高中化学-专题2第4单元太阳能、生物质能和氢能的利用同步教学案课件-苏教版必修2VIP免费

第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用基础梳理一、太阳能的利用1．能源(1)人类目前使用的主要能源有、、等。(2)化石燃料面临的问题①储量；②使用化石燃料引起的问题越来越严重。煤石油天然气有限污染2．太阳能的利用方式太阳能利用的实例能量转化方式地球上众多植物的光合作用：6CO2＋6H2O――→光照叶绿素C6H12O6＋6O2光能转化为生物质能，其本质是能转化为能太阳能热水器能转化为能太阳能电池能转化为能直接利用太阳辐射能光解水制得氢气能转化为能水力发电太阳能间接转化为能和能间接利用太阳能化石燃料太阳能间接转化为能化学电内光化学化学光光光热电思维拓展1．太阳能有哪些优点？在开发利用过程中有哪些困难？答案优点：(1)太阳能储量十分巨大，且供应长久；(2)太阳能分布广阔，且获取方便；(3)太阳能使用安全，不会污染环境。困难：(1)太阳能能量密度低，且其强度受季节、地点、气候等因素的影响较大，获取率较低。(2)技术实力达不到，能源利用率低。二、生物质能的利用1．来源生物质能是指来源于及其所贮存的能量。生物质包括农业废弃物(如植物的秸秆、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。这些物质中蕴藏着丰富的生物质能。2．生物质能的利用方式(1)直接燃烧将植物的枝叶等直接点燃来获得热量，是人类远古时代主要的能量来源。这个时期被称为“柴草能源时期”。现在也是我国农村主要的能量来源方式之加工产品植物一。其燃烧反应可表示为。(2)生物化学转换①制取沼气将植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便加入沼气发酵池中，在厌氧条件下，经过沼气细菌的作用，生成沼气。沼气的主要成分是。CH4是一种清洁、高效的气体燃料，其燃烧反应方程式为。②粮食发酵制乙醇6nCO2＋5nH2O(C6H10O5)n＋6nO2――→点燃甲烷CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2O用含糖类、淀粉较多的农作物(如玉米、高粱)为原料，在催化剂存在下，经和细菌，可以制得。乙醇可以直接作为燃料，也可以和汽油混合后作发动机燃料。有关反应方程式为。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。例如，在汽化炉内加热固体生物质，同时通入空气或水蒸气，或者隔绝空气高温加热生物质，使之发生复杂的化学反应产生。发酵水解可燃气体乙醇(C6H10O5)n＋2CH3CH2OH＋2CO2↑nH2O――→酶nC6H12O6，C6H12O6――→酶思维拓展2．生物质能有哪些优点？答案(1)提供低碳燃料。农作物的秸秆为低碳燃料，且硫的含量比目前大量使用的煤炭低，是一种良好的清洁能源。(2)提供廉价能源。生物质能的原料是用农作物残渣、柴薪、人畜粪便或有机废弃物等生产的，价格低廉。(3)减少环境污染。将有机物转化为燃料后，可以有效地减少废弃物，提高环境卫生。例如，将垃圾焚烧用来发电，可减少填埋垃圾引起的环境污染。3．生物质能在利用时有哪些困难？答案(1)生物质的存在很分散，且能量密度较低；(2)植物仅能将极少量的太阳能转化为有机物；(3)缺少适合栽种植物的土地；(4)有机物的水分偏多(50%～95%)；(5)如果将生物质能作商业能利用，要收集起大量的生物质，其费用非常高。因此，目前生物质能的商业应用大多是利用那些因其他原因已被收集起来的现成材料。三、氢能的开发与利用1．氢能源及其利用氢气完全燃烧放出的热量是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多；制取它的原料是水，资源不受限制；它燃烧的产物是水，不会污染环境，是理想的清洁燃料。液态氢还可用作火箭的燃料。氢气被人们看做理想的“绿色能源”。此外，用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池也是氢能源利用的一种重要方式。2．氢气的制备方法(1)电解法电解法是目前用得最多的方法。但耗费大量的，成本太高，难于普遍使用。(2)光解法在催化剂作用下利用太阳能，将水分解生成氢气。这种方法是制氢气的主要研究方向。其主要难题是催化剂的选择和制取。(3)生物法利用等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解释放氢气。电能蓝绿藻3．氢气的贮存氢气的熔、沸点很低，难于液化，所以氢气的贮存运输一度成为科学难题，现在科学家发现的解决了这一科学难题。贮氢合金思维拓展4．目前氢能的开发利用过程中急需解决的问题是什么？答案(1...