能源的綜合利用

1、第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,第1節(jié)　能源的綜合利用,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,問 題 導(dǎo) 學(xué),新 知 預(yù) 習(xí),一 、能源的種類和危機,1．能源的種類：________、____能、_____能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、生物質(zhì)能等。 2．隨著能源消耗量的增加，作為能源主體的化石燃料日益枯竭，人類必將面臨能源危機。[提示] 目前開發(fā)的新能源有氫能、_____、_______等。,化石燃料,電,太陽,核能,太陽能,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,

2、二 、化石燃料,__、_____和______是世界上最重要的三種化石燃料。____被人們稱為“工業(yè)的糧食”，____被稱為“工業(yè)的血液”。天然氣的主要成分是_____。,煤,石油,天然氣,煤,石油,甲烷,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,三 、化石燃料的綜合利用,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,四 、太陽能的儲存與利用,方法一：___________，其基本原理是利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能，如溫室、太陽能熱水器等。方法二：_______

3、____，即把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能。方法三：太陽能 生物質(zhì)能(淀粉、纖維素)。,光—熱轉(zhuǎn)換,光—電轉(zhuǎn)換,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,五 、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置——化學(xué)電池,日常使用的電能，大多是通過燃燒化石燃料，由化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來的。但火力發(fā)電中的能量經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化，會使能量的轉(zhuǎn)換效率降低，造成能量損失較大。化學(xué)電池能夠在一定程度上解決這一問題。使用化學(xué)電池的優(yōu)點是提高能源的利用率，減少大氣污染物的排放。[實驗] 教材第95頁

4、“觀察與思考”。用砂紙擦去銅片和鋅片表面的氧化膜，用導(dǎo)線將銅片和鋅片分別連接到電流表的正、負(fù)極，然后把鋅片和銅片一起插入盛有硫酸銅溶液的燒杯中?，F(xiàn)象：(1)電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；(2)硫酸銅溶液的顏色變淺，鋅片逐漸溶解，銅片表面有紅色物質(zhì)覆蓋。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,六、 氫能,生產(chǎn)、生活以及實驗中通過下列方法制取氫氣。(1)電解水2H2O 2H2↑＋O2↑(2)活潑金屬與酸反應(yīng)Zn＋H2SO4===Zn

5、SO4＋H2↑(3)將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能光分解水←太陽能→光電轉(zhuǎn)換→電解水氫能的開發(fā)與利用也面臨著許多困難：①_________、②_________。,制氫問題,儲氫問題,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,互 動 探 究,探究點一　能源的分類,,[情景展示],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[問題探究],你能說出幾種常見能源嗎？根據(jù)上圖，你知道石油和煤這兩種常規(guī)能源是如何進(jìn)行綜合利用的嗎？,[思考交流],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[歸納提

6、升],根據(jù)能源的利用角度可分為常規(guī)能源和新能源；根據(jù)能源能否再生的角度，可分為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，從根本上解決人類面臨的能源短缺問題，一要節(jié)約能源，二要進(jìn)一步開發(fā)、利用新能源。開發(fā)的新能源主要有：太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、氫能等。石油的分餾是物理變化，主要是利用組成石油的各物質(zhì)的沸點不同，從而把各成分先后蒸餾出來而得到分離。石油的綜合利用過程中，組成

7、物質(zhì)的分子發(fā)生了變化，因此是化學(xué)變化。煤的焦化是化學(xué)變化，即通過隔絕空氣對煤加強熱，使煤分解得到各種產(chǎn)物。煤還可以通過液化、氣化等加工手段、進(jìn)行綜合利用。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[課堂速記],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[應(yīng)用示例],例1 能源問題是當(dāng)今世界三大問題之一。下列有關(guān)能源的敘述中不正確的是(　　)A．乙醇汽油中添加的乙醇屬于可再生能源B．人類通過化石燃料獲得能量的過程是物理變化C．將煤球制成“蜂窩煤”是為了增

8、大與空氣的接觸面積，使其燃燒更充分D．我國南海海底儲藏了大量“可燃冰”，它將成為替代化石燃料的新能源,,,,,[解析] B　人類通過化石燃料獲得能量利用的是燃燒，屬于化學(xué)變化。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,例2　2014·南京 節(jié)選能源與環(huán)境已成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。(1)目前人們利用最多的能源是煤、__________和天然氣等化石燃料。(2)人們正在利用和開發(fā)其他能源，如太陽能、______、 ________ 等

9、。,[答案] (1)石油(2)風(fēng)能　氫能(其他合理答案均可),[方法點撥] ①利用不同的分類方法，能源有“可再生能源” “一次能源”“二次能源”“清潔能源”和“新能源”等。②提高能源利用率：增大與空氣的接觸面積，使其燃燒更充分。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,探究點二　化學(xué)電池,[情景展示],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[問題探究],生活中你還見過哪些化學(xué)電池？你能簡單說明右圖中的反應(yīng)現(xiàn)象及化學(xué)原理嗎？,[思考交流],第9章 化學(xué)

10、與社會發(fā)展,[歸納提升],電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是一種高效率的能量轉(zhuǎn)換器。使用化學(xué)電池的優(yōu)點是提高能源的利用率，減少大氣污染物的排放；缺點是如果不注意廢舊電池的回收，就會對土壤和水資源造成污染。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[課堂速記],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,例3 用砂紙擦除銅片和鋅片表面的氧化膜，用導(dǎo)線將銅片和鋅片分別連接到電流表的正、負(fù)極，然后把鋅片和銅片一起插入盛有硫酸銅溶液的燒杯中(如圖9－1－1所示)。

11、(1)可以觀察到的現(xiàn)象有：①___________；②________；③_______；④電流表指針偏向______(填“銅”或“鋅”)。(2)實驗中發(fā)生能量變化的形式是由________能變?yōu)開_______能，發(fā)生這種能量變化的化學(xué)方程式是_________。,[應(yīng)用示例],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[答案] (1)①鋅片逐漸溶解　②銅片上析出紅色物質(zhì)?、廴芤核{(lán)色變淺?、茔~　(2)化學(xué)　電Zn＋CuSO4===ZnSO4＋C

12、u,[方法點撥] ①化學(xué)電池的工作原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。②優(yōu)點：能量轉(zhuǎn)化率高，減少大氣污染物的排放等。缺點：廢舊電池的隨意丟棄，造成環(huán)境污染。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,探究點三　新能源的開發(fā)和利用,[情景展示],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[問題探究],你能簡要說明圖中能量的轉(zhuǎn)化方式嗎？你認(rèn)為哪種轉(zhuǎn)化方式是獲取新能源的最佳方式？,[思考交流],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[歸納提升],最理想能源——氫能1．在人類研究開發(fā)的眾多

13、新能源中，氫氣是極其理想的能源之一，氫能具有：①資源豐富、②熱值高、③產(chǎn)物不污染環(huán)境等優(yōu)點。2．以氫氣為能源，要解決兩個問題：一是制氫問題，即如何高效、經(jīng)濟(jì)地制取氫氣；二是儲氫問題。3．氫氣的理想制法(1)太陽能發(fā)電，再利用電能分解水。(2)研制特種催化劑，在水中加入該類催化劑后，在陽光的照射下，利用光化學(xué)反應(yīng)分解水，廉價地獲取大量氫氣。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[課堂速記],第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[應(yīng)用示例],例4　

14、絕大多數(shù)人認(rèn)為氫是未來時代最理想的清潔能源之一。目前制約氫能推廣使用的瓶頸問題有兩個：一是制氫問題，二是儲氫問題。下列各種制氫方法中，最具開發(fā)前景的是(　　)A．原子能發(fā)電電解水： 2H2O2H2↑＋O2↑B．鋅與稀硫酸反應(yīng)：H2SO4＋Zn===H2↑＋ZnSO4C．天然氣與水蒸氣反應(yīng)：CH4＋2H2O(氣)4H2＋CO2D．運用生物技術(shù)培養(yǎng)特殊菌類，利用太陽能分解水：2H2O光菌2H2↑＋O2↑,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,

15、[解析] D　A利用原子能發(fā)電電解水，在能量轉(zhuǎn)換時會有能量損耗，所以A不經(jīng)濟(jì)。B是利用金屬與酸的反應(yīng)，適用于在實驗室制取少量H2，用于工業(yè)生產(chǎn)既不經(jīng)濟(jì)，又會產(chǎn)生大量廢物。C利用天然氣與水蒸氣反應(yīng)，本身消耗了化石燃料，在生產(chǎn)中耗能，且產(chǎn)生了溫室氣體CO2。D利用太陽能在菌類作用下產(chǎn)生H2，無污染，不消耗太陽能以外的能量，最具開發(fā)前景。,,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,[方法點撥] 氫氣作為可再生能源，在制取時高效、經(jīng)濟(jì)，并且不產(chǎn)生污染，才是

16、具有開發(fā)前景的制法。氫氣的理想制法有兩種：太陽能發(fā)電，再利用電能分解水；研制特種催化劑，在水中加入該類催化劑后，在陽光的照射下，利用光化學(xué)反應(yīng)分解水，廉價地獲取大量氫氣。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,課 堂 小 結(jié),,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,當(dāng) 堂 檢 測,知識點?　能源的分類,1．下列物質(zhì)屬于最清潔的能源的是(　　)A．煤 B．氫氣 C．可燃冰 D．石油,[解析] 煤在燃燒時能產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空氣污染物，

17、故A錯誤；氫氣的燃燒產(chǎn)物是水，無污染，屬于最清潔的能源，故B正確；可燃冰是甲烷的水合物，雖然比較潔凈，但燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳排放過多會造成溫室效應(yīng)，故C錯誤；石油在燃燒時能產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、煙塵等空氣污染物，故D錯誤。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,2．化石燃料是不可再生能源。下列不屬于化石燃料的是(　　)A．煤 B．石油 C．乙醇 D．天然氣,[解析] C　煤、石油、天然氣是三大化石燃料。,第9章 化學(xué)與社會發(fā)展,知識