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从原始人类到农业社会,人类利用的能源非常有限,主要包括燃材取暖和用牲畜耕地等等。目前,人类利用的能源90%以上是煤、石油、天然气,它们是在不同地质年代里有动植物残骸等有机体转变形成的。
煤是一种固态的可燃有机岩,是由c、h、o、n等组成的有机成分和少量矿物杂质组成的混合物;据估计,全世界的煤炭至少还可以开采二三百年,对煤炭的利用的一个重要问题是如何解决其对环境的破坏和污染。
石油和天然气是目前极为重要的能源,具有燃烧完全、发热量高、运输方便等优点。石油作为一种化工原料,其化工产品已渗透到我们生活的方方面面,各种化工产品已达5000种以上。石油和天然气的可采储量按照目前的开采速度,估计还可以开采100年以上。
其他的能源包括核能、地热能、太阳能、水能、风能、潮汐能、生物质能等。从长远来看,随着煤、石油和天然气等能源的枯竭,核能以及一些可再生的能源,如太阳能将成为人类利用的主要能源。附录:
可燃冰。据报道,在中国青藏高原的冻土层中以及东海、南海、黄海的海底,都有可能存在巨大体积的“可燃冰”。“可燃冰”是水与天然气相互作用形成的晶体物质,其主要成分是甲烷与水分子(ch4?
h2o),学术上称为“天然气水合物”。据测定,一立方米固体“可燃冰”中可释放出200立方米甲烷气体。同时,“可燃冰”还具有使用方便、清洁卫生等许多优点。
“可燃冰”主要存在于冻土层中和海底大陆坡中,在地球上储量十分巨大。据估计,这种物质在地球上的储量至少是煤和石油总储量的两倍以上。
可燃冰”的形成有三个基本条件,即温度不能太高;压力适宜。零度时,30个大气压以上它就可能生成;地底要有气源。“可燃冰”受其特殊的性质和形成时所需条件(低温、高压等)的限制,只分布于特定的地理位置和地质构造单元内。
一般来说,除在高纬度地区出现的与永久冻土带相关的天然气水合物之外,在海底发现的天然气水合物通常存在水深300-500m以下(由温度决定),主要附存于陆坡、岛屿和盆地的表层沉积物或沉积岩中,也可以散布于洋底以颗粒状出现。从大地构造角度来讲,“可燃冰”主要分布在聚合大陆边缘大陆坡、被动大陆边缘大陆坡、海山、内陆海及边缘海深水盆地和海底扩张盆地等构造单元内。这些地区的构造环境由于具有形成“可燃冰”所需的充足的物质**(如沉积物中的有机质、地壳深处和油气田渗出的碳氢气体),具备流体运移的条件(如增生锲和逆掩断层的存在及其所引起的构造挤压,快速沉积所引起的超常压实,油气田的破坏所引起的气体逸散等),以及具备“可燃冰”形成的低温、高压环境(温度0-10℃以下,压力10mpa以上),而成为“可燃冰”分布和富集的主要场所。
早在上世纪30年代,人们发现天然气输气管道内形成白色冰状固体填积物,并给输送带来很**烦,石油地质学家和化学家便把主要的精力放在如何消除天然气水合物堵塞管道方面。直到60年代苏联在开发麦索亚哈气田时,首次在地。
层中发现了气体水合物,人们才开始把气体水合物作为一种燃料能源研究。此后不久,在西伯利亚、北斯洛普、墨西哥湾、日本海、印度湾等地相继发现了天然气水合物,这使人们意识到天然气水合物是一种具有全球性分布的潜在能源,于是掀起了70年代以来空前的天然气水合物研究热潮。目前,世界上不少发达国家都在加紧对“可燃冰”这种新能源形式进行开发研究,起步较早的美国、俄罗斯已经开始进入初级工业开发阶段,开发出可供人们使用的“可燃冰”。
中国如今也已经在实验室内人工合成了“可燃冰”,在资源勘探方面,也确定了“可燃冰”存在的东海、南海等几个重要地域。下图为“可燃冰”在燃烧。
9 1化学与能源1教案
第九章化学与社会发展。第一节化学与能源。一 学习目标。1 知识与技能 知道常见的能源,能源开发和节约能源的重要性,化学有助于人类解决能源危机。掌握实验室制取氢气的方法。2 过程与方法 用 性实验学习。3 情感态度与价值观 节约能源的重要意义,逐步树立珍惜资源的观念,增强社会责任感。二 任务分析。1 ...
1节能源家族
第十七章能源与可持续发展。一 能源家族。教学目标 1 记住什么是能源以及能源的种类 2 常识性了解什么是不可再生能源,什么是可再生能源 重点 难点 能源以及能源的种类。学具教具 挂图。教学过程 我们已经认识了各种形式的能 金属的冶炼 机器的运转 汽车 火车等交通工具的行驶,都需要能量 日常生活中烧饭...
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