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1、第1节 能源的综合利用 班级 姓名_一化石燃料及其对环境的影响1化石燃料：主要是指埋藏在地下不能再生的燃料资源，主要包括了煤、石油、天然气等。（1）天然气：主要成分甲烷，化学式CH4，俗名沼气，无色无味气体，密度比空气小，难溶于水，有可燃性是较为清洁的燃料。西气东输，输送的就是天然气天然气主要成分为甲烷。甲烷在海底等高压、低温环境下可得天然气的水合物（CH4·nH2O ），俗称“可燃冰”，可燃冰储量丰富，但开采运输困难。（2）煤主要成分为碳，是多种固体的混合物。还含有氢、氧、氮、硫等元素。煤又被称为“工业的粮食”。煤综合利用方法为干馏或炼焦，具体措施为将煤隔绝空气加强热，是化学变化。
2、煤干馏的产物有A焦炭（固）：炼铁原料B煤焦油（液）：重要化工原料C 焦炉煤气（气）：燃料。煤的气化：把煤加工成气态燃料或化工产品。C + H2O = CO +H2 (生产水煤气）（3）石油的主要成分为碳、氢元素组成的多种有机物，被誉为“工业的血液”。石油综合利用方法为分馏，具体措施为利用石油中各成分的沸点不同进行分离，是物理变化。石油分馏产物有：石油气、汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青等。每种油的沸点和着火点不同。（4）煤、石油、天然气都可通过综合利用的方法得到化工原料、化纤、塑料等重要产品。2化学燃料带来的环境问题：（1）煤、石油、天然气的燃烧产物都会有二氧化碳，是温室气体，造成全球气候变暖；（
3、2）化石燃料中，特别是煤和石油，含有硫、氮等杂质，燃烧产物中含有SO2、NOx等酸性物质，造成酸雨等大气污染物；导致空气质量下降的污染物很多。目前量多且危害严重的空气污染物主要有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和可吸入颗粒物等。全球性气候变暖、臭氧层破坏、酸雨等全球性环境问题都与空气污染有关。能导致地球气温升高的温室气体有二氧化碳、甲烷等。（3）燃烧产生的热量，对周围的环境造成热污染（4）利用煤的燃烧进行火力发电中，能量的转化：化学能热能机械能电能, 由于转化方式复杂、步骤繁多，造成能量有很大的损失。3. 现有能源将日趋枯竭，迫切要求人们开发新能源，如开发利用核能、风能、太阳能、地热能等。此外还要
4、提高化学能转化成其他能源的效率，研制节能产品。二.能源的分类：从能源利用角度：常规能源（煤、石油、天然气）；新能源（核能、太阳能、氢能等）从能否再生角度：不可再生能源（煤、石油、天然气）；可再生能源（太阳能、风能等）3 化学电源 1化学电源：是一种将化学能直接转化为电能的装置，常见的电池是化学电源。2化学电源的优点：既可以减少大气污染，又可以提高能量的转化效率。3实验：化学能转化为电能的实验实验仪器：烧杯、铜片、锌片、导线若干、电流表、硫酸铜溶液实验步骤：用砂纸擦去铜片、锌片表面的氧化膜，用导线将铜片与正极相连，锌片与负极相连，然后铜片、锌片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。实验现象电流计的指针
5、发生偏转，锌片表面变色，长时间后溶液颜色变浅化学方程式Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4电流计偏转原因烧杯中发生了化学变化，在这种条件下化学变化可以发生电流，将化学能转化为电能。能量转化的形式化学能直接转化为电能使用化学电源的优点提高能量的转化效率，减少大气污染 注意：燃料电池等。4废旧电池丢弃对环境的影响 废旧电池的危害主要集中在重金属上，如汞、铅、镉。这些物质泄露出来进入水或土壤，就会通过各种途径进入了人体的食物链，最终带来危害。因此务必要正确使用电池，并妥善回收。四氢能源1氢能源的优点：（1）原料不受限制（来源广）；（2）燃烧时放出热量多（热值高）；（3）生成物不会污染环境。
6、故称为“绿色能源”。2氢能源的缺点：（1）制备氢气的能耗问题（成本高）；（2）氢气的储存和运输等问题（安全问题）3氢能源的发展前景：要利用太阳能来分解水制取氢气，制备高效、廉价的储氢材料。4实验室制取氢气（1）实验原理：通过活泼金属与稀硫酸反应制取氢气 通常是用金属锌与稀硫酸反应，金属镁反应速度过快，不利于收集，金属铁反应过慢 若用稀盐酸与锌反应生成氢气，会使制得的氢气中含有氯化氢气体。（2）反应方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2（3）反应装置：注意点：A 长颈漏斗的下端需伸入垫片以下，形成液封，以及有利于固液可以分离。B 由于氢气难溶于水，密度比空气小，故能用排水法或向下排空气法收集
7、。C 优点：可以控制反应的开始与结束，节省药品；可以随时向仪器中添加液体试剂D 相似的氢气发生装置图（固液制气，不需加热） （4）实验步骤 A按照实验要求，安装好实验仪器； B检查仪器装置的气密性：关闭止水夹，向分液漏斗中加入足量的水，若漏斗中的液面能存在一段水柱，并不持续下降，则说明原装置气密性良好； C装药品：先将锌粒放在垫片上，打开止水夹后，向长颈漏斗中注入稀盐酸，发生反应放出氢气； D验纯气体：因为氢气是可燃性气体，进行性质实验之前务必进行验纯用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住，试管口朝下，移近火焰，再移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声，则表示氢气不纯，需要重新收集并验纯；如果只听到很微弱的噗噗的声音，则说明氢气已经纯净。E收集气体：利用排水法或向下排空气法收集。F结束实验：关闭止水夹，产生的氢气无法从导气管中逸出，试管中的气压增大，就会将稀硫酸由分液漏斗下端管口压回分液漏斗中，从而使稀硫酸与锌粒分离，反应停止。5氢气的性质与应用（1）可燃性：在空气被点燃后，发出淡蓝色火焰，放出大量的热2H2 + O2 2H2O （高能燃料）（2）还原性：在加热条件下，能与氧化铜等反应，使之变红。H2 + CuO =高温= Cu + 2H2O（冶炼金属）