第四单元太阳能生物质能和氢能的利用.ppt

第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用,第四单元,课堂互动讲练,知能优化训练,课前自主学案,探究整合应用,课前自主学案,一、人类目前使用的能源1主要能源有：_、_、_。2化石燃料面临的问题(1)形成时间长，储量有限。(2)引起的环境污染越来越严重。二、太阳能的利用,煤,石油,天然气,光能,化学能,光能,电能,光能,化学能,电能,思考感悟,太阳能利用过程中存在哪些问题？【提示】(1)太阳能吸热板费用昂贵；(2)太阳能的利用受季节和天气的影响；(3)大部分太阳能都是夏季期间收集，如何把这部分能量储存起来，留待冬季使用，仍然是一个有待解决的问题。,三、生物质能的利用1来源：_及其加工产品所贮存的能量。2利用方式(1)直接燃烧若用纤维素代表植物枝叶的主要成分，则其燃烧的化学方程式为：_。(2)生物化学转换制沼气a沼气的成分：主要是_，还含有CO2及少量H2S、NH3、PH3等。b应用：制气体燃料和优质肥料。,植物,CH4,制乙醇含糖类、淀粉较多的农作物，在催化剂作用下，经水解和细菌发酵，可以制得乙醇，化学反应方程式为：_，_。(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。,四、氢能的开发与利用1氢能的优点(1)完全燃烧放出的热量_。(2)原料是水，来源广。(3)燃烧产物是水，无_。2氢能的开发(1)困难：_高、贮存和运输困难等。(2)方法：在光分解催化剂存在下，在特定的装置中，利用_分解水制氢气。利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水释放出氢气。发现和应用_材料。,多,污染,能耗,太阳能,贮氢,答案：C,答案：A,答案：D,课堂互动讲练,美国科学美国人杂志在“地球的能量资源”一文中提供了如下数据：到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路,请选用以上数据计算：(1)地球对太阳能的利用率约为_。(2)通过光合作用，每年有_kJ的太阳能转化为化学能(每年按365天计)。,变式训练1下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是()A直接利用太阳辐射能的基本方式有四种：光热转换、光电转换、光化学能转换和光生物质能转换B太阳能热水器是一种光热转换形式C绿色植物进行的光合作用，是一种光生物质能转换，它的本质是光化学能转换D将电能通过用电器进行照明的过程是一种光电能转换过程,解析：选D。光热转换、光电转换、光化学能转换和光生物质能转换是太阳能利用的基本方式。它们都是把光能转换成其他形式的能量的过程。D项是将电能转换成光能的过程。,(2011年泉州高一检测)随着现代工业的发展，能源问题已经越来越引起人们的重视。科学家预言，未来最理想的燃料是绿色植物，即将植物的秸秆(主要成分是纤维素)用适当的催化剂作用水解成葡萄糖，再将葡萄糖转化为乙醇，用作燃料。(1)写出将绿色植物的秸秆转化为乙醇的化学方程式_。,(2)已知：C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1367kJmol1若某种植物的秸秆含纤维素50%，由植物秸秆经过一系列转化得到乙醇原料的总利用率为80%，则用1000g秸秆为原料制得的乙醇燃料燃烧所产生的热量为_，与_L甲烷完全燃烧产生的热量相当(标准状况下，1molCH4燃烧产生890kJ的热量)。,【解析】(1)这是一道考查有关能源利用问题的题目。本小题要求掌握化学中的转化关系：纤维素葡萄糖乙醇，并熟悉转化的化学方程式。(2)本小题是有关热化学方程式的计算：设1000g秸秆制得乙醇，燃烧产生的热量为x，与体积为y的标准状况下的甲烷完全燃烧产生的热量相当。(C6H10O5)n2nC2H5OH1367kJmol12nmol162ng2734nkJ100050%80%gx,解得：x6750.6kJ；CH4890kJmol11mol224L890kJy6750.6kJ解得：y170L。【答案】(1)(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6；C6H12O62C2H5OH2CO2(2)6750.6kJ170【规律方法】(1)无污染，是能源、材料、食品等的发展方向。(2)计算两个反应热量相当的问题，先要计算一个反应释放(或吸收)的能量，再根据另一个反应的反应热进行计算。,变式训练2,人类发现、利用沼气已有悠久的历史。1776年，意大利科学家沃尔塔发现沼泽地里腐烂的生物质发酵，从水底冒出一连串的气泡，分析其主要成分为甲烷和二氧化碳等气体。由于这种气体产生于沼泽地，故俗称“沼气”。1781年，法国科学家穆拉发明人工沼气发生器。200多年过去了，如今全世界约有农村家用沼气池530万个，中国就占92%。农村沼气池的主要填料是猪粪、秸秆、污泥和水等。随着农村沼气使用的日益推广和大型厌氧工程技术的进步，20世纪90年代以来，世界范围内的一些大型沼气工程有了迅速发展。,垃圾和麦草的主要化学成分分别是C6H12O6、(C6H10O5)n，试写出用垃圾和麦草发酵产生沼气的化学方程式_、_,解析：(C6H10O5)n先水解生成C6H12O6，然后再发酵生成甲烷，由元素守恒知道生成CH4的同时生成CO2。,氢能是一种极为优越的新能源，其主要优点有：燃烧热值高，每千克氢气燃烧后的热量，约为汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。来源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，演绎了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。,能源危机让许多国家开始实施能源多样化战略，加大新能源研发力度，探索代替石油的能源和技术。而在各种新能源中，氢能源目前被认为最有可能进入实用领域，它具备了成为投资者追捧的“明星”潜质。为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济的方法是_(填写编号)。电解水锌和稀硫酸反应光解海水其次，还需要解决的问题是_(写出其中一个)。,【解析】太阳能和海水资源丰富，若能实现光解海水法制氢是经济的方式。由于氢气易着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。【答案】氢气的输送(或氢气的贮存),变式训练3氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括()原料来源广易燃烧、热值高储存方便制备工艺廉价易行ABCD,解析：选A。地球上有大量的水，可用水为原料制氢气。H2易燃烧，无污染，热值高，是一种高效、干净的新能源，但在利用氢燃料时，其储存和制备成本较高，到现在还不能大量使用。,探究整合应用,能量的利用和转化能源问题是涉及人类生活和社会发展的热点，随着社会的发展和人们生活水平的提高，对能源的需求量越来越大，而它对周围的环境也产生越来越大的影响。1能量之间的转化,2新能源的开发(1)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源。(2)新能源包括太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。3氢能的产生和利用途径,(3)若生产条件和设备均很理想，在生产过程中只需添加的原料是_。【解析】从三个反应的产物来看，能够解决目前环境和能源问题的物质是氢气，所以该反应是用来制备氢气的。又因为这三个反应是“联合与循环”生产氢气的，所以可以