高中化学 2.4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 1 通过交流与讨论 认识太阳能 生物质能 氢能利用的现状 了解开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题 2 通过对氢能开发与利用的讨论 认识开发 利用高能洁净能源的重要性和迫切性 1 你知道生活中都是怎样利用太阳能的吗 提示植物的光合作用 太阳能热水器 地膜覆盖 大棚种植农作物 太阳能电池等 2 农村沼气池中产生的气体主要成分是什么 提示甲烷 3 你知道怎样制取氢气吗 提示活泼金属与酸反应 水的电解等 笃学一太阳能的利用 太阳能 光 热 辐射 化学 石油 天然气 煤 太阳 间接 氢气 笃学二生物质能的利用 植物 加工产品 1 氢能的优点 1 制取h2的原料是 资源不受限制 2 h2的燃烧产物是水 不会 是理想的 氢气被人们看做是理想的 3 h2的高 完全燃烧放出的热量是等质量汽油的3倍多 笃学三氢能的开发和利用 水 污染环境 清洁燃料 绿色能源 热值 co 3h2 co h2 2h2 o2 2h2 o2 微生物 慎思1 什么是化石燃料 燃烧化石燃料有何利弊 提示煤 石油 天然气属于化石燃料 是由远古生物被埋在地下经历几百万年演变而来的 主要由碳 氢元素组成 还含有少量硫 磷 氮等元素 好处 开采方便 利用方便 可直接燃烧等 弊端 不可再生资源越用越少 能源利用率低 单位产值能耗高 污染环境 慎思2 大自然是如何利用太阳能的 提示植物的光合作用 在阳光照射下 植物体内的叶绿素把水 二氧化碳转化为葡萄糖 进一步生成淀粉 纤维素 实现光能到化学能的转化 慎思3 生物质能的来源是什么 包括哪些物质 怎样利用这些生物质能 提示生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量 包括 农业废弃物 秸秆 枝叶等 水产植物 油料植物 有机废弃物 动物粪便等 利用 直接燃烧 转化为化学能 如制成沼气 热化学转换 在汽化炉内与水 空气反应生成燃气 慎思4 为什么氢气被人们看做是理想的 绿色能源 提示等质量的氢气燃烧放出的热量多 原料来源丰富 而且燃烧产物是水 无污染 人类和动物对太阳能的利用方式可分为直接利用和间接利用 直接利用太阳能的方式可分为 太阳能的利用 例1 下列有关太阳能利用的叙述不正确的是 a 太阳能热水器是将光能转化为热能b 太阳能电池是将光能转化为电能c 光解水制氢气是将光能转化为化学能d 水力发电是将太阳能直接转化为机械能解析太阳能的利用方式分为直接利用和间接利用 直接利用太阳辐射能有四种基本方式 光 热转换 光 电转换 光 化学能转换 光 生物质能转换 水力发电 矿物燃料则是间接利用太阳能 答案d 考查学生对太阳能利用的掌握情况 使学生能理解太阳能的利用方式 熟练掌握能量的转换形式 体验1 为防止大气污染 节约燃料 缓解能源危机 专家指出 对燃烧产物如co2 h2o n2等利用太阳能最终转化为 a 生物能b 化学能c 热能d 电能 解析关键信息是据图示可知co2 h2o n2利用太阳能使它们重新组合为可燃物 而可燃物燃烧后转化为燃烧产物并放出热量 产物又结合太阳能转化为燃料 如此循环可知太阳能最终转化为热能 答案c 1 生物质能 1 优点 可再生 低污染 2 缺点 植物仅能将极少量的太阳能转化为化学能 存在很分散 热值较低 体积大而不易运输 生物质的水分偏多 3 利用方式 直接燃烧 生物化学转换 热化学转换等 生物质能和氢能的利用 2 氢能 1 优点 制取h2的原料是水 资源不受限制 h2的燃烧产物是水 不会污染环境 氢能是理想的清洁燃料 氢气被人们看做是理想的 绿色能源 h2的热值高 完全燃烧放出的热量是等质量汽油的3倍多 2 利用方式 直接燃烧 化学能转化为热能 制成燃料电池 用高压氢气 氧气制作氢氧燃料电池也是氢能源利用的一种重要方式 化学能转化为电能 制成燃料电池与直接燃烧相比 能量利用率要高得多 通过氢的热核反应 化学能转化为核能 如用h h制成氢弹 3 开发方式 以天然气 石油和煤为原料 在高温下与水蒸气反应制得 电解水制得 光解水制得 生物质汽化制得等 4 尚未完全解决的难题 如何廉价地获取氢气 寻找一种催化剂并利用太阳能分解水是最佳制氢气方案 如何安全地贮存氢气 氢气难液化 253 易扩散 易着火 液氢贮存难度大且不安全 利用贮氢合金可以解决氢气的贮存问题 如何开发高效的燃料电池 例2 氢能是一种应用前景非常诱人的新能源 目前仍处在研究 试验阶段 还未进入普及阶段 主要原因是 a 氢气燃烧放出的热量低于相同质量的化石燃料 经济效益欠佳b 氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论c 氢气的制备耗能巨大 廉价制氢技术尚未成熟d 氢气燃烧易爆炸 解析氢气的热值高于化石燃料的热值 经济效益欠佳是错误的 氢气燃烧产物是水 对环境无污染 因此对环境影响的评价已经是公认的 绿色能源 制备耗能巨大 廉价制氢技术尚未成熟是导致氢能仍处于研究 试验阶段的根本原因 答案c 使学生能熟练掌握生物质能 氢能的优点以及利用方式 发展前景 面临的问题等 体验2 下列有关生物质能的说法正确的是 a 生物质能是不可再生能源b 生物质能本质上是太阳能c 焚烧生活垃圾发电是将生物质能直接转化为电能d 玉米 高粱发酵制乙醇是生物质能的热化学转换 解析生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量 生物质能利用的最终产物一般是无污染的co2和h2o 通过植物的光合作用 重新将太阳能又转化为生物质能 因此生物质能是可再生的新能源 生物质的能量来源于太阳能 a项错误 b项正确 焚烧生活垃圾发电的能量转化过程是 生物质能 热能 电能 c不正确 含淀粉较高的农作物发酵制燃料乙醇是生物化学转换 d不正确 答案b 案例 我国未来将建立太空空间站 现设计了如下充分利用太阳能的工作原理示意图 请回答下列问题 1 从能量转换角度看 发生了 其基本装置是 此时空间站处于 填 向日面 或 背日面 2 要使空间站上的水分解顺利进行 要解决的关键问题是 氢储罐中可选择 来贮存氢气 3 若燃料电池中的电解质溶液是koh溶液 则负极的电极反应式为 4 该工作原理有哪些优点 解析由工作原理示意图可看出向空间站提供电能的方式有两种 是光电转换向空间站提供电能 是经过光分解水生成h2和o2 再由氢氧燃料电池向空间站提供电能 系统中水可以循环使用 光 电直接转换在太阳能电池中进行 氢氧燃料电池中负极的电极反应为氢气的失电子反