課題2 燃料的合理利用和開發(fā)一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 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，其表現(xiàn)為熱量的變化。有些反應(yīng)是放熱的，如物質(zhì)的燃燒、鎂與鹽酸反應(yīng)、中和反應(yīng)等，這稱為放熱現(xiàn)象；有些反應(yīng)是吸熱的，如CO2在高溫條件下與炭反應(yīng)等，這稱為吸熱現(xiàn)象。人類生活對(duì)能量的利用：生活燃料的利用：如做飯、取暖等；利用燃燒產(chǎn)生的能量：如發(fā)電、冶金、發(fā)射火箭等；爆炸產(chǎn)生的能量：如開山炸石等；食物在體內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出熱量，可維持體溫供給日?；顒?dòng)所需的能量。二、 三大化石燃料： 煤、石油、天然氣（均為混合物，并且均為不可再生能源）1、煤“工業(yè)的糧食”（1）煤中主要含碳元素。（2）煤燃燒排放的污染物：SO2、NO2、CO、煙塵等。（SO2、NO2可導(dǎo)致酸雨）（3）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（屬于化學(xué)變化），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）2、石油“工業(yè)的血液”（1）石油中主要含碳、氫元素。（2）汽車尾氣中的污染物：CO、未燃燒的碳?xì)浠衔?、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵。（3）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）（4）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。3、天然氣（1）天然氣的主要成分是甲烷（沼氣）。（2）甲烷是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物、相對(duì)分子質(zhì)量最小的有機(jī)物。（3）甲烷的物理性質(zhì)：無色無味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。（4）甲烷的化學(xué)性質(zhì)：可燃性。u 甲烷燃燒的化學(xué)方程式：CH4+2O2CO2+2H2O（甲烷燃燒會(huì)產(chǎn)生明亮的藍(lán)色火焰。） （5）在我國(guó)農(nóng)村，使用沼氣的好處如下： 可以解決生活用燃料問題； 改善農(nóng)村環(huán)境、衛(wèi)生狀況； 提高肥效。（6）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。u 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?？扇急娜秉c(diǎn)：如果在開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)。4、 使燃料充分燃燒 （1）方法 加大空氣的量； 增大燃料與空氣的接觸面積。 實(shí)例：將塊狀的煤加工粉碎成煤粉，或者制成蜂窩煤等。（2）燃料充分燃燒的意義： 使有限的能源發(fā)揮最大的作用（放熱多、節(jié)省能源）； 降低環(huán)境污染的程度。（3）燃料不充分燃燒的后果： 使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量減少，浪費(fèi)資源； 產(chǎn)生大量的CO等物質(zhì)，污染空氣。三、使用燃料對(duì)環(huán)境的影響1、酸雨 煤燃燒時(shí)排放出SO2、NO2等污染物，這些氣體或氣體在空氣中反應(yīng)后的生成物溶于雨水，會(huì)形成酸雨。（1） 來源：含硫煤的燃燒、工廠廢氣、汽車尾氣等排放的氮、硫的氧化物。（2） 酸雨形成的反應(yīng)原理：SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4（3） 酸雨的危害： 腐蝕大理石建筑、鋼鐵制品； 污染江河湖海，使土壤酸化； 影響水中動(dòng)植物生長(zhǎng)，破壞森林、農(nóng)作物的生長(zhǎng)。 直接危害人體健康，甚至使人死亡。（4） 防治燃料燃燒造成的空氣污染酸雨的防治： 工廠廢氣處理后排放； 減少含硫煤的使用或使用脫硫煤； 改善汽車用燃料（如壓縮天然氣CNG和液化石油氣LPG）； 減少煤、石油等化石燃料的燃燒，大力開發(fā)使用新燃料、新能源。減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染 改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式，以使汽油能夠充分燃燒； 使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)； 使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。2、汽車用燃料的燃燒汽車用燃料是汽油或柴油，它們?nèi)紵龝?huì)產(chǎn)生一氧化碳、氮的氧化物和未燃燒的碳?xì)浠衔?、含鉛化合物、煙塵等，合稱尾氣。排入空氣中，會(huì)對(duì)空氣造成污染，損害人體健康。為減少汽車尾氣對(duì)空氣的污染，需采?。?改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒方式，使燃料能充分燃燒； 使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體； 使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放； 加大檢測(cè)尾氣的力度，禁止未達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路； 改用壓縮天然氣（CNG）或液化石油氣（LPG）或乙醇汽油（是一種混合物）作燃料，以減少對(duì)空氣的污染。3、化石燃料的燃燒，造成對(duì)空氣污染的原因燃料中某些元素如硫等燃燒時(shí)，產(chǎn)生空氣污染物SO2等；燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳；未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤剂！m粒等排放到空氣中。四、使用和開發(fā)新的燃料及能源酒精（化學(xué)式C2H5OH）：是一種有機(jī)物。酒精的制?。涸希焊吡?、玉米、薯類等；生產(chǎn)方式：發(fā)酵、蒸餾。性質(zhì)：無色透明有特殊氣味的液體，能與水以任何比例互溶。在空氣中能燃燒，放出大量的熱量： C2H5OH + 3O2 點(diǎn) 然2CO2 + 3H2O用途：用作酒精燈、內(nèi)燃機(jī)等的燃料。它屬于可再生能源。點(diǎn)燃?xì)錃庑再|(zhì)無毒，極易燃燒。燃燒時(shí)放出大量熱量：化學(xué)方程式：2H2 + O2 =2H2O 是最清潔的燃料，由于制取成本高和貯存困難，作為燃料暫時(shí)還不能廣泛使用.是最理想的能源：燃燒時(shí)放出的熱量大、產(chǎn)物是水無污染、原料來源廣泛。能源展望：正在利用和待開發(fā)的新能源有：太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能等?