高中化學 專題二 第四單元《太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用》課件（蘇教版必修2）

歡迎進入化學課堂 第四單元太陽能 生物質(zhì)能和氫能的利用 D 1 最清潔的能源是 A 煤 B 天然氣 C 乙醇汽油 D 氫能 石油 天然氣 2 三大化石燃料是指煤 化學能 3 綠色植物進行光合作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為 一 太陽能的利用1 大自然利用太陽能最成功的是植物的 在太陽光作用下 植物體內(nèi)的葉綠素把水 二氧化碳轉(zhuǎn)化為 進而生成淀粉 纖維素 把光能轉(zhuǎn)化為化學能 C6H12O6 6O2 6H2O 6CO2 葡萄糖 光合作用 2 太陽能的利用方式 光 熱轉(zhuǎn)換 發(fā)電 光 化學能轉(zhuǎn)換 二 生物質(zhì)能的利用1 來源生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量 生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)廢棄物 如植物的秸稈 枝葉 水生植物 油料植物 城市與工業(yè)有機廢棄物 動物糞便等 2 生物質(zhì)能的利用方式 1 直接燃燒 燃燒反應表示為 2 生物化學轉(zhuǎn)換 甲烷 制取沼氣 將植物秸稈 枝葉 雜草和人畜糞便加入沼氣發(fā)酵池中 在厭氧條件下 經(jīng)過沼氣細菌的作用 生成沼氣 沼氣的主要成分是 沼氣是一種清潔 高效的氣體燃料 其燃燒的反應方程式 糧食發(fā)酵制乙醇 用含糖類 淀粉較多的農(nóng)作物 如玉米 高粱 為原料 在催化劑存在下 經(jīng)水解和細菌發(fā)酵 可以制得乙醇 乙醇可以直接作為燃料 也可以和汽油混合后作發(fā)動機燃料 有關反應方程式 3 熱化學轉(zhuǎn)換 使生物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學反應 產(chǎn)生熱值較高的可燃氣體 三 氫能的開發(fā)與利用1 氫能源及其利用氫氣完全燃燒熱值大 燃燒的產(chǎn)物是水 不會污染環(huán)境 被人們看作理想的 綠色能源 2 氫氣的制備方法 1 電解法 電能 電解法是目前用得最多的方法 但耗費大量的 成本太高 難以普遍使用 2 光解法 在催化劑作用下利用太陽能 將水分解生成氫氣 這種方法是制氫氣的主要研究方向 其主要難題是催化劑的選擇和制取 3 生物法 利用藍綠藻等低等植物和微生物在陽光作用下使水分解釋放氫氣 3 氫氣的貯存氫氣的熔沸點很低 難以液化 所以氫氣的貯存運輸一度成為科學難題 現(xiàn)在科學家發(fā)現(xiàn)的 解決了這一科學難 題 貯氫合金 氫能的開發(fā)與利用 1 氫能的優(yōu)點 1 原料來源廣 以水為原料制備氫氣 水在自然界中儲量 大 特別是海水 2 熱值高 氫氣完全燃燒放出熱量約為等質(zhì)量汽油完全燃 燒放出熱量的3倍 3 燃燒快且易充分燃燒 4 無污染 氫氣跟氧氣反應釋放能量并生成水 水既無污 染又可循環(huán)利用 2 氫能的利用方式 1 利用氫和氧化劑發(fā)生反應放出的熱能 2 利用氫和氧化劑在催化劑作用下的電化學反應直接獲 取電能 3 利用氫的熱核反應釋放出的核能 這是氫能的一種特殊 應用 3 開發(fā)與利用氫能需要克服的問題 在生活和生產(chǎn)實踐中大量應用氫能源 需要解決由水制備氫氣的能耗 氫氣的貯存和運輸三大關鍵難題 貯氫合金的發(fā)現(xiàn)和應用 開辟了解決氫氣貯存 運輸難題的新途徑 4 氫能生產(chǎn)與利用的途徑 圖2 4 1 5 應用 貯氫合金已具有相當廣泛的應用 以貯氫合金貯存的氫氣為動力的氫能汽車已有實驗樣品 我國在1980年就研制出一輛氫能汽車 科學家們預言 氫能將成為21世紀的重要能源 太陽能的利用 例1 利用太陽能 使燃料循環(huán)使用有如下構(gòu)思和方案 CO2 CO O2 2H2O 2H2 O2 CO2 2H2O CH4 2O2 要實現(xiàn)上述構(gòu)想 關鍵是 A 如何使物質(zhì)吸收光能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)B 尋找催化劑C 利用光能D 利用綠色植物 解析 題中的CO2 H2O等都是利用太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂?把太陽能轉(zhuǎn)化為化學能 儲存 起來 以實現(xiàn)燃料循環(huán)使用 要實現(xiàn)上述構(gòu)想關鍵是如何使物質(zhì)吸收太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì) 如何選擇合適的催化劑或反應條件等 答案 A 1 下列屬于直接利用太陽輻射能的方式是 D 光 熱轉(zhuǎn)換 光 電轉(zhuǎn)換 光 化學能轉(zhuǎn)換 光 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換 A C B D A 太陽能以光波形式傳送到地面B 化石燃料蘊藏的能源來自太陽能C 太陽能是潔凈能源 不污染環(huán)境D 食用植物體內(nèi)的淀粉 蛋白質(zhì)等屬直接利用能源 D 生物質(zhì)能的利用 例2 雙選 下列能源的利用方式中 屬于生物質(zhì)能的利用 的是 AD A 將植物枝葉 作物秸稈發(fā)酵產(chǎn)生沼氣B 太陽能發(fā)電C 乙醇燃燒放熱D 糧食釀酒 3 下列對城市廢棄物中生物質(zhì)能利用的是 A 把廢棄物運到鄉(xiāng)下找個地方填埋掉 A B 對廢棄物進行處理后焚燒 利用產(chǎn)生的熱能供暖和發(fā)電C 把廢棄物進行生物化學轉(zhuǎn)換獲取CH4D 讓廢棄物在一定條件下發(fā)生化學反應 產(chǎn)生熱值較高的可燃性氣體 氫能的制備和利用 是 A 構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì) 因此可研究在水不分解的情況下 使氫成為二級能源B 設法將太陽光聚焦 產(chǎn)生高溫使水分解產(chǎn)生氫氣C 尋找高效催化劑 使水分解產(chǎn)生氫氣 D 尋找特殊化學物質(zhì) 用于開發(fā)廉價能源 以分解水制 取氫氣 解析 氫氣燃燒或者通過化學反應轉(zhuǎn)化為水的過程放熱 欲利用水制取氫氣 就是研究如何將水分解為氧氣和氫氣 B C D三項都是其研究方向 A中氧氣不是可燃物 且水不分解無法產(chǎn)生氫氣 答案 A 4 1 氫能是21世紀極具發(fā)展前景的新能源之一 它既是綠色能源 又可循環(huán)使用 請在圖2 4 2的兩個空格中填上循環(huán)過程中反應物和生成物的分子式 以完成理想的氫能循環(huán)體系圖 循環(huán)中接受太陽能的物質(zhì)在自然界中廣泛存在 圖2 4 2 H2O H2 O2 2 從能量轉(zhuǎn)換的角度看 過程 上主要是 填字母 B A 氫能轉(zhuǎn)化為化學能B 化學能轉(zhuǎn)化為電能C 太陽能轉(zhuǎn)化為熱能 D 電能轉(zhuǎn)化為化學能 解析 題中指出 圖是 氫能循環(huán)體系圖 循環(huán)中接受太陽能的物質(zhì)在自然界中廣泛存在 圖中還標出了太陽能 燃料電池的信息 綜合可知 這個循環(huán)的周期是 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全