2第二节化学跟能源.ppt

二 碳的化学 目前全世界使用的能源90% 取自化石燃料，即煤炭、石油和天然气，碳(C)是它们的主要组成元素，已知化合物的种类超过1000万种，含碳的化合物约占90%，含碳化合物（CO、CO2、NaCO3）为无机物，绝大多数为有机化合物，它们难溶于水、熔点低、容易燃烧。 三 煤炭及其综合利用 1 世界的煤炭资源分布不均匀，对大多数埋藏在北纬30°以上，储量前苏联最多，美国第二，我国第三（最南端的曾母暗沙北纬4度、最北端的漠河 53度）。 2 煤的形成 煤是古代植物遗骸埋藏在地下，经过漫长的时间，处于空气不足的条件下逐渐形成的，历时万万年或者是千万年，短时间内无法重演，所以煤是不可再生能源。 形成过程：植物残骸堆积、深埋、脱水，形成泥煤，继续失水，形成褐煤、之后形成烟煤、无烟煤。 3 煤的能量来自于太阳能 植物光合作用吸收太阳能，储存了能量，煤化过程释放能量，但在空气不足条件下，碳不能完全变成CO2，而以碳原子的形式固定下来。 4 煤的化学组成 可用C135H96O9NS表示。 5 煤燃烧的污染问题 煤在我国能源消费结构中占据首位，其大部分是直接燃烧掉了，热效率利用不高且有环境污染。直接烧煤形成的CO2是全球温室效应的罪魁，而SO2和NOX是造成酸雨的祸首。因此，煤炭的综合利用具有很大的经济价值和实际意义。 6 煤的合理利用方法 a 煤的气化—以煤为原料，以氧气、水蒸气作为气化剂，在氧气不足、高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体，煤的气化涉及到10个基本反应， 化肥厂合成氨，需要H2，可利用④、⑥，供居民使用可利用⑦， ④不安全。可根据不同的目的，调节煤、空气、水的比例， b 煤的焦化(干馏）---将煤置于隔绝空气的封闭炼焦炉内加热，煤分解成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的焦炉气。焦炭---主要用于炼铁，还可用于制造电石、电极。煤焦油---黑色油状液体，含苯、酚、萘、蒽等重要化工原料。焦炉气---含H2、CO、CO2、CH4、C2H4、NH3、H2S等。 C 煤的液化（人造石油）---原理：煤、石油都含C、H、O，但煤的分子量是石油的十倍，所以，煤加热裂解，由大变小，得到燃料油，仍在试验阶段。 综上所述，煤是能源，也是重要的化工原料，我国是世界上最大的耗煤国家，但70%的煤都是直接烧掉，浪费资源，也污染环境，积极开展煤的综合利用十分必要 四 石油和天然气 石油为工农业、运输业、国防提供了重要燃料和其他化工产品，石油产品数以千计，与人们的生活息息相关，因此称为“工业的血液”。石油常跟天然气共存。　 如果你控制了石油，你就控制了所有国家；如果你控制了粮食，你就控制了所有的人；如果你控制了货币，你就控制了整个世界。——基辛格（当代美国著名外交家、国际问题专家，1973年诺贝尔和平奖获得者。） 1 石油主要的含油带集中在北纬20°--48°之间，中东地区已探明的石油储量占世界的60%以上。 2 石油的形成 石油是远古时代沉积在海底湖泊中的动植物的遗体，在海洋条件作用下经过千百万年的漫长转化过程而生成。 3 石油的重要性 石油是国家现代化建设的战略物资，许多国际争端往往同石油资源有关，现代生活中的衣食住行直接或间接地都与石油有关。 OPEC—沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特等13个国家成立了“石油输出国组织欧佩克（OPEC)”。 石油危机 4 石油的组成元素 天然气的主要成分是甲烷（CH4),还有少量的乙烷和丙烷，它和石油伴生，一般每吨石油大概伴有1000立方米的天然气。天然气是最“清洁”的燃料，燃烧产物为CO2和H2O，都是无毒物质，且管道输送也很方便。 5 石油的炼制 未经处理的石油称为原油，必须经过多步炼制才能使用。主要有分馏、裂化、重整、精制等。 生活常识：为什么液化气罐在用完后再摇一摇或浇一点热水又可以使用？ 通常家用液化石油气罐的主要成分是C3或C4的烃类化合物，其在常压下是气态，经过加压变成液体装入罐内，使用时只要打开阀门C3和C4会立即气化喷出，点燃即可。当C3和C4跑出完后，火慢慢变小。此时将液化气罐摇一摇或在罐外浇一点热水，火立刻会大起来。这是因为我们使用的液化气还含油C5，其在常温下是液体，摇一摇或加温可以帮助C5气化，C5数量不多，但是在烧菜进行到一般时突然断气，试试这个方法可以让你摆脱尴尬的局面。但是绝对不可以用明火直接加热液化气罐，这样非常危险。 6 天然气的成分 其主要成分是甲烷 7 天然气的优点 是世界公认的优质高效能源，可谓“天生丽质”，其有许多优点：不需要复杂加工即可直接使用；燃烧比石油、煤炭清洁，基本不污染环境；热值高。 资源连接：