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(共31张PPT)
9.2 能源的综合利用
第九单元 化学与社会可持续发展
1.能从化学视角认识常见的能源；
2.能认识能源的开发利用可能会对环境造成的影响；
3.能初步形成低碳节能、保护环境的态度，增强合理使用能源的意识，逐步树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。
电灯发光需要什么？
发射升空的火箭
卫星正常运转需要什么？
汽车行驶需要什么？
电、汽油、太阳能都属于什么？
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，根据可否循环再生分为可再生能源和不可再生能源。
1. 不可再生能源：
2. 可再生能源：
煤：是固态混合物，主要含碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等元素。
石油
煤
天然气
C(H、O、N、S)
C、H
CH4
石油：是液态混合物，主要含碳、氢元素，还含有氧、氮、硫等元素。
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。
观察甲烷的颜色、状态。在导管口点燃甲烷，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，向烧杯内加入少量澄清石灰水，振荡。
现象：
烧杯内壁有无色液滴产生
澄清石灰水变浑浊
甲烷燃烧：
CH4+2O2 CO2 + 2H2O
点燃
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
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，燃烧后仅生成二氧化碳和水，污染小，热值高。
可用于钻探可燃冰的“蓝鲸一号”钻井平台
石油的分馏
按沸点由低到高的顺序分离出来
石油的分馏：
物理变化
液体混合物，
主要含有 元素
碳、氢
煤气生产装置
炼焦炉
煤的深加工
煤还可以通过液化、气化等加工方法进行综合利用，以减少污染和提高燃烧的效率。
隔绝空气
加强热
冶金工业的重要原料
焦 炭
重要的燃料
焦炉煤气
化工生产的重要原料
煤焦油
固体混合物，
主要含有碳元素
化学变化
化学燃料及其炼制得到的煤油，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；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
充分合理利用有限的化石燃料资源，减少化石燃料燃烧造成的环境问题，寻找更好的替代能源，是人们需要不断探索的课题。
太阳能的转化及利用
目前人类所使用的能源绝大部分来自太阳。
被地球吸收的太阳能，可以通过多种形式的化学反应转化为化学能，物质中的化学能又可以通过各种形式的化学反应转化为热能、光能或电能而释放出来。利用太阳能可以加热物体，如用于温室、太阳能热水器等。还可以把太阳能直接转换成电能，如光伏发电等。
1.太阳能
尽管太阳辐射到地球的能量仅为其总辐射能量的 22 亿分之一，每秒也已高达 1.73×1017J。太阳每秒照射到地球上的能量相当于燃烧 500 万吨优质煤释放的能量。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。
被地球吸收的太阳能，可以通过多种形式的化学反应转化为化学能，物质中的化学能又可以通过各种形式的化学反应转化为热能、光能或电能而释放出来。
利用太阳能可以加热物体，如用于温室、太阳能热水器等。还可以把太阳能直接转换成电能，如光伏发电等。
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。
2.生物质能
生物质能的应用有不同的形式，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。
乙醇
俗称：酒精
化学式：C2H6O
无色透明、有特殊香味的液体
易挥发，易溶于水
能与水以任意比互溶
具有可燃性
C2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O
点燃
物理性质：
化学性质：
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。
乙醇汽油
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。将 10% 的燃料乙醇和 90% 的普通汽油调和
即可得到符合我国国家标准的乙醇汽油。它抗爆
性能好，能有效降低汽车尾气中有害物质的排放。
同时，由于生产乙醇的原料来源广泛，具有可再
生性，因此燃料乙醇具有较好的经济效益和社会效益。
氢气是一种可燃性气体，它在氧气中完全燃烧放出的热量多；
水可以作为制取氢气的原料资源不受限制；
氢气的燃烧产物是水，不会污染环境——理想的”绿色能源”。
3.氢能
1. 我们已学过几种制取氢气的原理，
如锌等活泼金属与稀硫酸反应制取氢气，电
解水制取氢气等。请写出上述制取氢气反
应的化学方程式。
2. 用电解方法可以使水分解为氢气和氧
气，但要消耗大量的电能。科学家致力于研
究用其他方法由水制取氢气。试说明利用太阳能获得氢气的优点。
Zn +H2SO4 =ZnSO4 + H2
清洁高效、环保可持续、应用广泛、发展前景广阔
氢能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。
1. 常见的化学电池
化学电池的广泛应用
化学电池的优点：
（1） ；（2） ；（3） 。
干电池
蓄电池
锂离子电池
体积小
使用方便
能量转化效率高
2. 化学电池的工作原理：
用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜。用导线将铜片和锌分别连接到电流表的正极和负极，然后把铜片和锌片一起插入到盛有硫酸铜溶液的烧杯中，观察电流表的指针是否发生偏转。
实验中电流表指针向右偏转，化学能转化为电能。
2. 化学电池的工作原理：
用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜。用导线将铜片和锌分别连接到电流表的正极和负极，然后把铜片和锌片一起插入到盛有硫酸铜溶液的烧杯中，观察电流表的指针是否发生偏转。
实验现象
化学方程式
电流计指针 偏转的原因
能量转化的形式
电流表指针发生偏转
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
化学反应产生了电流
化学能转化为电能
太阳能、生物质能、氢能的开发利用
干电池、蓄电池、锂子电池的广泛应用
充分合理利用化石燃料，寻找替代能源
能源的
综合利用
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
1. 天然气中主要含有的气体是（　C　）
A. O2 B. CO2 C. CH4 D. H2
C
2. 能源是人类发展的基础。下列属于不可再生能源的是（　　）
A．风能
B．氢能
C．石油
D．潮汐能
C
3. 《汉书》中记载：“高奴县有洧水，可燃”。这里地下冒出的黑色“洧水”指的是（　　）
A．石油
B．猪油
C．矿泉水
D．盐湖水
A
4. 在探究甲烷的元素组成时，做了如图所示的两个实验。下列说法错误的是（　D　）
A. 燃烧时火焰呈（淡）蓝色
B. 左侧烧杯内壁有小液滴产生
C. 右侧烧杯内壁澄清石灰水变浑浊
D. 可得出甲烷含有氧元素
D
5. 能源与生活息息相关。下列说法不正确的是（　　）
A．石油属于化石燃料，是不可再生能源
B．天然气燃烧产生的二氧化碳可造成酸雨
C．乙醇汽油用作汽车燃料可减少空气污染
D．太阳能电池可将太阳能转化为电能
B
6. 如图为氢能开发与利用的示意图。
(1)制氢中的能量转化：太阳能→电能→ 能。
(2)燃料电池中反应的化学方程式为 。
化学
2H2 + O2 2H2O
点燃
7. 《中国制造2025》将“节能与新能源汽车”作为重点发展领域。氢能源汽车是新能源汽车中的一种。
（1）请写出通过电解水制取氢气的化学方程式： 　2H2O　 2H2↑＋O2↑　。
（2）氢能客车搭载“氢腾”燃料电池系统，“氢腾”燃料电池工作时的能量转化形式为 　化学　能转化为电能。
（3）氢能作为燃料的优点为 　清洁无污染　（写一点即可）。
2H2O　 2H2↑＋
O2↑　
化学　
清洁无污染　

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