第一节 化学与能源开发

第十一单元化学与社会发展第一节化学与能源开发1.通过分析氢气用作燃料的优点，认识氢能是未来最理想的能源2.明确化学反应产生的能量也可以转化为电能3.增强能源意识，强化关心自然、关心社会的责任感•那么，我们怎样做才能解决能源危机的问题呢？问题思考•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枯竭，化石燃料的大量燃烧还会对环境造成污染。•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。针对现有能源针对新能源开发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：小资料：能源的分类•根据能源的来源，人们把能源分为一次能源和二次能源；在一次能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。能源类型定义实例一次能源二次能源可再生能源非再生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、氢能等不随其本身的转化或人类利用而减少的能源太阳能、生物能、水能、风能、地热能等随其本身的转化或人类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航天器太阳能汽车优点：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。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。沼气池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。海洋能水能可燃冰“可燃冰”（CH4·nH2O）是由天然气和水在高压低温条件下形成的冰状固体。这种天然气水合物燃烧产生的能量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多，而且在燃烧后几乎不产生任何残渣或废气。你对氢能源了解多少？·哪些方法可以制备氢气？·氢能源有哪些优点？·氢能源为什么没有被广泛使用？……①电解水；②活泼金属与酸反应一、清洁高效的氢能活动天地制备氢气的方法：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？活动天地最理想的氢能源循环体系讨论你对此图的理解太阳能光催化剂2H2O=2H2+O2燃料电池能量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。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？一次电池二次电池干电池蓄电池手机、相机用的锂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：用砂纸擦去锌片表面的氧化膜，用导线将碳棒与电流计正极相连，锌片与电流计负极相连，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、电流计、稀硫酸溶液实验现象化学方程式电流计偏转原因能量转化的形式使用化学电源的优点化学电源：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产生电流，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，减少大气污染活动天地自制电池交流共享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。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。这些物质泄漏出来进入水或土壤，就会通过各种途径进入人体的食物链，最终带来危害。因此务必要正确使用电池，并妥善回收。【典例1】“低碳生活”、“低碳技术”的基本理念是节能减排。下列做法不符合“低碳”理念的是（)A．焚烧大量秸秆B．焚烧垃圾发电C．用旧报纸制铅笔杆D．使用可降解塑料A知识点一、节约能源知识点二、新能源C【典例2】开发使用新能源，是解决城市大气污染问题的根本途径。下列与新能源有关的说法中，不正确的是（）A．研制、使用氢燃料电池汽车，能真正实现“零排放”，是解决汽车尾气污染的有效措施B．晶体硅不仅是电子和信息工业的基础材料，也是研制太阳能电池的基础材料C．核能不属于清洁能源D．风能、水能、地热能均属于清洁能源1.下列图标属于节能标志的是()ABCDB2.下列能量转化是化学能转化成电能的是（）A.潮汐发电B.电灯发光C.用干电池做电源D.用电动机带动水泵抽水C3.燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下列燃料电池最清洁的是（）A.O2—CH4燃料电池B.O2—C2H5OH燃料电池C.O2—H2燃料电池D.O2—CO燃料电池C4.下列能源中，不会对环境造成污染且取之不尽的是（）A．煤B.太阳能C.天然气D.石油B5.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污染B.制造氢气耗能大，成本高C.水资源受到污染，原料匮乏D.燃烧热值低于其他燃料B6.氢气将成为一种重要的新型燃料，这是因为（）①具有可燃性②具有还原性③燃烧时放出热量多④燃烧生成物没有污染A.①②④B.①③④C.③④D.①②③④B7.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以焦炭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A8.据报道，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。（1）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。（2）有待继续开发、利用的能源有(至少写两种)（3）请举出一个生产、生活中电能转化成化学能的例子（4）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氢能源、太阳能等给蓄电池充电C+O2====CO2点燃1.地热能、太阳能、风能、水能、核能、潮汐能、氢能是新型能源2.化学能通过化学反应可以转化为电能、光能、热能等3.电池是一种将化学能转化成电能的装置4.氢能是未来最理想的能源玉不琢，不成器；人不学，不知道。