高中化学 专题二 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用课件 苏教版必修2.ppt

第四单元太阳能 生物质能和氢能的利用 d 1 最清洁的能源是 a 煤 b 天然气 c 乙醇汽油 d 氢能 石油 天然气 2 三大化石燃料是指煤 化学能 3 绿色植物进行光合作用是将太阳能转化为 一 太阳能的利用1 大自然利用太阳能最成功的是植物的 在太阳光作用下 植物体内的叶绿素把水 二氧化碳转化为 进而生成淀粉 纤维素 把光能转化为化学能 c6h12o6 6o2 6h2o 6co2 葡萄糖 光合作用 2 太阳能的利用方式 光 热转换 发电 光 化学能转换 二 生物质能的利用1 来源生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量 生物质包括农业废弃物 如植物的秸秆 枝叶 水生植物 油料植物 城市与工业有机废弃物 动物粪便等 2 生物质能的利用方式 1 直接燃烧 燃烧反应表示为 2 生物化学转换 甲烷 制取沼气 将植物秸秆 枝叶 杂草和人畜粪便加入沼气发酵池中 在厌氧条件下 经过沼气细菌的作用 生成沼气 沼气的主要成分是 沼气是一种清洁 高效的气体燃料 其燃烧的反应方程式 粮食发酵制乙醇 用含糖类 淀粉较多的农作物 如玉米 高粱 为原料 在催化剂存在下 经水解和细菌发酵 可以制得乙醇 乙醇可以直接作为燃料 也可以和汽油混合后作发动机燃料 有关反应方程式 3 热化学转换 使生物质在一定条件下发生化学反应 产生热值较高的可燃气体 三 氢能的开发与利用1 氢能源及其利用氢气完全燃烧热值大 燃烧的产物是水 不会污染环境 被人们看作理想的 绿色能源 2 氢气的制备方法 1 电解法 电能 电解法是目前用得最多的方法 但耗费大量的 成本太高 难以普遍使用 2 光解法 在催化剂作用下利用太阳能 将水分解生成氢气 这种方法是制氢气的主要研究方向 其主要难题是催化剂的选择和制取 3 生物法 利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解释放氢气 3 氢气的贮存氢气的熔沸点很低 难以液化 所以氢气的贮存运输一度成为科学难题 现在科学家发现的 解决了这一科学难 题 贮氢合金 氢能的开发与利用 1 氢能的优点 1 原料来源广 以水为原料制备氢气 水在自然界中储量 大 特别是海水 2 热值高 氢气完全燃烧放出热量约为等质量汽油完全燃 烧放出热量的3倍 3 燃烧快且易充分燃烧 4 无污染 氢气跟氧气反应释放能量并生成水 水既无污 染又可循环利用 2 氢能的利用方式 1 利用氢和氧化剂发生反应放出的热能 2 利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获 取电能 3 利用氢的热核反应释放出的核能 这是氢能的一种特殊 应用 3 开发与利用氢能需要克服的问题 在生活和生产实践中大量应用氢能源 需要解决由水制备氢气的能耗 氢气的贮存和运输三大关键难题 贮氢合金的发现和应用 开辟了解决氢气贮存 运输难题的新途径 4 氢能生产与利用的途径 图2 4 1 5 应用 贮氢合金已具有相当广泛的应用 以贮氢合金贮存的氢气为动力的氢能汽车已有实验样品 我国在1980年就研制出一辆氢能汽车 科学家们预言 氢能将成为21世纪的重要能源 太阳能的利用 例1 利用太阳能 使燃料循环使用有如下构思和方案 co2 co o2 2h2o 2h2 o2 co2 2h2o ch4 2o2 要实现上述构想 关键是 a 如何使物质吸收光能转变为其他物质b 寻找催化剂c 利用光能d 利用绿色植物 解析 题中的co2 h2o等都是利用太阳能转变为燃料 把太阳能转化为化学能 储存 起来 以实现燃料循环使用 要实现上述构想关键是如何使物质吸收太阳能转变为其他物质 如何选择合适的催化剂或反应条件等 答案 a 1 下列属于直接利用太阳辐射能的方式是 d 光 热转换 光 电转换 光 化学能转换 光 生物质能转换 a c b d a 太阳能以光波形式传送到地面b 化石燃料蕴藏的能源来自太阳能c 太阳能是洁净能源 不污染环境d 食用植物体内的淀粉 蛋白质等属直接利用能源 d 生物质能的利用 例2 双选 下列能源的利用方式中 属于生物质能的利用 的是 ad a 将植物枝叶 作物秸秆发酵产生沼气b 太阳能发电c 乙醇燃烧放热d 粮食酿酒 3 下列对城市废弃物中生物质能利用的是 a 把废弃物运到乡下找个地方填埋掉 a b 对废弃物进行处理后焚烧 利用产生的热能供暖和发电c 把废弃物进行生物化学转换获取ch4d 让废弃物在一定条件下发生化学反应 产生热值较高的可燃性气体 氢能的制备和利用 是 a 构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质 因此可研究在水不分解的情况下 使氢成为二级能源b 设法将太阳光聚焦 产生高温使水分解产生氢气c 寻找高效催化剂 使水分解产生氢气 d 寻找特殊化学物质 用于开发廉价能源 以分解水制 取氢气 解析 氢气燃烧或者通过化学反应转化为水的过程放热 欲利用水制取氢气 就是研究如何将水分解为氧气和氢气 b c d三项都是其研究方向 a中氧气不是可燃物 且水不分解无法产生氢气 答案 a 4 1 氢能是21世纪极具发展前景的新能源之一 它既是绿色能源 又可循环使用 请在图2 4 2的两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式 以完成理想的氢能循环体系图 循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在 图2 4 2 h2o h2 o2 2 从能量转换的角度看 过程 上主要是 填字母 b