能源的综合利用.

人类社会需要充足的能源、丰富的材料、良好的环境，而能源、材料、环境这三个领域的研究都离不开化学。化学有助于人类解决能源危机；化学为人类提供更丰富的材料；化学能保护和改善人类赖以生存的环境。第1节能源的综合利用第9章化学与社会发展我国首台自动跟踪太阳能高效发电站在泉城济南省科技馆门前安装完成。太阳能路灯太阳能利用风能和太阳能的自亮街灯风力发电风能温泉西藏羊八井地热发电站地热能西藏利用地热发电温泉大亚湾核电站电能化石燃料：是我们生产、生活的主要能源。煤石油一、概念：提供能量的自然资源被称为能源(如煤炭、天然气风能、潮汐能、太阳能等)。二、分类：常规能源：多年来大规模使用的能源电能化石燃料（煤、石油、天然气）1、从能源利用的角度看：新能源：近年来才逐渐开始使用的能源太阳能氢能核能2、根据能源能否再生方式可再生能源：不随本身的转化或被利用而减少的能源如：太阳能、生物能、水能、风能、地热能等不可再生能源：随其本身的转化或被利用而减少的能源如：化石燃料、核燃料等3、根据能源的利用方式一次能源：直接来自自然界而未经加工转换的能源如：化石燃料、太阳能、核能、水能等二次能源：由一次能源直接或间接转化而来的能源如:电能、煤气、汽油、沼气、氢能等把下列14种能源按要求填入下表，并指出哪些是不可再生能源。煤、石油、水力、汽油、铀、薪柴、酒精、天然气、液化气、热水、煤气、蒸汽、风力、电。一次能源二次能源燃料能源非燃料能源煤、石油、薪柴、天然气汽油、酒精、液化气、煤气水力、铀、风力热水、蒸汽、电练一练：由“energy”的第一个字母“e”构成一个圆形图案，中间包含了一个变形的汉字“节”，寓意为节能。缺口的外圆又构成“CHINA”的第一字母“C”，“节”的上半部简化成一段古长城的形状，与下半部构成一个峰火台的图案一起，象征着中国。“节”的下半部又是“能”的汉语拼音第一字母“N”。整体图案为蓝色，象征着人类通过节能活动还天空和海洋于蓝色。中国节能标志你们在日常生活中如何节能？讨论:节能标志的含义化石燃料煤、石油和天然气等是世界上最重要的三种化石燃料。煤:也叫煤炭，是世界上最古老的化石燃料之一，被称为“工业的粮食”。石油:被人们誉为“工业的血液”。石油不仅是重要的化石燃料，还是宝贵的工业原料。天然气:一般是指在底下形成的可燃性气体。天然气主要成分是甲烷。煤—黑色金子煤的形成：煤主要是由古代植物在地下隔绝空气的条件下，经过长期的一系列复杂的化学变化和生物变化，而形成的一种由有机物和无机物所组成的复杂的固态混合物。煤的主要成分是碳，还含有氢、氧及硫、磷等48种元素。石油的形成：石油是由古代动、植物遗体在地壳内部高温、高压条件下经过非常复杂的化学变化而形成的各种烷烃、环烷烃和芳烃组成的液态混合物。其主要成分是多种碳、氢元素组成的有机化合物，同时含少量硫、氧、氮等元素。天然气的形成：海底石油和天然气是一对“孪生兄弟”。天然气的形成过程与石油（为液体而非气体碳氢化合物）很类似。它是有机物经过数百年复杂分解过程的结果。在离地面1000—3000米下，石油、甲烷和二氧化碳在紧密不渗透的沉积岩（如黏土和石灰岩）中形成。产生的轻气将向上移动，通过砂和砂石这些多孔性可渗透的贮存带时，它可能被留在适当结构的岩石层中，虽然天然气也可以单独存在，但是，通常石油与天然气是同时发现的。化石燃料的综合利用把烟煤隔绝空气加强热，煤就可以分解成焦炭（占70﹪～80﹪）、煤焦油（占2﹪～5﹪）和焦炉煤气（占10﹪～20﹪）等。煤焦油烟煤干馏焦炭1、煤的利用焦炉气冶金工业的重要原料化工生产的重要原料炼焦炉（化学变化）焦炉煤气是重要燃料煤在特殊设备里，在高温下能生成煤气。煤气是一种经济方便、清洁卫生、燃烧效率很高的燃料。生产煤气的装置石油气汽油煤油柴油润滑油石蜡沥青石油分馏示意图按沸点由低到高的顺序分离出来石油的综合利用是物理变化经精加工能得到5000多种化工原料石油是重要的化工原料辛烷值常用来衡量汽油的抗震程度，把抗震性较好的异辛烷(2，2，4一三甲基戊烷)的辛烷值定为l00，爆震性极强的正庚烷的辛烷值定为零，把汽油的抗震性和这两种烃的不同比例的混合物进行比较，就可以得到该汽油的相对辛烷值。为了提高汽油的辛烷值，过去广泛使用的一种入法是在汽油中添加少量抗震剂—四乙基铅；现在为了提高汽油的辛烷值，一般采用甲基叔丁基醚[CH3—O—C(CH3)3，又名MTBE]作为高辛烷值组分。目前，我国使用的车用汽油标号就是按照汽油的辛烷值大小划分的，例如90号汽油表示该汽油的辛烷值不低于90。天然气：主要成份是（CH4）甲烷俗称沼气天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。尽管天然气是无色无味的，然而在送到最终用户之前，还要用硫醇来给天然气添加气味，以助于泄漏检测。天然气不像一氧化碳那样具有毒性，它本质上是对人体无害的。完全燃烧：CH₄+2O₂===CO₂+2H₂O（反应条件为点燃）天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。但是，对于温室效应，天然气跟煤炭、石油一样会产生二氧化碳。因此，不能把天然气当做新能源。我国提出“西气东输”工程西气东输：该工程将天然气从新疆塔里木输送到上海西郊，输气管道全长4200多千米，横跨9个省、市、自治区，这一工程完成后，我国东部沿海地区就可以用天然气作为主要燃料。余热余热余热硫元素SO2CO炭黑CO2碳元素燃烧燃烧温室效应大气污染热污染化石燃料的危害1、全球气候的变化：温室效应是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加，导致地球平均气温不断上升的现象。原来，二氧化碳等气体就像温室中的玻璃顶棚一样，既能使太阳光顺畅地透射到大地，又能截留和吸收地表放散出的热量，这就势必导致大气温度升高，全球气候变暖。太阳光CO2燃料中的碳燃烧后转变为二氧化碳气体进入大气，使大气中二氧化碳的浓度增大，从而导致温室效应2、热污染火力发电站发电剩下的“余热”被排放到河流、湖泊或海洋，使局部区域的水温上升，严重时会导致鱼类等水生生物大量死亡。3、大气污染在化石燃料中一般都含有相当数量的硫，燃烧时会释放出二氧化硫；化石燃料不完全燃烧时还会向大气排放大量的一氧化碳；煤炭燃烧时，向大气中排放大量的粉尘大气污染物进入人体呼吸道产生不适、呼吸器官障碍、支气管哮喘、肺癌等病症，甚至造成急、慢性中毒或死亡等现象酸雨对树木的危害大气的污染还会造成很多方面的危害，请同学们回去收集资料。可燃冰的发现“冰”怎么会“燃烧”？但在自然界中确实存在这种能够燃烧的“冰”。可燃冰最初被发现，并不是在海底。早在20世纪30年代，工程技术人员就发现，一些输气管经常会被奇怪的冰块堵塞。化学家对这些冰块进行分析后得知，这是甲烷等气体被关在冰晶体中形成的。当时，这些甲烷水合物被视为一种麻烦，而不是一种新型的能源。后来的实验证明，1立方米这种可燃冰燃烧，相当于164立方米的天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍。有专家认为，水合甲烷这种新型能源一旦得到开采，将使人类的燃料使用史延长几个世纪。据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。