5.4古生物的“遗产”——化石燃料

5.4古生物的“遗产”——化石燃料化石燃料及其综合利用第五章燃料人类的生活和社会的发展离不开燃料讨论：1你家中以前使用过什么燃料？现在使用什么燃料？2你知道摩托车、汽车、轮船、飞机、拖拉机使用什么燃料？3你所在地有热电厂、冶炼厂吗？它们使用什么燃料？4我国实施西部大开发的战略，其中一项“西气东输”工程，你知道输的什么“气”么？一、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、石油和天然气都是混合物，主要含碳、氢元素。都是不可再生的资源。煤——工业的粮食石油——工业的血液天然气——主要成分是甲烷（CH4）同学们知不知道：为什么我们把煤、石油、天然气称为化石燃料呢？“化石”二字意味着什么？煤、石油、天然气能被称为化石燃料是因为它们的形成经历了一个漫长的过程，这个过程经历了上亿年。煤，人称“黑色金子”、“工业的粮食”。它是由古代植物遗体埋在地层下，并在地壳中经过一系列复杂的变化而形成的，是由有机物和无机物所组成的复杂混合物。煤中含有大量的碳，此外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。煤的形成远古时期的植物植物等被埋在土中，经地下高温高压长期复杂变化形成“煤”植物枯萎石油，“工业的血液”，它是地质时期的动植物遗体在地下高温及微生物作用下，经漫长复杂的化学变化而形成的一种粘稠的液体。通常显黑色或深棕色，有特殊的气味，没有固定的熔点和沸点。主要含碳、氢两种元素，还含有少量的氮、硫、氧等元素，是多种碳、氢化合物的混合物。原油天燃气是当今世界上最重要的气体矿物燃料。天然气的形成与石油、煤的形成相似，故常与石油、煤共生。其主要成分为甲烷CH4，是蕴藏在地下的一种重要能源。我国是世界上发现和利用天然气最早的国家。甲烷在空气中体积分数为5%-15%范围内，遇到明火就会发生爆炸。煤矿的矿坑里也常有甲烷逸出。因此，在煤矿的矿井里必须采取通风、严禁烟火等安全措施。石油天然气的形成海洋动植物死亡沙泥深埋高温高压化石燃料的形成：•高温高压古代生物遗骸亿万年时间煤石油天然气我国化石燃料资源分布状况分布不平衡煤炭资源主要分布在山西、内蒙古、河北、山东、安徽、江苏等地。石油资源主要分布在东北、华北、新疆等地及我国近海。天然气资源有60%分布在我国的新疆、四川等中西部地区。西气东输将天然气从新疆输送至华北、华东各地。西起新疆塔里木，东至上海西郊。二、化石燃料燃烧与环境污染化石燃料及其加工的产品，在燃烧过程中产生的各种废气、废渣以及余热，造成了对环境的污染，并导致地球的生态环境受到破坏。煤在燃烧的过程中会产生大量的CO2、CO、SO2、烟尘等有害气体，及余热。石油产品的使用也会造成大气污染，如汽车排出的尾气中含有燃油燃烧生成的CO2、CO、SO2、NO、NO2等有害气体。天然气燃烧产生CO2气体。化石燃料燃烧造成环境污染的主要方面：①化石燃料完全燃烧产生CO2，使温室效应加剧；②化石燃料不完全燃烧产生有害气体CO、炭黑颗粒等可吸入颗粒物，污染空气；③SO2、NO2、NO等物质溶于雨水形成酸雨；④炉渣固体废弃物污染土壤、水源；⑤余热使水温升高，导致水生生物死亡。由于天然气主要成分甲烷（CH4）的含碳量相对较小，燃烧较完全，燃烧产物的二氧化碳比起煤和石油制品相对较少，所以它对大气的污染较轻，通常称为“清洁能源”。【实验】甲烷的燃烧现象：纯净的天然气在空气中安静地燃烧，发出明亮的蓝色的火焰，放出大量的热。反应的化学方程式：CH4+2O2====CO2+2H2O点燃交流与讨论化石燃料的燃烧给空气带来污染，我们应该如何减少这种污染呢？燃烧低硫优质煤，或是采用燃料脱硫技术，减少SO2的排放。尽量使燃料完全燃烧。植树造林。减少化石燃料的燃烧。开发新能源。煤、石油、天然气等化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的。煤、石油、天然气都是重要化工原料，仅用作燃料，既是对资源的一种浪费，又会污染环境。针对目前能源紧张问题，请谈谈你的想法或建议？如何解决能源危机？1、节约能源节约用电；节约用煤；研制节能产品，减少能源消耗。2、提高燃料的利用率改进燃料燃烧设备和技术，使燃料充分燃烧；对燃料进行深加工后综合利用。3、改善能源结构，开发和利用新能源如：太阳能、核能、氢能源、风能、水能、地热能、潮汐能、海洋能等。节能徽记太阳能核能氢能源地热能潮汐能风能三、化石燃料的综合利用1、煤的综合利用把煤隔绝空气加强热称为煤的干馏或炼焦，煤就可以分解为焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉煤气等。焦炉煤气的成分主要有H2、CH4、CO等。将它们进一步加工可以得到多种多样的产品。煤的干馏发生的变化：化学变化煤的干馏焦炭煤焦油粗氨水焦炉煤气煤的综合利用2、石油的综合利用利用它的组分的沸点不同，把它加热蒸馏而分开，称为分馏。石油经过加工（分馏）就可以得到石油气(液化气)、汽油、煤油、航空煤油、柴油、润滑油、重油、石蜡、沥青等。它们经过进一步加工可以得到各种各样的产品。石油的分馏发生的变化：物理变化石油炼制的产品石油的综合利用【实验5-9】观察石油馏分的燃烧现象馏分名称汽油煤油柴油润滑油馏分的沸点范围30～160℃160～220℃220～350℃＞350℃颜色无色微黄色黄褐色褐色流动性易流动易流动较易流动难流动燃烧现象火焰最明亮火焰明亮火焰较明亮，带黑烟火焰不明亮，带大量黑烟结论：石油馏分的沸点越高，其颜色越深，流动性越差，燃烧时火焰越不明亮且带有较多的黑烟（燃烧越不完全）。【实验5-10】煤油的燃烧煤油完全燃烧的现象：火焰明亮、无黑烟产生。原因：在氧气充足的情况下，煤油和空气中的氧气充分反应生成CO2和H2O，同时放出大量的热。煤油不完全燃烧的现象：火焰不明亮、有大量黑烟（炭粒）生成。原因：在氧气不充足的情况下，煤油和空气中的氧气不能充分反应，致使一部分煤油不能完全燃烧，生成了炭粒。海底可燃冰——气体水合物可燃冰（CH4·nH2O）可燃冰的学名为“天然气水合物”，是甲烷分子被水分子包围而成的物质，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%-99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。可燃冰的分子结构几种可燃性气体的区别煤气的主要成分：氢气、一氧化碳焦炉煤气的主要成分：H2、CH4、CO石油气的主要成分：甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）