第七單元能源的合理利用與開發課題2化石能源的合理利用能源是人類活動的基礎能源發展與人類文明進步原始社會草木燃料農耕時代自然動力工業時代化石燃料調查與研究1.請調查家中目前使用的燃料，及使用燃料的爐具、灶具情況。柴火灶煤爐液化氣灶及液化氣罐柴草煤液化石油氣天然氣調查與研究2.按照燃料的狀態、形成、是否可再生、是否清潔對家用燃料進行分類，并從環保、熱值等分析家用燃料的變遷原因。狀態形成是否可再生是否清潔柴草固體一年或多年能再生較清潔煤固體幾十萬年幾百萬年不能再生不清潔液化氣氣體由幾十萬年幾百萬年形成的石油加工而成不能再生不清潔天然氣氣體幾十萬年幾百萬年不能再生清潔化石能源也被稱為化石燃料煤石油（原油）天然氣煤、石油和天然氣等化石能源是由古代生物的遺骸經一系列復雜變化形成的，是

。不可再生能源一、化石能源的利用yi一1.煤和石油煤燃燒煤是復雜的混合物，主要含有碳元素，此外還含有氫、氧、氮、硫等元素。+熱量煤的綜合利用通過將煤隔絕空氣加熱熱分解或煤與其他物質反應來實現，由此得到許多有用的物質，如焦炭、煤焦油、煤氣等。煤氣是由一氧化碳、氫氣和甲烷等組成的混合氣體，可用作居民生活燃氣和化工原料。煤的綜合利用是什么變化？煤的綜合利用是化學變化石油主要含有碳和氫兩元素。原油石油的綜合利用將石油加熱并使用催化劑煉制，再利用各成分沸點不同進行分離，可得到多種燃料和化工原料，使石油得到綜合利用。液化石油氣易燃易爆，其鋼瓶內壓強較大，使用時要注意安全。石油的綜合利用的部分產品2.天然氣大慶石油渤海油田天然氣主要含有由碳和氫組成的氣態碳氫化合物，其中主要成分是甲烷（CH4）利用天然氣熬制井鹽我國是世界上最早利用天然氣的國家。明代宋應星所著的《天工開物》記載了無果古代勞動人民利用天然氣熬制井鹽。【實驗7-2】（1）點燃甲烷，在火焰的上方罩一個干燥的燒杯，觀察現象。點燃甲烷前，要先檢驗甲烷的純度。（2）迅速把燒杯倒過來，向燒杯內注入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現象。如何設計實驗證甲烷中含有氫、氧兩種元素？【實驗7-2】實驗編號現象化學方程式（1）甲烷燃燒，燒杯內壁出現無色液滴（2）燒杯中的澄清石灰水變渾濁甲烷燃燒及其產物的檢驗沼氣可燃冰沼氣的主要成分是甲烷。把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發酵，就會產生沼氣，可用作燃料。可燃冰是在高壓和低溫條件下形成的，主要成分是甲烷水合物，具有熱值高、儲量大等優點，有望成為未來新能源。204060煤石油天然氣思考與討論后將可能沒有可開采的煤、石油和天然氣。在右圖中表示你的估算結果，并談談你對化石能源使用與開發的看法。如果按下表所示的化石能源儲量和年產量，估算大約多少年化石能源儲量年產量煤2079億噸41.3億噸石油36.89億噸1.99億噸天然氣63393億m32075.8億m3化石能源可能得開采年限50.3318.5430.531.下列關于化石能源的敘述中，不正確的是(）A.煤可用于發電B.石油煉制可得到多種產品C.天然氣的主要成分是甲烷D.化石能源只能通過燃燒加以利用4.秸稈等生物質可用于生產乙醇等生物質能源。下表給出了乙醇、石油燃燒時釋放的能量和二氧化碳的數據。請結合以上數據，分析這兩種能源各自的優勢：

能源釋放的能量/（kJ.g-1)釋放的二氧化碳/（mg.kJ-1)乙醇29.764石油43.773二、降低化石能源的利用對環境的影響數據來源：電力規劃設計總院《中國能源發展報告2023》2022年我國各項能源一次消費結構占比我國能源現狀利：改善生活弊：環境問題如何降低化石能源的利用對環境的影響日益引起人類的重視。活動一：化石能源燃燒對空氣造成的污染、對氣候的影響想一想：結合可燃物組成分析，燃料在發生化學反應時元素發生了怎樣的變化？燃料種類組成木柴C、H、O等煤C、H、O、S、N等液化石油氣C、H等天然氣C、H等可燃物＋氧氣溫度達到著火點生成物＋能量含有元素S＋O2NHOCO2COSO2NO2H2OC氣候變暖大氣污染物酸雨煤、汽油、柴油燃燒時產生的二氧化硫、氮的氧化物，這些氣體或氣體在空氣中發生反應后的生成物溶于雨水，形成酸雨（pH＜5.6）酸雨的危害①酸雨汽車發動機燃燒室燃料燃燒汽車使用的汽油或柴油燃燒時產生的

等，會隨尾氣直接排放到空氣中，造成污染;大量化石能源燃燒釋放的二氧化碳會引起溫室效應加劇，導致全球變暖;等等。一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物和煙塵②.汽車尾氣活動二、調控燃燒反應減少對環境的負面影響想一想：如何減少空氣污染物CO的產生？煤改氣提供充足O2煤塊煤球蜂窩煤增大接觸面想一想：如何減少空氣污染物SO2的產生？加入固硫劑制成型煤使用脫硫煤煙氣脫硫煤改氣煤改電煤改氣煤改電截至2024年6月，西氣東輸管道系統累計向長三角地區輸送天然氣突破5000億立方米，折合替代標煤6.45億噸，可減少排放二氧化硫1272萬噸、二氧化碳7.31億噸和粉塵3.62億噸。完善調控燃燒反應模型可燃物＋氧氣溫度達到著火點生成物＋能量去除或減少污染元素降低碳含量替換其他能源將污染物轉化后排放獲得理想產物增大接觸面積提供足量氧氣使燃燒更充分調控反應速率活動三、應用調控燃燒反應模型解決實際問題想一想：如何減少汽車尾氣的污染？發動機中燃料充分燃燒高壓燃油嘴（噴射霧狀燃油）汽車渦輪增壓器，提高發動機進氣能力噴油嘴暢通霧化表現改進汽車發動機的燃燒方式汽車尾氣凈化裝置三元催化器催化劑＋＋使用催化凈化裝置，加大尾氣檢測力度推廣使用電動汽車北京冬奧會使用的氫燃料客車我國研制的氫能源市域列車隨著能源消耗量的增長，化石能源對環境的影響越發突出。同時，人類巨大的能源需求也使化石能源面臨枯竭的危險。因此，開發和利用新能源已成為人類的迫切需求，熱值高零排放無污染氫氣是清潔的高能燃料2024年5月3日，長征五號遙八運載火箭成功發射嫦娥六號探測器。我國研制的大推力氫氧火箭發動機長征五號采用液氧液氫低溫推進劑排水法收集氫氣向上排空氣法收集氫氣實驗室制取氫氣工業上一般通過電解水或以化石能源為原料制取氫氣。目前，由于氫氣大量制取和儲運成本較高，氫氣在生產和生活中還未能廣泛應用。隨著科技的發展，氫能源的開發和利用已取得很大進展，氫氣將來可能成為主要的能源之一。我國能源消費結構的變化趨勢能源正在向清潔低碳方向轉變我國能源的未來太陽能風能地熱能潮汐能核能生物質能開發和利用其他能源我國已建成世界最大規模的清潔發電體系可再生能源規模化利用創新技術——可再生能源制氫將不穩定的可再生能源轉化為穩定的氫能進行利用，解決可再生能源間歇性強、波動性快的難題。光伏電解水制氫風電制氫核能制氫可再生能源規模化利用創新技術——儲能壓縮空氣儲能電化學儲能未來能源將向著多元化、低碳化、智能化、多極化發展可再生能源逐步成為能源結構主體，化石能源作為輔助2.從環境保護的角度考慮，下列燃