和科學(xué)探究方法解決問題通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識甲烷和氫氣的燃燒，學(xué)習(xí)氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法,了解氫能源等新能源，提升信息獲取和加工能力，理解開發(fā)新能源的重要性認(rèn)識化學(xué)與技術(shù)、社會和環(huán)境的關(guān)系，形成可持續(xù)發(fā)展的觀念0403新課導(dǎo)入汽車尾氣排放霧霾中的東方明珠想一想造成這種現(xiàn)象的主要原因是什么？工業(yè)廢氣排放酸雨腐蝕森林新課導(dǎo)入“不見炊煙起，但聞飯菜香。”隨著時代的發(fā)展，人們開始用天然氣代替了柴草做飯，告別了傳統(tǒng)的“煙熏火燎”。甲烷你知道天然氣的成分是什么嗎？

目前，人類利用的能量大多來自化石能源，如煤、石油和天然氣等。這些化石能源及其加工后的產(chǎn)品常被用作燃料，因此化石能源也被稱為化石燃料。那么，化石能源是如何被利用的？如何在利用化石能源的同時保護(hù)好我們的生存環(huán)境？一、化石能源的利用煤石油天然氣可再生能源

2020年中國能源結(jié)構(gòu)示意圖一、化石能源的利用化石能源——煤、石油、天然氣由古代生物的遺骸經(jīng)過一系列復(fù)雜變化而形成，又叫化石能源，是不可再生能源。一、化石能源的利用煤是成分復(fù)雜的混合物，主要含碳元素還含有氫、氧、氮、硫等元素1.煤和石油煤的形成植物植物枯萎植物等被埋于土中，經(jīng)長期復(fù)雜變化形成煤將煤作為燃料，主要是利用碳與氧氣反應(yīng)所放出的熱量。一、化石能源的利用煤干餾煉焦焦炭—冶金工業(yè)的重要原料煤焦油—重要的化工原料煤氣（CO、H2、CH4等的混合氣體）—燃料加強(qiáng)熱、隔絕空氣化學(xué)變化煤干餾后的綜合利用，既可以充分利用煤資源，還可以極大地減少污染。一、化石能源的利用一、化石能源的利用石油也是復(fù)雜的混合物，主要含有碳和氫兩種元素。將石油加熱并使用催化劑煉制再分餾，可得到多種產(chǎn)品，使石油得到綜合利用。原油石油、天然氣的形成海洋生物死亡動植物遺骸被層層沙泥掩埋經(jīng)復(fù)雜變化形成石油和天然氣一、化石能源的利用石油——工業(yè)的“血液”主要含C、H，含有少量S、N、O等石油分餾物理變化原理：利用各成分的沸點(diǎn)不同。液化石油氣是石油化工的一種產(chǎn)品，加壓后可儲存在鋼瓶中，一般作為燃料使用。一、化石能源的利用天然氣：有石油的地方就有天然氣(主要成分甲烷)渤海油田大慶油田《天工開物》記載的利用天然氣熬制井鹽示意圖(局部)天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳?xì)浠衔铮渲兄饕某煞质羌淄椋–H4）。甲烷的物理性質(zhì)：①通常狀況下為無色、無氣味的氣體②極難溶于水③密度比空氣小一、化石能源的利用實(shí)驗(yàn)7-2(1)點(diǎn)燃從導(dǎo)管放出的甲烷，在火焰上方罩一個干燥的燒杯，過一會兒，觀察現(xiàn)象。(2)一段時間后，迅速把燒杯倒轉(zhuǎn)過來，加入少量澄清石灰水，振蕩。甲烷的化學(xué)性質(zhì)：可燃性一、化石能源的利用一、化石能源的利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式(1)(2)燒杯內(nèi)壁有無色液滴產(chǎn)生澄清石灰水變渾濁CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2OCH4+2O2

CO2+2H2O點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)結(jié)論：甲烷中含有氫元素和碳元素；甲烷具有可燃性，燃燒生成水和二氧化碳

在池沼的底部常含有甲烷，通常也把池沼中的氣體稱為沼氣。把秸稈、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。一、化石能源的利用海底埋藏著大量可燃燒的“冰”——可燃冰形成：在高壓和低溫條件下形成；主要成分：甲烷水合物；優(yōu)點(diǎn)：具有熱值高、儲量巨大等，有望成為未來新能源；弊端：如果開發(fā)和利用不當(dāng)，有可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和溫室效應(yīng)加劇等問題。一、化石能源的利用一、化石能源的利用思考與討論：如果按下表所示的化石能源儲量和年產(chǎn)量，估算大約多少年后將可能沒有可開采的煤、石油和天然氣。2021年我國化石能源儲量和年產(chǎn)量儲量

年產(chǎn)量煤2079億噸41.3億噸石油36.89億噸1.99億噸

天然氣63393億立方米2075.8億立方米≈50年≈18.5年≈30.5年煤石油天然氣年2060100140≈30.5≈18.5≈50合理開采化石能源，提高燃料利用率一、化石能源的利用二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響燃料的使用，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，也帶來了環(huán)境污染問題。森林受酸雨破壞雕像受酸雨腐蝕霧霾二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響化石燃料燃燒氣候變化空氣污染造成造成煤燃燒產(chǎn)生二氧化硫、氮的氧化物汽油、柴油不充分燃燒產(chǎn)生CO、煙塵等物質(zhì)形成酸雨尾氣排放、形成霧霾大量化石燃料燃燒釋放二氧化碳溫室效應(yīng)加劇，導(dǎo)致全球變暖化石燃料燃燒造成空氣污染的原因二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響化石燃料燃燒造成空氣污染的原因③未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤苛?、塵粒等排放到空氣中形成浮塵。①燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃燒時，產(chǎn)生空氣污染物如SO2等；②燃料燃燒不充分，產(chǎn)生CO等；汽車燃料的燃燒對空氣的影響（1）目前，多數(shù)汽車使用的燃料是汽油或柴油；（2）汽車燃料燃燒的的主要污染物有CO、未燃燒的碳?xì)浠衔?、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵等。（1）改進(jìn)發(fā)動機(jī)的燃燒方式，以使汽油能充分燃燒。（2）使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。（3）使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。（4）加大檢測尾氣力度，禁止未達(dá)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。減少汽車尾氣對空氣污染的措施有：二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響2CO+2NO===2CO2+N2催化劑汽車尾氣處理：二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響開發(fā)新能源——?dú)淠茉船F(xiàn)役推力最大的氫氧火箭發(fā)動機(jī)我國首列氫能源市域列車試跑成功二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響2H2+O2===2H2O點(diǎn)燃燃燒熱值高產(chǎn)物為H2O，無污染2H2O===2H2+O2通電原料來源廣理想的清潔、高能燃料特點(diǎn)：氫氣本身無毒，是無色無味氣體，難溶于水，密度最?。粯O易燃燒、放熱量大、燃燒產(chǎn)物是水；燃燒產(chǎn)物無污染，是最清潔的燃料。燃燒放出熱量是同質(zhì)量甲烷的兩倍或同質(zhì)量汽油的三倍是一種清潔的高能燃料。二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)特點(diǎn)來源面臨問題可燃性

2H2+O2

2H2O

點(diǎn)燃?xì)錃獗旧頍o毒、原料來源廣泛、熱值高、燃燒產(chǎn)物只有水，對環(huán)境無污染無色、無味的氣體，難溶于水，密度比空氣的小電解水或化石能源為原料大量制取成本高，貯存、運(yùn)輸困難還原性

H2+CuO

H2O+Cu△氫氣的概述二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響氫氣的實(shí)驗(yàn)室制取反應(yīng)原理：反應(yīng)藥品：鋅粒和稀硫酸。Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2排水法收集氫氣向下排空氣法收集氫氣H2難溶于水H2的密度比空氣小無色、無味的氣體，難溶于水，密度比空氣的小二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響氫氣的工業(yè)制備化石能源為原料制備氫氣電解水制備氫氣電解水制備氫氣制取成本高在生產(chǎn)和生活中未廣泛應(yīng)用隨著科技的發(fā)展，氫能源的開發(fā)和利用已經(jīng)取得很大進(jìn)展，有望成為主要能源之一。不純的氫氣遇明易會爆炸，難儲存，氫氣儲運(yùn)成本較高二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響太陽能風(fēng)能地?zé)崮芎四艹毕苌镔|(zhì)能二、

降低化石能源的利用對環(huán)境的影響浙江溫州灘涂光伏發(fā)電項(xiàng)目青海德令哈熔鹽光熱發(fā)電項(xiàng)目廣東陽江海上風(fēng)電項(xiàng)目福建福清“華龍一號”核電項(xiàng)目我國已建成世界最大規(guī)模的清潔發(fā)電體系課堂總結(jié)化石能源的合理利用降低化石能源的利用對環(huán)境的影響化石能源的利用推廣使用脫硫煤、天然氣代替煤提高燃料質(zhì)量改進(jìn)生產(chǎn)中使用的脫硫設(shè)備、改進(jìn)汽車發(fā)動機(jī)的燃燒方式等改進(jìn)使用技術(shù)化石能源：煤、石油、天然氣開發(fā)利用新能源氫氣、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、核能和生物質(zhì)能等混合物，不可再生資源能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、向低碳方向轉(zhuǎn)變習(xí)題訓(xùn)練1.全面推進(jìn)美麗中國建設(shè),加快推進(jìn)人與自然和諧共生，逐步實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，下列做法符合這一主題的是（）A.節(jié)假日大量燃放煙花爆竹增加節(jié)日氣氛B.防治霧霾，禁止使用化石燃料C.大力開發(fā)和利用太陽能、風(fēng)能等新能源D.為滿足社會用電需求，更多地進(jìn)行火力發(fā)電C2.從環(huán)境保護(hù)的角度考慮，下列燃料中最理想的是(

)

A.氫氣

B.煤炭

C.汽油

D.一氧化碳A習(xí)題訓(xùn)練3.

氫氣作為一種清潔、高能燃料，越來越受到人們關(guān)注。某小組同學(xué)設(shè)計(jì)下圖所示裝置制取氫氣并驗(yàn)證氫氣在空氣里燃燒?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器a的名稱是___

__。(2)圖①中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________。除采用圖示方法外，還可以用____________法收集氫氣。水槽Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑向下排空氣習(xí)題訓(xùn)練(3)點(diǎn)燃?xì)錃馇皯?yīng)先檢驗(yàn)氫氣的純度。操作：試管中的水排盡后，___________________________________________________；若發(fā)出______________，表明氣體不純。(4)如圖②，在尖嘴管管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，上方罩一個冷而干燥的小燒杯。觀察到的現(xiàn)象：純凈的氫氣在空氣中安靜燃燒，___________________________用拇指堵住試管口，移至酒精燈火焰處，松開拇指點(diǎn)火尖銳的爆鳴聲產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水霧習(xí)題訓(xùn)練4.人類目前消耗的能源主要來自化石燃料。(1)