第四单元太阳能生物质能和氢能的利用

1、太阳能、生物质能和氢能的利用,【学习目标】,1、通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础。 2、了解化学在解决能源危机中的重要作用。 3、知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。,阅读化学2教材P47图217 。 2010年世界一次能源消耗,【新课引入】,阅读化学2教材P47图217 。 2010年世界一次能源消耗 从世界能源结构来看，目前世界所需的能源大多数来自化石燃料（煤、石油、天然气）。但是，我们知道，化石燃料的利用，存在一些缺陷。比如：燃烧的热效率低，产物污染大气等。而且，化石燃料是不可再生的能源。 科学家对全球化石燃料何时会消耗殆尽做了估计：煤220年、石油40年、天然气60

2、年。,【新课引入】,新能源（NE）：又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、生物质能、氢能、地热能、风能、海洋能、核能等。 已经广泛利用的化石燃料（煤、石油、天然气）、水能等能源，称为常规能源。,1、新能源与常规能源：,一次能源：直接取自自然界、没有经过加工转换的各种能量和资源。如：原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等。 二次能源：由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。如：电力、蒸汽、煤气、汽油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、氢气和焦炭等。,2、一次能源与二

3、次能源：,一次能源可以进一步分为可再生能源和不可再生能源两大类。 可再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等，它们在自然界可以循环再生。 而不可再生能源包括：原煤、原油、天然气、油页岩、核能等，它们是不能再生的。,3、可再生能源和不可再生能源：,（1）主要能源：化石燃料； （2）开源节流： （3）提高燃烧利用率： （4）寻找新能源：,4、解决能源危机的方法：,为了解决全球的能源危机和燃烧化石燃料所代来的污染问题，世界各国都在致力于开发和利用洁净、高效的新能源。比如：太阳能、生物质能、氢能等。 其中，最诱人的是太阳能。,【教师引导】,（1）太阳能资源特点： 总量最大

4、（取之不尽、用之不竭）； 分布最广（遍布世界各地）； 最为清洁（利用过程不会产生污染，也不会产生废弃物）。,5、太阳能的利用：,阅读化学2教材P4748。思考：如何利用太阳能？,【学生思考】,大棚,美国军用太阳能发电帐篷,（2）太阳能的利用方式： 光热转换： 如，地膜、大棚、温室；太阳能热水器。 光电转换： 光热电转换方式：利用太阳能对水加热，生成水蒸气，再驱动气轮机发电。 光电转换方式：光电效应，直接将太阳能转换成电能。如太阳能电池。,5、太阳能的利用：,（2）太阳能的利用方式： 光化学能转换： 如Na2SO410H2O晶体自制暖袋，利用光能电解水制备氢气。 光生物质能转换： 光合作用：在太

5、阳光的作用下，植物体内的叶绿素把水和CO2转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素，将光能转化为化学能。 6H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2,5、太阳能的利用：,（2）太阳能的利用方式： 光生物质能转换： 动物体内的淀粉、纤维素在酶的催化作用下，与水反应分解成葡萄糖，葡萄糖氧化生成水和CO2，又释放出热量，提供人体生存、活动需要。 (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 C6H12O6(s) + 6O2(g) 6H2O(l) + 6CO2(g) H = -2804 kJ/mol 这就相当于把太阳能储藏在生物体内。,5、太阳能的利用：,（1）生物质能： 来源于植物及其加工

6、产品所贮存的能量。 包括农业废弃物（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。,6、生物质能的利用：,（2）生物质能的优点： 资源丰富并且可再生 资源分布广泛 对环境污染较小,6、生物质能的利用：,（3）生物质能的利用方式： 直接燃烧：“古老而又年青的能源” (C6H10O5)n + 6nO2(g) 5nH2O + 6nCO2,6、生物质能的利用：,生物质能的利用,（3）生物质能的利用方式： 生物化学转换： 细菌在厌氧条件下，生成沼气；,6、生物质能的利用：,（3）生物质能的利用方式： 生物化学转换： 在催化剂存在条件下，经水解和细菌发酵，生成乙醇。 (C6H1

7、0O5)n + nH2O (g) nC6H12O6 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2,6、生物质能的利用：,阅读化学2教材P50 “拓展视野”。 生活垃圾中生物质能的利用,6、生物质能的利用：,阅读化学2教材P50 “拓展视野”。 生活垃圾中生物质能的利用,6、生物质能的利用：,阅读化学2教材P50 “拓展视野”。 生活垃圾中生物质能的利用,6、生物质能的利用：,（1）氢能的优点： 热值大 燃烧产物是水，无污染 制备原料是水，资源不受限制,7、氢能的开发与利用：,（2）氢能的产生方式： 以天然气、石油、煤为原料，高温使之与水反应制得 以天然气、石油、煤为原料，部分氧化法制得 电解水制备 生物质气化制氢 光解水制氢,7、氢能的开发与利用：,（3）氢能的利用途径： 燃烧放热； 如：以液氢为燃料的火箭。 用于燃料电池，释放电能； 如：氢氧燃料电池。 利