9.1 能源的综合利用 课件—2020-2021学年九年级化学沪教版下册（41张PPT）

(共41张PPT)
第9章 化学与社会发展
第1节 能源的综合利用
我国首台自动跟踪太阳能高效发电站在泉城济南省科技馆门前安装完成。
太阳能路灯
太阳能
那么，我们怎样做才能解决能源危机的问题呢？
问题思考
正是因为有了能源，我们的世界才变得生机盎然。
人类社会的发展离不开能源，目前人类应用最广泛的能源是煤、石油和天然气等不可再生的化石燃料，而化石燃料正面临着日益枯竭，化石燃料的大量燃烧还会对环境造成污染。
开发和利用清洁高效而又用之
不竭的新能源，是21世纪人类
面临的重要课题。
1.知道化石燃料是重要的自然资源
2.了解化石燃料的燃烧对环境的影响，懂得选择对环境
污染较少的燃料
3.认识化石燃料的综合利用及开发新能源的意义
4.知道太阳能是一种重要的能源
5.知道电池能将化学能直接转化为电能
6.了解利用氢能的优越性及推广使用氢能所面临
的困难
新能源：
太阳能 氢能 核能 电能 化石燃料（煤、石油、天然气）
常规能源：
可再生能源：
不可再生能源：
电能 化石燃料（煤、石油、天然气）
太阳能 氢能 核能
太阳能 风能 地热能
核能 化石燃料（煤、石油、天然气） 可燃冰
【思考交流】你知道有哪些能源？能源是如何分类的？
从能源的利用角度
从能源循环再生角度
常规能源：即传统能源，已经大规模生产和广泛利用的能源。
新能源：以新技术为基础，系统开发的能源。
常见的能源
太阳能、化石能源、水能、风能、核能（原子能）、氢能。
潮汐能：海水潮流运动的能量
海洋能：潮汐能、波浪能、海流能、温差能
地热能：地球内部释放到地表的能量
生物质：燃烧植物体放出热能
开发新能源。如：核能、太阳能、氢能等。
提高能量转化率，降低能耗。
研制、使用节能产品。
中国节能标志
【思考交流】解决能源危机的一般方法有哪些？你在日常生活中如何节能？
石油
煤
天然气
C(H、O、N、S)
C、H
CH4
煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料(又叫矿物燃料)，化石燃料是重要的燃料和重要的能源。
一、化石燃料
1.化石燃料的种类及主要成分
（1）煤的形成
2.化石燃料的形成
【微点拨】煤、石油、天然气的储量是有限的，都是不可再生资源。
（2）石油和天然气的形成
动植物的遗骸经过复杂变化形成石油和天然气
池塘里的沼气
天然气
沼气
瓦斯
甲烷在自然界中的几种主要存在形式:
可燃冰是一种天然气水合物，埋藏在海底岩石中，在低温高压条件下，一体积可燃冰可以储载100～200倍体积的甲烷气体，具有能量高，燃烧值大等优点。
【多识一点】
化石燃料燃烧的产物（从元素组成判断）有哪些？
煤、石油：碳元素
氢元素
氧元素
氮元素
硫元素
二氧化碳、一氧化碳、粉尘、
水
氮的氧化物
二氧化硫
天然气：(CH4) 碳元素
氢元素
二氧化碳、一氧化碳、水
【想一想】
3.化石燃料燃烧与环境污染
（1）全球气候变化
温室效应
（2）热污染
局部区域的水温上升
（3）大气污染
粉尘、酸雨、一氧化碳污染
怎样合理利用有限的化石燃料资源，减少化石燃料造成的环境问题？
【思考交流】
①煤的干馏
煤
焦炭+煤焦油+焦炉煤气
加强热
隔绝空气
（1）煤
②煤在特殊设备里，在高温下能生成煤气（主要成分：H2、CO）
煤气的优点：经济方便、清洁卫生、燃烧效率高
4.化石燃料的综合利用
化学变化
煤的综合利用
（2）石油
石油经过加工（分馏）就可以得到汽油、煤油、航空煤油、柴油等。
物理变化
石油的综合利用
二、太阳能
目前人类所使用的能源绝大部分来自太阳能。太阳是个巨大的能源库，不断地向外辐射能量，光合作用是大自然利用太阳能最成功的范例。
直接利用太阳辐射能，主要有以下两种方式:（1）光-热转换，基本原理是利用太阳辐射能加热物体而获得热能。（2）光-电转换，即把太阳能直接转换成电能。
目前，太阳能的热利用是太阳能利用中技术最成熟的。它具有转换效率高，运行成本低等特点。
【思考交流】太阳能是如何利用的？
1.化学能——电能
2.与化石燃料相比的优点
（1）节约资源；
（2）减少污染（金属污染）；
（3）能源转化效率高。
三、化学电池
【思考交流】什么是化学电池？与化石燃料相比有哪些的优点？
连接锌片与负极、铜片与正极
观察到什么现象？
说明什么？
实验中能量是如何转化的？
下面我们通过实验来直观感知化学电源中能量的转化。
【实验与探究】
实验现象
化学方程式
电流计偏转原因
能量转化的形式
使用化学电源的优点
电流表指针发生偏转，
一段时间后，溶液逐渐变为无色
Zn + CuSO4 == Cu + ZnSO4
烧杯中发生了化学变化，产生电流
化学能直接转化为电能
提高能量的转化效率，减少大气污染
【思考交流】因为不同的需要，电池有多种类型和型号，你知道哪几类电池，分别有什么用途呢？
我们身边常见的化学电池：锌锰干电池、银锌纽扣电池、蓄电池等等。
一粒纽扣电池可污染600立方米水，相当于一个中型游泳池。
一节干电池就可以使一个原本清澈见底的小池塘受到难以恢复的污染……
你知道吗
随意丢弃废旧电池，会导致固体废弃物和重金属离子对环境的污染。你认为废弃电池应如何处理？
化学电池的优点是什么？不足之处是什么？
【思考交流】
单独存放并回收利用
四、氢能
氢能将成为未来的主要能源。
氢气为什么被称为理想的“绿色能源”？
氢能是经人类加工生产出来的能源，它具有以下优点：原料来源丰富(水)；燃烧热值高；燃烧产物是水，不会污染环境。因此，氢能源是理想的新能源。
【想一想】
利用锌与稀硫酸反应或电解水都可以制得氢气。写出上述制氢气的化学反应方程式。
Zn + H2SO4 ==== ZnSO4+H2↑
2H2O ==== 2H2↑ + O2↑
通电
【思考交流】
光分解水
太阳能
光电转换 电解水
【思考交流】
试说明利用太阳能获得氢气的优点。
理想的氢能源循环系统
首先，要解决从水中制备氢气的能耗问题，其次，要解决储存问题。
目前世界上已开发和正在研究的方法有：电解法(电解水)；用煤、天然气、轻质油与高压水蒸气反应的热化学法；阳光催化分解法；生物法等。
【思考交流】氢能源的大量应用需解决的问题有哪些？
【典例1】（2021·广州中考）2018年和2019年我国电力能源结构如图所示，下列说法不正确的是（　）
A．水能、风能、太阳能都是清洁能源
B．减少煤的使用有利于防止温室效应进一步增强
C．煤燃烧产生的CO2和SO2都是形成酸雨的污染物
D．我国电力能源结构的变化体现了“低碳”理念
C
知识点一、能源
【典例2】 （2021·临沂中考）下列说法不正确的是（　）
A. 煤、石油、天然气属于不可再生能源
B. 在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C. 燃料充分燃烧，能节约资源，减少污染
D. 太阳能、风能、地热能等的利用，可以缓解面临的化石能源危机
B
知识点二、化石燃料
【典例3】（2021·成都中考）根据图表回答问题。
能源改变生活。
①太阳能热水器的集热器主要材料是铜，
利用铜的______性。
②风能属于_______（填“可”或“不可”）
再生能源。沼气的主要成分属于______（填
“无机物”或“有机物”）。
③除图中所示能源外，再写一种新能源___＿＿＿＿___。
导热
可
有机物
潮汐能
知识点三、新能源
一、化石燃料
1.化石燃料主要种类
煤：主要含有碳元素
石油：主要含有碳、氢两种元素
天然气主要成分是甲烷（俗名沼气）。
2.化石燃料燃烧与环境污染
全球气候变化、热污染、大气污染。
3.化石燃料的综合利用
煤的干馏或炼焦、石油的分馏。
二、地热能、太阳能、风能、水能、
核能、潮汐能、氢能是新型能源
三、化学能可以转化为电能
四、氢能是理想的“绿色能源”，
将成为未来的主要能源
1.习近平总书记在全国生态环境保护大会上提出“加大力度推进生态文明建设”的要求。下列措施符合这一要求的是（　）
A．为治理雾霾，禁止使用化石燃料
B．大量使用化肥、农药，促进粮食生产
C．工业废水直接排放到江河
D．利用廉价材料高效地将太阳能转化为电能
D
2.石油古称“水”，《汉书》中“高奴县洧水可燃”、《梦溪笔谈》中“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆”，下列关于“洧水”的说法错误的是（　）
A．具有可燃性 B．是一种黏稠状液体
C．是可再生能源 D．“其烟”的主要成分为炭黑
3.第24届冬季奥运会将于2022年在北京举办，为落实
“绿色冬奥”的理念，冬奥会使用的汽车燃料从环保的角度考虑，最理想的是（　　）
A．氢气 B．天然气 C．酒精 D．汽油
C
A
4.化学变化总伴随着能量的变化。如图为氢氧燃料电池的
工作原理示意图。下列说法不正确的是（　）
A.氢气是未来最理想的绿色能源
B.任何条件下都可实现物质或能量之间的相互转化
C.氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能
D.氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能
B
5.2020年10月，我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置，其原理是：①利用太阳能光伏发电，②电解水获得H2，③H2与CO2反应合成绿色液态燃料CH3OH。下列有关说法错误的是（　）
A．太阳能是不可再生能源
B．H2是理想的清洁、高能燃料
C．电解水反应属于分解反应
D．该装置能捕获并资源化利用CO2
A
6.天然气广泛应用于生产生活，其主要成分是甲烷。
（1）天然气属于____＿＿(填”可再生”或“不可再生”)能源。
（2）室温下，充分燃烧1g天然气和1g煤，产生的CO2及热量的对比如图所示。据图分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点有__＿＿＿＿_____＿＿＿＿_____＿＿＿＿_____＿＿。
（3）甲烷可直接应用于燃料电池，电池工作时的能量转化方式为_____＿＿＿＿＿＿＿＿＿__。
不可再生
等质量的甲烷燃烧产生的CO2少，产生的热量高
化学能转化为电能
7.氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等
少数情况下使用，其主要原因是（ ）
A.氢气燃烧的产物对环境有污染
B.制造氢气耗能大，成本高
C.水资源受到污染，原料匮乏
D.燃烧热值比其他燃料低
B
理想是指路明星。没有理想，就没有坚定的方向，而没有方向， 就没有生活。