1、第一节 化学与能源开发,正是因为有了能源，我们的世界才变得生机盎然。 人类社会的发展离不开能源，目前人类应用最广泛的能源是煤、石油和天然气等不可再生的化石燃料，而化石燃料正面临着日益枯竭，化石燃料大量燃烧并会对环境造成污染。 开发和利用清洁高效而又用之不竭的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。,那么，我们怎样做才能解决能源危机的问题呢？,问题思考,提高能量转化的效率,开发新能源,研制、使用节能产品,太阳能、核能、风能、潮汐能、地热能、氢能等。,解决能源问题的一般方法,开发新能源：,？,一,二,三,小资料：能源的分类,根据能源的来源和利用中是否会减少，人们把能源分为一次能源和二次能源；在一次能
2、源中又根据能源能否再生分为可再生能源和不可再生能源； 根据能源开发利用的规模和应用技术是否成熟，人们还把能源分为常规能源和新能源。如化石燃料、水能等都是常规能源，风能、太阳能、氢能等则是新能源。,直接来自自然界而未经加工转化的能源,化石燃料、太阳能、核能、生物燃料、水能,由一次能源直接或间接转化而来的能源,电能、煤气、汽油、沼气、氢能等。,不随其本生的转化或被人利用而减少的能源,太阳能、生物能、水能、风能、地热能等,人类随其本身的转化或的利用而减少的能源,化石燃料、核燃料等,太阳能,氢能,生物能,地热能,潮汐能,可燃冰,核能,风能,开发新能源,太阳灶,太阳能发电装置,太阳能汽车,航天器,太阳能
3、,优点：太阳能资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。,太阳能发电站,广州市的太阳能路灯,太阳能热水器,太阳能计算器,风能,优点：风能高效清洁，发展潜力巨大。对沿海岛屿、边远山区、草原牧场，远离电网的农村、边疆，是解决生产和生活能源的一种可靠途径。,生物能,生物能蕴藏量极大，是世界第四大能源。薪柴，农林、能源作物，农、林业残剩物，食品和林产品加工的下脚料，城市固体废弃物，生活垃圾、污水和水生植物等 蕴藏着大量的生物能。,沼气池原理是利用植物体或粪便，经密封发酵后产生出可燃气体。在农村特别适用。,阿里地区地热田,冰岛地热,羊八井地热电站,地热 能的利用 可分为直 接利用 (温泉沐浴
4、和医疗，地下热水取暖、建农作物温室、水产养殖及烘干谷物等)和地热发电两大类。,地热 能,潮汐能成因示意图,江厦潮汐试验电站,海洋能是海水中的能量。它包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。广义的海洋能还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物能等,全球海洋能的总量约为766亿千瓦。,水能,可燃冰,1、你对氢能源了解多少？ A 哪些方法可以制备氢气？B 氢能源有哪些优点？ C 氢能源为什么没有被广泛使用？ D ,1）、电解水；2）、活泼金属与酸反应,一、清洁高效的氢能,它有以下优点： （1）原料不受限制（来源广） （2）燃烧放出热量多（热值高） （3）生成物不污染环境。(无
5、污染)（最大优点）,氢能是一种极其理想的能源，具有广阔的开发前景。,1.易燃、易爆 2.难以液化 3.储存和运输不安全不方便 4.制备氢气消耗电能大，成 本高。,氢燃料汽车,氢能源为什么没有被广泛使用？,氢气能的利用主要包括两个方面：一是制氢工艺，二是贮氢方法。氢气能否作为燃料广泛使用，关键在于制氢工艺。作为大规模生产氢的主要途径，电解水无疑是最可行的。然而，水分子中的氢、氧原子结合的十分紧密。电解时要消耗大量的电力，比燃烧氢气本身产生的能量还要多。如果这些电力来自火力发电站，就失去使用氢燃料的意义，在经济上不足取。最好的制氢方法当属“理想的氢能源循环体系”。,最理想的氢能源循环体系,讨论你对
6、此图示的理解,该图所表示的意义在于：在光催化剂的作用下，通过水的分解实现由太阳能到化学能的转变；通过燃料电池内的化学反应实现由化学能向电能的转变。化学方程式在能量的转化中起了储存和释放的作用，可以说它是能量转化的载体。,干电池,蓄电池,手机、相机用的锂电池,二、应用广泛的化学电池,电池以体积小、电容量大、移动方便等特点，在现代社会的生产和生活中得到广泛应用。 电池中的电能是怎样产生的呢？,一次电池,二 次 电 池,化学反应能否产生电能？,（1）观察干电池的结构,实验探究,（2）把一块锌片和碳棒平行插入盛有稀硫酸的烧杯中。观察现象并做解释.,现象：锌片表面有气泡生成，碳棒无变化。,实验步骤：用砂
7、纸擦去锌片表面的氧化膜，用导线将碳棒与电流表正极相连，锌片与电流表负极相连，然后碳棒、锌片一起插入盛有稀硫酸的烧杯中。,(3)化学能转化为电能的实验,实验仪器:烧杯、碳棒、锌片、导线若干、电流表、稀硫酸溶液,化学电源：是一种将化学能直接转化为电能的装置。常见的电池大多是化学电源。,电流计的指针发生偏转，锌片表面变色，碳棒表面有气泡产生。,Zn + H2SO4 = H2+ ZnSO4,烧杯中发生了化学变化，在这种条件下化学变化可以发生电流，将化学能转化为电能。,化学能直接转化为电能,提高能量的转化效率，减少大气污染,自制电池,物质的化学能通常可以转化为哪些形式的能量？试举例说明。,化学能通过化学
8、反应可以转化成热能、光能、电能等，利用化学反应中的能量转化,人们可以开发新的能源.,交流共享,废旧电池丢弃对环境的影响 废旧电池的危害主要集中在重金属上，如汞、铅、镉。这些物质泄露出来进入水或土壤，就会通过各种途径进入了人体的食物链，最终带来危害。因此务必要正确使用电池，并妥善回收。,1.对氢气等可燃性物质的有关问题的探究： （1）氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用其主要原因是( )A氢气燃烧的产物对环境有影响 B制备氢气耗能大，成本高C水资源受到严重污染，原料匮乏 D燃烧时热值低于其它气体,B,（2）绿色能源是人类理想的能源，不会造成环境污染，下列不属于绿色能源的是 (
9、 )A风能 B太阳能 C氢能源 D.煤 （3）人们在利用物质某些性质时，可能有利也可能带来危害。请你仿照示例，选择一种燃料，填写下表。,D,2：化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭，我们在使用 能源时应树立 “一要节约能源，二要进一步开发、利用新能源”的观点。（1）下列各图中表示我国节能标志的是（ ）,A,B,D,C,C,（2）据报导，在我国南海、东海海底发现巨大的“可燃冰”带，“可燃冰”（CH4 nH2O）是由天然气和水在高压低温条件下形成的冰态物。若将天然气从其冰态物中分离出来，有两种方法：在一定温度下， 使气体从冰态物中分离出来；在一定压强下， 使气体从冰态物中分离出来。 （3）有待继续开发
10、、利用的能源有(至少写两种) （4）请举出一个生产、生活中电能转化成化学能的例子 （5）用化学方程式表示出一个化学能转化为热能的例子,降压,升温,答案：（1）选C （2）减压，升温 （3）氢能源、太阳能等 （4）给蓄电池充电 （5）可燃物燃烧的反应方程式如 C+O2=CO2,点燃,3：目前，科学家提 出了一种最经济最理 想的获得氢能源的循环 体系（如右图）。下列 说法错误的是（ ） A燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能B该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能,C在此循环中发生了反应：2H2O 2H2+O2 D目前急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂,C,4、氢气将成为
11、一种重要的新型燃料，这是因为（ ） 具有可燃性 具有还原性 燃烧时放出热量多 燃烧生成物没有污染 A B C D ,B,5、氢气是一种很有前途的能源，以水为原料大量制取氢气最理想的途径是（ ） A 利用太阳能直接使水分解制取氢气 B 以焦碳和水为原料制水煤气后分解出氢气 C 用锌和稀硫酸反应制取氢气 D 由热电厂提供的电力电解水制取 氢气,A,6、下列能量的转化中，一定是由化学能转化为电能的是（ ） A 火力发电 B 蓄电池 C 水力发电 D 电热水器,A,7、氧化银纽扣电池常用于手表和计算器，电池内的总反应可以表示为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag 。下列说法不正确的是 （ ）A 该反应属于置换反应 B 锌发生了氧化反应C 氧化银发生了还原反应 D 锌元素的化合价降低，银元素的化合价升高,D,8、燃料电池是一种将化学反应的能量直接转化为电能的装置。下列燃料电池比较适合宇宙飞船上使用的是（ ）A O2CH4燃料电池B O2C2H5OH燃料电池C O2H2燃料电池D O2CO燃料电池,C,
