苏教版高中化学必修二 2.4 太阳能、生物质能和氢能的利用（48张ppt）
文档属性
| 名称 | 苏教版高中化学必修二 2.4 太阳能、生物质能和氢能的利用（48张ppt） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-03-05 08:25:53 | ||
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文档简介
(共48张PPT)
第四单元
太阳能、生物质能和氢能的利用
1990年我国化石燃料和水电能源消耗构成示意图
能源危机
石油
40年
天然气
5 0 年
煤 碳
240年
能源危机
环境污染
生物质能
太阳能
氢能
风 能
波浪能
地热能
太阳能的利用
太阳能的利用
地球上最基本的能源
一、太阳能的资源特点
太阳能的优点
1）资源丰富总量最大 2）分布最广无需运输 3）最洁净
太阳能的缺点
有不稳定因素、受各种因素（季节、地点、气候等）的影响
太阳能的利用方式：
1、光－热能转换
原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能
应用：太阳能热水器
反射式太阳灶
高温太阳炉
地膜、大棚、温室
太阳能热水器
太阳灶
大棚
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转化为电能
应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品并网发电
2、光－电转换
太阳能电池的应用范围很广。例如人造卫星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、航标灯、铁路信号灯。
太阳能发电
美国军用太阳能发电帐篷
3、光－化学能转化
运用：暖袋——选择芒硝晶体（十水合硫酸钠晶体 Na2SO4·10H2O）白天吸收热量溶解，晚上放出热量结晶，故可利用此类盐的结晶水合物以调节室温。
光解水——利用太阳辐射能和催化剂可以使水分解制的氢气。
化学方程式：
6H2O + 6CO2 C6H12O6 +6O2
光
叶绿素
4、光－生物质能转换
原理：通过地球上众多植物的光合作用，将太阳辐射转化为生物质能
本质：光能→化学能
(C6H10O5)n +nH2O nC6H12O6
C6H12O6(s)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g)
△H=-2804kJ/mol
淀粉、纤维素
葡萄糖
生物质能
生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量。
生物质包括农业废弃物（如植物的秸秆、枝叶）、水生植物、油科植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
拾柴
背秸秆的老大爷
晾晒在墙上的干牛粪
生物质能源是一种理想的可再生能源，其具有以下特点：
①可再生性；
②低污染性 ；
③广泛的分布性 。
生物质能的利用方式
3、热化学转换
2、生物化学转换
1、直接燃烧
1、直接燃烧
注释：用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶的主要成分
点燃
（C6H10O5)n +6n O2
6n CO2 +5n H2O
缺点: 生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在20－40％之间。
生物质能的利用方式
2、生物化学转换
a、利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气
b、用含糖类、淀粉（C6H10O5）n较多的农作物（如玉米、高粱）为原料，制取乙醇。
催化剂
（C6H10O5)n + nH2O
nC6H12O6
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2↑
点燃
乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。首先，乙醇汽油增加汽油中的含氧量，使燃烧更充分，有效地降低了尾气中有害物质的排放；第二，有效提高汽油的标号，使发动机运行更平稳；第三，可有效消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位的积炭，可以延长主要部件的使用寿命。
3、热化学转换
复杂的化学反应
生物质
可燃性气体
阅读课本50页拓展视野，小结用焚烧的方法处理垃圾有什么优点？
1、减轻了垃圾占地给城市造成的压力
2、焚烧产生热量发电
3、焚烧的余热可以取暖
4、残渣可以修桥铺路
氢能的开发与利用
氢能的特点：
1、资源不受限制
2、发热值高
3、燃烧产物不会污染环境
……
氢能被人们称为理想的“绿色能源”
1、解决制氢的能耗问题
1）以天然气、石油、和煤为原料，在高温下与水蒸气反应制得
2）电解水制得
3）生物质气化制得
4）光解水制得
氢能的产生方式：
化学变化
2、氢气的储存
储氢材料
碳纳米管储氢材料
据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一家名为Engineuity的以色列公司发明了一种能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且只需要使用镁和铝等普通金属。这一技术将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存方面的所有相关难点。
3、氢能的利用途径
1）燃烧放热
2）用于燃料电池，释放电能
3）利用氢的热核反应释放的核能
H2O
H2、O2
用于燃料电池，化学能转化为电能
使用催化剂，利用太阳能分解水
电解，电能转化为化学能
燃烧，释放热能
1．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是 （ ）
A.化石燃料物质内部储存着能量
B.太阳能不能直接转化为化学能
C.物质的化学能可能在不同条件下转化为热能、电能为人类所用
D.绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来
2．能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，而依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而又没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水制取。
2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)
下列叙述不正确的是 （ ）
A.电能是二级能源 B.水力是二级能源
C.煤、石油、天然气是一级能源
D.水煤气、干馏煤气是二级能源
第四单元
太阳能、生物质能和氢能的利用
1990年我国化石燃料和水电能源消耗构成示意图
能源危机
石油
40年
天然气
5 0 年
煤 碳
240年
能源危机
环境污染
生物质能
太阳能
氢能
风 能
波浪能
地热能
太阳能的利用
太阳能的利用
地球上最基本的能源
一、太阳能的资源特点
太阳能的优点
1）资源丰富总量最大 2）分布最广无需运输 3）最洁净
太阳能的缺点
有不稳定因素、受各种因素（季节、地点、气候等）的影响
太阳能的利用方式：
1、光－热能转换
原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能
应用：太阳能热水器
反射式太阳灶
高温太阳炉
地膜、大棚、温室
太阳能热水器
太阳灶
大棚
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转化为电能
应用：为无电场所提供电池，包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品并网发电
2、光－电转换
太阳能电池的应用范围很广。例如人造卫星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、电围杆、航标灯、铁路信号灯。
太阳能发电
美国军用太阳能发电帐篷
3、光－化学能转化
运用：暖袋——选择芒硝晶体（十水合硫酸钠晶体 Na2SO4·10H2O）白天吸收热量溶解，晚上放出热量结晶，故可利用此类盐的结晶水合物以调节室温。
光解水——利用太阳辐射能和催化剂可以使水分解制的氢气。
化学方程式：
6H2O + 6CO2 C6H12O6 +6O2
光
叶绿素
4、光－生物质能转换
原理：通过地球上众多植物的光合作用，将太阳辐射转化为生物质能
本质：光能→化学能
(C6H10O5)n +nH2O nC6H12O6
C6H12O6(s)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g)
△H=-2804kJ/mol
淀粉、纤维素
葡萄糖
生物质能
生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量。
生物质包括农业废弃物（如植物的秸秆、枝叶）、水生植物、油科植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
拾柴
背秸秆的老大爷
晾晒在墙上的干牛粪
生物质能源是一种理想的可再生能源，其具有以下特点：
①可再生性；
②低污染性 ；
③广泛的分布性 。
生物质能的利用方式
3、热化学转换
2、生物化学转换
1、直接燃烧
1、直接燃烧
注释：用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶的主要成分
点燃
（C6H10O5)n +6n O2
6n CO2 +5n H2O
缺点: 生物质燃烧过程的生物质能的净转化效率在20－40％之间。
生物质能的利用方式
2、生物化学转换
a、利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气
b、用含糖类、淀粉（C6H10O5）n较多的农作物（如玉米、高粱）为原料，制取乙醇。
催化剂
（C6H10O5)n + nH2O
nC6H12O6
C6H12O6
2C2H5OH+2CO2↑
点燃
乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。首先，乙醇汽油增加汽油中的含氧量，使燃烧更充分，有效地降低了尾气中有害物质的排放；第二，有效提高汽油的标号，使发动机运行更平稳；第三，可有效消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器部位的积炭，可以延长主要部件的使用寿命。
3、热化学转换
复杂的化学反应
生物质
可燃性气体
阅读课本50页拓展视野，小结用焚烧的方法处理垃圾有什么优点？
1、减轻了垃圾占地给城市造成的压力
2、焚烧产生热量发电
3、焚烧的余热可以取暖
4、残渣可以修桥铺路
氢能的开发与利用
氢能的特点：
1、资源不受限制
2、发热值高
3、燃烧产物不会污染环境
……
氢能被人们称为理想的“绿色能源”
1、解决制氢的能耗问题
1）以天然气、石油、和煤为原料，在高温下与水蒸气反应制得
2）电解水制得
3）生物质气化制得
4）光解水制得
氢能的产生方式：
化学变化
2、氢气的储存
储氢材料
碳纳米管储氢材料
据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一家名为Engineuity的以色列公司发明了一种能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且只需要使用镁和铝等普通金属。这一技术将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存方面的所有相关难点。
3、氢能的利用途径
1）燃烧放热
2）用于燃料电池，释放电能
3）利用氢的热核反应释放的核能
H2O
H2、O2
用于燃料电池，化学能转化为电能
使用催化剂，利用太阳能分解水
电解，电能转化为化学能
燃烧，释放热能
1．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是 （ ）
A.化石燃料物质内部储存着能量
B.太阳能不能直接转化为化学能
C.物质的化学能可能在不同条件下转化为热能、电能为人类所用
D.绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来
2．能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，而依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而又没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水制取。
2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)
下列叙述不正确的是 （ ）
A.电能是二级能源 B.水力是二级能源
C.煤、石油、天然气是一级能源
D.水煤气、干馏煤气是二级能源