能源與化學(xué)分析課件

能源與化學(xué)23:39:31生活與化學(xué)能源與化學(xué)19:45:10生活與化學(xué)1能源是一種物質(zhì)資源，是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)；能量是人類社會各種經(jīng)濟活動的原動力。能源的開發(fā)和利用是社會經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。但是，隨著社會的發(fā)展，能源的供需矛盾日趨尖銳。因此，如何合理地利用現(xiàn)有能源，開發(fā)新的能源是人類必須關(guān)注的一個重大社會問題。

23:39:31生活與化學(xué)能源是一種物質(zhì)資源，是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)；能量是人類社2第一節(jié)

概

述一、能量的形態(tài)與轉(zhuǎn)化

1.能量—物質(zhì)做功的本領(lǐng)。

2.能量的形態(tài)：熱、機、生、化、光、電、核

。

3.能量的轉(zhuǎn)化：能源→熱能→其它能(η<100%)。

23:39:31生活與化學(xué)第一節(jié)

概

述一、能量的形態(tài)與轉(zhuǎn)化19:45:10生活3二、能源的概念與分類

1.定義：能源—可以從中獲得能量的資源。

2.分類:

可直接利用的為一次性能源，由其它能源制取的為二次性能源

，不因人的利用而減少的是再生能源，越用越少的是非再生能源。

能

源一次

能源再生

能源風(fēng)、流水、海流、草木、太陽輻射、地?zé)岱窃偕?/p>

能源化石燃料（煤

石油

天然氣油頁巖）核燃料（UThPuD）

二

次

能

源電能、氫能、汽油、柴油、火藥

、甲醇、丙烷、苯胺、硝化棉、硝化甘油23:39:31生活與化學(xué)二、能源的概念與分類能一次

能源再生

能源風(fēng)、流水、海流、4思考：當(dāng)今人類生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的能源有哪些？23:39:31生活與化學(xué)思考：當(dāng)今人類生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的能源有哪些？19:45:5煤石油天然氣化石燃料23:39:31生活與化學(xué)煤石油天然氣化石燃料19:45:11生活與化學(xué)6一、燃料的分類和組成

燃料—產(chǎn)生熱能或動力的可燃性物質(zhì)。

1.分類:第二節(jié)

燃料能源物

態(tài)天

然

燃

料人

造

燃

料

固體燃料木材

泥煤

褐煤

油頁巖木炭

焦炭

煤磚液體燃料石油汽油

煤油

柴油

酒精氣體燃料天然氣煤氣

石油裂化氣

沼氣23:39:31生活與化學(xué)一、燃料的分類和組成第二節(jié)

燃料能源物態(tài)天然燃料人7

2.組成:有機可燃物（有機化合物+高分子化合物）；

無機可燃物（可燃物+灰分（鹽+氧物））；

水份。元素組成：C、H、O、N、S、少量金屬。燃料能源以煤為主。但是，它有許多缺點。煤的氣化受到人們的重視。天然氣在燃料能源中有許多優(yōu)點。23:39:31生活與化學(xué)

2.組成:19:45:13生活與化學(xué)8化石燃料煤：“工業(yè)的糧食”，是人類歷史上最古老的化石燃料之一。石油：“工業(yè)的血液”天然氣：地下自然形成的可燃性氣體，主要成分是甲烷（CH4)三大化石燃料23:39:31生活與化學(xué)化石燃料煤：“工業(yè)的糧食”，是人類歷史上最古老的化石燃料之一9煤的形成23:39:31生活與化學(xué)煤的形成19:45:14生活與化學(xué)10煤的結(jié)構(gòu)模型煤的組成碳元素氫元素氮元素氧元素硫元素23:39:31生活與化學(xué)煤的結(jié)構(gòu)模型煤的組成碳元素氫元素氮元素氧元素硫元素19:4511分布情況：山西內(nèi)蒙古河北山東安徽江蘇23:39:31生活與化學(xué)分布情況：19:45:15生活與化學(xué)12煤炭的加工氣化焦化（干餾）

液化

潔凈煤技術(shù)煤炭的加工、轉(zhuǎn)化、燃燒和污染控制等。水煤氣:

H2O+C+空氣——CO+H2+N2(半煤氣）

C+H2O(g)——CO+H2(水煤氣或合成氣）焦?fàn)t氣煤焦油焦炭

加熱裂解，催化加氫＞燃料油

23:39:31生活與化學(xué)煤氣化焦化（干餾）液化潔凈煤技術(shù)水煤氣:焦?fàn)t氣加熱裂解13煤的焦化煤的干餾23:39:31生活與化學(xué)煤的焦化煤的干餾19:45:16生活與化學(xué)14煤的干餾煤焦碳+煤焦油+焦?fàn)t氣加強熱隔絕空氣思考：煤的干餾屬于什么變化？化學(xué)變化23:39:31生活與化學(xué)煤的干餾煤焦碳+煤焦油+焦?fàn)t氣加強熱隔絕空氣思考：煤的干餾屬15煤的綜合利用23:39:31生活與化學(xué)煤的綜合利用19:45:17生活與化學(xué)16石油的形成23:39:31生活與化學(xué)石油的形成19:45:17生活與化學(xué)17碳元素氫元素氧元素硫元素氮元素石油的組成23:39:31生活與化學(xué)碳元素石油的組成19:45:17生活與化學(xué)18分布情況：東北、華北、新疆等地23:39:31生活與化學(xué)分布情況：東北、華北、新疆等地19:45:17生活與化學(xué)19煉油煉油廠23:39:31生活與化學(xué)煉油煉油廠19:45:18生活與化學(xué)20石油的綜合利用石油的分餾23:39:31生活與化學(xué)石油的綜合利用石油的分餾19:45:18生活與化學(xué)21石油的分餾屬于什么變化？

根據(jù)原油中各物質(zhì)沸點不同進行分離；屬于物理變化。23:39:31生活與化學(xué)石油的分餾屬于什么變化？根據(jù)原油中各物質(zhì)沸點不同進行分22分餾23:39:31生活與化學(xué)分餾19:45:18生活與化學(xué)23分餾塔23:39:31生活與化學(xué)分餾塔19:45:18生活與化學(xué)24辛烷值：衡量汽油在氣缸內(nèi)抗爆震能力的一種數(shù)字指標(biāo),其值高表示抗爆性好。

汽

油異辛烷

(2,2,4-三甲基戊烷) 100正庚烷

0抗爆添加劑：四乙基鉛(1921年發(fā)現(xiàn)的，1923年開始在車用汽油中使用)甲基環(huán)戊二烯三羰基錳（MMT）、乙醇汽油新型抗爆填加劑：23:39:31生活與化學(xué)辛烷值：衡量汽油在氣缸內(nèi)抗爆震能力的一汽油異辛烷(2,25天然氣的形成23:39:31生活與化學(xué)天然氣的形成19:45:19生活與化學(xué)26天然氣的組成天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物，其中最主要的是甲烷（）煤氣：煤的合成氣及煉焦氣。液化氣：來源于石油，主要成分為丙、丁烷。23:39:31生活與化學(xué)天然氣的組成天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物，其中最27分布情況：新疆四川23:39:31生活與化學(xué)分布情況：19:45:20生活與化學(xué)28西氣東輸“西氣東輸”是開發(fā)大西北的一項重大工程，該工程將天然氣從新疆塔里木輸送至上海西郊，輸氣管道全長4200多千米，橫跨9個省、市、自治區(qū)。這一重大工程的實施，將取代部分工業(yè)和居民使用的煤炭和燃油，有效改善大氣環(huán)境，提高人民的生活質(zhì)量。23:39:31生活與化學(xué)西氣東輸“西氣東輸”是開發(fā)大西北的一項重大工程，該工程將天然29可燃冰是一種天然氣水合物，埋藏在海底巖石中，在低溫高壓條件下，一體積可燃冰可以儲載100-200倍體積的甲烷氣體，具有能量高，燃燒值大等優(yōu)點。23:39:31生活與化學(xué)可燃冰是一種天然氣水合物，埋藏在海底巖石中，在低溫高壓條件下30燃料的熱值：

是一定量燃料完全燃燒放出的熱量。例：運用表格中常見的燃料的熱值數(shù)據(jù)，思考：要將1Kg水燒開，分別需要下列表格中的燃料的質(zhì)量由大到小的排列順序是-----------煤氣>柴草>原煤>天然氣>原油>液化氣23:39:31生活與化學(xué)燃料的熱值：

是一定量燃料完全燃燒放出的熱量。例：運用31燃燒產(chǎn)物（從元素組成判斷）煤、石油：碳元素氫元素氧元素氮元素硫元素二氧化碳、一氧化碳、粉塵水氮的氧化物二氧化硫天然氣：(CH4)碳元素氫元素二氧化碳、一氧化碳水思考：從節(jié)約能源、保護環(huán)境上來考慮應(yīng)提倡使用哪種燃料？23:39:31生活與化學(xué)燃燒產(chǎn)物（從元素組成判斷）煤、石油：碳元素二氧化碳、一氧化碳32化石燃料燃燒與環(huán)境污染1、全球氣候變化

溫室效應(yīng)2、熱污染

局部區(qū)域的水溫上升3、大氣污染粉塵、酸雨、一氧化碳污染23:39:31生活與化學(xué)化石燃料燃燒與環(huán)境污染1、全球氣候變化2、熱污染3、大氣污染3323:39:31生活與化學(xué)19:45:23生活與化學(xué)34酸雨的危害23:39:31生活與化學(xué)酸雨的危害19:45:23生活與化學(xué)35一份統(tǒng)計：有位專家估計，地球蘊藏的煤炭資源將在今后200年后開采完畢，石油將在今后40年內(nèi)采完，天然氣也只能再維持60年左右。23:39:31生活與化學(xué)一份統(tǒng)計：有位專家估計，地球蘊藏的煤炭資源將在今后200年后36思考:地球上的礦物資源是有限的,總有一天會被完全消耗掉.我們?nèi)绾谓鉀Q人類所面臨的能源短缺問題?23:39:31生活與化學(xué)思考:19:45:23生活與化學(xué)37解決方法：1、節(jié)約現(xiàn)有能源2、加強能源的綜合利用3、開發(fā)利用新能源中國節(jié)能標(biāo)志23:39:31生活與化學(xué)解決方法：中國節(jié)能標(biāo)志19:45:23生活與化學(xué)38地?zé)崮艹毕茱L(fēng)能核能水能太陽能新能源23:39:31生活與化學(xué)地?zé)崮艹毕茱L(fēng)能核能水能太陽能新能源19:39新能源太陽能水能風(fēng)能氫能核能潮汐能地?zé)崮苌镔|(zhì)能第三節(jié)新能源23:39:31生活與化學(xué)新能源太陽能水能40核能原子彈爆炸23:39:31生活與化學(xué)核能原子彈爆炸19:45:25生活與化學(xué)41核能1千克鈾的原子核所釋放出來的熱量，大約相當(dāng)于3570噸（3570000千克）煤燃燒時所放出的熱量。建造一座發(fā)電量為100萬千瓦的電站，如果是核電站，每年需要補充的核燃料為30噸，六輛解放牌載重汽車就可運進。如果是燒煤的火力電站，每年要消耗300多萬噸煤。運輸這些煤炭，平均每天要開三列火車，每列火車掛40節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬噸級的輪船。23:39:31生活與化學(xué)核能1千克鈾的原子核所釋放出來的熱量，大約相當(dāng)于3570噸（42

核能是目前唯一達到工業(yè)應(yīng)用、可以大規(guī)模替代化石燃料的能源。

1942年12月2日第一座反應(yīng)堆首次啟動時，功率僅為0.5瓦。60年后，核能已占全世界總能耗的6％。國際原子能機構(gòu)公布，截至2002年底，全世界共有441臺核電機組在運行，2002年共生產(chǎn)電力2.574萬億千瓦小時，約占當(dāng)年世界總發(fā)電量的17％。其中，核發(fā)電量占本國總發(fā)電量比例最高的國家是立陶宛，達到80％，其次是法國，達到79％。23:39:31生活與化學(xué)核能是目前唯一達到工業(yè)應(yīng)用、可以大規(guī)模替代化石燃料的43

1.核裂變能——把重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核時，釋放出大量的能量。此過程稱核裂變。

核裂變需有足夠能量的中子的轟擊，而U-235、Pu-239只需較低能量的中子。因此,當(dāng)前使用的核燃料主要是這兩種。1.核裂變能23:39:31生活與化學(xué)

1.核裂變能——把重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核時，釋放出大量44例如：U-235在中子轟擊下裂變?yōu)锽a-140和Kr-93同時產(chǎn)生多個中子，接著就會發(fā)生爆炸式的連鎖反應(yīng)核裂變時出現(xiàn)質(zhì)量虧損，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量，遵守愛因斯坦定律：E=mc2

?E=

?mc2其中Δm=m（生成物）-m（反應(yīng)物）

按此式，1克U-235，核裂變能為-8.1×107kJ，相當(dāng)于3噸煤燃燒所放出的熱量。

核裂變產(chǎn)物大多具有放射性，尤其Sr-90。所以原料和產(chǎn)物的貯存、處理都要有嚴格的安全措施。23:39:31生活與化學(xué)例如：U-235在中子轟擊下裂變?yōu)锽a-140和Kr-93同45

核聚變——使很輕的核在異常高的溫度下合成較重的核。核聚變時，放出更大的能量。按愛因斯坦公式，

ΔE=-1.698×109kJ·mol-1

1克氘(或氚)比1克鈾產(chǎn)生的能量大得多。氘可由重水中得到。海水中重水達2×1020kg。核聚變資源極為豐富。

但是,核聚變需足夠高的溫度(109℃

),足夠長的時間(1s)。而且要能人為控制不使爆炸。聚變不產(chǎn)生放射性產(chǎn)物。2.核聚變能23:39:31生活與化學(xué)

核聚變——使很輕的核在異常高的溫度下合成較重46

核能可以由兩種不同的路線釋放出來：重核裂變（爆裂），兩個輕核聚變（化合）。二者都是由于產(chǎn)物有更高的結(jié)合能。聚變作用難于進行是因為核間彼此排斥，不象裂變作用那樣。聚變不產(chǎn)生放射性產(chǎn)物。23:39:31生活與化學(xué)

核能可以由兩種不同的路線釋放出來：重核裂變（爆裂），兩47核能核能發(fā)電示意圖23:39:31生活與化學(xué)核能核能發(fā)電示意圖19:45:27生活與化學(xué)48核能英國的原子能發(fā)電站23:39:31生活與化學(xué)核能英國的原子能發(fā)電站19:45:27生活與化學(xué)49核能浙江省海鹽縣秦山核電站23:39:31生活與化學(xué)核能浙江省海鹽縣19:45:27生活與化學(xué)50太陽能太陽灶太陽能計算器23:39:31生活與化學(xué)太陽能太陽灶太陽能計算器19:45:28生活與化學(xué)51太陽能太陽能發(fā)電裝置23:39:31生活與化學(xué)太陽能太陽能發(fā)電裝置19:45:28生活與化學(xué)52太陽能太陽能發(fā)電站23:39:31生活與化學(xué)太陽能太陽能發(fā)電站19:45:28生活與化學(xué)53我國首臺自動跟蹤太陽能高效發(fā)電站在泉城濟南省科技館門前安裝完成。

太陽能路燈太陽能23:39:31生活與化學(xué)我國首臺自動跟蹤太陽能高效發(fā)電站在泉城濟南省科技館門前安裝完54太陽能太陽能汽車23:39:31生活與化學(xué)太陽能太陽能汽車19:45:28生活與化學(xué)55利用風(fēng)能和太陽能的自亮街燈風(fēng)力發(fā)電風(fēng)能23:39:31生活與化學(xué)利用風(fēng)能和太陽能的自亮街燈風(fēng)力發(fā)電風(fēng)能19:45:29生活與56風(fēng)能澳大利亞風(fēng)力發(fā)電23:39:31生活與化學(xué)風(fēng)能澳大利亞風(fēng)力發(fā)電19:45:29生活與化學(xué)57風(fēng)能23:39:31生活與化學(xué)風(fēng)能19:45:29生活與化學(xué)58水能水力發(fā)電是將一次能源的水能開發(fā)和二次能源的電能生產(chǎn)同時完成的電力建設(shè)。23:39:31生活與化學(xué)水能水力發(fā)電是將一次能源的水能開發(fā)和二次能源的電能生產(chǎn)同時完59水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

利用水力(具有水頭)推動水力機械(水輪機)轉(zhuǎn)動，將水能轉(zhuǎn)換為機械能;

如果在水輪機上接上另一種機械(發(fā)電機),隨著水輪機轉(zhuǎn)動便可發(fā)出電來，這時機械能又轉(zhuǎn)換為電能。23:39:31生活與化學(xué)水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖利用水力(具有水頭)推動水力機械60水輪機23:39:31生活與化學(xué)水輪機19:45:33生活與化學(xué)61發(fā)電機組三峽工程23:39:31生活與化學(xué)發(fā)電機組三峽工程19:45:33生活與化學(xué)62生物能是以生物為載體將太陽能以化學(xué)能形式貯存的一種能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用。綠色能源目前利用：主要燃燒，能源利用10%。23:39:31生活與化學(xué)生物能是以生物為載體將太陽能以化學(xué)能形式貯存的一種能量，它直6323:39:31生活與化學(xué)19:45:34生活與化學(xué)64地?zé)?3:39:31生活與化學(xué)地?zé)?9:45:34生活與化學(xué)65

假定地球的平均溫度為2000℃，地球的質(zhì)量為6x1024kg，地球內(nèi)部的比熱為1.045J／g·℃，那么整個地球內(nèi)部的熱含量大約為1.25X1031J。地球通過火山爆發(fā)、間歇噴泉和溫泉等等途徑，源源不斷地把它內(nèi)部的熱能通過傳導(dǎo)、對流和輻射的方式傳到地面上來。據(jù)估計，全世界地?zé)豳Y源的總量大約為14.5X1025J，相當(dāng)于4948X1012t標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時所放出的熱量。如果把地球上貯存的全部煤炭燃燒時所放出的熱量作為100來計算，那么，石油的貯量約為煤炭的8%，目前可利用的核燃料的貯量約為煤炭的15％，而地?zé)崮艿目傎A量則為煤炭的17000萬倍。23:39:31生活與化學(xué)假定地球的平均溫度為2000℃，地球的質(zhì)量為6x102466西藏利用地?zé)岚l(fā)電

23:39:31生活與化學(xué)西藏利用地?zé)岚l(fā)電19:45:35生活與化學(xué)67阿里地區(qū)地?zé)崽?3:39:31生活與化學(xué)阿里地區(qū)地?zé)崽?9:45:35生活與化學(xué)68西藏羊八井地?zé)犭娬?3:39:31生活與化學(xué)西藏羊八井地?zé)犭娬?9:45:35生活與化學(xué)69潮汐能成因示意圖23:39:31生活與化學(xué)潮汐能成因示意圖19:45:35生活與化學(xué)70浙江溫嶺江廈潮汐試驗電站23:39:31生活與化學(xué)浙江溫嶺江廈潮汐試驗電站19:45:35生活與化學(xué)71自從1965年美國開始研制液氫發(fā)動機以來，相繼研制成功了各種類型的噴氣式和火箭式發(fā)動機。1960年液氫首次用作航天動力燃料。1970年美國反射的“阿波羅”登月飛船使用的起飛火箭也是用液氫作燃料。我國長征2號、3號也使用液氫做燃料。

氫能23:39:31生活與化學(xué)自從1965年美國開始研制液氫發(fā)動機以來，相繼研制成功了各種72氫能的優(yōu)點：放熱量高。每升氫氣放出的熱量為1千克汽油的3－4倍。清潔無污染。氫氣在燃燒過程中，產(chǎn)物只有水，不會造成環(huán)境污染，因而又被稱為“清潔燃料”。來源廣泛。占地球表面71％的水中都含有大量的氫元素，水分解可制得氫氣，氫燃料燃燒后又生成水。23:39:31生活與化學(xué)氫能的優(yōu)點：放熱量高。每升氫氣放出的熱量為1千克汽油的3－473氫氣這種能源還沒有得到廣泛應(yīng)用的原因是：（1）廉價高效的制取氫氣；（2）氫氣的儲存和運輸；

H2密度小，運輸和貯存都是很大問題。液氫沸點低，常溫下壓力很大，對設(shè)備要求高。目前主要考慮貯氫金屬。1999年，我國研制出的納米碳管，是很好的貯氫材料。23:39:31生活與化學(xué)氫氣這種能源還沒有得到廣泛應(yīng)用的原因是：（1）廉價高效的制取74氫動三號亮相長城23:39:31生活與化學(xué)氫動三號19:45:36生活與化學(xué)75幾種不同類型的電池一次電池二次電池應(yīng)用廣泛的化學(xué)電池23:39:31生活與化學(xué)幾種不同類型的電池一次電池二次電池應(yīng)用廣泛的化學(xué)電池1976合成新能源——一炭化學(xué)的使命1.一炭化學(xué)指以分子中只含一個碳原子的化合物（如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等）為原料，用化工的方法制造產(chǎn)品的化學(xué)體系的總稱2.主要產(chǎn)品1）制氫2）合成化工原料，如甲醇、烯烴23:39:31生活與化學(xué)合成新能源——一炭化學(xué)的使命1.一炭化學(xué)19:45:36生活773.研究方法1）催化法CO2+CH4——CO+H2CO+H2——CH3OH目前主要是采用催化法，因此新型催化劑的開發(fā)成為工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。2）射線法放射線的特點是可以在常溫常壓下進行，但需依賴電子加速器的進步23:39:31生活與化學(xué)3.研究方法19:45:37生活與化學(xué)78能源與化學(xué)23:39:31生活與化學(xué)能源與化學(xué)19:45:10生活與化學(xué)79能源是一種物質(zhì)資源，是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)；能量是人類社會各種經(jīng)濟活動的原動力。能源的開發(fā)和利用是社會經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。但是，隨著社會的發(fā)展，能源的供需矛盾日趨尖銳。因此，如何合理地利用現(xiàn)有能源，開發(fā)新的能源是人類必須關(guān)注的一個重大社會問題。

23:39:31生活與化學(xué)能源是一種物質(zhì)資源，是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)；能量是人類社80第一節(jié)

概

述一、能量的形態(tài)與轉(zhuǎn)化

1.能量—物質(zhì)做功的本領(lǐng)。

2.能量的形態(tài)：熱、機、生、化、光、電、核

。

3.能量的轉(zhuǎn)化：能源→熱能→其它能(η<100%)。

23:39:31生活與化學(xué)第一節(jié)

概

述一、能量的形態(tài)與轉(zhuǎn)化19:45:10生活81二、能源的概念與分類

1.定義：能源—可以從中獲得能量的資源。

2.分類:

可直接利用的為一次性能源，由其它能源制取的為二次性能源

，不因人的利用而減少的是再生能源，越用越少的是非再生能源。

能

源一次

能源再生

能源風(fēng)、流水、海流、草木、太陽輻射、地?zé)岱窃偕?/p>

能源化石燃料（煤

石油

天然氣油頁巖）核燃料（UThPuD）

二

次

能

源電能、氫能、汽油、柴油、火藥

、甲醇、丙烷、苯胺、硝化棉、硝化甘油23:39:31生活與化學(xué)二、能源的概念與分類能一次

能源再生

能源風(fēng)、流水、海流、82思考：當(dāng)今人類生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的能源有哪些？23:39:31生活與化學(xué)思考：當(dāng)今人類生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的能源有哪些？19:45:83煤石油天然氣化石燃料23:39:31生活與化學(xué)煤石油天然氣化石燃料19:45:11生活與化學(xué)84一、燃料的分類和組成

燃料—產(chǎn)生熱能或動力的可燃性物質(zhì)。

1.分類:第二節(jié)

燃料能源物

態(tài)天

然

燃

料人

造

燃

料

固體燃料木材

泥煤

褐煤

油頁巖木炭

焦炭

煤磚液體燃料石油汽油

煤油

柴油

酒精氣體燃料天然氣煤氣

石油裂化氣

沼氣23:39:31生活與化學(xué)一、燃料的分類和組成第二節(jié)

燃料能源物態(tài)天然燃料人85

2.組成:有機可燃物（有機化合物+高分子化合物）；

無機可燃物（可燃物+灰分（鹽+氧物））；

水份。元素組成：C、H、O、N、S、少量金屬。燃料能源以煤為主。但是，它有許多缺點。煤的氣化受到人們的重視。天然氣在燃料能源中有許多優(yōu)點。23:39:31生活與化學(xué)

2.組成:19:45:13生活與化學(xué)86化石燃料煤：“工業(yè)的糧食”，是人類歷史上最古老的化石燃料之一。石油：“工業(yè)的血液”天然氣：地下自然形成的可燃性氣體，主要成分是甲烷（CH4)三大化石燃料23:39:31生活與化學(xué)化石燃料煤：“工業(yè)的糧食”，是人類歷史上最古老的化石燃料之一87煤的形成23:39:31生活與化學(xué)煤的形成19:45:14生活與化學(xué)88煤的結(jié)構(gòu)模型煤的組成碳元素氫元素氮元素氧元素硫元素23:39:31生活與化學(xué)煤的結(jié)構(gòu)模型煤的組成碳元素氫元素氮元素氧元素硫元素19:4589分布情況：山西內(nèi)蒙古河北山東安徽江蘇23:39:31生活與化學(xué)分布情況：19:45:15生活與化學(xué)90煤炭的加工氣化焦化（干餾）

液化

潔凈煤技術(shù)煤炭的加工、轉(zhuǎn)化、燃燒和污染控制等。水煤氣:

H2O+C+空氣——CO+H2+N2(半煤氣）

C+H2O(g)——CO+H2(水煤氣或合成氣）焦?fàn)t氣煤焦油焦炭

加熱裂解，催化加氫＞燃料油

23:39:31生活與化學(xué)煤氣化焦化（干餾）液化潔凈煤技術(shù)水煤氣:焦?fàn)t氣加熱裂解91煤的焦化煤的干餾23:39:31生活與化學(xué)煤的焦化煤的干餾19:45:16生活與化學(xué)92煤的干餾煤焦碳+煤焦油+焦?fàn)t氣加強熱隔絕空氣思考：煤的干餾屬于什么變化？化學(xué)變化23:39:31生活與化學(xué)煤的干餾煤焦碳+煤焦油+焦?fàn)t氣加強熱隔絕空氣思考：煤的干餾屬93煤的綜合利用23:39:31生活與化學(xué)煤的綜合利用19:45:17生活與化學(xué)94石油的形成23:39:31生活與化學(xué)石油的形成19:45:17生活與化學(xué)95碳元素氫元素氧元素硫元素氮元素石油的組成23:39:31生活與化學(xué)碳元素石油的組成19:45:17生活與化學(xué)96分布情況：東北、華北、新疆等地23:39:31生活與化學(xué)分布情況：東北、華北、新疆等地19:45:17生活與化學(xué)97煉油煉油廠23:39:31生活與化學(xué)煉油煉油廠19:45:18生活與化學(xué)98石油的綜合利用石油的分餾23:39:31生活與化學(xué)石油的綜合利用石油的分餾19:45:18生活與化學(xué)99石油的分餾屬于什么變化？

根據(jù)原油中各物質(zhì)沸點不同進行分離；屬于物理變化。23:39:31生活與化學(xué)石油的分餾屬于什么變化？根據(jù)原油中各物質(zhì)沸點不同進行分100分餾23:39:31生活與化學(xué)分餾19:45:18生活與化學(xué)101分餾塔23:39:31生活與化學(xué)分餾塔19:45:18生活與化學(xué)102辛烷值：衡量汽油在氣缸內(nèi)抗爆震能力的一種數(shù)字指標(biāo),其值高表示抗爆性好。

汽

油異辛烷

(2,2,4-三甲基戊烷) 100正庚烷

0抗爆添加劑：四乙基鉛(1921年發(fā)現(xiàn)的，1923年開始在車用汽油中使用)甲基環(huán)戊二烯三羰基錳（MMT）、乙醇汽油新型抗爆填加劑：23:39:31生活與化學(xué)辛烷值：衡量汽油在氣缸內(nèi)抗爆震能力的一汽油異辛烷(2,103天然氣的形成23:39:31生活與化學(xué)天然氣的形成19:45:19生活與化學(xué)104天然氣的組成天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物，其中最主要的是甲烷（）煤氣：煤的合成氣及煉焦氣。液化氣：來源于石油，主要成分為丙、丁烷。23:39:31生活與化學(xué)天然氣的組成天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物，其中最105分布情況：新疆四川23:39:31生活與化學(xué)分布情況：19:45:20生活與化學(xué)106西氣東輸“西氣東輸”是開發(fā)大西北的一項重大工程，該工程將天然氣從新疆塔里木輸送至上海西郊，輸氣管道全長4200多千米，橫跨9個省、市、自治區(qū)。這一重大工程的實施，將取代部分工業(yè)和居民使用的煤炭和燃油，有效改善大氣環(huán)境，提高人民的生活質(zhì)量。23:39:31生活與化學(xué)西氣東輸“西氣東輸”是開發(fā)大西北的一項重大工程，該工程將天然107可燃冰是一種天然氣水合物，埋藏在海底巖石中，在低溫高壓條件下，一體積可燃冰可以儲載100-200倍體積的甲烷氣體，具有能量高，燃燒值大等優(yōu)點。23:39:31生活與化學(xué)可燃冰是一種天然氣水合物，埋藏在海底巖石中，在低溫高壓條件下108燃料的熱值：

是一定量燃料完全燃燒放出的熱量。例：運用表格中常見的燃料的熱值數(shù)據(jù)，思考：要將1Kg水燒開，分別需要下列表格中的燃料的質(zhì)量由大到小的排列順序是-----------煤氣>柴草>原煤>天然氣>原油>液化氣23:39:31生活與化學(xué)燃料的熱值：

是一定量燃料完全燃燒放出的熱量。例：運用109燃燒產(chǎn)物（從元素組成判斷）煤、石油：碳元素氫元素氧元素氮元素硫元素二氧化碳、一氧化碳、粉塵水氮的氧化物二氧化硫天然氣：(CH4)碳元素氫元素二氧化碳、一氧化碳水思考：從節(jié)約能源、保護環(huán)境上來考慮應(yīng)提倡使用哪種燃料？23:39:31生活與化學(xué)燃燒產(chǎn)物（從元素組成判斷）煤、石油：碳元素二氧化碳、一氧化碳110化石燃料燃燒與環(huán)境污染1、全球氣候變化

溫室效應(yīng)2、熱污染

局部區(qū)域的水溫上升3、大氣污染粉塵、酸雨、一氧化碳污染23:39:31生活與化學(xué)化石燃料燃燒與環(huán)境污染1、全球氣候變化2、熱污染3、大氣污染11123:39:31生活與化學(xué)19:45:23生活與化學(xué)112酸雨的危害23:39:31生活與化學(xué)酸雨的危害19:45:23生活與化學(xué)113一份統(tǒng)計：有位專家估計，地球蘊藏的煤炭資源將在今后200年后開采完畢，石油將在今后40年內(nèi)采完，天然氣也只能再維持60年左右。23:39:31生活與化學(xué)一份統(tǒng)計：有位專家估計，地球蘊藏的煤炭資源將在今后200年后114思考:地球上的礦物資源是有限的,總有一天會被完全消耗掉.我們?nèi)绾谓鉀Q人類所面臨的能源短缺問題?23:39:31生活與化學(xué)思考:19:45:23生活與化學(xué)115解決方法：1、節(jié)約現(xiàn)有能源2、加強能源的綜合利用3、開發(fā)利用新能源中國節(jié)能標(biāo)志23:39:31生活與化學(xué)解決方法：中國節(jié)能標(biāo)志19:45:23生活與化學(xué)116地?zé)崮艹毕茱L(fēng)能核能水能太陽能新能源23:39:31生活與化學(xué)地?zé)崮艹毕茱L(fēng)能核能水能太陽能新能源19:117新能源太陽能水能風(fēng)能氫能核能潮汐能地?zé)崮苌镔|(zhì)能第三節(jié)新能源23:39:31生活與化學(xué)新能源太陽能水能118核能原子彈爆炸23:39:31生活與化學(xué)核能原子彈爆炸19:45:25生活與化學(xué)119核能1千克鈾的原子核所釋放出來的熱量，大約相當(dāng)于3570噸（3570000千克）煤燃燒時所放出的熱量。建造一座發(fā)電量為100萬千瓦的電站，如果是核電站，每年需要補充的核燃料為30噸，六輛解放牌載重汽車就可運進。如果是燒煤的火力電站，每年要消耗300多萬噸煤。運輸這些煤炭，平均每天要開三列火車，每列火車掛40節(jié)車皮；或是每天要開一艘萬噸級的輪船。23:39:31生活與化學(xué)核能1千克鈾的原子核所釋放出來的熱量，大約相當(dāng)于3570噸（120

核能是目前唯一達到工業(yè)應(yīng)用、可以大規(guī)模替代化石燃料的能源。

1942年12月2日第一座反應(yīng)堆首次啟動時，功率僅為0.5瓦。60年后，核能已占全世界總能耗的6％。國際原子能機構(gòu)公布，截至2002年底，全世界共有441臺核電機組在運行，2002年共生產(chǎn)電力2.574萬億千瓦小時，約占當(dāng)年世界總發(fā)電量的17％。其中，核發(fā)電量占本國總發(fā)電量比例最高的國家是立陶宛，達到80％，其次是法國，達到79％。23:39:31生活與化學(xué)核能是目前唯一達到工業(yè)應(yīng)用、可以大規(guī)模替代化石燃料的121

1.核裂變能——把重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核時，釋放出大量的能量。此過程稱核裂變。

核裂變需有足夠能量的中子的轟擊，而U-235、Pu-239只需較低能量的中子。因此,當(dāng)前使用的核燃料主要是這兩種。1.核裂變能23:39:31生活與化學(xué)

1.核裂變能——把重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核時，釋放出大量122例如：U-235在中子轟擊下裂變?yōu)锽a-140和Kr-93同時產(chǎn)生多個中子，接著就會發(fā)生爆炸式的連鎖反應(yīng)核裂變時出現(xiàn)質(zhì)量虧損，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量，遵守愛因斯坦定律：E=mc2

?E=

?mc2其中Δm=m（生成物）-m（反應(yīng)物）

按此式，1克U-235，核裂變能為-8.1×107kJ，相當(dāng)于3噸煤燃燒所放出的熱量。

核裂變產(chǎn)物大多具有放射性，尤其Sr-90。所以原料和產(chǎn)物的貯存、處理都要有嚴格的安全措施。23:39:31生活與化學(xué)例如：U-235在中子轟擊下裂變?yōu)锽a-140和Kr-93同123

核聚變——使很輕的核在異常高的溫度下合成較重的核。核聚變時，放出更大的能量。按愛因斯坦公式，

ΔE=-1.698×109kJ·mol-1

1克氘(或氚)比1克鈾產(chǎn)生的能量大得多。氘可由重水中得到。海水中重水達2×1020kg。核聚變資源極為豐富。

但是,核聚變需足夠高的溫度(109℃

),足夠長的時間(1s)。而且要能人為控制不使爆炸。聚變不產(chǎn)生放射性產(chǎn)物。2.核聚變能23:39:31生活與化學(xué)

核聚變——使很輕的核在異常高的溫度下合成較重124

核能可以由兩種不同的路線釋放出來：重核裂變（爆裂），兩個輕核聚變（化合）。二者都是由于產(chǎn)物有更高的結(jié)合能。聚變作用難于進行是因為核間彼此排斥，不象裂變作用那樣。聚變不產(chǎn)生放射性產(chǎn)物。23:39:31生活與化學(xué)

核能可以由兩種不同的路線釋放出來：重核裂變（爆裂），兩125核能核能發(fā)電示意圖23:39:31生活與化學(xué)核能核能發(fā)電示意圖19:45:27生活與化學(xué)126核能英國的原子能發(fā)電站23:39:31生活與化學(xué)核能英國的原子能發(fā)電站19:45:27生活與化學(xué)127核能浙江省海鹽縣秦山核電站23:39:31生活與化學(xué)核能浙江省海鹽縣19:45:27生活與化學(xué)128太陽能太陽灶太陽能計算器23:39:31生活與化學(xué)太陽能太陽灶太陽能計算器19:45:28生活與化學(xué)129太陽能太陽能發(fā)電裝置23:39:31生活與化學(xué)太陽能太陽能發(fā)電裝置19:45:28生活與化學(xué)130太陽能太陽能發(fā)電站23:39:31生活與化學(xué)太陽能太陽能發(fā)電站19:45:28生活與化學(xué)131我國首臺自動跟蹤太陽能高效發(fā)電站在泉城濟南省科技館門前安裝完成。

太陽能路燈太陽能23:39:31生活與化學(xué)我國首臺自動跟蹤太陽能高效發(fā)電站在泉城濟南省科技館門前安裝完132太陽能太陽能汽車23:39:31生活與化學(xué)太陽能太陽能汽車19:45:28生活與化學(xué)133利用風(fēng)能和太陽能的自亮街燈風(fēng)力發(fā)電風(fēng)能23:39:31生活與化學(xué)利用風(fēng)能和太陽能的自亮街燈風(fēng)力發(fā)電風(fēng)能19:45:29生活與134風(fēng)能澳大利亞風(fēng)力發(fā)電23:39:31生活與化學(xué)風(fēng)能澳大利亞風(fēng)力發(fā)電19:45:29生活與化學(xué)135風(fēng)能23:39:31生活與化學(xué)風(fēng)能19:45:29生活與化學(xué)136水能水力發(fā)電是將一次能源的水能開發(fā)和二次能源的電能生產(chǎn)同時完成的電力建設(shè)。23:39:31生活與化學(xué)水能水力發(fā)電是將一次能源的水能開發(fā)和二次能源的電能生產(chǎn)同時完137水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

利用水力(具有水頭)推動水力機械(水輪機)轉(zhuǎn)動，將水能轉(zhuǎn)換為機械能;

如果在水輪機上接上另一種機械(發(fā)電機),隨著水輪機轉(zhuǎn)動便可發(fā)出電來，這時機械能又轉(zhuǎn)換為電能。23:39:31生活與化學(xué)水電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖利用水力(具有水頭)推動水力機械138水輪機23:39:31生活與化學(xué)水輪機19:45:33生活與化學(xué)139發(fā)電機組三峽工程23:39:31生活與化學(xué)發(fā)電機組三峽工程19:45:33生活與化學(xué)140生物能是以生物為載體將太陽能以化學(xué)能形式貯存的一種能量，它直接或間接地來源于植物的光合作用。綠色能源目前利用：主要燃燒，能源利用10%。23:39:31生活與化學(xué)生物能是以生物為載體將太陽能以化學(xué)能形式貯存的一種能量，它直14123:39:31生活與化學(xué)