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第9章化学与社会发展问题导学新知预习一、能源的种类和危机1．能源的种类：________、____能、_____能、风能、地热能、核能、生物质能等。2．随着能源消耗量的增加，作为能源主体的化石燃料日益枯竭，人类必将面临能源危机。[提示]目前开发的新能源有氢能、_____、_______等。化石燃料电太阳核能太阳能第9章化学与社会发展二、化石燃料__、_____和______是世界上最重要的三种化石燃料。____被人们称为“工业的粮食”，____被称为“工业的血液”。天然气的主要成分是_____。煤石油天然气煤石油甲烷第9章化学与社会发展三、化石燃料的综合利用第9章化学与社会发展四、太阳能的储存与利用方法一：___________，其基本原理是利用太阳辐射能加热物体而获得热能，如温室、太阳能热水器等。方法二：___________，即把太阳能直接转换成电能。方法三：太阳能生物质能(淀粉、纤维素)。光—热转换光—电转换――→光合作用第9章化学与社会发展五、化学能转化为电能的装置——化学电池日常使用的电能，大多是通过燃烧化石燃料，由化学能转变而来的。但火力发电中的能量经过多次转化，会使能量的转换效率降低，造成能量损失较大。化学电池能够在一定程度上解决这一问题。使用化学电池的优点是提高能源的利用率，减少大气污染物的排放。[实验]教材第95页“观察与思考”。用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜，用导线将铜片和锌片分别连接到电流表的正、负极，然后把锌片和铜片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。现象：(1)电流表的指针发生偏转；(2)硫酸铜溶液的颜色变浅，锌片逐渐溶解，铜片表面有红色物质覆盖。第9章化学与社会发展六、氢能生产、生活以及实验中通过下列方法制取氢气。(1)电解水2H2O2H2↑＋O2↑(2)活泼金属与酸反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑(3)将太阳能转化为氢能光分解水←太阳能→光电转换→电解水氢能的开发与利用也面临着许多困难：①_________、②_________。=====通电制氢问题储氢问题第9章化学与社会发展互动探究探究点一能源的分类[情景展示]第9章化学与社会发展[问题探究]你能说出几种常见能源吗？根据上图，你知道石油和煤这两种常规能源是如何进行综合利用的吗？[思考交流]第9章化学与社会发展[归纳提升]根据能源的利用角度可分为常规能源和新能源；根据能源能否再生的角度，可分为可再生能源和不可再生能源。由于目前使用的能源主要是化石能源，而化石能源又是不可再生的能源。因此，从根本上解决人类面临的能源短缺问题，一要节约能源，二要进一步开发、利用新能源。开发的新能源主要有：太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能、氢能等。石油的分馏是物理变化，主要是利用组成石油的各物质的沸点不同，从而把各成分先后蒸馏出来而得到分离。石油的综合利用过程中，组成物质的分子发生了变化，因此是化学变化。煤的焦化是化学变化，即通过隔绝空气对煤加强热，使煤分解得到各种产物。煤还可以通过液化、气化等加工手段、进行综合利用。第9章化学与社会发展[课堂速记]第9章化学与社会发展[应用示例]例1能源问题是当今世界三大问题之一。下列有关能源的叙述中不正确的是()A．乙醇汽油中添加的乙醇属于可再生能源B．人类通过化石燃料获得能量的过程是物理变化C．将煤球制成“蜂窝煤”是为了增大与空气的接触面积，使其燃烧更充分D．我国南海海底储藏了大量“可燃冰”，它将成为替代化石燃料的新能源[解析]B人类通过化石燃料获得能量利用的是燃烧，属于化学变化。第9章化学与社会发展例22014·南京节选能源与环境已成为人们日益关注的问题。(1)目前人们利用最多的能源是煤、__________和天然气等化石燃料。(2)人们正在利用和开发其他能源，如太阳能、______、________等。[答案](1)石油(2)风能氢能(其他合理答案均可)[方法点拨]①利用不同的分类方法，能源有“可再生能源”“一次能源”“二次能源”“清洁能源”和“新能源”等。②提高能源利用率：增大与空气的接触面积，使其燃烧更充分。第9章化学与社会发展探究点二化学电池[情景展示]第9章化学与社会发展[问题探究]生活中你还见过哪些化学电池？你能简单说明右图中的反应现象及化学原理吗？[思考交流]第9章化学与社会发展[归纳提升]电池是将化学能直接转化为电能的装置，是一种高效率的能量转换器。使用化学电池的优点是提高能源的利用率，减少大气污染物的排放；缺点是如果不注意废旧电池的回收，就会对土壤和水资源造成污染。第9章化学与社会发展[课堂速记]第9章化学与社会发展例3用砂纸擦除铜片和锌片表面的氧化膜，用导线将铜片和锌片分别连接到电流表的正、负极，然后把锌片和铜片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中(如图9－1－1所示)。(1)可以观察到的现象有：①___________；②________；③_______；④电流表指针偏向______(填“铜”或“锌”)。(2)实验中发生能量变化的形式是由________能变为________能，发生这种能量变化的化学方程式是_________。[应用示例]第9章化学与社会发展[答案](1)①锌片逐渐溶解②铜片上析出红色物质③溶液蓝色变浅④铜(2)化学电Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu[方法点拨]①化学电池的工作原理是将化学能转化为电能。②优点：能量转化率高，减少大气污染物的排放等。缺点：废旧电池的随意丢弃，造成环境污染。第9章化学与社会发展探究点三新能源的开发和利用[情景展示]第9章化学与社会发展[问题探究]你能简要说明图中能量的转化方式吗？你认为哪种转化方式是获取新能源的最佳方式？[思考交流]第9章化学与社会发展[归纳提升]最理想能源——氢能1．在人类研究开发的众多新能源中，氢气是极其理想的能源之一，氢能具有：①资源丰富、②热值高、③产物不污染环境等优点。2．以氢气为能源，要解决两个问题：一是制氢问题，即如何高效、经济地制取氢气；二是储氢问题。3．氢气的理想制法(1)太阳能发电，再利用电能分解水。(2)研制特种催化剂，在水中加入该类催化剂后，在阳光的照射下，利用光化学反应分解水，廉价地获取大量氢气。第9章化学与社会发展[课堂速记]第9章化学与社会发展[应用示例]例4绝大多数人认为氢是未来时代最理想的清洁能源之一。目前制约氢能推广使用的瓶颈问题有两个：一是制氢问题，二是储氢问题。下列各种制氢方法中，最具开发前景的是()A．原子能发电电解水：2H2O2H2↑＋O2↑B．锌与稀硫酸反应：H2SO4＋Zn===H2↑＋ZnSO4C．天然气与水蒸气反应：CH4＋2H2O(气)4H2＋CO2D．运用生物技术培养特殊菌类，利用太阳能分解水：2H2O光菌2H2↑＋O2↑第9章化学与社会发展[解析]DA利用原子能发电电解水，在能量转换时会有能量损耗，所以A不经济。B是利用金属与酸的反应，适用于在实验室制取少量H2，用于工业生产既不经济，又会产生大量废物。C利用天然气与水蒸气反应，本身消耗了化石燃料，在生产中耗能，且产生了温室气体CO2。D利用太阳能在菌类作用下产生H2，无污染，不消耗太阳能以外的能量，最具开发前景。第9章化学与社会发展[方法点拨]氢气作为可再生能源，在制取时高效、经济，并且不产生污染，才是具有开发前景的制法。氢气的理想制法有两种：太阳能发电，再利用电能分解水；研制特种催化剂，在水中加入该类催化剂后，在阳光的照射下，利用光化学反应分解水，廉价地获取大量氢气。第9章化学与社会发展课堂小结第9章化学与社会发展当堂检测知识点❶能源的分类1．下列物质属于最清洁的能源的是()A．煤B．氢气C．可燃冰D．石油[解析]煤在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空气污染物，故A错误；氢气的燃烧产物是水，无污染，属于最清洁的能源，故B正确；可燃冰是甲烷的水合物，虽然比较洁净，但燃烧时产生的二氧化碳排放过多会造成温室效应，故C错误；石油在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳、烟尘等空气污染物，故D错误。第9章化学与社会发展2．化石燃料是不可再生能源。下列不属于化石燃料的是()A．煤B．石油C．乙醇D．天然气15[解析]C煤、石油、天然气是三大化石燃料。第9章化学与社会发展知识点❷能源的开发和利用3．随着经济的发展，能源与环境成为人们日益关注的问题。(1)天然气的主要成分是__________(填化学式)。(2)氢气是最清洁的燃料，用化学方程式表示其原因：____________________________________。(3)天然气、________和煤被称为“化石燃料”。煤不充分燃烧时，会产生大量的有毒气体，该气体是________。[答案](1)CH4(2)2H2＋O2=====点燃2H2O(3)石油CO第9章化学与社会发展