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(共31张PPT)
9.2 能源的综合利用
核心素养目标
1.科学探究与创新意识：
通过实验对比不同能源的燃烧现象，记录产物并分析对环境的影响，培养观察与实验分析能力。
能根据能源的来源和性质进行分类，设计简单方案说明能源的转化过程。
2.科学思维：
建立 “能源分类→性质特点→合理利用” 的逻辑关系，理解化石燃料（的不可再生性及清洁能源的优势。
通过分析能源利用中的化学反应，形成 “宏观现象→微观本质→符号表征” 的思维模型。
3.科学态度与社会责任：
认识化石燃料对社会发展的重要性及过度使用导致的环境问题，树立 “节约能源、保护环境” 的责任意识。
学习重难点
学习重点
1.能源的分类。
2.化石燃料的利用与问题。
3.清洁能源与可持续发展。
学习难点
1.能源转化的本质。
2.环境问题的化学原理。
能源及能源的分类
PART 01
1.能源及能源的分类
（1）能源：能源是指能够提供能量的物质或资源。
（2）能源的分类
分类 类别 含义 举例
从能源是否可以循环再生的角度 可再生能源 可再生的、能持续利 用的能源 太阳能、风能、
地热能等
不可再生能源 经过亿万年所形成 的、短期内无法恢复 的能源 化石燃料
（煤、石油、天
然气）
如图展示的几种类型的能源中，可再生能源有哪些？不可再生能源有哪些？你还知道的可再生能源有哪些？
1.能源及能源的分类
核能
风能
太阳能
电能
化石燃料
地热能
化石燃料
PART 02
1.化石燃料的形成
日常生活和工农业生产中大量消耗的煤（由古代植物等形成）、石油和天然气（由古代生物的遗骸形成）等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。
2.煤、石油、天然气
（1）煤：成分复杂的固态混合物，主要含碳元素，还含有氢、氧、氮和硫等元素。
（2）石油：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。
（3）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。
物理性质 通常情况下，甲烷是无色无味的气体，密度比空气的小，极难溶于水
化学性质 具有可燃性。甲烷燃烧放出大量的热，其完全燃烧的化
学方程式为
2.煤、石油、天然气
【观察思考】观察甲烷的颜色、状态。在导管口点燃甲烷（点燃前须先验纯），在火焰上方罩一个干燥的烧杯。过一会儿观察烧杯内壁上的现象。再迅速把烧杯倒转过来，像烧杯内加入少量澄清石灰水，振荡。
3.化石燃料的综合利用
（1）化石燃料综合利用的原因
化石燃料既是重要的燃料，也是重要的化工原料，其储量有限，是不可再生资源，必须综合利用。
（2）化石燃料综合利用的意义
运用化学方法综合利用化石燃料，可以得到许多重要的化工产品。利用这些化工产品可以制备许多有机化合物，并进一步制造性能优良的合成材料。
3.化石燃料的综合利用
（3）石油分馏（物理变化）
原油
石油气
汽油
煤油
石蜡
润滑油
柴油
利用各成分的沸点不同炼制分离
沥青
......
3.化石燃料的综合利用
（4）煤的深加工
原油
隔绝空气加强热使煤分解
化学变化
焦炭
焦炉煤气
煤焦油
冶金工业的重要原料
含多种有机物，是化工生产的重要原料
重要的原料
4.化石燃料燃烧对环境的影响
（1）加剧温室效应：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）造成大气污染：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。
4.化石燃料燃烧对环境的影响
（3）可燃冰
可燃冰外观像冰，是一种自然存在的天然气水合物，由天然气与水在高压低温条件下形成。可燃冰极易燃烧，燃烧产物只有二氧化碳和水，污染小，热值高，储量大，但勘探开采较为困难。2017年5月，我国首次海域可燃冰试采成功，目前已进入开发试生产阶段。
清洁能源
PART 03
1.太阳能
（1）对太阳能的吸收转化
太阳不断地向地球辐射能量，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
太阳能
化学反应
化学能
化学反应
热能、光能或电能
1.太阳能
【交流讨论】
太阳能的开发和利用引起科学家的广泛关注。请你提出可能的太阳能利用途径，并与同学讨论交流。
（3）太阳能的利用
可以通过太阳能光伏发电、太阳能热发电，以及太阳能热水器、太阳房和太阳能空调等利用太阳能。
基本原理 举例
利用太阳能加热物体 温室、太阳能热水器等
把太阳能直接转换成电能 光伏发电
2.生物质能
（1）生物质能的概述
概念 生物质能是太阳能经过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
开发利用的 意义 开源节流，保护环境
应用的形式 ①将生物质作为燃料燃烧；
②借助化学方法将生物质转化为沼气、乙醇等，作为燃料使用
2.生物质能
（2）乙醇
乙醇俗称酒精，化学式为C2H6O。
①物理性质:乙醇是一种无色透明、具有特殊香味的液体。乙醇易挥发，能与水以任意比例互溶，是工业上的一种重要溶剂。
②化学性质: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。
乙醇燃烧的化学方程式：

2.生物质能
（3）乙醇汽油
①燃料乙醇：指以粮食及各种植物纤维为原料，通过生物发酵等途径获得的可作为燃料使用的乙醇。
②乙醇汽油的组成：10%的燃料乙醇和90%的普通汽油。
③乙醇汽油的优点：
（1）抗爆性能好；（2）能有效降低汽车尾气中有害物质的排放；（3）生产乙醇的原料来源广泛，具有可再生性
3.氢能
氢能
理想的绿色能源
目前进展
热值高
原料来源广
产物无污染
利用太阳能分解水获得氢气的关键绿色催化技术已有重大突破
高效、价廉的储氢的材料研究不断取得进展
氢气在氧气中完全燃烧放出的热量是等质量甲烷在氧气中完全燃烧放出热量的2倍多
制取氢气的原料是水，资源不受限制
氢气的燃烧产物是水，不会污染环境
3.氢能
【批判性思维】
氢气作为新能源有很多优点，被人们看作是理想的“绿色能源”。目前氢能的开发利用还存在一些困难，难以得到广泛应用。
用辩证的观点对使用氢能源可能出现的利弊进行分析，从某一方面提出解决问题的设想或方案。
使用氢能的利：清洁环保、热值高、原料来源广泛；
使用氢能的弊：制取成本高、储存和运输困难；
解决问题的设想或方案：
①降低制氢成本；②改进储存和运输成本。
化学电池
PART 04
1.化学电池
（1）概述：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。
（2）优点：体积小、使用方便、能量转化效率高等。
（3）常见的化学电池
特点 应用范围
干电池 填装的化学物质是不能流动的糊状物，使用方便 电筒、电子钟等，以及国防、科研、航空等各个领域
蓄电池 通过化学反应实现再充电 车辆电力系统、移动电源和照明系统等
锂离子电 池 体积小、电压高、使用寿命长、相对环保等 电动汽车、智能设备等领域
1.化学电池
随堂训练
1.下列有关煤、石油、天然气的说法不正确的是( )
C
A.都是化石能源
B.燃烧会生成二氧化碳
C.蕴藏量是无限的
D.都是混合物
随堂训练
2.关于太阳能的利用，下列说法错误的是( )
A.太阳能清洁、无污染
B.太阳能不能直接转化成电能
C.化石燃料蕴藏的能量来自太阳能
D.太阳能热水器是把太阳能转化为热能
B
随堂训练
3.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
D
随堂训练
4.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
C
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