标准书号70 71 308 07024 第1章 化学与能源.pptVIP

生活中的化学 作者：赵雷洪 第一章 化学与能源 目 录 1.1 能源概述 能源：可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。 人类生存和发展的重要物质基础，是从事各种经济活动的原动力，也是社会经济发展水平的重要标志。 1.1.1 能源的分类 绿色能源 1.1.2 能量的转化 能源和能量既有联系又有区别。 能源的使用其实就是能量形式的转化过程。 热力学第一定律 数学表达式：△U=Q+W 1.1.3 能源利用史 1.1.4 世界能源消费概况 1.1.5 中国能源消费概况 我国能源资源的特点 1.2 化石燃料 1.2.1 煤 分布不均匀，绝大部分都埋藏在北纬30°以上地区。 我国的煤炭储量排名世界第二。 煤炭作为化石燃料是非再生能源，按现在的开采速度估计，煤只能用几百年。 2008-2009年中国煤炭价格走势 1.煤的形成 由古植物经过复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用转变而成的固体有机可燃矿产。 煤的形成 煤田形成具备的条件 2.煤的化学组成 煤的化学组成 煤的化学组成 煤的化学组成 煤的化学组成 3.煤的综合利用 （1）煤的气化 煤在氧气不足的情况下进行不完全氧化，并通过不同的气体介质(如空气、水蒸气、氧气或其他气体)将煤中有机质转化为含一氧化碳、氢、甲烷等可燃气体的过程。 主要化学反应过程 （2）煤的焦化 煤的干馏产物 （3）煤的液化 煤的液化 1.2.2 石油和天然气 世界两大产油带 世界两大产油带，一个是长科迪勒地带，北起阿拉斯加和加拿大，经美国西海岸到南美委内瑞拉、阿根廷；另一个叫特提斯地带，从地中海经中东到印度尼西亚。 石油输出国组织（OPEC） 目前，OPEC共有12个成员国，旨在通过消除有害的、不必要的价格波动，确保国际石油市场上石油价格的稳定，保证各成员在任何情况下都能获得稳定的石油收入，并为石油消费国提供足够、经济、长期的石油供应。 2008–2009年国际石油价格走势 2008年，国际油价经历了过山车般的大起大落，以7月4日为分水岭，呈现出明显的倒“V”字走势。 1.石油和天然气的成因 人们已发现和利用的天然气 2.石油和天然气的组成 石油的主要成分是烃类有机物。 2.石油和天然气的组成 天然气的主要成分是甲烷(CH4)，也有少量乙烷(C2H6)和丙烷(C3H8)等低碳烷烃以及二氧化碳、氢气、硫化物等非烃类物质。 3.石油的炼制 在进行炼制以前需要对原油进行预处理，将油气分开，沉降泥沙，并采用电法或化学法脱盐、脱水，然后将其运送到炼化厂，加工成为人们需要的能源产品。 。 主要工艺过程包含原油分馏、催化裂化、催化重整和加氢等。 在加热时，沸点低的烃类先气化，经过冷凝先分离出来，借此可以把沸点不同的化合物进行分离，这种方法叫分馏。 属于物理变化，所得产品叫馏分。 图1-1 石油分馏示意图 表1-6 石油分馏的产品和用途 石油化工的重要原料──乙烯 乙烯以O2为催化剂在150 ℃、20 MPa条件可制得高压聚乙烯，日常生活中用的食品袋、食品匣、奶瓶等就是用这种材料成型的。 若用TiCl4做催化剂在100 ℃、常压下，则可制得强度较高的低压聚乙烯，它可制造脸盆、水桶等器皿。 在KMnO4催化下可加水成为乙二醇，是制造涤纶的原料之一。 众多乙烯产品广泛用于工农业、交通、军事等领域。 现代石油化学工业的一个龙头产品，是一个国家综合国力的标志之一。 当烧菜进行到一半突然断气时，可以将液化气罐摇一摇，或者在罐子外浇一点热水，甚至在气罐上敷上一块热毛巾，火会立刻大起来。 城市居民用石油液化气的主要成分就是丁烷，另外还含有在液化时带进的一定量的戊烷(C5H12)和己烷(C6H14)，它们的沸点分别是36 ℃和69 ℃。用户在室温下打开阀门时，这些杂质沸点较高，在室温下不能气化，而以液态沉积于钢瓶中。所以，加温实际上使戊烷和己烷气化，它们同样是可燃气体，可使燃烧时间延长。 汽油发动机在汽缸中燃烧时抵抗爆炸的能力，可用辛烷值度量。 汽油牌号的根据——辛烷值 评定柴油抗爆性的指标──十六烷值 柴油牌号的根据──凝固点 （2）裂化 在加热、氢压和催化剂存在的条件下，将汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构，使原油蒸馏所得的轻汽油馏分转变成富含芳烃的高辛烷值汽油（重整汽油），并副产液化石油气和氢气的过程。 用催化剂在一定温度和压力下使H2和这些杂环有机物起反应生成NH3或H2S而分离，留在油品中的只是碳氢化合物。 提高油品质量的过程。 1.2.3 可燃冰 自然界发现的可燃冰多呈白色、淡黄色、琥珀色、暗褐色等轴状、层状、小针状结晶体或分散状。 以甲烷为主的可燃气体，是由甲烷和水形成的水合物。 分子式：M·nH