新沪教版九年级下册初中化学 9.1化学能源的综合利用 教学课件

1、第九章 化学与社会发展第1节 能源的综合利用 学习目标返回（1）了解常见的能源，知道人类所使用能源绝大多数来自太阳能（2）了解电池是化学能直接转化为电能的装置（3）了解氢能源的优缺点及发展前景新课导入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。新课导入能源：能为人类提供所需能量的资源新课导入我国首台自动跟踪太阳能高效发电站在泉城济南省科技馆门前安装完成。 太阳能路灯太阳能一、能源分类新课讲解太阳能 氢能 核能 电能 化石燃料（煤、石油、天然气）常规能源

2、新能源可再生能源不可再生能源电能 化石燃料（煤、石油、天然气）太阳能 氢能 核能太阳能 风能 地热能 核能 化石燃料（煤、石油、天然气） 可燃冰新课讲解常规能源：即传统能源，已经大规模生产和广泛利用的能源。新能源：以新技术为基础，系统开发的能源。常见的能源太阳能、化石能源、水能、风能、核能（原子能）、氢能。潮汐能：海水潮流运动的能量海洋能：潮汐能、波浪能、海流能、温差能地热能：地球内部释放到地表的能量生物质：燃烧植物体放出热能新课讲解解决能源危机的一般方法开发新能源。如：核能、太阳能、氢能等。提高能量转化率，降低能耗。研制、使用节能产品。中国节能标志 你们在日常生活中如何节能？新课讲解 由“e

3、nergy”的第一个字母“e”构成一个圆形图案，中间包含了一个变形的汉字“节”，寓意为节能。缺口的外圆又构成“CHINA”的第一字母“C”，“节”的上半部简化成一段古长城的形状，与下半部构成一个峰火台的图案一起，象征着中国。“节”的下半部又是“能”的汉语拼音第一字母“N”。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。新课讲解一、化石燃料石油煤天然气C(H、O、N、S)C、HCH4煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料(又叫矿物燃料)，化石燃料是重要的燃料和重要的能源。新课讲解煤黑色金子 煤的形成：煤主要是由古代植物在地下隔绝空气的条件下，经过长期的一系列复杂的化学变化和生物

4、变化，而形成的一种由有机物和无机物所组成的复杂的固态混合物。煤的主要成分是碳，还含有氢、氧及硫、磷等48种元素。新课讲解煤如果把烟煤隔绝空气加强热煤可以分解成焦碳煤焦油焦炉煤气这种煤的处理方法称为煤的干馏或炼焦这可是化学变化 是冶金工业的重要原料 是化工生产的重要原料 是重要的燃料在特殊设备里，在高温下能生成煤气煤气是一种经济方便、清洁卫生燃烧效率很高的燃料煤有实用价值的综合利用主要有煤的干馏、气化和液化(均为化学变化）。煤最主要的应用是直接作为燃料。新课讲解煤：工业的粮食新课讲解 2012年9月2日江西安源煤矿瓦斯大爆炸事故新课讲解煤矿的矿井中常因含有甲烷、煤尘等物质而发生瓦斯爆炸，造成人员

5、伤亡。你认为煤矿应采取哪些安全措施？ 严禁烟火，注意通风思考与讨论新课讲解石油的形成：石油是由古代动、植物遗体在地壳内部高温、高压条件下经过非常复杂的化学变化而形成的各种烷烃、环烷烃和芳烃组成的液态混合物。其主要成分是多种碳、氢元素组成的有机化合物，同时含少量硫、氧、氮等元素。石油（原油）经过分馏可得到系列产品，如溶剂油、汽油、柴油、润滑油等。新课讲解石油气汽油煤油柴油润滑油石蜡沥青石油分馏示意图按沸点由低到高的顺序分离出来石油的综合利用是物理变化原油新课讲解 经精加工能得到5 000多种化工原料石油是重要的化工原料石油和天然气新课讲解辛烷值常用来衡量汽油的抗震程度，把抗震性较好的异辛烷(2，

6、2，4一三甲基戊烷)的辛烷值定为l00，爆震性极强的正庚烷的辛烷值定为零，把汽油的抗震性和这两种烃的不同比例的混合物进行比较，就可以得到该汽油的相对辛烷值。为了提高汽油的辛烷值，过去广泛使用的一种入法是在汽油中添加少量抗震剂四乙基铅。汽油和汽油的标号新课讲解 现在为了提高汽油的辛烷值，一般采用甲基叔丁基醚CH3OC(CH3)3 ，又名MTBE 作为高辛烷值组分。目前，我国使用的车用汽油标号就是按照汽油的辛烷值大小划分的，例如90号汽油表示该汽油的辛烷值不低于90。新课讲解 天然气：主要成份是（CH4）甲烷俗称沼气 天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要 成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另

7、有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。新课讲解 尽管天然气是无色、无味的，然而在送到最终用户之前，还要用硫醇来给天然气添加气味，以助于泄漏检测。天然气不像一氧化碳那样具有毒性，它本质上是对人体无害的。新课讲解 天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%

8、，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。但是，对于温室效应，天然气跟煤炭、石油一样会产生二氧化碳。因此，不能把天然气当做新能源。新课讲解余热余热余热硫元素SO2 CO炭黑CO2碳元素燃烧燃烧温室效应大气污染热污染化石燃料的危害新课讲解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燃料中的碳燃烧后转变为二氧化碳气体进入大气，使大

9、气中二氧化碳的浓度增大，从而导致温室效应。新课讲解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。新课讲解大气污染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。酸雨对树木的危害新课讲解火力发电厂发电中能量转化：化石燃料化学能热能机械能电能为什么化石燃料的转化率低？我们以火力发电厂发电为例。燃烧化石燃料存在较多问题，如：浪费

10、自然资源、产生大气污染、能量转化效率低等。新课讲解1.化学能电能2.与化石燃料相比的优点（1）节约资源；（2）减少污染（金属污染）；（3）能源转化效率高。燃料电池（以H2、CO、CH4为燃料）二、化学电池新课讲解连接锌片与负极、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化的？下面我们通过实验来直观感知化学电源中能量的转化。新课讲解实验现象化学方程式电流计偏转原因能量转化的形式使用化学电源的优点电流表指针发生偏转，一段时间后，溶液逐渐变为无色Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4烧杯中发生了化学变化，产生电流化学能直接转化为电能提高能量的转化效率，减少大气污染新课讲解因为不同

11、的需要，电池有多种类型和型号，你知道哪几类电池，分别有什么用途呢？谈一谈新课讲解电池新课讲解废弃电池处理方法： 集中回收处理生产和使用高效、无污染的电池 新课讲解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？二、氢能（1）原料来源广；（2）氢气完全燃烧放出的热量多；（3）燃烧产物是水,无污染。氢气理想的绿色能源。氢能将成为未来的主要能源。1.优点：新课讲解氢气是一种理想的能源，那么如何获得氢气，你有哪些方法？（2）电解水 Zn+H2SO4 ZnSO4+H22H2O 2H2 + O2 通电新课讲解太阳

12、能光分解水光电转换电解水（3）利用太阳能制氢气新课讲解2.大量使用氢能源要解决的问题（1）高效的制氢方法； （2）氢气的存储和运输问题； （3）安全运输。新课讲解理想的氢能源循环系统新课讲解1.光合作用2.直接利用太阳辐射能太阳能光能化学能（生物质能）光能光热转换（温室、太阳能热水器）光电转换新课讲解典例分析例D解析：天然气燃烧会产生大量的二氧化碳气体，会加剧温室效应的产生，A选项不符合题意；煤燃烧会产生大量的二氧化硫、二氧化氮等有毒气体，会污染空气，B选项不符合题意；石油燃烧会产生大量的二氧化硫等有害物质，会污染空气，C选项不符合题意，太阳能无污染，属于“绿色”能源。1.下列能源属于“绿色”

13、能源的是（ ）A.天然气 B.煤C.石油 D.太阳能课堂小结不可再生能源可再生能源：沼气（主要成分是甲烷）、太阳能、水能、风能、地热能等煤：混合物，主要含有碳元素，被称为“工业的粮食” 石油：混合物，主要含有碳、氢两种元素，被称为“工业的血液”天然气：混合物，主要成分是_（填化学式），是较清洁能源三大化石燃料CH燃料充分燃烧的条件a. 有足够的空气（或氧气），如做饭时，调节燃气灶或煤炉的进风口等 b. 燃料与空气（或氧气）要有足够大的_ ，如将煤块粉碎成煤粉等其他能源的利用与开发乙醇化学式_，俗称_优点：污染小，被称为“绿色能源”，属于可再生能源氢气（H2）优点：热值高，燃烧的产物是_ ，不会污染环境，是理想的清洁、高能燃料 缺点：由于制取成本高和贮存困难，所以暂时还未能广泛应用 实验室制取：锌粒、稀硫酸（药品），_（化学方程式 ）目前正在利用和开发的其他能源有：太阳能、潮汐能、地热能、 核能等接触面积C2H5OH酒精水（或 H2O）ZnH2SO4 = ZnSO4 H2D当堂小练1.下列能源开发利用过程中，由化学能变成电能的是（ ）A.水力发电 B.风力发电C.太阳能发电 D.燃料电池发电2.人类生活需要能量，下列能量转化的例子中不是由化学变化产生的是（ ）A.燃起篝火烘烤食物 B.太阳能热水器烧水 C.绿色植物将太阳能转化为化学能 D.煤燃烧发电 DBD当堂小练3.维持