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(共35张PPT)
第九章 化学与社会可持续发展
第2节
能源的综合利用
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
能源及其分类
化石燃料的合理使用
清洁能源的开发利用
化学电池的广泛应用
感悟新知
知识点
1
1. 能源
像化石燃料、太阳能、地热能、风能、电能、核能等能够提供能量的物质或资源 , 都是能源。
能源及其分类
知1－讲
感悟新知
2. 能源的分类
知1－讲
分类依据 类别 举例
可否循环再生 可再生能源 太阳能、风能、地热能等
不可再生能源 化石燃料、电能、核能等
感悟新知
知识拓展
核能是靠核燃料发生核反应释放能量的，而核燃料在地球上的储量是有限的，因此核能是不可再生能源。
知1－讲
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知识点
2
1. 三大化石燃料
煤、石油、天然气是三大化石燃料，是由被埋入地下的古代生物体经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源。
化石燃料的合理使用
知2－讲
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2. 化石燃料的综合利用
化石燃料的储量有限，必须综合利用。化石燃料不仅是重要的燃料，运用化学方法综合利用，还可以得到许多重要的化工 产品。
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感悟新知
(1)煤与石油
知2－讲
煤 石油
组成 成分复杂的固态混合物，主要含碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等元素 成分复杂的液态混合物，主要含碳、氢元素，还含有氧、氮、硫等元素
综合利用 煤 焦炭→冶炼金属煤 焦油→化工原料 焦炉煤气→燃料 石油
汽油、
煤油、
柴油等
加强热
燃料
炼制等
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(2)天然气
天然气含有多种由碳、氢元素组成的气态化合物，其中最主要的成分是甲烷(化学式为 CH4) 。
①甲烷的物理性质：通常为无色、无气味的气体，难溶于水，密度比空气小。
②甲烷的化学性质——可燃性
燃烧时产生蓝色火焰，放热，生成水和能使澄清石灰水变浑浊的气体。完全燃烧的化学方程式为 CH4+2O2 CO2+2H2O。
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3. 化石燃料燃烧对环境的影响
(1) 化石燃料及其炼制得到的各种燃油，在燃烧释放大量热的同时也产生大量二氧化碳气体，加剧了温室效应。
(2) 煤直接燃烧时，还产生一些氮、硫的氧化物和粉尘， 若不加以处理，将造成大气污染。
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要点提示
1. 化石燃料都是混合物，都是不可再生的。
2.化石燃料都具有可燃性，但是煤、石油在生活中一般都不是直接作燃料，否则不仅会浪费燃料，而且会造成环境污染。
3. 煤隔绝空气加强热发生化学变化，石油分馏是利用各成分的沸点不同进行分离，是物理变化，与工业制氧气的原理相同。
4. 点燃甲烷之前，一定要验纯，否则可能发生爆炸。
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知2－练
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[ 中考·滨州 ] 下列燃料不属于化石燃料的是( )
A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 氢气
例1
D
考向 化石燃料的判断及利用
题型 1 认识化石燃料
感悟新知
解题秘方：根据形成原理来辨别化石燃料。
解析： 化石燃料是由被埋入地下的古代生物体，长期在空气不 足、高温高压下经过复杂的变化逐步形成的，如煤、石油、天然气，它们是从自然界直接获取的，不可再生。氢气不属于化石燃料。
知2－练
感悟新知
教你一招： 化石燃料与其他燃料的形成原理不同，如常见的煤、石油、天然气是经过复杂而漫长的变化形成的。沼气的主要成分是CH4，可由秸秆、杂草等废弃物发酵形成，是可再生能源，不是化石燃料。
知2－练
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煤、石油、天然气是化石燃料；不是所有的燃料都是化石燃料，如酒精、氢气、一氧化碳等就不是化石燃料，它们可通过一定的化学方法来制取。
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下列叙述中，正确的是 ( )
A. 煤的综合利用措施主要有煤的气化、焦化和液化 , 发生的是物理变化
B. 从原油中分离出汽油、煤油和柴油 , 发生的是化学变化
C. 人类利用的能量都是通过化学反应获得的
D. 埋于海底的可燃冰将来可能替代煤和石油
例2
D
题型 2 化石燃料的利用
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解析： 煤的气化、焦化和液化过程有新物质生成，属于化学变化；从原油中分离出汽油、煤油和柴油，利用的是各物质的沸点不同，发生的是物理变化；人类利用的能量并不都是通过化学反应获得的，还可以通过风能、太阳能、地热能等方式获取。
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误区警示
工业上常将煤隔绝空气加强热( 煤的焦化) 产生焦炭、煤焦油、焦炉煤气等，将石油分馏得到汽油、煤油、柴油等，前者是化学变化，后者是物理变化。
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知识点
3
1. 太阳能
(1) 太阳能的利用：绿色植物通过光合作用吸收太阳能，动物食用植物间接利用太阳能，化石燃料蕴藏的能量也来自远古时期生物体所吸收和利用的太阳能。
(2)太阳能的转化
清洁能源的开发利用
知3－讲
主要方式 基本原理 举例
光—热转换 利用太阳能加热物体而获得热能 温室、太阳能热水器等
光—电转换 把太阳能直接转换成电能 光伏发电等
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2. 生物质能
(1) 概念：生物质能是太阳能经过植物的光合作用以有机物质的形式固定下来的能源，这些有机物质通常称为生物质。
(2)生物质能的应用：可以将生物质作为燃料燃烧，也可以借助化学方法将生物质转化为沼气、乙醇等 , 作为燃料使用。
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(3)乙醇
①俗称酒精，化学式为 C2H6O，是一种无色透明、具有特殊香味的液体。乙醇易挥发 , 能与水以任意比例互溶，是工业上重要的溶剂。
②乙醇在空气中易燃烧 , 燃烧时产生淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。
C2H6O+3O2 2CO2+3H2O
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1.太阳能的转化及利用
2. 对于氢气这种燃料，要辩证地认识。从对环境的影响、原料来源、热值来看，氢气是目前最理想的燃料，但是由于其制取成本太高、储存运输困难等，所以目前并没有得到广泛的应用。
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3. 氢能
(1)氢能的优点
氢能被人们看作是理想的“绿色能源”。
①热值大： 氢气完全燃烧放出的热量是等质量甲烷完全燃烧放出热量的 2 倍多。
②原料来源广： 水可以作为制取氢气的原料(可分解水制取氢气)， 资源不受限制。
③产物无污染： 氢气的燃烧产物是水，不会污染环境。
知3－讲
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(2)氢能的开发与利用
①利用太阳能分解水获得氢气，其中最为关键的绿色催化技术已有重大突破。
②高效、价廉的储氢材料的研究也不断取得进展。
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乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点，而且具有较好的经济效益和社会效益，终将成为汽油和柴油的替代品。
(1)乙醇汽油可以作为燃料是因为乙醇汽油具有_____性，燃烧时将化学能转化为_______。写出乙醇在空气中完全燃烧的化学方程式：________________________________。
例3
考向 清洁能源的开发利用
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知3－练
可燃
热能
C2H6O+3O2 2CO2+3H2O
(2)随着汽车用量急剧增加，能源和环保问题日趋严峻，普及以 _________________、氢能等清洁能源为动力的汽车迫在眉睫。氢气燃烧的热值比化石燃料的 ____(填“大”或“小”)。从“绿色化学”角度分析，使用氢燃料汽车最突出的优点是___________________________________。
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太阳能(合理即可)
知3－练
大
氢气的燃烧产物是水，对环境无污染
感悟新知
解析： (1)乙醇汽油可以作为燃料是因为乙醇汽油具有可燃性，燃烧时是将化学能转化为热能，乙醇在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水。(2)氢气的热值比化石燃料的大。从“绿色化学”角度分析，使用氢燃料汽车最突出的优点是氢气的燃烧产物是水，对环境无 污染。
知3－练
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人类利用能源的过程中，应尽可能减少能源的消耗，提高能源的利用率，同时要开发利用太阳能、生物质能、氢能等清洁能源，这样既节省了化石燃料，又减少了污染物的排放。
知3－练
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知识点
4
1. 电能的来源
人们使用的电能大多是依靠燃烧化石燃料 , 将化学能转化为热能、机械能，再转化成电能，转化的效率低 , 还存在环境污染等问题。
化学电池的广泛应用
知4－讲
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2. 化学电池
化学电池是一种能量转化与储存的装置，可以将化学能转化为电能，具有体积小、使用方便、能量转化效率高等许多优点。
3. 化学能转化为电能的实验
知4－讲
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在能量转化中，电池通过特定的化学反应，消耗某种化学物质而释放出电能，且能量转化效率较高。
知4－讲
太阳能光伏电池，简称光伏电池。下列有关光伏电池能量转化形式的叙述正确的是( )
A. 化学能转化为电能
B. 电能转化为化学能
C. 太阳能转化为电能
D. 风能转化为电能
例4
考向 化学电池的利用
感悟新知
C
知4－练
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解析： 光伏电池利用太阳光照射，直接将光能转化为电能，因此能量转化形式是将太阳能转化为电能。
知4－练
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知4－练
变式训练
下列能源开发利用过程中，由化学能转化为电能的是(　　)
A. 水力发电
B. 锂电池
C. 风力发电
D. 太阳能发电
B
课堂小结
能源
的
综合
利用
化石
燃料
化学
电池
化学能→电能
优点
煤
石油
天然气
太阳能
氢能
生物
质能
光-热转换
光-电转换
三大优点
开发与利用
直接燃烧
转化为乙醇、
沼气等

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