第1节 能源的综合利用课件（51张PPT）
文档属性
| 名称 | 第1节 能源的综合利用课件（51张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-29 17:14:49 | ||
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文档简介
(共51张PPT)
人类社会需要充足的能源、丰富的材料、良好的环境，而能源、材料、环境这三个领域的研究都离不开化学。
化学有助于人类解决能源危机；
化学为人类提供更丰富的材料；
化学能保护和改善人类赖以生存的环境。
第九章 化学与社会发展
第一节 能源的综合利用
电灯
发光
需要
什么?
人造卫星正常运转需要什么?
汽车行驶需要燃烧什么?
电、汽油、太阳能都属于什么？
温泉
西藏羊八井地热发电站
地热能
太阳能电池
太阳能
太阳能热水器
电 能
风 能
核 能
思考：当今人类生产生活中应用最广泛的能源有哪些？
一、化石燃料：
（是不可再生资源）
煤、石油、天然气是世界上最重要的三种化石燃料。
1、煤
煤，也叫煤碳，是人类历史上最古老的化石燃料之一，被人们称为“工业的粮食”和“黑色的金子”。
煤是混合物
2、石油
石油被誉为“工业的血液”。
石油不仅是重要的化石燃料，还是宝贵的化工原料。
石油是混合物
3、天然气（甲烷CH4)
天然气一般是指在地下自然形成的可燃性气体。
天然气的主要成分是甲烷。
天然气是混合物
根据它们的形成过程，请推测三大燃烧的元素组成，以及它们的燃烧的产物，并结
合生活经验和课本，说说化石燃料的用途
名称
项目
碳元素、氢元素
多种有机化合物组成的混合物
主要含碳元素
碳元素和氢元素
主要含甲烷（最简单的有机化合物）
成分复杂的
固态混合物
重要的燃料和重要的能源
二氧化碳和水
大量二氧化碳及一些氮、硫的氧化物和粉尘
煤 石油 天然气
所含元素
所含物质
主要用途
燃烧产物
小资料:
在过去的20世纪中，人类使用的能源主要有三种，就是原油、天然气和煤炭。他们起着不可替代的作用。根据国际能源机构的统计，如果按目前的趋势发展下去，不加节制，那么，地球上这三种能源能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年了。
化石燃料燃烧与环境污染
化石燃料在燃烧时产生的各种气体、固体废物以及余热造成了对环境的污染。
1、
燃料中的碳燃烧后转变为二氧化碳气体进入大气，使大气中二氧化碳的浓度增大，从而导致温室效应
温室效应是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加，导致地球平均气温不断上升的现象。原来，二氧化碳等气体就像温室中的玻璃顶棚一样，既能使太阳光顺畅地透射到大地，又能截留和吸收地表放散出的热量，这就势必导致大气温度升高，全球气候变暖。
太阳光
CO2
2、热污染
火力发电站发电剩下的“余热”被排放到河流、湖泊或海洋，使局部区域的水温上升，严重时会导致鱼类等水生生物大量死亡。
在化石燃料中一般都含有相当数量的硫，燃烧时会释放出二氧化硫；化石燃料不完全燃烧时还会向大气排放大量的一氧化碳；煤炭燃烧时，向大气中排放大量的粉尘
大气污染物进入人体呼吸道产生不适、呼吸器官障碍、支气管哮喘、肺癌等病症，甚至造成急、慢性中毒或死亡等现象
酸雨对树木的危害
大气的污染还会造成很多方面的危害，请同学们回去收集资料。
化石燃料缺点:
1.不可再生，储藏量有限
3.对大气产生污染
2.能量转化率低
如何应对？
*
说明：中间是一个汉字“节”，代表“节约”；“节”的“横”和外面的圆圈组成了一个大大的字母“e”，代表能源（能源的英文单词energy的第一个字母）。缺口的外圆又构成“CHINA”的第一个字母“C”，“节”的上半部简化成一段古长城的形状，与下半部构成一个烽火台的图案一起，象征着中国。“节”的下半部又是“能”的汉语拼音第一个字母“N”。整个图案中包含了中、英文，以利于国际接轨。整体图案为蓝色，象征着人类通过节能活动还天空和海洋于蓝色 。
中国节能标志
化石燃料缺点:
1.不可再生
3.对大气产生污染
2.能量转化率低
如何应对？
火力发电厂发电中能量转化：
化石燃料
化学能
热能
机械能
我们以火力发电厂发电为例
电能
*
化石燃料的综合利用
1、煤
把烟煤隔绝空气加强热，煤就可以分解为焦炭、煤焦油和焦炉煤气等，这就是煤的炼焦或干馏。
发生的变化：
化学变化
煤在特殊设备里，在高温下能生成煤气。
（主要成分：氢气、一氧化碳）
煤 的 综 合 利 用
2、石油
根据石油的各组分的沸点不同，经过加工（蒸馏或分馏）就可以得到汽油、煤油、航空煤油、柴油、石蜡、沥青等。
发生变化：
物理变化
石油分馏
石油的综合利用
天然气资源有60%分布在我国的中西部地区，如新疆、四川天然气的储量很大。因此我国提出“西气东输”工程。
西气东输：该工程将天然气从新疆塔里木输送到上海西郊，输气管道全长4200多千米，横跨9个省、市、自治区，这一工程完成后，我国东部沿海地区就可以用天然气作为主要燃料。
可燃冰的学名为“天然气水合物”，化学式为CH4·H2O,可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。?
拓展视野：
可燃冰 （化学式为：CH4·H2O）
替代能源
化石燃料缺点:
1.不可再生
3.对大气产生污染
2.能量转化率低
如何应对？
研制和开发清洁能源
*
二、太阳能
直接利用太阳辐射能，主要有以下两种方式：
①光 热转换，其基本原理是利用太阳辐射能加热物体而获得热能，如温室、太阳能热水器。
②光 电转换，即把太阳能直接转换成电能。
太阳能
太阳能发电装置
通过学习我们已经知道了化石燃料的转化率低的原因。
那么生活中有没有能量转化率较高的装置？
——化学电池
生活生产中常见电池
你知道这些电池工作时，能量是如何转化的？
三、化学电池
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
转换的？
电流计指针发生偏转
有电流产生
化学能转换为电能
可燃性物质与氧气在催化剂的作用下反应，直接将化学能转化为电能
一次电池
二次电池
一粒钮扣电池可污染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。
……
使用电池虽然能减少大气污染和提高能量的转化效率，但废旧电池能否随意丢弃？
为什么？
你认为应如何处理？
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。
回收集中处理
化石燃料能量转化率低且污染大气，而
化学电源虽提高能量转化率，降低大气污染，但又带来新的环境污染问题。那么，你认为人类理想的能源是什么？为什么？
新能源
太阳能 水能 风能 氢能
核能 潮汐能 地热能 生物质能
四、氢能
氢能是最理想的绿色能源，是因为：
1.原料来源广；
2.氢气燃烧产物是水，对环境无污染；
3.燃烧时放出热量多。
氢能没被广泛使用的原因：
1.生产氢气需耗费大量电能，成本高；
2.氢气的储存、运输的安全问题没有
解决。
氢气是极其理想的能源之一，其具有的优点是资源丰富、不会污染环境、热值高。
提出问题：
氢气在自然界中主要以化合物的形式
存在，如何从化合物中获取氢气呢？
师生共同尝试
实验室常用如图所示的装置,按下列步骤制取少量氢气。
（1）按图所示装置好仪器。
（2）检查装置的气密性。
（3）在试管中的塑料隔板上加几
颗锌粒后，塞上带有长颈漏斗的
橡皮塞。在长颈漏斗中加入适量的稀硫酸或稀盐酸，使试管中的硫酸或盐酸与锌粒接触发生反应。
（4）用排水集气法收集气并检验氢气的纯度。
氢气纯度的检验方法：收集一小试管氢气，用拇指堵住管口，移近酒精灯火焰上方放开拇指，如听到轻微的“噗”声，表明氢气已纯，如发出尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯。
交流讨论
请你根据学过的知识，或通过查阅资料、
请教老师和同学等方式，提出由水制取氢气的几种方案，并讨论分析所提出方案是否具有经济价值。
以氢气为能源，要解决两个问题，一是如何经济地从水中获取氢气，二是如何储运氢气。
动脑筋：
(1)干电池工作时：将 能转化
为 能。
(2)蓄电池放电时：将 能转化为 ______能。蓄电池充电时呢？
现学现用
1、下列能量转化是化学能转化成电能的是：（ ）
A.潮汐发电 B.电灯发光
C.用干电池做电源 D.用电动机带动水泵抽水
C
2、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（ ）
A.O2—CH4燃料电池 B.O2—C2H5OH燃料电池
C.O2—H2燃料电池 D.O2—CO燃料电池
C
3、氢气可以用做推进火箭燃料是因为（ ）
Ａ．氢气难溶于水 Ｂ．氢气没有颜色
Ｃ．氢气燃烧释放热量多Ｄ．氢气没有气味
Ｃ
现学现用
人类社会需要充足的能源、丰富的材料、良好的环境，而能源、材料、环境这三个领域的研究都离不开化学。
化学有助于人类解决能源危机；
化学为人类提供更丰富的材料；
化学能保护和改善人类赖以生存的环境。
第九章 化学与社会发展
第一节 能源的综合利用
电灯
发光
需要
什么?
人造卫星正常运转需要什么?
汽车行驶需要燃烧什么?
电、汽油、太阳能都属于什么？
温泉
西藏羊八井地热发电站
地热能
太阳能电池
太阳能
太阳能热水器
电 能
风 能
核 能
思考：当今人类生产生活中应用最广泛的能源有哪些？
一、化石燃料：
（是不可再生资源）
煤、石油、天然气是世界上最重要的三种化石燃料。
1、煤
煤，也叫煤碳，是人类历史上最古老的化石燃料之一，被人们称为“工业的粮食”和“黑色的金子”。
煤是混合物
2、石油
石油被誉为“工业的血液”。
石油不仅是重要的化石燃料，还是宝贵的化工原料。
石油是混合物
3、天然气（甲烷CH4)
天然气一般是指在地下自然形成的可燃性气体。
天然气的主要成分是甲烷。
天然气是混合物
根据它们的形成过程，请推测三大燃烧的元素组成，以及它们的燃烧的产物，并结
合生活经验和课本，说说化石燃料的用途
名称
项目
碳元素、氢元素
多种有机化合物组成的混合物
主要含碳元素
碳元素和氢元素
主要含甲烷（最简单的有机化合物）
成分复杂的
固态混合物
重要的燃料和重要的能源
二氧化碳和水
大量二氧化碳及一些氮、硫的氧化物和粉尘
煤 石油 天然气
所含元素
所含物质
主要用途
燃烧产物
小资料:
在过去的20世纪中，人类使用的能源主要有三种，就是原油、天然气和煤炭。他们起着不可替代的作用。根据国际能源机构的统计，如果按目前的趋势发展下去，不加节制，那么，地球上这三种能源能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年了。
化石燃料燃烧与环境污染
化石燃料在燃烧时产生的各种气体、固体废物以及余热造成了对环境的污染。
1、
燃料中的碳燃烧后转变为二氧化碳气体进入大气，使大气中二氧化碳的浓度增大，从而导致温室效应
温室效应是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加，导致地球平均气温不断上升的现象。原来，二氧化碳等气体就像温室中的玻璃顶棚一样，既能使太阳光顺畅地透射到大地，又能截留和吸收地表放散出的热量，这就势必导致大气温度升高，全球气候变暖。
太阳光
CO2
2、热污染
火力发电站发电剩下的“余热”被排放到河流、湖泊或海洋，使局部区域的水温上升，严重时会导致鱼类等水生生物大量死亡。
在化石燃料中一般都含有相当数量的硫，燃烧时会释放出二氧化硫；化石燃料不完全燃烧时还会向大气排放大量的一氧化碳；煤炭燃烧时，向大气中排放大量的粉尘
大气污染物进入人体呼吸道产生不适、呼吸器官障碍、支气管哮喘、肺癌等病症，甚至造成急、慢性中毒或死亡等现象
酸雨对树木的危害
大气的污染还会造成很多方面的危害，请同学们回去收集资料。
化石燃料缺点:
1.不可再生，储藏量有限
3.对大气产生污染
2.能量转化率低
如何应对？
*
说明：中间是一个汉字“节”，代表“节约”；“节”的“横”和外面的圆圈组成了一个大大的字母“e”，代表能源（能源的英文单词energy的第一个字母）。缺口的外圆又构成“CHINA”的第一个字母“C”，“节”的上半部简化成一段古长城的形状，与下半部构成一个烽火台的图案一起，象征着中国。“节”的下半部又是“能”的汉语拼音第一个字母“N”。整个图案中包含了中、英文，以利于国际接轨。整体图案为蓝色，象征着人类通过节能活动还天空和海洋于蓝色 。
中国节能标志
化石燃料缺点:
1.不可再生
3.对大气产生污染
2.能量转化率低
如何应对？
火力发电厂发电中能量转化：
化石燃料
化学能
热能
机械能
我们以火力发电厂发电为例
电能
*
化石燃料的综合利用
1、煤
把烟煤隔绝空气加强热，煤就可以分解为焦炭、煤焦油和焦炉煤气等，这就是煤的炼焦或干馏。
发生的变化：
化学变化
煤在特殊设备里，在高温下能生成煤气。
（主要成分：氢气、一氧化碳）
煤 的 综 合 利 用
2、石油
根据石油的各组分的沸点不同，经过加工（蒸馏或分馏）就可以得到汽油、煤油、航空煤油、柴油、石蜡、沥青等。
发生变化：
物理变化
石油分馏
石油的综合利用
天然气资源有60%分布在我国的中西部地区，如新疆、四川天然气的储量很大。因此我国提出“西气东输”工程。
西气东输：该工程将天然气从新疆塔里木输送到上海西郊，输气管道全长4200多千米，横跨9个省、市、自治区，这一工程完成后，我国东部沿海地区就可以用天然气作为主要燃料。
可燃冰的学名为“天然气水合物”，化学式为CH4·H2O,可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。?
拓展视野：
可燃冰 （化学式为：CH4·H2O）
替代能源
化石燃料缺点:
1.不可再生
3.对大气产生污染
2.能量转化率低
如何应对？
研制和开发清洁能源
*
二、太阳能
直接利用太阳辐射能，主要有以下两种方式：
①光 热转换，其基本原理是利用太阳辐射能加热物体而获得热能，如温室、太阳能热水器。
②光 电转换，即把太阳能直接转换成电能。
太阳能
太阳能发电装置
通过学习我们已经知道了化石燃料的转化率低的原因。
那么生活中有没有能量转化率较高的装置？
——化学电池
生活生产中常见电池
你知道这些电池工作时，能量是如何转化的？
三、化学电池
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
转换的？
电流计指针发生偏转
有电流产生
化学能转换为电能
可燃性物质与氧气在催化剂的作用下反应，直接将化学能转化为电能
一次电池
二次电池
一粒钮扣电池可污染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。
……
使用电池虽然能减少大气污染和提高能量的转化效率，但废旧电池能否随意丢弃？
为什么？
你认为应如何处理？
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。
回收集中处理
化石燃料能量转化率低且污染大气，而
化学电源虽提高能量转化率，降低大气污染，但又带来新的环境污染问题。那么，你认为人类理想的能源是什么？为什么？
新能源
太阳能 水能 风能 氢能
核能 潮汐能 地热能 生物质能
四、氢能
氢能是最理想的绿色能源，是因为：
1.原料来源广；
2.氢气燃烧产物是水，对环境无污染；
3.燃烧时放出热量多。
氢能没被广泛使用的原因：
1.生产氢气需耗费大量电能，成本高；
2.氢气的储存、运输的安全问题没有
解决。
氢气是极其理想的能源之一，其具有的优点是资源丰富、不会污染环境、热值高。
提出问题：
氢气在自然界中主要以化合物的形式
存在，如何从化合物中获取氢气呢？
师生共同尝试
实验室常用如图所示的装置,按下列步骤制取少量氢气。
（1）按图所示装置好仪器。
（2）检查装置的气密性。
（3）在试管中的塑料隔板上加几
颗锌粒后，塞上带有长颈漏斗的
橡皮塞。在长颈漏斗中加入适量的稀硫酸或稀盐酸，使试管中的硫酸或盐酸与锌粒接触发生反应。
（4）用排水集气法收集气并检验氢气的纯度。
氢气纯度的检验方法：收集一小试管氢气，用拇指堵住管口，移近酒精灯火焰上方放开拇指，如听到轻微的“噗”声，表明氢气已纯，如发出尖锐的爆鸣声，则表明氢气不纯。
交流讨论
请你根据学过的知识，或通过查阅资料、
请教老师和同学等方式，提出由水制取氢气的几种方案，并讨论分析所提出方案是否具有经济价值。
以氢气为能源，要解决两个问题，一是如何经济地从水中获取氢气，二是如何储运氢气。
动脑筋：
(1)干电池工作时：将 能转化
为 能。
(2)蓄电池放电时：将 能转化为 ______能。蓄电池充电时呢？
现学现用
1、下列能量转化是化学能转化成电能的是：（ ）
A.潮汐发电 B.电灯发光
C.用干电池做电源 D.用电动机带动水泵抽水
C
2、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（ ）
A.O2—CH4燃料电池 B.O2—C2H5OH燃料电池
C.O2—H2燃料电池 D.O2—CO燃料电池
C
3、氢气可以用做推进火箭燃料是因为（ ）
Ａ．氢气难溶于水 Ｂ．氢气没有颜色
Ｃ．氢气燃烧释放热量多Ｄ．氢气没有气味
Ｃ
现学现用