第2节能源的综合利用

第2节能源的综合利用第9章化学与社会可持续发展沪教版·九年级化学学习目标1.能从化学视角认识常见的能源；2.能认识能源的开发利用可能会对环境造成的影响；3.能初步形成低碳节能、保护环境的态度，增强合理使用能源的意识，逐步树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。新课导入太阳能核能风能地热能电能化石燃料像化石燃料、太阳能、地热能、风能、电能、核能等能够提供能量的物质或资源，都是能源。交流讨论上图展示的几种类型的能源中，可再生能源有哪些?不可再生能源有哪些?你还知道的可再生能源有哪些?可再生能源：太阳能、风能、地热能不可再生能源：煤炭、石油、天然气探索新知一、化石然料的合理使用1.化石燃料包括____、______、_______，是_____再生资源。煤石油天然气不可2.天然气、沼气、油田气的主要成分是__________，写出其燃烧的化学方程式___________________。甲烷(CH4)3.石油是成分复杂的_________。其主要组成元素是_______。混合物C、H4.煤是成分复杂的_______。其主要成分元素的____，还含有____________等元素。混合物CH、O、N、S思考:根据化石燃料的组成元素判断其燃烧产物可能是什么?观察思考观察甲烷的颜色、状态。在导管口点燃甲烷(点燃前须先验纯)，在火焰上方罩一个干燥的烧杯。过一会儿观察烧杯内壁上的现象。再迅速把烧杯倒转过来，向烧杯内加入少量澄清石灰水，振荡。

在上述实验中，你观察到了什么现象?推测甲烷燃烧生成了哪些产物。点击图片播放视频甲烷在空气里燃烧思考:怎样合理利用有限的化石燃料资源，减少化石燃料造成的环境问题呢?化石燃料在一定条件下通过物理、化学方法加工、炼制，可以得到各种有广泛用途、有很高利用价值的有机化合物。石油分馏拓展视野石油分馏是物理变化点击图片播放视频石油的综合利用煤气生产装置炼焦炉把煤隔绝空气加强热，可以分解得到焦炭、煤焦油和焦炉煤气等。煤的深加工焦炭是冶金工业的重要原料；煤焦油中含有多种有机化合物，是化工生产的重要原料；焦炉煤气则是重要的燃料。点击图片播放视频煤的综合利用通过化石燃料的综合利用，可以得到许多重要的化工产品。利用这些化工产品可以制备许多有机高分子化合物,并进一步制造许多生活、生产中使用的优良性能的合成材料。点击图片播放视频可燃冰可燃冰的优点有哪些?可燃冰极易燃烧，燃烧后仅生成二氧化碳和水，污染小，热值高。二、清洁能源的开发利用太阳能根据下图说一说:太阳能是如何转化利用的?太阳能根据下图说一说:太阳能是如何转化利用的?太阳能各种形式的化学反应化学能各种形式的化学反应热能光能电能交流讨论尽管太阳辐射到地球的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一，每秒也已高达1.73×1017J。太阳每秒照射到地球上的能量相当于燃烧500万吨优质煤释放的能量。太阳能的开发和利用引起科学家的广泛关注。请你提出可能的太阳能利用途径，并与同学讨论交流。太阳能绿色植物通过光合作用吸收太阳能。6CO2+6H2OC6H12O6+6O2光照叶绿素光合作用实现了_____能向_____的转化。太阳化学太阳能光—热转换太阳能的利用光—电转换生物质能生物质能是太阳能经过光合作用以有机物质的形式固定下来的能源,这些有机物质通常称为生物质。开发利用生物质能是开源节流、保护环境的重要措施。生物质能乙醇俗称酒精，化学式为C2H5OH，是一种无色透明、具有特殊香味的液体。乙醇易挥发，能与水以任意比例互溶，是工业上重要的溶剂。乙醇在空气中易燃烧，燃烧时产生淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。乙醇燃烧的化学方程式是:C2H5OH+3O22CO2+3H2O

点燃点击图片播放视频乙醇点击图片播放视频乙醇汽油氢能阅读教材，为什么说氢能是“绿色能源”?①氢气是一种可燃性气体，它在氧气中完全燃烧放出的热量多;②水可以作为制取氢气的原料(可分解水制取氢气),资源不受限制;③氢气的燃烧产物是水，不会污染环境。氢能点击图片播放视频交流讨论

我们已学过几种制取氢气的原理，如锌等活泼金属与稀硫酸反应制取氢气，电解水制取氢气等。请写出上述制取氢气反应的化学方程式。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑2H2O2H2↑+O2↑通电交流讨论用电解方法可以使水分解为氢气和氧气，但要消耗大量的电能。科学家致力于研究用其他方法由水制取氢气。试说明利用太阳能获得氢气的优点。利用太阳能获得氢气的优点：清洁、环保、可再生。氢能应用点击图片播放视频批判性思维氢能作为新能源有很多优点，被人们看作是理想的“绿色能源”。目前氢能的开发利用还存在一些困难，难以得到广泛应用。用辩证的观点对使用氢能源可能出现的利弊进行分析，从某一方面提出解决问题的设想或方案。三、化学电池的广泛应用化学电池是一种能量转化与储存的装置，可以将化学能转化为电能。化学电池体积小转化效率高使用方便拓展视野常见的化学电池

干电池因填装的化学物质是不能流动的糊状物而得名，使用方便，广泛应用于电筒、电子钟等，以及国防、科研、航空等各个领域。拓展视野常见的化学电池

蓄电池是一种能够通过化学反应实现再充电的装置。铅蓄电池较为常见，常用于车辆电力系统、移动电源和照明系统等。拓展视野常见的化学电池

锂离子电池具有体积小、电压高、使用寿命长、相对环保等优点，主要应用于电动汽车、智能设备等领域。拓展视野常见的化学电池用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜。用导线将铜片和锌片分别连接到电流表的正极和负极，然后把铜片和锌片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。

实验中，电流表的指针是否发生了偏转?从能量转化角度分析，该现象说明了什么?化学能转化为电能的实验点击图片播放视频1.下列关于煤、石油、天然气的说法中，正确的是（）。A.都是不可再生能源B.都属于纯净物C.都只含碳、氢两种元素D.完全燃烧都只有二氧化碳和水生成A2.沼气是生物质能的一种，其主要成分是CH4。管道煤气中的有效成分是CO、H2和CH4。(1)分别写出CO、H2和CH4完全燃烧的化学方程式:2CO+O22CO2

点燃2H2+O22H2O

点燃CH4+2O2CO2+2H2O

点燃2.沼气是生物质能的一种，其主要成分是CH4。管道煤气中的有效成分是CO、H2和CH4。(2)

CO、H2和CH4各10g，完全燃烧时消耗氧气最多的是______，最少的是________。H2CO(3)用植物秸杆、牲畜粪便等可制沼气。简述推广使用沼气作燃料的意义。①能够充分利用植物秸秆、牲畜粪便等废弃物，做到废物利用、节约资源；②沼气完全燃烧产生二氧化碳和水，比较环保。3.目前人类利用最多的能源是煤、石油、天然气等化石燃料。氢气被认为是最理想的燃料。为了提高煤的利用率，工业上可将煤气化，此反应可看做是碳和水在高温条件下反应生成一氧化碳和氢气。请写出该反应的化学方程式。你认为煤的综合利用的优点是什么?C+H2O

CO+H2

高温提高资源利用效率、促进经济发展、减少环境污染。4.2008年北京奥运会火炬使用丙烷(C3H8)作为燃料，2023年杭州亚运会火炬使用甲醇(CH3OH)作为燃料。(1)等质量的丙烷、甲醇完全燃烧，哪种物质产生的二氧化碳较少?丙烷中碳元素的含量甲醇中碳元素的含量等质量的丙烷、甲醇完全燃烧，甲醇产生的二氧化碳较少。(2)甲醇可以通过二氧化碳加氢来合成：如果合成3.2t甲醇，可以消耗多少吨二氧化碳？解：合成3.2t甲醇，可以消耗二氧化碳的质量为x。CO2+H2CH3OH+H2O

高温催化剂CO