合理利用化学能源化学教材学习课件PPT

【思路点拨】烃不完全燃烧会生成碳单质或CO，汽 缸内电子点火使N2和O2反应生成NO，另有汽油中的硫生 成SO2。
【自主解答】(1)己烷完全燃烧可生成CO2和H2O，不完全 燃烧则有C或CO等大气污染物生成。
(2)发动机气缸内因电子点火使N2和O2反应，化学方程式
为N2+=放O=电2= 2NO，同时汽油中的硫燃烧生成SO2。 (3)CO=和NO反应，生成两种气体，其中可以参与植物的光
答案：(1)低燃料消耗和低排放、低污染 (2)从电池的正极输进氧气或空气，负极输进燃料如甲醇、 氢气等，通过电池内发生的化学反应将燃料的化学能转化 为电能，能量转化率高，环保 (3)原料来源广，易燃烧，热值高而且没有灰渣和废气，不 会污染环境 制取氢气耗能大，成本高，储存和运输困难， 安全性低，加氢站建设投资大等(回答一项即可)
(3)①沼气的主要成分是CH4，其燃烧方程式： CH4+2O点2燃 CO2+2H2O
②由沼气的制备、成分及意义即可作答。 答案：(1)C3H8+5O点2燃 3CO2+4H2O 1.82×105 L
(2)冬天气温低，丁烷等容易液化 (3)①CH4+2O点2燃 CO2+2H2O
②a、b、c、d
汽车尾气及处理 【典例1】汽车作为曾经推动人类文明向前跃进的现代社会 产物，在给人类生活带来便捷舒适的同时，对自然生态环 境也带来了害处，它是城市空气的重要污染源之一。 (1)车用汽油是由多种烃组成的混合物，写出己烷完全燃烧 的方程式________________________________________。 若燃烧不完全会产生______和______等大气污染物。 (2)汽车尾气中的大气污染物除(1)中所述，还有(写化学 式)__________、__________。

探究新知
使用化石燃料带来了哪些问题呢？
探究新知
使用燃料对环境的影响
• 1、煤的燃烧
碳元素 硫元素 氮元素
CO 有毒气体
CO2 温室效应 SO2 酸雨 NO2
回忆：煤中主要含哪种元 素，可能还含哪些元素？
未燃烧的碳氢化合 物及炭粒、尘粒
浮尘
思考：煤燃烧后生成哪 些物质？
探究新知
酸雨的形成过程
PH小于5.6
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
探究新知
其他新能源
太阳能电池
探究新知
风能
探究新知
三峡大坝
水力发电
探究新知
西藏洋八井地热田
地热的利用
课堂总结
1.保护环境，应选择使用对环境污染少或不污染的能源. 2.在化石能源中，天然气是比较清洁的燃料. 3.应使用和开发化石能源以外的清洁能源，综合利用资 源和开发新能源具有重要意义．
探究新知
目前我们常用的化石燃料，资源有限，燃 料资源的开发会破坏环境，作为一种反应 物，会不断的被消耗，所以需要合理开发 并寻找新能源来代替化石燃料。
探究新知
可燃冰燃烧图
可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天 然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而 成 的 “ 冰 块 ” 。 “ 冰 块 ” 里 甲 烷 占 80%99.9% ， 可 直 接 点 燃 ， 燃 烧 后 几 乎 不 产 生 任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要 小得多。西方学者称其为“21世纪能源” 或“未来能源”。
下表是我国2009年化石燃料储量及年产量：
（1）请计算大约多少年后我国的石油和天然气将被 耗尽，并填入表中：
石油 天然气
煤
基础储量

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2．煤的分类
据含碳量多少___烟 褐___无___煤煤___烟______煤__含 含__碳 碳含7500碳%%9～ ～5%8700左%%右 _泥__煤___含碳50%～60%
3．煤的应用 (1) 以 煤 做 家 用 燃 料 ， 一 般 是 烧 __煤__球__ 或 __蜂__窝__煤___ ， 其 主 要 成 分 有 __煤__粉__、__黏__土__和__水___。 (2)煤是人们在生产中使用的主要固体燃料，目前煤在我国仍为第一能源，
(2)用途：除了用于_点__灯___、_做__饭___、发电外，还可用做__农__用__汽__车__和__拖__拉__机____ ___的__燃__料_____。
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3．燃烧液化石油气的炉灶能否直接用来燃烧天然气？ 【提示】 不能。液化石油气主要成分是丙烷、丁烷，天然气主要成分为 甲烷，燃烧时耗氧量不同。液化石油气燃烧耗氧多，若改烧天然气应减少空气 进量或加大天然气进量。
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以煤为原料制成的气体燃料的比较 【问题导思】 ①以煤为原料可以制成几种气体燃料，在组成成分上有何共同点？ ②以煤为原料，获取三种气体燃料的方式有何不同？ ③煤气化后的气体燃料做能源物质有何优缺点？ 【提示】 ①以煤为原料可以制成发生炉煤气、水煤气、干馏煤气三种气体 燃料，它们中都有 CO。
料 ①洁净，燃烧不会产生烟尘污染 优点 ②热效率高、价格低廉 ③使用方便 ①易燃易爆，容易发生事故 缺点 ②发生炉煤气、水煤气、干馏煤气易引起人体中毒
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历史悠久的燃料——煤
1.煤的组成
煤物所质含类元型素：：_主有__要机__含化__有合___物碳______和元素__无，__机此__物外__还_组含成有的少复量杂的的混合物 __硫__、__磷__、__氢__、__氮__、__氧__、____硅、铝、钙、铁等元素

煤的干馏
化学变化
煤的综合利用 P139
2、石油
Hale Waihona Puke 石油的炼制：分馏从油井中开采出来的石油
叫做原油，是一种黏稠状的液
体。石油中主要含有碳和氢两 石 分馏 种元素。将石油加热炼制，利 油
用石油中各成分的沸点不同，
将它们分离。
物理变化
石油的综合利用 P139
3.天然气 混合物
天然气的主要成分是甲烷（CH4)。 实验7-4：观察甲烷气体及其燃烧
破坏森林
腐蚀雕像
防治措施：我国已大力推广使用脱硫煤，天然气来替代煤。
汽车尾气污染
天然气
乙醇（C2H,OH)俗称酒精，可通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸
馏而得到。乙醇在空气中燃烧时放出大量的热，可用作酒精灯、内燃
机等的燃料。（属于可再生能源）
点燃
C2H5OH + 3O2 === 2CO2 + 3H2O
冶
发
炼
电
金
属
做饭
烧制陶瓷
取暖
爆破
二、化石燃料的利用
三大化石燃料
目前人们使用的燃料大多来自化石燃料如 煤、石油 和天然气等。化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复 杂变化而形成的，是不可再生能源。
谈一谈化石燃料的形成过程。
煤 的 形 成
石油 和天 然气 的形 成
1、煤
煤是复杂的混合物，主要含碳元素，此 外，还含有氢元素和少量氮、硫、氧元素以 及无机矿物质。将煤作为燃料，主要是利用 碳元素与氧反应所放出的热量。
物理性质：无色无味的气体，密度比空气 小，难溶于水。
现 象：甲烷燃烧产生蓝色火焰，放热， 烧杯壁上出现水珠，澄清石灰变浑浊
点燃

能源利用
通过化学反应提高能源的利用 效率，如催化剂可以加速化学 反应速率，提高能源的利用率 。
新能源开发
利用化学原理和方法开发新的 能源形式，如太阳能电池利用 光电效应将太阳能转换为电能
。
6
02
化学反应与能源转换
2024/3/26
7
化学反应中能量变化
化学反应中的能量变化表现为吸热或放热，与反应物和生成物的总能量差有关。
随着光伏材料性能提升和制造成本降低，太阳能光伏技术将成为主导未
来能源领域的重要技术之一。
02
风能发电技术
风能作为一种清洁、可再生的能源，其发电技术将不断完善，并在全球
范围内得到广泛应用。
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03
氢能及燃料电池技术
随着氢能储存、运输和应用技术的不断突破，以及燃料电池性能的提高
和成本的降低，氢能及燃料电池技术将在未来能源领域占据重要地位。
化学反应的焓变（ΔH）表示反应过程中的能量变化，正值表示吸热，负值表示放热 。
化学反应中的能量变化可以通过实验测定，如量热法、光谱法等。
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燃烧反应与热能转换
燃烧反应是一种放热反应，通常 涉及氧气与可燃物的反应，产生
热能和光能。
热能转换是指将燃烧产生的热能 转换为其他形式的能量，如机械
煤炭液化技术
将煤炭转化为液体燃料， 如煤制油、煤制甲醇等， 实现煤炭的高效利用。
洁净煤技术
采用先进的燃烧和污染控 制技术，减少煤炭燃烧产 生的污染物排放。
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石油清洁高效利用技术
石油炼制技术
通过蒸馏、裂化、重整等工艺， 将原油转化为各种石油产品，如
汽油、柴油等。
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石油天然气勘探开发与加工
油气藏形成与分布
石油和天然气是在地下一定温度 和压力条件下形成的烃类混合物 ，其分布受地质构造、沉积环境
等多种因素影响。
油气勘探技术
包括地质调查、地球物理勘探、钻 探等多种手段，用于确定油气藏的 位置、规模和性质。
油气加工与利用
石油经过炼制可得到汽油、柴油、 润滑油等多种产品，天然气则主要 用于发电、化工、民用等领域。
钠资源丰富，成本较低 ，但钠离子电池能量密 度和循环寿命有待进一 步提高。
固态电池
使用固态电解质代替液 态电解质，可提高电池 安全性和能量密度，但 目前仍存在界面电阻大 、生产成本高等问题。
金属空气电池
具有高能量密度和环保 等优点，但金属负极在 充放电过程中容易腐蚀 和枝晶生长，影响电池 循环寿命和安全性。
水力发电类型
坝式水电站、引水式水电站、潮汐水 电站等。
海洋能开发
利用海洋中的波浪能、潮汐能、海流 能等可再生能源进行发电的技术。
海洋能开发技术
波浪能转换技术、潮汐能转换技术、 海流能转换技术等。
05
核能开发与利用
核裂变反应原理及核电站运行
核裂变反应原理
重核分裂成两个或多个中等质量原子核的过程，释放大量能量。
核电站运行
利用核裂变反应产生的热能，通过热交换器将热能转化为电能。
核电站类型
包括压水堆、沸水堆、重水堆等多种类型，各有其特点和适用场景 。
核聚变反应研究现状及前景展望
01
核聚变反应原理
轻核聚合成重核的过程，释放巨 大能量，是太阳等恒星发光发热 的能源。
研究现状
02
03
前景展望
目前核聚变反应尚未实现商业化 应用，但各国科学家仍在持续研 究。

（2）为防止煤矿瓦斯爆炸应采取的措施是______；
（3）如果家里发生天然气泄漏，下列应急措施
可行的是（
）
A立即打开排气扇抽风 B 打开门窗通风
C 立即拨打电话求助
D检查并关闭气源阀门
讨论：根据上述实验，试说明酸雨可能对 环境造成什么样的破坏，应采取怎样的防 止和保护措施？
农业 桥梁
人体健康
森林 文物
来源
高粱、玉米和薯类等经过发酵、 蒸馏可得乙醇，属于可再生能源
使用乙醇的优点
１、减少空气污染，提高城 市空气质量
２、节约不可再生能源石油， 充分利用可再生能源
３、解决粮食过剩，提高农 民种田积极性
2、氢气
氢气
化学式
燃烧反应的 化学方程式
H2
2 H2 + O2 =点==燃2 H2O
特点 燃烧产物无污染，是最清洁的燃料
（2）天然气主要成分燃烧的化学方程式______________; （3）推行这项改革有什么重要 意义 _________________;
3、最近网上报道
①2004年4月30日，山西某煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，死亡36人 ② “西气东输”工程进展迅速，许多地区都用上了优质天然气。
（1）“瓦斯、天然气”的主要成分是________;
下图是某环保组织监测到的位于广州市一主 干道交叉口处空气中CO含量随时间变化的曲线， 横坐标表示北京时间0~24时，纵坐标表示CO的 含量。
a、你从此监测结果中获得了什么信息？ b、分析造成这种情况的原因。
CO的含量
0 6 12 18 24 时间
2、石油——工业的血液
1、节约能源 2、提高燃料的利用率 3、开发和利用新能源
二、使用和开发新的燃料及能源

两个电极反应相加,即得总反应
外电路:电子由 Zn 片经 导线流向 Cu 片; 内电路:SO42-移向 Zn 片 (负极); Cu2+移向 Cu 片(正极)
负极:Zn-2e- Zn2+ 正极:Cu2++2e- Cu 总反应:Zn+Cu2+ Zn2++Cu
问题导学 即时检测 一 二
二、认识几种电池
活动与探究 根据下列氧化还原反应设计一个原电池:2FeCl3+Fe
原电 池的 电极 反应
负极:失去电子,氧化反应 正极:得到电子,还原反应
续表
实例
Zn 片——负极 Cu 片——正极
负极:Zn-2e- Zn2+ 正极:Cu2++2e- Cu
问题导学
原电 池中 的电 荷流 向和 电流 流向 原电 池中 的电 极反 应与 总反 应的 关系
即时检测 一 二
外电路:电子由负极流向正极,电 流方向相反 内电路:阴离子移向负极,阳离子 移向正极,电流由负极流向正极
;电解质溶液 Y 是 。
(2)银电极为电池的
极,发生的电极反应
为
;X 电极上发生的电极反应为
。
(3)外电路中的电子是从
电极流向
电极。
答案:(1)铜 AgNO3 溶液
(2)正 Ag++e- Ag Cu-2e- Cu2+
(3)铜 银
问题导学 即时检测 一 二
知识要点
实例
原电池 将化学能转化为电能的 的概念 装置
1.掌握原电池的反应原理。 2.理解化学电池的表示方法
目标导航
预习引导
一、电池是怎样工作的 1.原理(以铜锌原电池为例)