11.1-化学与能源开发

1、1.能够说出化石能源和新能源的种类能够说出化石能源和新能源的种类2、通过分析氢气用作燃料的优点，认识氢能是未来、通过分析氢气用作燃料的优点，认识氢能是未来最理想的能源；最理想的能源；3.知道化石燃料对人类生产、生活的重要意义，认知道化石燃料对人类生产、生活的重要意义，认识化学在开发新能源、识化学在开发新能源、 提高能源转化率等方面的重提高能源转化率等方面的重要性。要性。4、认识各种化学电池及化学能转化为电能的方法、认识各种化学电池及化学能转化为电能的方法学学 习习 目目 标标思考：当今人类生产生活中应用最广泛的能源有哪些？煤煤石油石油天然气天然气化化 石石 燃燃 料料目前全世界使用的能源目前全

2、世界使用的能源90% 90% 取自化石燃料，即取自化石燃料，即煤炭、石油和天然气，它们经历了上亿年的时煤炭、石油和天然气，它们经历了上亿年的时间才得以生成，因此是不可再生能源。间才得以生成，因此是不可再生能源。从探明的储量分析，现在地球上的煤炭、石油从探明的储量分析，现在地球上的煤炭、石油和天然气的总储量分别为：和天然气的总储量分别为：石石 油：油：1 1万亿桶万亿桶天然气：天然气：120120万亿立方米万亿立方米煤煤 炭：炭：1 1万亿吨万亿吨按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约还有：人类使用的时间大约还有：储量有

3、限的化石燃料储量有限的化石燃料中国节能标志中国节能标志说明：中间是一个说明：中间是一个汉字汉字“节节”，代表，代表“节约节约”；“节节”的的“横横”和外面的和外面的圆圈组成了一个大圆圈组成了一个大大的字母大的字母“e”，代，代表表能源能源（能源的英（能源的英文单词文单词energy的第的第一个字母）。整体一个字母）。整体图案为蓝色，象征图案为蓝色，象征着人类通过节能活着人类通过节能活动还天空和海洋于动还天空和海洋于蓝色。蓝色。人类利用能源的三个阶段：人类利用能源的三个阶段：1、柴草时期、柴草时期2、化学能源时期、化学能源时期3、多能源结构时期、多能源结构时期煤炭、石油、天然气煤炭、石油、天然气

4、目前人类所能够使用的能源形式目前人类所能够使用的能源形式太阳能、潮汐能、地热能、太阳能、潮汐能、地热能、 核能、风能。核能、风能。新能源新能源太阳能太阳能 水能水能 风能风能 氢能氢能 核能核能 潮汐能潮汐能 地热能地热能 生物质能生物质能1、氢气作为能源，有哪些优点？2、氢能源还没有得到广泛应用的原因二、清洁高效的氢能二、清洁高效的氢能氢能的优点：氢能的优点： 放热量高放热量高。每升氢气放出的热量为。每升氢气放出的热量为1千克汽油千克汽油的的34倍。倍。 清洁无污染清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有氢气在燃烧过程中，产物只有水，不会造成环境污染，因而又被称为水，不会造成环境污染，因而又

5、被称为“清清洁燃料洁燃料”。 来源广泛来源广泛。占地球表面。占地球表面71的水中都含有大的水中都含有大量的氢元素，水分解可制得氢气（量的氢元素，水分解可制得氢气（H2O H2 + O2），氢燃料燃烧后又生成水。），氢燃料燃烧后又生成水。通电通电氢气这种能源还没有得到广泛应氢气这种能源还没有得到广泛应用的原因是：用的原因是：（1）廉价高效的制取氢气；（2）氢气的储存和运输； 小结：小结：2H20太阳能太阳能光催化剂光催化剂=2H2 + O2能量能量太阳能转化太阳能转化为化学能为化学能化学能转化化学能转化为电能为电能燃料电池燃料电池理理想想的的氢氢能能源源循循环环体体系系理想的氢能源循环体系 你能

6、得到哪些信息？1、在光催化剂的作用下，、在光催化剂的作用下，通过水的分解实现由太阳通过水的分解实现由太阳能到化学能的转化。能到化学能的转化。2、通过燃料电池内的化学、通过燃料电池内的化学反应实现由化学能到电能反应实现由化学能到电能的转化。的转化。下列关于氢能源 的循环体系说法错误的是 A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能 B.该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能 C.在此循环中发生了反应：2H2O 电解电解 2H2 O2 D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂三、应用广泛的化学电池三、应用广泛的化学电池干电池干电池锂电池锂电池汽车用的蓄电池汽车用的蓄电

7、池1、电池的特点、电池的特点体积小体积小 电容量大电容量大移动方便移动方便化学反应能否产生电能？化学反应能否产生电能？（1 1）观察干电池的结构）观察干电池的结构实验探究实验探究实验活动天地思考：化学反应能否产生电能？1、实验中有什么现象2、实验中能量是怎样变化的现象现象：锌片表面：锌片表面有气泡生成，碳有气泡生成，碳棒无变化。棒无变化。现象现象：电流计指针：电流计指针： 锌片表面锌片表面 ： 碳棒表面：碳棒表面： 实验现象:探究步骤探究步骤实验现象实验现象结论结论1、将一根碳棒和、将一根碳棒和一块锌片平行插一块锌片平行插入盛有稀硫酸的入盛有稀硫酸的烧杯中烧杯中锌片表面有气泡锌片表面有气泡生成

8、，碳棒无变生成，碳棒无变化化锌与硫酸反应产生氢气，锌与硫酸反应产生氢气，碳与硫酸不反应。碳与硫酸不反应。Zn+H2SO4=ZnSO4+H22、用导线将锌片、用导线将锌片和碳棒连接，中和碳棒连接，中间连接一只灵敏间连接一只灵敏的电流计的电流计碳棒表面有气泡碳棒表面有气泡生成，锌片无气生成，锌片无气泡生成，却不断泡生成，却不断溶解，灵敏电流溶解，灵敏电流计的指针产生偏计的指针产生偏转转锌片溶解说明发生了化锌片溶解说明发生了化学反应，锌失去的电子学反应，锌失去的电子通过导线移动至碳棒，通过导线移动至碳棒，溶液中的溶液中的H+在碳棒上得在碳棒上得到电子生成氢气，所以到电子生成氢气，所以指针偏转，化学能

9、转化指针偏转，化学能转化为电能。为电能。烧杯中现象化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2电流计现象能量的转化方式碳棒上产生气泡碳棒上产生气泡. .仔细观察实验现象完成表格仔细观察实验现象完成表格: :偏转偏转化学能转化为电能化学能转化为电能自制电池自制电池 水果水果、铜片铜片、锌片锌片、导线若干导线若干、灵敏电流计灵敏电流计。活动天地活动天地 所需仪器所需仪器2、电池的能量转化、电池的能量转化化学能化学能转化为转化为电能电能物质的物质的化学能化学能可以转化为可以转化为光能、热能、电能光能、热能、电能现学现用现学现用1、下列能量转化是化学能转化成电能的是：（、下列能量转化是化学能转化成电能的是：（ ）A.潮汐发电潮汐发电 B.电灯发光电灯发光 C.用干电池做电源用干电池做电源 D.用电动机带动水泵抽水用电动机带动水泵抽水C C2、燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下、燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下列燃料电池最清洁的是（列燃料电池最清洁的是（ ）A.O2CH4燃料电池燃料电池