目录
摘要…………………………………
关键词………………………………………
一、化学与能源的关系…………………………
二、世界能源现状…………………………………………
三、我国能源现状……………………………………
四、未来能源倾向……………………………………………
五、化学在能源方面的运用……………………………
1.煤的合理利用……………………………………
2.太阳能的化学转化和储存………………………………
3.生物质能的转换及应用……………………………………
4.氢能的开发及应用…………………………………………
六、总结和展望…………………………………………
化学与能源
化学在能源中运用
【摘要】：
现代化社会是建筑在巨大的能源消耗上的。所以大力开发和合理利用能源,特别是大力开发新能源,乃人类未来之所系,在世界新技术革命浪潮的冲击下,大规模耗能型工业体系终将成为过去,代之以节能型和新能源型生产体系。然而要实现这样一个巨大转变,作为化学工作者肩负着重大的责任，因为化学能是我们经常利用的一种能量形式,因此本文将在世界及我国的能源状况进行分析的基础上，阐述化学在我国能源发展中的重要性，另外本文将重点介绍化学在能源中运用，重点介绍化学煤、太阳能、生物质能，以及氢能等方面的运用。
【关键词】：化学能源运用
一、化学与能源的关系
能源工业在很大程度上依赖于化学过程，能源消费的90％以上依靠化学技术。怎样控制低品位燃料的化学反应，使我们既能保护环境又能使能源的成本合理是化学面临的一大难题。化石能源的转化及综合利用至关重要。可再生新能源的开发离不开以化学为核心的技术的发展。
二、世界能源现状
一方面全球能源生产与能源消费保持持续增长，能源结构也发生着从化石能源向清洁能源的转变，尽管这种变化量依然很小。按照国际统计口径，目前全球能源最新数据的统计节点是2011年，当年全球终端能源消费量达到了8918Mtoe(百万吨油当量)，相比1973年第一次石油危机时，增长了90.8%。对应地，当年的一次能源生产总量达到了13113Mtoe，在1973年的基础上增长了114.7%。受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加。世界经济规模的不断增大，世界能源消费量持续增长，世界能源消费呈现不同的增长模式，发达国家增长速率明显低于发展中国家，能源消费结构趋向优质化，但地区差异仍然很大，虽然经历了两次石油危机，但世界石油消费量却没有丝毫减少的趋势。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气的比例上升。同时，核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐渐被开发和利用，形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新能源并存的能源结构格局。世界能源资源虽然仍比较丰富，但能源贸易运输压力增大。
三、我国能源现状
新中国建立以来，中国能源工业在许多领域已接近或赶上世界先进水平，这是值得我们自豪的地方，但是同时我们也应该对中国的资源情况进行客观详实的分析。中国地大物博、资源丰富，自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位。煤炭保有储量为10024.9亿吨，精查可采储量
893亿吨；石油的资源量为930亿吨，天然气的资源量为38万亿立方米，现已探明的石油和天然气储量只占资源量的约20%和约3%；水力的可开发装机容量为3.78亿千瓦，居世界首位；新能源与可再生能源资源丰富，风能资源量约为16亿千瓦，可开发利用的风能资源约2.53亿千瓦，地热资源的远景储量为1353.5亿吨标准煤，探明储量为31.6亿吨标准煤，太阳能、生物质能、海洋能等储量更是属于世界领先地位。但因我国人口众多，能源资源相对匮乏。我国人口占世界总人口21％，已探明的煤炭储量占世界储量的11％、原油占2.4％、天然气仅占1.2％。人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半，石油仅为十分之一。我国1997年一次能源生产量为13.34亿吨标准煤，人均能源消费量仅为1.165吨标准煤，人均电量为893kWh，不足世界人均能源消费水平2.4吨标准煤的一半，居世界第89位。北美人均能源消费量超过10吨标准煤，欧洲及独联体人均能源消费量为5吨标准煤。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国年人均能源消费量将逐年增加，到2050年将达到2.38吨标准煤左右，相当于目前世界平均值，远低于发达国家目前的水平。人均能源资源相对不足，是中国经济、社会可持续发展的一个限制因素，这也是发展新能源与可再生能源，开辟新的能源供应渠道的一个重要原因。
四、未来能源倾向。
由于目前占主导地位的能源大多属于不可再生能源，再加上其使用后对环境的污染比较严重，故未来能源倾向可能会向着可再生能源，发展太阳能利用、地热发电、大功率风力发电、潮汐发电、生物质能发电技术。发展核能技术，对先进压水堆、空间核电源、高性能燃料组件等方面发展。另外波能、可燃冰、煤成气、微生物等也有可能成为人类广泛应用的新能源。也就是大体趋势是向着可持续、可再生、清洁能源等方面发展。
五、化学在能源方面的运用
能源是国民经济发展的基础,是人们日常生活不可缺少的条件，随着生产的发展,社会的进步,人们所消耗的能量也愈益增多,可以说人均的能量消耗量是衡量现代化国家人民生活水平的主要标准之一,也可以说现代化社会是建筑在巨大的能源消耗上的。所以大力开发和合理利用能源,特别是大力开发新能源,乃人类未来之所系,在世界新技术革命浪潮的冲击下,大规模耗能型工业体系终将成为过去, 代之以节能型和新能源型生产体系。然而要实现这样一个巨大转变,作为化学工作者肩负着重大的责任，因为化学能是我们经常利用的一种能量形式, 目前人类主要使用化石燃料（煤、石油、天然气等）做能源, 就是利用其化学能；化学能与其它能量形式间的转换必然涉及化学反应。通过化学反应制造需要的，化学物质又必然伴随着化学能与其它能量形式的转换。许多生产部门通过应用新型化学材料达到降低能耗的目的。煤的气化、液化已成为煤炭合理利用的发展方向, 而煤的气化和液化是化学过程。生物质能只有通过气化或液化这些化学的或生物化学的过程转化成气体或液体燃料后才能高效而方便地使用。太阳能制氢是一个复杂的光化学问题。利用化学反应的热效应, 不仅能回收余热和贮存热能, 而且还能输送热能等。总之, 能源的开发、转换、贮存、输送和合理使用都涉及大量的化学化工间题, 耍靠化学工作者去研究完成。能源化学的研究和应用将对生产的发展产生直接的经济效益,对提高人们生活水平起着重要作用, 特别是在目前能源短缺的情况下, 降低能耗提高能源利用率的研
究更为重要。
1.煤的合理利用
将煤转换成清洁能源的各种方法中, 煤的液化是经济的。因为将煤转化成液体比进行气化时化学变化要少, 同时能量转换效率要高。煤可以各种方法加氢使之液化, 加氢还有从煤中脱硫、脱氮的作用。煤加氢液化的主要化学过程是:（1）首先是煤热解生成自由基,这些自由基在有足够的氢存在时便能得到饱和而稳定下来, 没有氢供应就要重新缩合；(2)供氢反应, 一般都用溶剂作介质, 具有供氢能力的溶剂主要是部分氢化的缩合芳环, 如四氢蔡、四氢哇琳、9，10一二氢菲等, 供氢溶剂给出氢后又能从气相吸收氢, 如此反复起了传递氢的作用。（3）脱杂原子反应, 煤的主要组成是C和H, 还含有一定量的O、S、Na等杂原子, 这些杂原子在加氢条件下会先后与氢反应生成H2O、H2S、NH3等小分子化合物。按化学加工方法的不同, 煤的液化方法可分为直接液化和问接液化直接液化法是煤经高压加氢直接转化为液体产品；间接液化法是先将煤气化得到合成气（CO+H2）, 再在高温高压和催化剂的条件下合成石油烃。虽然直接液化法尚处在开发阶段, 工艺还不够成熟, 氢的供应价格也比较高, 但是, 是有发展前途的采用催化剂加氢液化可以降低氢的耗量、降低反应温度,可以提高产品质量。利用水煤气变换反应产生氢气来代替是个好方法, 而且有很好的反应活性。
2.太阳能的化学转化和储存
随着近代科学技术的发展,人类对能量的需求也越来越大,而矿物燃料的开采已有日趋涸竭之势,因此对新能源的开发成为众所关注的重要课题占地球上总能量的99%以上的太阳能,取之不尽,用之不竭,又无污染,一直是人们梦寐以求的理想能源,是未来人类利用能量的最大源泉但是,太阳能的利用一直存在着两大难题,一是能量密度低, 二是受季节、气候、时间、纬度等自然条件的限制。因此,为了有效地利用太阳能,就要求设计高效的集光装置, 提高能量密度和解决能量的贮存问题, 其中太阳能的化学转换和贮存是发展的方向。太阳能的化学转换和贮存大致分为三种类型, 即光热转换、光电转换、光化学转换。主要介绍一下光电转化：迅速发展的太阳能电池是利用光一电转换效应将太阳能直接转换为电能的装置。目前,太阳能电池种类较多,主要是单品硅电池、硫化福电池、砷化稼电池、磷化锢电池、非晶硅电池等。有机太阳能电池是正在进行研究的一种新型电池, 目前尚未进入实用化阶段, 但由于它的制作工艺简单、成本低廉,因此是一种颇有希望的电池, 近来以酞菁、部花菁和聚乙炔三种材料的太阳能电池研究较多, 发展较快。太阳能电池在我国已成功地用作抽水泵、电牧拦和航道浮标灯的电源, 在人造地球卫星上用作工作电源等。在国外太阳能游览车、太阳能飞机都已试验成功。但是目前太阳能电池效率还很低, 成本还较高
这是今后化学工作者研究和改进的重要课题。
3.生物质能的转换及应用
由光合作用产生的植物生物质是把太阳能转化为化学能,并以有机物的形式贮存于植物体内,这一部分能量叫生物质能。在当今世界能源结构中,生物能起着举足轻重的作用。据估计世界能耗的七分之一来自植物生物质,特别在发展中国
家，生物能占的比重更大,在我国占四分之一以上。因此,生物质资源的开发利用, 关系到广大农村的能源、肥料、卫生及农业生态平衡, 也与城市的能源供应、“三废”治理、环境保护息息相关, 是一项具有重大经济和社会意义的工作。
生物质大多是一种固体燃料,通过直接燃烧可将生物质的化学能转化为热能供给人类利用。然而这种直接燃烧由于燃烧技术和设备不完善, 特别是在条件不具备的农村地区使用, 直接燃烧的利用效率很低, 只有10-15 % ;很多过程还无法使用它,因此, 生物质能只有通过气化或液化这些化学的或生物化学的过程转化成气体或液体燃料后才能高效而方便地使用。主要的气化和液化过程有：(一)生物质(包括农付产品的下脚料或废弃物、有机废液、人畜粪便等)通过好氧分解, 即在生酸菌的作用下, 把较复杂的大分子有机物变成较简单的小分子物质,进而在甲烷菌的作用下经厌氧分解, 将生物质分解为甲烷(俗称沼气)，是目前普遍采用的一种生物质能转换技术；(二)淀粉、纤维素等多糖类物质在一定条件下水解变成单糖和二糖, 再经发酵转化为乙醇(酒精)。
4.氢能的开发及应用
氢能的开发由来已久，早在上世纪六七十年代就取得了较大发展。氢的制取是一个复杂的过程，它涉及化学、生物、物理方面的知识。目前，制取氢的主要方法有以下几种：一是从含烃的化石燃料中制取氢，这是过去以及现在采用最多的方法。它是以煤、石油或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。用蒸汽和煤作原料来制取氢气的基本反应过程为：C+H2O CO+H2,用蒸汽和天然气作原料的制氢化学反应为：CH2 + H2O<==>CO + 3H2
上述反应均为吸热反应，反应过程中所需的热量可以从煤或天然气的部分燃烧中获得，也可利用外部热源。自从天然气大规模开采后，传统制氢的工业中有96%都是以天然气为原料[2]。煤和天然气是当今世界最主要的能源，自身已被开采待尽，加上在以其做为原料制取氢的过程中会产生大量污染环境的有害气体和有害物质，这显然不是人们的初衷。所一，这一方法无法使人们摆脱对常规能源的依赖和对自然环境的破坏。二是电解水制氢这种方法是基于如下的氢氧可逆反应：2H2O <==>2H2+O2 分解水所需要的能量是由外加电能提供的。但是这种方法耗能较高，为了提高制氢效率，电解通常在高压下进行，采用的压力多为3.0—5.0MPa。目前电解效率为50%--70%。由于电解水的效率不高且需要消耗大量的电能，自然也要产生大量有害气体和有害物质, 所以用这种方法在目前来看也不是一个十分可行的方法，虽然它原料丰富，但还是摆脱不了对常规的化石能源的依赖。三是生物化学制氢20世纪初就发现某些微生物能够产生氢。可以产生氢的有多种细菌，蓝藻、绿藻等藻类。生物化学制氢的途径是产氢菌作用于生物质而产生氢，也可以以生物活性酶为催化剂，利用含氢有机物和水将生物能和太阳能转化为高能量密度的氢气[5]。微生物发酵法具有下述优点：可在黑暗条件下连续发酵运转、设备紧凑、发酵机质来源广泛、容易实现工业化控制。生物制氢的最大缺点是能量转化率低。但是，生物制氢有利于环境保护,而且与传统制氢工业相比，生物制氢技术的优越体现在：所使用的原料极为广泛且成本低廉，包括一切植物、微生物材料，工业有机物和水；在生物酶的作用下，反应条件为温和的常温常压，操作费用十分低廉；产氢所转化的能量来自生物质能和太阳能，完全脱离了常规的化石燃料；反应产物为二氧化碳，氢气和氧气，二氧化碳经过处理仍是有用的化工产品，可实现零排放的绿色无污染环保工程。由此可
见，发展生物制氢技术符合国家对环保和能源发展的中、长期政策，前景光明，预期将来会有重大突破。四是化学制氢，化学制氢:化学制氢有两种方法，一种是直接将水分解成氢与氧，必须在3000℃以上。如将此分解反应经多种化学反应的配合而构成一化学循环，反应温度就只需控制在1000℃左右，在循环中所用的化学物质可循环使用，总循环为输入水，产出氢与氧。目前已进行试验研究的有十几种循环方法。另一种是在等离子体的作用下，将煤、石油、天然气与水蒸气反应制得氢和一氧化碳的工艺技术。它具有氢气产率高，成本低，能耗少，设备简单等优点
六、总结和展望
新能源又称非常规能源.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、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等.
能源工业在很大程度上依赖于化学过程,能源消费的90％以上依靠化学技术.怎样控制低品位燃料的化学反应,使我们既能保护环境又能使能源的成本合理是化学面临的一大难题.化石能源的转化及综合利用至关重要.可再生新能源的开发离不开以化学为核心的技术的发展。故让化学与实际生活接轨，显得尤其重要。
第1章热化学与能源 一、判断题： 1、热的物体比冷的物体含有更多的热量。（） 2、热是一种传递中的能量。（） 3、同一体系同一状态可能有多个热力学能。（） 4、体系的焓值等于恒压反应热。（） 5、最稳定单质的焓值等于零。（） 6、由于C a C O3分解是吸热的，所以它的标准摩尔生成焓为负值。（） 7、体系的焓等于体系的热量（） 8、实验测定得到的反应热数据都是恒压反应热。（） 二、选择题 1．下列过程是吸热反应的是( ) (A) △S＞0 (B) △H＞0 (C) △G＜0 (D) △H＜0 2．体系对环境作20 kJ的功，并失去10 kJ的热给环境，则体系内能的变化是( ) (A) 30 kJ (B) 10 kJ (C) -10 kJ (D) -30 kJ 三、计算题： 1、某汽缸中有气体1.20L，在97.3 kPa下气体从环境中吸收了800J的热量后，在恒压下体积膨胀 到1.50L，试计算系统的内能变化ΔU。 2、根据Δf H mΘ的值，计算下列反应的Δr H mΘ(298K ) 是多少： （1）4NH3（g）+ 3 O2（g）= 2N2（g）+ 6 H2O（g）； （2）CH4(g) + H2O（g）= CO（g）+ 3 H2（g）。
3、(本小题10分) SiC 是高温半导体、金属陶瓷和磨料等不可缺少的原料。现在以硅石(SiO2)和焦炭为原料制备 SiC，反应为： (s)+3C(石墨)===SiC(s)+2CO(g) SiO 2 已知298K时各物质的 (s) C(石墨) SiC(s) CO(g) SiO 2 △f H （298K）/kJ·mol-1 -910.94 0 -65.3 -110.525 S（298K）/ J·mol-1·K-1 41.84 5.74 16.61 197.6 （1）计算在298K时反应的△rG，并判断 298K时能否获得 SiC ? （2）估算在标准状态下生产 SiC 最低温度。
化学与能源开发 第九章第一节化学与能源 课题化学与能源氢气的制法课型新授第一课时 教 学 目 标知识 与 技能1.知道氢气的制取和收集方法 2.认识氢能是一种理想的能源 过程 和 方法 1.积极主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，培养学生辩证看待化学物质的能力 2.学会运用比较的方法对信息进行加工 情感 态度 与价 值观 1.通过对氢能是理想的能源的认识感受化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用 2.对学生进行社会责任感和使命感的教育
重点氢气的制法、氢能源 难点氢气的制法、验纯 课 前 准 备教师：有关氢气制取、收集所需药品、仪器 学生：查阅有关氢能源的资料 教学环节教师调控学生活动设计意图 引课 一、氢气的制取让学生回忆从含氢化合物中制取氢气的方法回忆、书写方程式、交流巩固学生对知识的记忆 二、实验室制取氢气让学生在所回忆的方法中分析、比较、选取适合在实验室制取的方法交流、讨论、比较、分析让学生表达自己的观点，锻炼自己的能力，运用比较的方法作判断 指导学生讨论： （1）如何检验气密性 （2）如何验纯 （3）夹紧导气管上的夹子时，试管中的硫酸的液面为什么会下降？讨论参与讨论，激发积极性，活跃思维，锻炼表达能力 指导学生完成制取氢气并验纯与他人合作共同完成氢气的制取和验纯培养学生团结协作的能力
引导学生讨论：氢气的贮存、运输、使用中应该注意什么问题？讨论在互相交流中互相学习 三、氢能源大屏幕展示对氢能源的认识交流、分析通过交流分析培养正确看待化学物质的能力 小结 练习1.实验室制取氢气的反应原理； 2.用于实验室制取氢气的发生装置与前面学习过的制取相似； 3.如何大量、廉价地制取氢气是各国正努力研究的课题。日本科学家最近开发出一种含镍氧化物半导体粉末，将少量这种粉末放入水中，用波长为402nm的可见光照射，能够不断地将水分解成氢气和氧气。在上述过程中，这种氧化物粉末的作用是， 该反应的方程式。 检测 1.氢气作为新能源有哪些优点 2.液氢可做推进火箭的燃料，这是因为（） A氢气难溶于水B氢气没有颜色 C氢气燃烧时放热多D氢气没有气味 3.若用锌和一种酸反应制出的氢气中含有氯化氢气体，则发生装置中盛放的酸是 作业 据报纸登载，深圳某商场开业庆典时，店外挂的氢气球因人群拥挤而
（能源化工行业）化学与能源开发鲁教版
课题第九单元第壹节《化学和能源开发》 马艳红 教材分析 本节教学内容鲁教版九年级化学第九单元《化学和社会发展》第壹节的。当今社会人类所使用的能源主要是化石燃料；化石燃料燃烧会放出大量的热，能够转化为电能，同时会产生二氧化硫等污染性气体，这些都是学生们熟悉的。但，化石燃料是有限的，人们对能源的需求是不断增加的，且希望所用的能源来源广泛，产生热量大，没有污染。如何解决这壹矛盾？这需要开发利用新能源。那么什么样的能源能满足人们的需求呢？化学在新能源的开发中起着什么样的作用呢？化学能能够转化为电能吗？这都是本节课要解决的问题，也正是学生关心的问题。本节课的重点是使学生更好的认识氢能的开发的意义，知道化学能能够转化为电能；难点是让学生理解化学能和电能之间的相互转化。
书，分析氢气作为新能源的局限性引导学生提出改进的氢气的不足之处 投影且解释氢能循环系 统 引出电池 展示电池实物且解剖 设问：电池中的电能是如何产生的呢？ 引出化学电池的概念 指导学生完成趣味实验和已经学过的知识壹且联系总结 强化学生环保意识问：材料壹说明了什么？ 【幻灯片】材料二 问：材料二说明了什么？ 【幻灯片】材料三 国际能源机构的统计，地球上的、天然气，石油、 煤供人类开采的年限，分别只有40年、50年和 240年。结合课本66页<地球上化石燃料使用年 限>的图表。 请想象壹下，如果没有新的能源被开发出来，我 们的生活会变成什么样？ 化石燃料储量有限，它们仍曾在什么样的确定 呢？ 【追问】化石燃料储量有限，不可再生，且污染 环境，我们的生活又离不开能源，面对这样的问 题，我们怎么办呢？ 【再问】请结合生活，想想我们已经开发利用的 新能源有哪些呢？ （小结）常见的新能源：风能、水能，太阳能、 地热能、潮汐能等 【过渡】新能源有很多优点，但也有缺点，以风 能为例，见见有哪些缺点？ 受气候影响较大；不能运输；不能随身携带…… 那么有没有这样壹种新能源能克服这些缺点呢？ 【新闻】2003年10月15日，我国自行研制的第 壹颗载人飞行航天器发射成功，将它送上太空的 运载火箭所使用的燃料就是液氢。 氢气作为能源和其他能源相比有什么优点呢？请 结合课本<活动天地>，从三个角度讨论这个问题： 制取氢气的原料 氢气燃烧的产物 氢气燃烧产生的热量。 【小结】氢气作为燃料的优点： 原料来源广泛，能够由水制得； 放热多； 飞机不能使用，电 灯电话不能使 用…… 污染环境 学生回答：开发新 能源 学生纷纷回答。 播报新闻二 学生小组讨论，回 答 见书，思考 做笔记 观察现象且记录。 指针偏转 踊跃发言 学生很感兴趣的 参和实验且观察 实验 电能，光能，热能 启示：电池不能随 便丢弃，集中处理我国的能源结构
化学与能源 一、内容摘要。 化学与能源从各自诞生之日起就起着相互体现相互促进的作用。通过上学期专业选修发电厂导论和本学期从分子水平看世界的课程的学习，对化学与能源的历史发展时期以及每个时期内二者的内容有了全新的认识。当然，具体而深入的研究还得等大二大三随着学习的深入慢慢进行。现在只能凭着浅薄的知识略谈一二，望老师谅解。 二、关键词：化学能源发展火力发电新能源 三、正文。 （一）化学的发展史和能源化学 古时候，为了他们的生存，在与的种种灾难进行抗争中，发现和利用了火。原始人类从用火之时开始，由野蛮进入文明，同时也就开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。掌握了火以后，人类开始食用熟食；继而人类又陆续发现了一些物质的变化，如发现在翠绿色的等铜矿石上面燃烧炭火，会有红色的铜生成。这样，人类在逐步了解和利用这些物质的变化的过程中，制得了对人类具有的产品。人类逐步学会了制陶、冶炼；以后又懂得了酿造、染色等等。这些有天然物质加工改造而成的制品，成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上，萌发了古代化学知识。后来在中国出现了炼丹术，到了公元前2世纪的时代，炼丹术已颇为盛行，大致在公元7世纪传到国家，与相融合而形成阿拉伯炼丹术，阿拉伯炼丹术于传入欧洲，形成欧洲炼金术，后逐步演进为近代的化学。16世纪开始，欧洲工业生产蓬勃兴起，推动了医药化学和冶金化学的创立和发展，使炼金术转
向生活和实际应用，继而更加注意物质化学变化本身的研究。1775年前后，用定量化学实验阐述了燃烧的，开创了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道发展。19世纪初，英国化学家提出近代，突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征，其中量的概念的引入，是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释，成为说明化学现象的统一理论。接着意大利科学家提出分子概念。自从用来研究化学，化学才真正被确立为一门科学。 由此可见，化学一开始的产生就是跟能量、能源有着不可磨灭的千丝万缕的联系了。通过我们专业的发电厂概论的学习我们知道，直到现在，人们主要使用的化石燃料其本质还是利用燃料燃烧产生的热能来加热水产生高温蒸汽，然后利用蒸汽带动汽轮机转动做切割磁感线运动从而产生电能，传送给世界上的千万家庭。燃烧，就是化学中的一个重要现象。当然，实际上的化学能与热能电能之间的转化并没这么简单，我们在转化过程中还得研究如何提高能源转化的效率、如何减少转化过程中对环境的污染、如何在循环工作中保证催化剂和设备等硬件设施的正常运转与保养等等，一系列亟待解决的问题，都跟化学密不可分。 此外，除了火力发电，新能源也是与化学同在的一个新世纪的重要课题。之前的新闻中看到科学家们在致力于研究能将水迅速大量分解为氧气和氢气的催化剂，还有的在研究利用生物质能发电，或者垃圾发电，这些都与化学息息相关。而且我国也在发展新能源尤其是生物质能发电的方面有很大进展，全国很多地方电厂都已经引入这一项技术，诸如利用玉米等作物发电等等，已初见成效。相信随着化学这门基础学科的飞速发展，新能源一定能在未来
第十章化学与能源 思考题与习题解答 1. 下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。 （1）煤的气化是指在隔绝空气条件下加强热，使煤中有机物转化成焦炭和可燃性气体的过程。 答：错，煤的气化是指在氧气不足的条件下进行部分氧化，使煤中有机物转化成可燃性气体的过程。 （2）煤炭在燃烧过程中产生的主要污染物为CO和SO2，石油（汽油）在燃烧过程中产生的主要污染物为CO，因此石油产生的污染比煤炭轻。 答：不确切，煤炭在燃烧过程中产生的主要污染物为SO2、NO x和CO，石油（汽油）在燃烧过程中产生的主要污染物为CO、NO x和HC，相对而言，石油产生的污染比煤炭轻。（3）汽油的辛烷值分布在0~100之间，并对应于汽油的标号，80号的汽油表示汽油中含有80%辛烷和20%的其他烃类。 答：错，汽油的辛烷值可衡量汽油的抗震性，并对应于汽油的标号，80号的汽油表示该汽油的抗震性相当于80%异辛烷和20%的正庚烷混合物的抗震性。 （4）为了避免含铅汽油对大气的污染，近年来世界各国普遍采用了甲基叔丁基醚（MTBE）、甲基叔戊基醚（TAME）取代四乙基铅作汽油添加剂。 答：不确切，甲基叔丁基醚（MTBE）添加剂在某些国家（如美国）已被禁止使用。（5）发展核能是解决目前能源危机的重要手段，近年来北欧和我国政府均采取了积极的态度，加快核电站的建设。 答：不确切，欧美大部分发达国家，基本上停建核电站或提前关闭核电站，北欧国家甚至通过立法，要求在2010年前关闭已有核电站。 （6）能引起环境污染的电池主要有铅蓄电池、镉镍电池、氧化汞电池等，由于锌、锰元素对环境的危害很小，因此锌锰电池是无污染电池。 答：错，在生产的锌锰电池时，为了防止电池中锌溶解释放氢气，常在电池糊状液中放入氯化汞。 （7）在燃料电池中并没有发生直接的燃烧反应，它通过原电池原理不断的将燃料直接转变为电能，这种电池能量转换效率高，理论上可达100%。 答：正确 2. 填空题 （1）化石燃料包括煤、石油和天然气，我国是以煤消费为主的国家。（2）煤是由古代植物转化而来的，煤的煤化过程包括了植物残骸→腐殖质→泥煤→褐煤→烟煤→无烟煤阶段，若根据煤化的程度不同可将煤分为四类，若根据煤炭中硫的含量不同又可将煤分为泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
第一节化学与能源开发 学习目标：1、说出化石能源和新能源地种类。 2、说出氢气作为能源地优点和应用前景及问题。 3、通过实验，认识化学能转化为电能地方法。 学习重点：氢能地开发和化学电池 学习过程： 学习任务一：认识能源开发地意义 1、人类历史地能源结构经历地三个阶段为：、、，目前人类应用最广泛地能源是________、_______、_______。化石燃料地缺点是 . 2、阅读课本第66页图表后谈谈你地感想，想一
想300年后会是什么样？怎样防止这种局面出现？ 3、可供人类利用地新能源有________、_______、_______、_______、______等。 任务二：探究氢能地开发和利用 4、完成课本第67页活动天地小结：氢能地优点：_______、_______、________等。 5、当氢气作能源广泛应用，我们地生活会怎样?氢能是理想地能源，为什么现在没有被广泛地应 用？ 6、阅读理想地氢能源循环体系，你能获得哪些 信息? 任务三：认识化学电池 7、按照电池能否充电后反复使用，可将电池分
为一次电池和二次电池，列举生活中常见地电池并 进行简单分类。一次电池：二次电池： 8、完成第68页实验探究，回答问题。 ①干电池中含有__________、__________、 __________等。 ②根据实验现象填表：(见下页) 探究步骤实验现象结论 将一根炭 用导线将 结论：通过实验探究可知：________能可以转化为______能。 9、化学电池就是 _________________________________， 10、完成第69页《活动天地》制作水果电池和
授课人主备人学科化学执教班级课题第一节化学与能源开发 教学课时第一课时教学课型新授备课时间 教材分析 通过本节课的学习，知道环境保护在自然资源的开发利用中的重要性和必要性，树立科学的环境观和可持续发展意识。 教学目标知识与技能1. 知道氢气的制取和收集方法2. 认识氢能是一种理想的能源 过程和方法1. 积极主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，培养学生辩证看待化学物质的能力 2. 学会运用比较的方法对信息进行加工 情感态度与价值观1. 通过对氢能是理想的能源的认识感受化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用 2. 对学生进行社会责任感和使命感的教育 教学 重点 氢气的制法、氢能源 教学 难点 氢气的制法、验纯 媒体 运用 电子白板 教学 时间 预设过程（应包括课程导入、预习自学、展示交流、当堂练习检测等）个人修改
一、氢气的制取 让学生回忆从含氢化合物中制取氢气的方法 回忆、书写方程式、交流 巩固学生对知识的记忆 二、实验室制取氢气 让学生在所回忆的方法中分析、比较、选取适合在实验室制取的方法交流、讨论、比较、分析 指导学生讨论： （1）如何检验气密性 （2）如何验纯 （3）夹紧导气管上的夹子时，试管中的硫酸的液面为什么会下降？指导学生完成制取氢气并验纯与他人合作共同完成氢气的制取和验纯三、氢能源 引导学生讨论：氢气的贮存、运输、使用中应该注意什么问题？ 大屏幕展示对氢能源的认识 交流、分析通过交流分析培养正确看待化学物质的能力可以引导学生自己设计实验室制取氢气的原料、反应装 置
练习1. 实验室制取氢气的反应原理； 2. 用于实验室制取氢气的发生装置与前面学习过的制取相 似； 3. 如何大量、廉价地制取氢气是各国正努力研究的课题。日本科学家最近开发出一种含镍氧化物半导体粉末，将少量这种粉末放入水中，用波长为402nm的可见光照射，能够不断地将水分解成氢气和氧气。在上述过程中，这种氧化物粉末的作用是， 该反应的方程式。 检测 1. 氢气作为新能源有哪些优点 2. 液氢可做推进火箭的燃料，这是因为（） A 氢气难溶于水 B 氢气没有颜色 C 氢气燃烧时放热多 D 氢气没有气味 3. 若用锌和一种酸反应制出的氢气中含有氯化氢气体，则发生装置中盛 放的酸是 作业 据报纸登载，深圳某商场开业庆典时，店外挂的氢气球因人群拥挤而被挤破，遇上点燃的香烟，引起爆炸，并引发邻近的一串氢气球爆炸。迅速掠过的火苗烧了一些顾客的头发，并浅度灼伤20多人的皮肤。请简要回答：（1）以上事实说明氢气具有什么化学性质发生燃烧的化学方程式是 （2）某兴趣化学小组进行探究时，用了稀有气体氦气可以较好地代替氢气，原因是 板书设计 第一节化学能源与开发 一、清洁高效的氢能 1. 氢气的制取 2、实验室制取氢气
第十一单元化学与社会发展 第一节化学与能源开发 一、备课标 本节课属于五个一级主题中的“五、化学与社会发展”之一“化学与能源和资源的利用” （一）课程标准： 1、“五、化学与社会发展”之三“化学与能源和资源的利用” 2、“了解几种常见的能源，认识能源开发和节约能源的重要性；知道电池能将化学能直接转化成电能” （二）化学具体目标： 3.了解化学与社会和技术的关系，能用变化和联系的观点分析常见的化学现象，解释简单的化学问题。 5. 能通过“提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流”进行简单的探究活动。 6.初步学习运用观察、实验等方法获取信息，能用文字、图表和化学语言表述有关的信息，初步学习运用比较、分类、归纳、概括等方法进行信息进行加工。 8.感受并赞赏化学对改善人类生活和促进社会发展的积极作用，关注与化学有关的某些社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。 9.增强安全意识，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的可持续发展观念。 10.初步养成勤于思考、敢于质疑、严谨求实、乐于实践、善于合作、勇于创新等科学品质。 二、备重点、难点 教材分析：本节课主要涉及二方面的内容：一、清洁高效的氢能；二、应用广泛的化学电池 其中“一、清洁高效的氢能”，是学生必须了解的基础知识，有助于学生认识能源开发的重要性。 教材重点、难点内容：认识能源开发和节约能源的重要性，知道电池能将化学能直接转化成电能” 重点知识：1.认识氢气作为理想能源的优点2、知道电池能将化学能直接转化成电能 重点过程与方法：
1.通过化学反应能否产生电能的科学探究，经历“猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流”等科学探究的一般过程。 2.初步学习运用观察、实验等方法获取信息，并用化学语言表述金属反应的相关信息，初步学习运用比较、归纳、概括等方法进行信息加工。 重点情感类目标：1.体验合作学习和科学探究的乐趣。2. 通过氢气和化石燃料优缺点的比较进一步学生认识能源开发的重要性。 教学难点: 认识能源开发的重要性 三、备学情 分析学生的起点知识和能力，思维障碍； (一)学生通过以前的学习对化石燃料有了一定的了解，同时知道化石燃料引起环境问题。通过日常生活中的各种媒体对新能源有一定的了解，但没有系统化，认识化学在实现人与自然和谐相处、促进人类和社会持续发展中的地位和作用。需要学生有较强的鉴别能力大多数学生会感到困难。 因此把教学难点确定为: 认识能源开发的重要性 （二）预测本班级学生可能达到的程度； 估计有80%的学生能够认识氢气作为理想能源的优点。60%的学生能够认识能源开发的重要性。 策略：①做好探究性实验，提供充分的感性认识。②充分运用小组合作学习的方式，“兵教兵”的策略突破难点。 四、备教学目标 知识技能类目标： 1. 通过对氢气燃烧有关知识的讨论、交流，认识氢气作为理想能源的优点。 2.经历“实验探究11-1”的过程，知道电池能将化学能直接转化成电能。 过程方法类目标： 1.通过化学反应能否产生电能的科学探究，经历“猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流”等科学探究的一般过程。
化学与能源论文 核能的利用 摘要 中国作为一个能源大国目前依旧面临着巨大的资源与环境挑战，人均资源匮乏，环境堪忧。化石能源开采殆尽，环境愈加恶劣。我们不应该坐以待毙，应当寻找新能源打破当前困境。 新能源有别于传统化石能源，具有清洁无污染、安全高效率等优点。而化学新能源是将化学能直接转化成电能，如锂离子电池、燃料电池、电化学电容器等，具有广阔的应用发展前景。 本文阐述了核能的历史及原理，讨论了核能的优点与广阔应用前景，并且理性的认识和探讨其缺点，希望能为解决当前的能源危机提供一些建议。
一、核能的历史 简史--------------------- 19世纪末英国物理学家汤姆逊发现了电子。 1895年德国物理学家伦琴发现了X射线。 1896年法国物理学家贝克勒尔发现了放射性。 1898年居里夫人发现新的放射性元素钋。 1902年居里夫人经过4年的艰苦努力又发现了放射性元素镭。 1905年爱因斯坦提出质能转换公式。 1914年英国物理学家卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单元，称为质子。 1935年英国物理学家查得威克发现了中子。 1946年德国科学家奥托哈恩用中子轰击铀原子核，发现了核裂变现象。 1942年12月2日美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。 1945年8月6日和9日美国将两颗原子弹先后投在了日本的广岛和长崎。 1957年苏联建成了世界上第一座核电站------奥布灵斯克核电站。 二战后，人类开始将核能运用于军事、能源、工业、航天等领域。美国、俄罗斯、英国、法国、中国、日本、以色
列等国相继展开对核能应用前景的研究。 发展进程--------------- 第一代核电站。核电站的开发与建设开始于20世纪50年代。1954年前苏联建成发电功率为5兆瓦的实验性核电站；1957年，美国建成发电功率为9万千瓦的Ship Ping Port 原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。 第二代核电站。20世纪60年代后期，在实验性和原型核电机组基础上，陆续建成发电功率30万千瓦的压水堆、沸水堆、重水堆、石墨水冷堆等核电机组，他们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明。 第三代核电站。20世纪90年代，为了消除三里岛和切尔诺贝利核电站事故的负面影响，世纪核电业界集中力量对严重事故的预防和缓解进行了研究和攻关，美国和欧洲先后出台了《先进轻水堆用户要求文件》，即URD文件和《欧洲用户对轻水堆核电站的要求》，即EUR文件，进一步明确了预防与缓解严重事故，提高安全可靠性等方面的要求。 第四代核电站。2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国、加拿大、巴西、韩国和阿根廷共10个有意发展核能的国家，联合组成了“第四代国际核能论坛”，与2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能技术。 二、核能发电的原理
第一章 热化学与能源 重点内容概要 1、热力学基本概念： 系统与环境 (1)定义：人为地（根据研究的需要（如弹式量热器要把反应系统和水合起来作为系统）） 将一部分物质与其余物质分开（可以是实际的，也可以是假想的），被划定的研究对象称为系统；系统以外，与系统密切相关、影响所能及的部分称为环境。 (2)按系统与环境有无物质和能量交换分成：封闭系统、孤立系统、敞开系统；若按相的 组成来分为：单相系统和多相系统(第3章分别讲单相和多相离子平衡)。（在使用某些概念定律时要注意其适用的系统类型及原因，比如反应热的测定，根据测定原理要求系统必须使系统与环境之间无能量交换（孤立系统）才能准确。） 状态与状态函数 (1)定义：系统的状态是指用来描述系统的诸如压力（p）、体积(V)、温度（T）、质量（m）和组成等各种宏观性质的综合表现。用来描述系统状态的物理量称为状态函数. （2）状态函数性质：状态一定，其值一定；状态发生变化，其值也要发生变化（不一定所有的状态函数都变，只要有一个状态函数改变，状态就发生了变化）；状态函数的变化值只决定于系统的始态和终态，而与如何实现这一变化的途径无关。 （3）状态函数按其性质分为两类： 广度性质（又称容量性质）——具有加和性，即其量值与系统中物质的量成正比。如：V、m 、U 、S 、G 、H 、热容（C b） 强度性质——不具有加和性。即其量值与系统中物质的量多寡无关。如：压力p、密度ρ、粘度、浓度、摩尔体积、摩尔质量、摩尔分数、摩尔焓、比热容（c）（广度性质除以物质的量或质量或任两个广度性质量相除之后就成为强度性质） 过程与途径 (1)系统发生的任何变化称为过程。实现这个过程的具体步骤称为途径。 （2）热力学可逆过程——（定义） 可逆过程特点：系统与环境双复原（定义）；是在无限接近平衡的状态下发生的无限缓慢的过程；是最经济、效率最高的过程；是一种理想的过程，实际过程都是不可逆过程。 研究意义：一些重要的热力学函数增量只有通过可逆过程求得（物理化学这方面的计算要求高，普化阶段重点理解可逆过程的特点及应用，以及那些公式要求必须满足是可逆过程） 化学计量数和反应进度 对于一般反应∑ = B B B ν B ν——物质B的计量数，反应物取负值，生成物取正值 反应进度ξ定义： B B dn d1- =ν ξ或)] 0( ) ( [1 B B B n n- =-ξ ν ξ 注意理解：ξ与反应方程式写法（或说 B ν）有关；对于具体的反应与取反应式中哪种物质计算无关。 2、定容热效应、摩尔反应热、热化学方程式 弹式量热计是精确测定反应热的装置，测定的是等容热效应q v。 T C m c q b O H V ? + - =} { ) (2 摩尔反应热ξ/q q m =摩尔反应热与反应方程式写法（或说Bν）有关。 注意与反应方程式写法有关的量，在标出时一定要有对应的化学反应方程式。 3、热力学第一定律（热化学定律） w q U+ = ?(封闭系统成立) w——包括体积功和非体积功 体积功的计算：恒外压膨胀或压缩w= -p△V 外压不定的膨胀或压缩w=?-21V V pdV （物理化学要求功的计算，普化不是重点） 焓：H = U+PV
化学与能源开发 ——问题导思合作探究发挥学生主体地位 [情景说明] 本节课的教学内容主要包括：氢能是未来理想的新能源，理想的氢能源循环体系，化学电池，化学反应中能量的转化。在本节课的教学中，通过分析化学与能源开发的的密切关系，使学生知道自然资源并不是取之不尽，用之不竭的，认识到人类要合理地开发和利用能源，树立保护环境、与自然和谐相处的意识，保证社会的可持续性发展。通过分析氢气用作燃料的优点和尚需解决的问题，让学生认识到氢气是未来社会最理想的能源，通过引导学生设计实验方案小组合作探究“化学能能否转化为电能”，树立能量之间可以相互转化的观点，并借此培养学生的科学探究能力。其中，氢气用作燃料的知识和探究实验的方案设计和实施是本节课的教学重点。在教学中要引导学生理论联系实际增强学生的能源意识强化学生关心自然，关心社会的责任感。再试验探究中，要注意指导学生科学探究的一般思路和方法，要指导学生合理分工，协作完成，提高效率。 [教学过程] 一、创设问题情景，引入课题。 教师投影现有化石燃料的储量和使用年限，让学生观察投影，说出自己的感想. 学生甲：化石燃料并不是取之不尽，用之不竭的，我们应该节约能源. 学生乙：光节约现有能源是远远不够的，我们还应该想办法开发新能源。 教师：有哪些能源能够开发和利用？ 学生：太阳能、水能、风能、地热、潮汐、氢能、核能。 教师：下面我们就来研究一下其中的氢能源。请同学们写出氢气燃烧的化学方程式，并描述其现象。学生回答问题。 二、讨论交流，认识清洁高效的氢能源。 多媒体展示几种燃料燃烧热值的比较。 教师：根据同学们已经掌握的知识，结合几种燃料燃烧热值的比较请大家思考氢气作为能源有哪些优点。 学生思考讨论总结出氢气作为能源的优点：用水作原料来制取，有广泛的来源；氢气燃烧时产生的热量多；燃烧产物是水，不污染环境。 多媒体展示火箭发射和氢能汽车的图片。 教师：氢气是一种理想的新能源，已用于火箭发射，氢能汽车开始出现，但是同学们在马路上见过多少氢能汽车？氢气作为燃料优点明显，但为什么到目前为止还没有广泛使用呢？ 学生思考讨论分析后回答：用电解水的方法制取氢气，消耗电能太多，成本太高，并且不容易储存和运输。 教师：要想使氢气这一理想能源广泛应用，更好地为人类服务，就要想办法解决这些问题。 学生阅读课本67页理想的氢能源循环体系图片，让学生讨论分析其原理及该燃料电池的优点，并用自己的语言描述出来。 教师指导学生阅读课本67页多识一点，了解氢气的储存知识，以拓展学生的知识面。 三、小组合作，实验探究化学电池中的能量转化。 1、教师引导学生以小组为单位实验探究。 探究过程为：
《第一节化学与能源开发》教案 一、教学目标： 1、知识与技能 （1）了解人类能源发展历史， （2）认识在能源的开发利用过程中化学所起的作用 （3）明确化学反应产生的能量一仅可以转化为光能，热能，也可以转化为电能等多种形式的能量，树立不同能量之间可以相互转化的观念。 2、过程与方法 （1）学分分析各种能源的住优缺点， （2）根据能源的优缺点选择合适的用途。 3、情感态度与价值观 （1）增强学生的能源意识、强化学生关心自然、关心社会的责任感， （2）培养学生敢于质疑的精神。 二、教学重点： 理想氢能源的使用中能量的转化。 三、教学难点： 化学电池中能量的转化方法。 四、教学过程： 【引入】：古希腊神话中英雄普罗米修斯看到人类处于愚昧，野蛮的时代,就偷取了宙斯的火种，带到人间使人类能够利用火来烧煮食物驱赶野兽，而自己却被宙斯处罚。我们学习化学后知道：火为我们提供的能量实际上是物质发生了化学变化时释放的热能和光能。所以化学从一开始就于能源结下了不解之缘。本节课我们一起来探究一下能源的前世今生，认识在能源的使用和开发中化学起到的作用。（板书：化学与能源开发） 【前世】大家能否告诉我，人类最初使用的能源是从哪里获得的（生答：柴草）。对！古代人主要利用柴草燃烧时发生的化学变化将生物能，也叫化学能转化为光和热。柴草以其便宜易得在小农经济中得到广泛应用。（展示投影）。 【今生】但随着工业的发展，柴草因为其热值低，受地理环境制约明显，不便于运输等缺点退出了主导地位。那么现代社会主要使用的能源是什么呢？（生答：煤，石油，天然气）展示投影（认识生活中常见的能源）我们主要利用煤，石油，天然气燃烧放出能量为人造福。化石燃料相比柴草具有许多优点。例如：（投影）师问：那么你知道化石燃料有哪些不足之处呢呢？提问， 优点：热值比柴草高，储量大，便于运输，可作为化工原料制作各种化工产品，现代化
第一节化学与能源 一、【学习内容】 请参照教材学习以下内容 （一）．化学能转化为电能 1.常用能源的分类： 不可再生:________________________________________________。 可再生：________________________________________________。 点拨：能举例说明即可。不可再生主要是指矿产 2.我国在生产和日常生活中使用的电能，大多是通过燃烧 ___________ ，由 __________ 转变而来 的。燃烧化石燃料存在着浪费自然资源、产生大气污染物和能量转化效率低等问题。 点拨：要让学生知道当今世界能源仍主要是化石燃料，其燃烧的产物是环境污染的主要来源 3.________________是一种将化学能直接转化成为电能的装置。它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。常见的 __________________大多是化学电源。 4.用砂子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计的正、负极，然后把锌 片和铜片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。发现电流计指针发生偏转。请回答： 电流计指针发生偏转的原因是什么？实验中发生了什么形式的能量转化？ 5.电池作为电源的优缺点及废弃电池应如何处理？ 优点：_____________________________。缺点：__________________________________。 处理方法：____________________________________________。 点拨：注意废旧电池处理的目的是避免污染土壤和水源 （二）．氢能 1.氢能源的优点：_________________________________________________。 2．氢能源没有应用的原因：________________________________________。 3．实验室制备氢气： （1）药品的选择：_____________________________（填名称） （2）原理：_________________________________________（填化学方程式） （3）装置：a 发生装置_________________________ b 收集方法___________________ c 步骤：______________________________________。 d 检验纯度 点拨：有关氢气的实验室制法，应参照制取氧气及二氧化碳的方法。 4．在点燃氢气以前为什么要检查氢气的纯度？如何检验氢气的纯度？ 【训练】： 1．近年来，我国许多城市禁止使用含铅汽油，主要是为了（） A..提高汽油燃烧效率 B 减少铅资源损耗 C 降低汽油成本 D 避免给环境造成铅污染 2．废旧电池集中处理的首要原因是（） A 回收电池中的石墨电极 B 回收电池外壳金属材料 C 防止电池中汞、铜等金属对土壤和水源的污染 D 防止电池中的渗出液腐蚀其他物品
第46讲化学与能源专题 （建议1 课时） [考试目标] 1．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。 2．了解化学在解决能源危机中的重要作用。 3．了解煤、石油、天然气等能源及海水资源的综合利用。 [要点精析] 一、能源的分类 ⑴从使用程度分 常规能源：煤、石油、天然气（矿物燃料）、水力。 新能源: 太阳能、风能、潮汐能、地热能、核能等。 ⑵从能源再生性分 可再生能源：使用后会在短期内重新形成的能源,如：风能、水能、潮汐能、太阳能。 不可再生能源：不可能在短期内重新产生出来的能源：核能、煤、石油、天然气等 （已探明储量仅用百年）。 ⑶从能源的原有形态是否改变分 一级能源：直接提供能量的能源。如风、水、太阳、煤、石油、天然气燃烧。 二级能源：由一级能源转化形成的能源。如电能、煤气、汽油、酒精等。 ⑷从对环境影响分 绿色能源：在释放能量的过程中对环境不造成化学污染的能源。如氢能、潮汐能、太阳能。清洁能源: 对环境污染小的能源，如核能、天然气。 不清洁能源：对环境污染大的能源，如煤直接燃烧。 二、石油、煤和天然气的综合利用 1．石油——主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物，是一种极其重要的资源。（1）石油化工——由石油产品和石油气（炼厂气、油田气、天然气）做原料来生产化工产品的工业简称。 （2）分馏——利用沸点不同将石油分成不同沸点范围的蒸馏产物的方法。分馏分为常压分馏和减压分馏两种。分馏是一种物理方法。 ①常压分馏——常压下分离出低沸点的烃如溶剂油、汽油、煤油、柴油等轻质油。 ②减压分馏——利用外界压强对物质沸点的影响，用降低分馏塔内压强的方法，能使重 油的沸点随压强降低而降低，达到分离的效果 （3）馏分——分馏出来的各种成分。每一种馏分都是混合物。 石油分馏的产品：溶剂油（C5～C630～150℃）、汽油（C5～C11220℃C以下）、煤油（C11～C16 180～310℃）、柴油（C15～C18 200～360℃）、凡士林（C16～ C20 360℃以上）、石蜡（C20～C30360℃以上）、沥青（C30～C40360℃以上）。（4）裂化——将长链烃断裂成短链烃的化学反应。分为热裂化和催化裂化两种。目的是提高轻质油的产量，特别是汽油的产量。如：
第一章热化学与能源 复习思考题解答 1 区别下列概念： (1)系统与环境； (2)比热容与热容； (3)定容反应热与定压反应热； (4)反应热效应与焓变； (5)标准摩尔生成焓与反应的标准摩尔焓变； (6)污染型能源与清洁型能源； (7)常规能源与新能源； (8)有序能与无序能。 答: (1)系统：人为地将一部分物质与其余物质分开，被划定的研究对象称为系统。系统以外并与系统有相互作用的部分称为“环境”。 (2)热容的定义是系统吸收的微小热量δQ除以温度升高dT，即C= δQ/dT，其SI单位为J.K-1；比热容的定义是热容C除以质量，即c=C/m，SI单位为J.kg-1.K-l。 (3)定容反应热：在恒容、不做非体积功条件下的化学反应热。而定压反应热：顾名思义，恒压不做非体积功条件下的反应热。 (4)化学反应时放出或吸收的热叫做反应热效应，简称反应热。焓H=U+Pv，△H即焓的增量称为焓变。只有在恒压，只做体积功条件下，反应热q等于焓变△H。 (5)标准摩尔生成焓是指在恒温标准状态下，由指定单质生成单位物质的量的纯物质时的反应焓变，记作Δf Hθ,mT。反应的标准摩尔焓变(Δr Hθ,m)是指在标准状态时反应的摩尔焓变，它等于同温度下各参加反应物质的标准生成焓与其化学计量数乘积的代数和。 (6)根据能源消费后是否造成环境污染，能源可分为污染型能源和清洁型能源。如煤和石油类能源是污染型能源；水力、电能等是清洁型能源。 (7)常规能源指已广泛应用的能源，现阶段是指煤、石油、天然气和水能等；新能源是目前尚未大规模利用而有待一步研究、开发和利用的能源。 (8)无序能指物质内部分子杂乱无章的热运动能；有序能指物质内部分子按一定的顺序有规律的运动能，如电能、化学能等。 2 何为化学计量数？化学计量数与化学反应方程式的写法有何关系？ 答:对于一般化学反应方程式0=∑νB中，v B B就是B的化学计量数，是量纲为1的量，对反应物取负值，对
目录 摘要………………………………… 关键词……………………………………… 一、化学与能源的关系………………………… 二、世界能源现状………………………………………… 三、我国能源现状…………………………………… 四、未来能源倾向…………………………………………… 五、化学在能源方面的运用…………………………… 1.煤的合理利用…………………………………… 2.太阳能的化学转化和储存……………………………… 3.生物质能的转换及应用…………………………………… 4.氢能的开发及应用………………………………………… 六、总结和展望…………………………………………
化学与能源 化学在能源中运用 【摘要】： 现代化社会是建筑在巨大的能源消耗上的。所以大力开发和合理利用能源,特别是大力开发新能源,乃人类未来之所系,在世界新技术革命浪潮的冲击下,大规模耗能型工业体系终将成为过去,代之以节能型和新能源型生产体系。然而要实现这样一个巨大转变,作为化学工作者肩负着重大的责任，因为化学能是我们经常利用的一种能量形式,因此本文将在世界及我国的能源状况进行分析的基础上，阐述化学在我国能源发展中的重要性，另外本文将重点介绍化学在能源中运用，重点介绍化学煤、太阳能、生物质能，以及氢能等方面的运用。 【关键词】：化学能源运用 一、化学与能源的关系 能源工业在很大程度上依赖于化学过程，能源消费的90％以上依靠化学技术。怎样控制低品位燃料的化学反应，使我们既能保护环境又能使能源的成本合理是化学面临的一大难题。化石能源的转化及综合利用至关重要。可再生新能源的开发离不开以化学为核心的技术的发展。 二、世界能源现状 一方面全球能源生产与能源消费保持持续增长，能源结构也发生着从化石能源向清洁能源的转变，尽管这种变化量依然很小。按照国际统计口径，目前全球能源最新数据的统计节点是2011年，当年全球终端能源消费量达到了8918Mtoe(百万吨油当量)，相比1973年第一次石油危机时，增长了90.8%。对应地，当年的一次能源生产总量达到了13113Mtoe，在1973年的基础上增长了114.7%。受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增加。世界经济规模的不断增大，世界能源消费量持续增长，世界能源消费呈现不同的增长模式，发达国家增长速率明显低于发展中国家，能源消费结构趋向优质化，但地区差异仍然很大，虽然经历了两次石油危机，但世界石油消费量却没有丝毫减少的趋势。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气的比例上升。同时，核能、风能、水力、地热等其他形式的新能源逐渐被开发和利用，形成了目前以化石燃料为主和可再生能源、新能源并存的能源结构格局。世界能源资源虽然仍比较丰富，但能源贸易运输压力增大。 三、我国能源现状 新中国建立以来，中国能源工业在许多领域已接近或赶上世界先进水平，这是值得我们自豪的地方，但是同时我们也应该对中国的资源情况进行客观详实的分析。中国地大物博、资源丰富，自然资源总量排世界第七位，能源资源总量约4万亿吨标准煤，居世界第三位。煤炭保有储量为10024.9亿吨，精查可采储量
第一节化学与能源开发 学习目标： 1、了解目前的能源危机，和开发新能源的种类。 2、了解氢气作为能源的特点，认识氢气是未来最理想的能源。 3、通过实验探究，了解化学反应不仅可以转化为热能和光能，也可以转化为电能。 知识连接 任务一：目前的能源危机和开发新能源 1、目前人类广泛使用的能源是 、 、 等 的化石燃料。化石燃料正面临着 危机。开发和利用清洁而高效的 ，是21世纪人类面临的重要课题。 2、目前人类使用的新能源有 、 、 、 、 、 等。 任务二：清洁高效的氢能（阅读P107） 1、氢气是未来最理想的能源，具有广阔的发展前景，氢气作为能源的优点有 ； ； 。 2、氢气作为能源也有局限： （1）制取局限：用电解水的方法制取氢气，消耗 ，成本 ，目前化学家正在研究如何以 制取大量的氢气。其中，寻找合适的 ，使水在 的照射下 产生氢气，是最理想的方法。 （2）储存局限：由于氢气是一种 、 的气体，难 ，贮存和运输既 不 也不 。 3、理想的氢能源循环体系是： 。 任务三：化学电池（阅读P108——P109) 1、《实验探究》-------化学反应产生电能 （1）把一块锌片和碳棒平行插入稀硫酸中，观察到的现象是 ，发生的反应方程式为 。 （2）用导线将锌片和碳棒连接起来，并在中间连接一只电流计，观察到的现象为 。这个反应的实质是 原子把 转移给 ，当这个过程通过 来实现时，我们在导线中就会测出电流。 2、化学电池是将 直接转化为 的装置。 3、P109：《活动天地》自己试着用课本中介绍的方法制作化学电池。（提示：如果电流 较小，可以将多个自制电池串联，铜片为“+”，锌片为“— ” ）。 4、P110：《多识一点》氢氧燃料电池是一种将 和 的 能转换成 能。氢氧燃料电池的最大特点是反应过程不涉及 ， 转化为 的转化率高，同时还具有 、 、 等优点。 智能训练： 1、要节约能源，还要研究开发新能源，新能源是指（ ） ①核能 ②太阳能 ③风能 ④水能 ⑤地热能 ⑥潮汐能 ⑦电能 A 、①②④⑦ B 、①②③⑤ C 、③④⑤⑥ D 、①②③④⑤⑥ 2、下列能源转化过程中，化学能转化为电能的是（ ） A 、潮汐发电 B 、电灯发光 C 、干电池做电源 D 、电动机带动水泵将水抽到高处 3、从人类生存的环境考虑，最理想的能源是（ ） A 、甲烷 B 、氢气 C 、一氧化碳 D 、煤和石油 4、目前，科学家提出了一种最理想最经济的获得氢 能源的循环体系（如图），下列说法错误的是（ ） A 、燃料电池能够将化学反应产生的能量转化为电能 B 、该氢能源的循环体系能够实现将太阳能转化为电能 C 、在此循环中发生了反应：2H 2O 电解 2H 2 + O 2 D 、目前化学家需要解决的问题是寻找合适的光照条件下的催化剂 5、目前我国农村仍然大量利用燃烧薪柴来获取能量，从能量的转化角度看，这是（ ） A 、化学能转化为热能 B 、太阳能转化为热能 C 、化学能转化为动能 D 、太阳能转化为化学能 6、自然界以现有的形式提供能源称为一级能源，需要依靠其他的能源间接制取的能源 称为二级能源。如电能是二级能源。下列说法不正确的是（ ） A 、天然气是一级能源 B 、氢气是二级能源 C 、一氧化碳是一级能源 D 、风能是二级能源 7、燃料电池是一种将化学反应产生的能量直接转化成电能的装置。下列燃料电池比较适合宇宙飞船上使用的是（ ） A 、O 2——CO 燃料电池 B 、O 2——H 2燃料电池 C 、O 2——C 2H 5OH 燃料电池 D 、O 2——CH 4燃料电池