苏教版必修2专题2第4单元《太阳能、生物质能和氢能的利用》课件
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苏教版高中化学必修2 专题二第四单元第2课时 生物质能和氢能的利用(共25张PPT)
氢能源汽车
未来氢能源汽车
高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池
用于燃料电池、化学能转化为电能
H2O
电解，电能转化为化学能
燃烧，释放能量
H2 、O2
利用光分解催化剂，利用太阳能分解水
思考：
氢能源如此之好，为什么我 们还没有广泛使用？在氢能源 开发和利用的道路上，还存在 着哪些困哪？
阅读（书本P51）：
“地球竞赛”
生物脂柴肪油燃料快快艇艇
2、生物化学转换
b、利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气
生物质能的利用方式
3、热化学转换
只买炉子不买气， 清清洁洁燃烧气。
复杂的化学反应
生物质
可燃性气体
秸秆气化炉
四、生物质能的优点
可再生 储量大 分布广 污染低
氢能的开发与利用
？ 1、氢气是最洁净、高效的新能源
的化学键有太__阳___化__学_，催分化解剂海水化的学反电应属H于-O__吸__热__反
应（填“放热”或“吸热”）。
（2）某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解 质，两极上发生的电极反应分别为：
A则极A：极H是2电+O池2-的=H_负_2O__+_2_e极-；；B电极子：从O2该+4极e流-_=_出2_O__2-_（填
乙醇汽油是用90%的普通 汽油与10%的燃料乙醇调 和而成。首先，乙醇汽油 增加汽油中的含氧量，使 燃烧更充分，有效地降低 了尾气中有害物质的排放 ；第二，有效提高汽油的 标号，使发动机运行更平 稳；第三，可有效消除火 花塞、气门、活塞顶部及 排气管、消声器部位的积 炭，可以延长主要部件的 使用寿命。
“流入”或“流出”）。
(2)微生物制氢
是一种无污染的经济制氢方法。该方法具有原料易得 （如采用有机污染物为原料）、制氢成本低并可与治 理环境污染相结合等优点，该技术六十年代中期就已 提出，九十年代受到重视，德、日、美等一些发达国 家制定了生物制氢的发展计划，我国近年也已开发出 以厌氧活性污泥对有机废水发酵制取氢气的技术，生 产成本低于电解水制氢，并能以中试规模制氢，产氢 率达5.7m3/m3反应器/d，被列入我国2000年十大科技 进展。
苏教版高中化学必修二课件专题二第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用课件1(28张)
二、太阳能的利用方式
直接利用
4、光－生物质能转换
原理：通过地球上众多植物的光合作用，将太 阳辐射转化为生物质能。 化学方程式：
光 6H2O+6CO2C6H12O6+6O 2
叶绿素
原理:光能→化学能
二、太阳能的利用方式
间接利用 动物食用植物获取能量
(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6
淀粉、纤维素 葡萄糖
C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)
△H=-2804kJ/mol
生物质能的利用
生物质能：来源于植物及其加工产品贮存的能 量，是一种理想的可再生能源。
特点：可再生性；低污染性；广泛的分布性。
生物质能主要蕴藏在农业废弃物、水生植物、 油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便 中。 要如何利用这些生物质呢？
太阳能的缺点
有不稳定因素受各种因素（季节、地点、 气候等）的影响
二、太阳能的利用方式
直接利用 1、光－热能转换
实例
原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能 应用：太阳能热水器
反射式太阳灶
高温太阳炉 地膜、大棚、温室
光能→热能
热水器 太阳灶
大棚 太阳炉
二、太阳能的利用方式
直接利用 2、光－电转换
实例
•习题
•2008年中国政府向全社会倡导“节能减排，持 续发展”。下列观点违背上述倡议的是（） B
•A、能源是有限的，无节制地利用常规能源，如 石油等，是一种盲目的短期行为 •B、根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一 种杞人忧天的表现 •C、能源的开发和利用，必须同时考虑对环境的 影响
•D、氢气是一种高效无污染的能源，可以设法进 行开发
2017-2018学年苏教版必修2 专题二第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用 课件(20张)
3．热化学转换 可燃气体 。 使生物质能在一定条件下转换为热值较高的__________
课前自主学习 课堂互动探究
酶
酶
【自主思考】 4．生物质能的来源是什么？包括哪些物质？怎样利用这些生 物质能？ 提示 生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。
包括：农业废弃物 ( 秸秆、枝叶等 ) 、水生植物、油料植
2H2↑＋O2↑ 2．电解水：2H2O=====_______________ 。
电解 高温 高温
3 ． 使 用 催 化 剂 ， 利 用 太 阳 能 分 解 水 ： 2H2O =====
光
催化剂
2H2↑＋O2↑ _______________ 。
微生物 在阳光作用下使水分 4．利用蓝绿藻等低等植物和__________
第四单元
太阳能、生物质能和氢能的利用
课前自主学习
课堂互动探究
学习目标 1.通过交流与讨 论，认识太阳能、 生物质能、氢能利 用的现状。 2.通过对氢能开发 与利用的讨论，认 识开发、利用高能 洁净能源的重要 性和迫切性。
核心素养建构
课前自主学习
课堂互动探究
[知 识 梳 理]
一、太阳能的利用
实例 光合作用 利用 间接 利用 太阳能电池 化石燃料 水力发电
提示
直接利用太阳辐射能，主要方式有：
①光—热转换，如太阳能热水器等； ②光—电转换，如太阳能电池等； ③光—化学能转换； ④光—生物质能转换。
课前自主学习 课堂互动探究
二、生物质能的利用
植物 及其__________ 加工产品 所贮存的能量。 生物质能来源于_____ 1．直接燃烧 用纤维素代表植物枝叶的主要成分，燃烧反应为：
2．常见的绿色能源有哪些？
课前自主学习 课堂互动探究
酶
酶
【自主思考】 4．生物质能的来源是什么？包括哪些物质？怎样利用这些生 物质能？ 提示 生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。
包括：农业废弃物 ( 秸秆、枝叶等 ) 、水生植物、油料植
2H2↑＋O2↑ 2．电解水：2H2O=====_______________ 。
电解 高温 高温
3 ． 使 用 催 化 剂 ， 利 用 太 阳 能 分 解 水 ： 2H2O =====
光
催化剂
2H2↑＋O2↑ _______________ 。
微生物 在阳光作用下使水分 4．利用蓝绿藻等低等植物和__________
第四单元
太阳能、生物质能和氢能的利用
课前自主学习
课堂互动探究
学习目标 1.通过交流与讨 论，认识太阳能、 生物质能、氢能利 用的现状。 2.通过对氢能开发 与利用的讨论，认 识开发、利用高能 洁净能源的重要 性和迫切性。
核心素养建构
课前自主学习
课堂互动探究
[知 识 梳 理]
一、太阳能的利用
实例 光合作用 利用 间接 利用 太阳能电池 化石燃料 水力发电
提示
直接利用太阳辐射能，主要方式有：
①光—热转换，如太阳能热水器等； ②光—电转换，如太阳能电池等； ③光—化学能转换； ④光—生物质能转换。
课前自主学习 课堂互动探究
二、生物质能的利用
植物 及其__________ 加工产品 所贮存的能量。 生物质能来源于_____ 1．直接燃烧 用纤维素代表植物枝叶的主要成分，燃烧反应为：
2．常见的绿色能源有哪些？
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》232PPT课件 一等奖
随堂达标检测
8.下列措施不符合节能减排的是( A ) A.大力发展火力发电，解决电力紧张问题 B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用 热水 C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收 石膏 D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中 发酵产生沼气，作家庭燃气
随堂达标检测
9.下列关于能量转换的认识中，不正确 的是( B ) A. AgBr见光分解时，主要是光能转化为 化学能 B.甲烷燃烧是将全部的化学能转化为热 能 C.电池长时间使用会发热，说明部分化 学能转变成热能 D.光合作用是将太阳能转化成化学能
a、制沼气
沼气细菌 厌氧条件
2.生物化学转换
b、制乙醇
(C6H10O5)n + nH2O
酶
nC6H12O6
C6H12O6 发酵 2C2H5OH+2CO2↑
乙醇汽油
乙醇汽车
3.热化学转换
生物质 一定条件下 可燃性气体 水煤气的制取：
高温
C + H2O ＝＝ CO + H2
随堂达标检测
3.煤、石油、天然气和生物质能作为能
氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，
可以改善生存环境
A. ③④ B.②③ C. ①④ D.①②
随堂达标检测
7.H2是一种很有前途的能源，以水为原料大 量制取H2，最理想的途径是( B ) A.以焦炭和水为原料制水煤气后再分离出H2 B.利用太阳能直接使水分解为H2 C.以赤热的Fe和水反应生成H2 D.由热电厂提供电能，利用直流电电解水产 生H2
随堂达标检测
2.下列有关能量转化的认识不正确的 是( D ) A．通过植物的光合作用，太阳能转化为 化学能 B．人类使用照明设备，将电能转化为光 能 C．生物体内化学变化过程在能量转化上 比在体外发生的一些能量转化更为合理 有效 D．燃料燃烧，只是将化学能转化为热能
苏教化学必修2专题2第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用(共32张PPT)
习小结
二次能源：一次能源经过加工转换后获得
的能源
能 常规能源：煤、石油、天然气、水等 源 新能源：核能、太阳能、风能、潮汐能等
可再生能源：可连续再生永久利用的一次 能源：
非再生能源：经过亿万年形成、短期内不 能恢复的能源
2.能量的转化
太阳能
核能
核 反
光能 光合作用
化学反应
化学能化化学学反反应应热能应
①光能→热能
②光能→电能
③光能→化学能 自制暖袋
吸热
白天阳光下： Na2SO4·10H2O=Na2SO4+10H2O 夜里气温下降： Na2SO4+10H2O = Na2SO4·10H2O
放热
实例：光解水制H2等
④光能→生物质能
光-生物质能转换的本质 也是光-化学能的转换
光
6H2O+6CO2 叶绿素 C6H12O6(葡萄糖)+6O2
电原
解电
池池
光电效应 电能 电动机 机械能
光电效应
发电机
煤炭 石油 天然气
风能 潮汐能 水能
核能
练习4．下列对于城市废弃物中生物质能的利用不 合理的是( A )
A.把废弃物拉到乡下找个地方埋掉
B.对废弃物进行处理后焚烧,利用产生的热能供热 和发电
C.把废弃物进行生物化学转化获取甲烷
D.让废弃物在一定条件下发生化学反应,产生热值 较高的可燃性气体
1. 能源的分类
学习小结 学学习小
一次能源：从自然界直接取得的天结然能源
主要是热能、机械能和电能，也包括蒸 汽、煤气、汽油、液化石油气、酒精、 沼气、氢气和焦炭等。
2010年世界一次能源消耗 来自苏教版必修二课本
二次能源：一次能源经过加工转换后获得
的能源
能 常规能源：煤、石油、天然气、水等 源 新能源：核能、太阳能、风能、潮汐能等
可再生能源：可连续再生永久利用的一次 能源：
非再生能源：经过亿万年形成、短期内不 能恢复的能源
2.能量的转化
太阳能
核能
核 反
光能 光合作用
化学反应
化学能化化学学反反应应热能应
①光能→热能
②光能→电能
③光能→化学能 自制暖袋
吸热
白天阳光下： Na2SO4·10H2O=Na2SO4+10H2O 夜里气温下降： Na2SO4+10H2O = Na2SO4·10H2O
放热
实例：光解水制H2等
④光能→生物质能
光-生物质能转换的本质 也是光-化学能的转换
光
6H2O+6CO2 叶绿素 C6H12O6(葡萄糖)+6O2
电原
解电
池池
光电效应 电能 电动机 机械能
光电效应
发电机
煤炭 石油 天然气
风能 潮汐能 水能
核能
练习4．下列对于城市废弃物中生物质能的利用不 合理的是( A )
A.把废弃物拉到乡下找个地方埋掉
B.对废弃物进行处理后焚烧,利用产生的热能供热 和发电
C.把废弃物进行生物化学转化获取甲烷
D.让废弃物在一定条件下发生化学反应,产生热值 较高的可燃性气体
1. 能源的分类
学习小结 学学习小
一次能源：从自然界直接取得的天结然能源
主要是热能、机械能和电能，也包括蒸 汽、煤气、汽油、液化石油气、酒精、 沼气、氢气和焦炭等。
2010年世界一次能源消耗 来自苏教版必修二课本
苏教版高中化学必修二课件：专题二 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用PPT35张
(3)生物质能的利用方式 ①直接燃烧(用化学反应方程式表示)：_______________ ________________________________________________。 ②生物化学转换： ______________________________。 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________。
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
3．氢能的开发与利用 (1)氢能的优点
(2)氢能利用存在的问题 ①廉价的制氢技术——首要难点。 原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。 ②安全可靠的贮氢和输氢方法——关键。 原因：H2难液化、易燃、易爆。
(3)氢能的产生和利用途径
①氢能的产生 a．水煤气法：
b．电解法：
c．光解法：
②氢能的利用方式 a．利用氢和氧化剂发生反应放出热能； b．利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获 取电能； c．利用氢的热核反应释放出核能，这是氢能的一种特殊 应用。
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•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月15日星期五2022/4/152022/4/152022/4/15 •读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/152022/4/152022/4/154/15/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/152022/4/15April 15, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
高中化学 专题二 第四单元《太阳能、生物质能和氢能的利用》课件(苏教版必修2)
葡萄糖 ， 阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为_______ 进而生成淀粉、纤维素，把光能转化为化学能。 6H2O＋6CO2 C6H12O6＋6O2
2．太阳能的利用方式 太阳能的利用方式 直接 利用 方式 光－热转换 _____________ 光—电转换 光—化学能转换 光—生物质能转换 间接利用方式 太阳能的利用实例 太阳能热水器、反射式太阳灶等 发电 太阳能的大规模利用主要是用于____ 太阳光分解水等 光－化学能转换 其本质是__________________ 煤、石油、天然气的形成
4．(1)氢能是 21 世纪极具发展前景的新能源之一，它既是 绿色能源，又可循环使用。请在图 2－4－2 的两个空格中填上 循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能循环 体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。
H2O
H2、O2
图 2－4－2
B 填字母)。 (2)从能量转换的角度看，过程Ⅱ上主要是___( A．氢能转化为化学能 B．化学能转化为电能 C．太阳能转化为热能 D．电能转化为化学能
氢能的开发与利用
1．氢能的优点
(1)原料来源广。以水为原料制备氢气，水在自然界中储量 大，特别是海水。 (2)热值高。氢气完全燃烧放出热量约为等质量汽油完全燃 烧放出热量的 3 倍。 (3)燃烧快且易充分燃烧。
(4)无污染。氢气跟氧气反应释放能量并生成水，水既无污 染又可循环利用。
2．氢能的利用方式
(2)生物化学转换。
①制取沼气：将植物秸秆、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_____ 甲烷 。沼气是一种清洁、高效的气体燃料， CH4＋2O2 CO2＋2H2O 其燃烧的反应方程式：________________________________ 。 ②粮食发酵制乙醇：用含糖类、淀粉较多的农作物(如玉米、
2．太阳能的利用方式 太阳能的利用方式 直接 利用 方式 光－热转换 _____________ 光—电转换 光—化学能转换 光—生物质能转换 间接利用方式 太阳能的利用实例 太阳能热水器、反射式太阳灶等 发电 太阳能的大规模利用主要是用于____ 太阳光分解水等 光－化学能转换 其本质是__________________ 煤、石油、天然气的形成
4．(1)氢能是 21 世纪极具发展前景的新能源之一，它既是 绿色能源，又可循环使用。请在图 2－4－2 的两个空格中填上 循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能循环 体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。
H2O
H2、O2
图 2－4－2
B 填字母)。 (2)从能量转换的角度看，过程Ⅱ上主要是___( A．氢能转化为化学能 B．化学能转化为电能 C．太阳能转化为热能 D．电能转化为化学能
氢能的开发与利用
1．氢能的优点
(1)原料来源广。以水为原料制备氢气，水在自然界中储量 大，特别是海水。 (2)热值高。氢气完全燃烧放出热量约为等质量汽油完全燃 烧放出热量的 3 倍。 (3)燃烧快且易充分燃烧。
(4)无污染。氢气跟氧气反应释放能量并生成水，水既无污 染又可循环利用。
2．氢能的利用方式
(2)生物化学转换。
①制取沼气：将植物秸秆、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_____ 甲烷 。沼气是一种清洁、高效的气体燃料， CH4＋2O2 CO2＋2H2O 其燃烧的反应方程式：________________________________ 。 ②粮食发酵制乙醇：用含糖类、淀粉较多的农作物(如玉米、
苏教化学必修2专题2第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用(共19张PPT)
本田首款燃料电池车，"充电"三分钟 能跑750km
宝马打造i5燃料电池车
废旧电池的危害：
电池中含有大量的重金属，如锌、铅、镉、汞、 锰等。据专家测试，一粒纽扣电池能污染600立 方米水。一节一号电池烂在地里，能使一平方米 的土地失去利用价值。你们看看，乱扔一颗电池 的危害竟有这么大！废旧电池如果与生活垃圾混 合处理，电池腐烂后，其中的汞、镉、铅、镍等 重金属溶出会污染地下水和土壤，再渗透进入鱼 类、农作物中，破坏人类的生存环境，威胁人类 的健康。人如果汞中毒，会患中枢神经疾病，死 亡率高达40%；废旧电池中的镉元素，则被定为 致癌物质。
总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O=Zn(OH)2 + 2MnOOH
用途：干电池用途广泛，不仅适用于手电筒、半导体 收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也 适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民 经济中的各个领域。
三、二次电池
铅蓄电池
负极：——Pb 正极：——PbO2
电解质：H2SO４溶液
减少污染 节约资源
实践作业：
查询资料，了解各种池
一、化学电源的分类
一次电池（干电池）：电池消耗到一定 程度，就不能使用； 二次电池（充电电池或蓄电池）：放电 后可以再充电重新使用； 燃料电池：一种将燃料和氧化剂的化学 能直接转换成电能的化学电池。
２、化学电池优点
（１）能量转换效率高，供能稳定可靠。
（２）可以制成各种形状和大小、不同 容量和电压的电池和电池组，使用方便。
银锌纽扣电池 镍氢电池
镍铬电池
四、燃料电池
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转 换成电能的化学电池。
氢氧燃料电池
高中化学苏教版必修二《2.4太阳能、生物质能和氢能的利用》课件
_______C_6_H_1_2_O_6_―_―酶_→__2_C__2H__5O__H_＋__2_C__O。2↑
(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。
四、氢能的开发与利用 1．氢能的优点 (1)完全燃烧放出的热量__多__。 (2)原料是水，来源广。 (3)燃烧产物是水，无_污__染__。 2．氢能的开发 (1)困难：__能__耗__高、贮存和运输困难等。 (2)方法： ①在光分解催化剂存在下，在特定的装置中，利用 _太__阳__能___分解水制氢气。 ②利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水 释 ③放发现出和氢应气。用___贮_氢__材料。
解析：选D。光—热转换、光—电转换、 光—化学能转换和光—生物质能转换是太 阳能利用的基本方式。它们都是把光能转 换成其他形式的能量的过程。D项是将电能 转换成光能的过程。
生物质能的利用
生物质能利用反应原理(或实例)
直 用纤维素代表植物枝叶的主要成
接 燃 烧
分，燃烧反应可表示为：(C6H10O5)n ＋6nO2―点―燃→6nCO2＋5nH2O
三、生物质能的利用
1．来源：植___物__及其加工产品所贮存的能量。
2．利用方式 (1)直接燃烧 若用纤维素代表植物枝叶的主要成分，则其燃烧的化学方程式为：
_(_C_6_H__1_0O__5_)_n_＋__6_n_O__2_―_点_―_燃_→__6_n_C__O__2_＋__5_n_H_。2O
(2)生物化学转换 ①制沼气
【解析】 本题是一道综合信息题。解题的关键是正 确理解“地球对太阳能的利用率”的含义，水、大气 和光合作用产生的糖类，都是人们生存所必不可少 的，所以地球利用的太阳能包括水循环吸热＋大气流 动吸热＋光合作用吸热。 地球对太阳能的利用率为： 利用率＝
(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。
四、氢能的开发与利用 1．氢能的优点 (1)完全燃烧放出的热量__多__。 (2)原料是水，来源广。 (3)燃烧产物是水，无_污__染__。 2．氢能的开发 (1)困难：__能__耗__高、贮存和运输困难等。 (2)方法： ①在光分解催化剂存在下，在特定的装置中，利用 _太__阳__能___分解水制氢气。 ②利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水 释 ③放发现出和氢应气。用___贮_氢__材料。
解析：选D。光—热转换、光—电转换、 光—化学能转换和光—生物质能转换是太 阳能利用的基本方式。它们都是把光能转 换成其他形式的能量的过程。D项是将电能 转换成光能的过程。
生物质能的利用
生物质能利用反应原理(或实例)
直 用纤维素代表植物枝叶的主要成
接 燃 烧
分，燃烧反应可表示为：(C6H10O5)n ＋6nO2―点―燃→6nCO2＋5nH2O
三、生物质能的利用
1．来源：植___物__及其加工产品所贮存的能量。
2．利用方式 (1)直接燃烧 若用纤维素代表植物枝叶的主要成分，则其燃烧的化学方程式为：
_(_C_6_H__1_0O__5_)_n_＋__6_n_O__2_―_点_―_燃_→__6_n_C__O__2_＋__5_n_H_。2O
(2)生物化学转换 ①制沼气
【解析】 本题是一道综合信息题。解题的关键是正 确理解“地球对太阳能的利用率”的含义，水、大气 和光合作用产生的糖类，都是人们生存所必不可少 的，所以地球利用的太阳能包括水循环吸热＋大气流 动吸热＋光合作用吸热。 地球对太阳能的利用率为： 利用率＝
新苏教版化学必修2同步课件： 专题2 第四单元 太阳能、生物质能和氧能的利用
提示：CH4；用 NaOH 溶液可除去沼气中的 少量 H2S 和 CO2。
探究 3 如何由甘蔗渣(主要成分是纤 维素)制取酒精？
提示：甘蔗渣(主要成分是纤维素) 在催化剂的作用下先水解生成葡萄糖； 然后葡萄糖在酶的作用下发酵制得乙 醇。
[必记结论] 1．生物质能的来源 植物及其加工产品所贮存的能量。 2．生物质能的利用方式 (1) 直 接 燃 烧 ( 用 纤 维 素 代 表 植 物 枝 叶的主要成分)： 化 学 方 程 式 为 (C6H10O5)n ＋
C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O(化学能→热能)。 葡萄糖
2．生物质能的利用：
(1)直接燃烧：(C6H10O5)n＋6nO2 6nCO2 ＋5nH2O，
(2)生物化学转换：制沼气；制乙醇。 (3)热化学转换。 3．氢能的三大优点： (1)来源广 (2)无污染 (3)热值高
[例 1] 人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时 代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能 的转换形态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。 下列说法不正确的是( )
A．沼气是一种清洁的能源 B．使用沼气作能源可以保护森林 C．使用沼气给农民的生活带来了不便 D．使用沼气是对化学能的充分利用
解 析 ： (1) 生 物 质 燃 烧 的 生 成 物 主 要 是 CO2，对环境的污染程度较低，D 错误。
(2)使用沼气能源可以减少其他能源的使 用，进而保护森林。
答案：(1)D (2)C
1．据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，
把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2O O2↑。下列说法不正确的是( )
2H2↑＋
A．水的分解反应是放热反应
B．氢气是二次能源
探究 3 如何由甘蔗渣(主要成分是纤 维素)制取酒精？
提示：甘蔗渣(主要成分是纤维素) 在催化剂的作用下先水解生成葡萄糖； 然后葡萄糖在酶的作用下发酵制得乙 醇。
[必记结论] 1．生物质能的来源 植物及其加工产品所贮存的能量。 2．生物质能的利用方式 (1) 直 接 燃 烧 ( 用 纤 维 素 代 表 植 物 枝 叶的主要成分)： 化 学 方 程 式 为 (C6H10O5)n ＋
C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O(化学能→热能)。 葡萄糖
2．生物质能的利用：
(1)直接燃烧：(C6H10O5)n＋6nO2 6nCO2 ＋5nH2O，
(2)生物化学转换：制沼气；制乙醇。 (3)热化学转换。 3．氢能的三大优点： (1)来源广 (2)无污染 (3)热值高
[例 1] 人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时 代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能 的转换形态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。 下列说法不正确的是( )
A．沼气是一种清洁的能源 B．使用沼气作能源可以保护森林 C．使用沼气给农民的生活带来了不便 D．使用沼气是对化学能的充分利用
解 析 ： (1) 生 物 质 燃 烧 的 生 成 物 主 要 是 CO2，对环境的污染程度较低，D 错误。
(2)使用沼气能源可以减少其他能源的使 用，进而保护森林。
答案：(1)D (2)C
1．据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，
把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2O O2↑。下列说法不正确的是( )
2H2↑＋
A．水的分解反应是放热反应
B．氢气是二次能源
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》284PPT课件 一等奖
NaOH 溶液
电极方程式的书写----对比
1.H2SO4溶液为电解质 2.KOH溶液为电解质
时的电极反应式
时的电极反应式
负极：H2 – 2e- = 2H+
负极：H2 – 2e- + 2OH-=2H2O
正极：O2+4e-+4H+ = 2H2O 正极：O2 + 4e- + 2H2O =4OH-
总反应：2H2 + O2 = 2H2O 总反应：2H2 + O2 = 2H2O
2017年国内首台氢燃料发动机下线
注意：电极方程式的书写要考虑电解质环境
3.氢气的产生方式： 4.氢气的储存
碳纳米管吸附储氢
据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一 家名为Engineuity的以色列公司发明了一种 能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且 只需要使用镁和铝等普通金属。这一技术 将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存 方面的所有相关难点。
氢能的开发与利用
定州中学 化学 赵倩
绿色能源 ?
氢气被人们称为理想的“绿色能源”
1.氢气的优点 2.氢气的利用途径
[实验方案]
玻璃导管
石墨电极 稀硫酸
1.利用电解水制取H2和O2， 并用排水法将其收集在U型管两侧 2.再将电源换成电流表，检测电流
[实验探究]
玻璃导管
石墨电极
【实验要点】
稀硫酸
1、通电约1分钟停止电解，迅速连接电流表
2、观察电极、电流表指针的变化并如实记录
3、注意合作分工，讲究效率
4、注意实验安全
[实验结论]
思考1
氢燃料电池能够供电，H2和O2各 发生了什么类型的化学反应？
电极方程式的书写----对比
1.H2SO4溶液为电解质 2.KOH溶液为电解质
时的电极反应式
时的电极反应式
负极：H2 – 2e- = 2H+
负极：H2 – 2e- + 2OH-=2H2O
正极：O2+4e-+4H+ = 2H2O 正极：O2 + 4e- + 2H2O =4OH-
总反应：2H2 + O2 = 2H2O 总反应：2H2 + O2 = 2H2O
2017年国内首台氢燃料发动机下线
注意：电极方程式的书写要考虑电解质环境
3.氢气的产生方式： 4.氢气的储存
碳纳米管吸附储氢
据PhysOrg网2005年10月24日消息，最近一 家名为Engineuity的以色列公司发明了一种 能够在汽车内产生氢气的技术系统，而且 只需要使用镁和铝等普通金属。这一技术 将完全解决汽车在氢气制造、运输和储存 方面的所有相关难点。
氢能的开发与利用
定州中学 化学 赵倩
绿色能源 ?
氢气被人们称为理想的“绿色能源”
1.氢气的优点 2.氢气的利用途径
[实验方案]
玻璃导管
石墨电极 稀硫酸
1.利用电解水制取H2和O2， 并用排水法将其收集在U型管两侧 2.再将电源换成电流表，检测电流
[实验探究]
玻璃导管
石墨电极
【实验要点】
稀硫酸
1、通电约1分钟停止电解，迅速连接电流表
2、观察电极、电流表指针的变化并如实记录
3、注意合作分工，讲究效率
4、注意实验安全
[实验结论]
思考1
氢燃料电池能够供电，H2和O2各 发生了什么类型的化学反应？
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》260PPT课件 一等奖
一名曾在北京市友谊医院住院的患者 韩女士，被医院诊断为急性淋巴细胞白血 病，与病魔抗争了3个月后，她还是告别了 人世。
北京市友谊医院血液科主任王昭表示， 经确认，韩女士有十几年的染发史，而且 是定期染发，这与白血病发生有密切关系。
王昭医生透露，染发剂之所以会导致 皮肤过敏、白血病等多种疾病，是因为染 发剂中有一种含苯环的名叫“对苯二胺” 的化学物质。
现象
结论
现象 结论
对比与归纳
烷烃
烯烃
溴蒸气 光照
溴水 ※
取代
加成
不褪色
褪色
不被KMnO4 易被KMnO4
氧化
氧化
焰色浅，无烟 火焰明亮，有烟
C%低
C%较高
苯
纯溴 Fe粉
溴水 萃取
取代 无反应
不褪色
苯环难被 KMnO4氧化
火焰明亮，浓烟
C%高
概念 电性 稳定性
实例及电 子式
联系
基与根
基
根
有机物分子里的原子团 电中性
练习
3.按分子结构决定性质的观点可以推断苯乙烯(
)有如下性质：
①加成 ②取代 ③被酸性高锰酸钾溶液氧化
(1)苯基部分可发生___①_____反应和____②____反应。 (2)-CH＝CH2部分可发生___①_____反应和____③____反应。
练习
4.已知己烯是一种无色液体，化学性质与乙烯相似，分子式为C6H12。现
(2)苯的取代反应：
在_浓__硫__酸___作用下，苯在_5_0_～__6_0__℃时与浓硝酸发生 取代反应生成_硝__基__苯___。
苯的其他取代反应：
硝基苯
三、苯的化学性质
(3)苯的加成反应：
北京市友谊医院血液科主任王昭表示， 经确认，韩女士有十几年的染发史，而且 是定期染发，这与白血病发生有密切关系。
王昭医生透露，染发剂之所以会导致 皮肤过敏、白血病等多种疾病，是因为染 发剂中有一种含苯环的名叫“对苯二胺” 的化学物质。
现象
结论
现象 结论
对比与归纳
烷烃
烯烃
溴蒸气 光照
溴水 ※
取代
加成
不褪色
褪色
不被KMnO4 易被KMnO4
氧化
氧化
焰色浅，无烟 火焰明亮，有烟
C%低
C%较高
苯
纯溴 Fe粉
溴水 萃取
取代 无反应
不褪色
苯环难被 KMnO4氧化
火焰明亮，浓烟
C%高
概念 电性 稳定性
实例及电 子式
联系
基与根
基
根
有机物分子里的原子团 电中性
练习
3.按分子结构决定性质的观点可以推断苯乙烯(
)有如下性质：
①加成 ②取代 ③被酸性高锰酸钾溶液氧化
(1)苯基部分可发生___①_____反应和____②____反应。 (2)-CH＝CH2部分可发生___①_____反应和____③____反应。
练习
4.已知己烯是一种无色液体，化学性质与乙烯相似，分子式为C6H12。现
(2)苯的取代反应：
在_浓__硫__酸___作用下，苯在_5_0_～__6_0__℃时与浓硝酸发生 取代反应生成_硝__基__苯___。
苯的其他取代反应：
硝基苯
三、苯的化学性质
(3)苯的加成反应：
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当今社会科技发展的三大支柱：
——材料、能源和信息
目前，世界主要能源物质： ——煤、石油和天然气
——化石燃料
2009年我国和世界能源结构
化石燃料为能源物质的缺点： 污染问题 储量有限
不可再生
资源浪费
学科网
……
解决能源问题的主要途径： 合理、充分利用现有化石能源 开发利用清洁、高效的新能源
复杂的化学反应
可燃性气体
氢能的开发与利用
氢能的利用途径
燃烧放热
用于燃料电池，释放电能
利用氢的核聚变反应释放的核能
氢能源的优点
1、来源丰富、可再生 2、热值高 3、无污染 ……
理想的“绿色能源”
需要解决的问题
1、降低制氢气的能耗 目前常用： 1)化石燃料在高温下与水蒸气反应 2)化石燃料部分氧化法 3)电解水 研究方向： 4)微生物使水分解 5)光解水
4、光－生物质能转换 原理： 通过光合作用，将太阳能转化为化学能储 存在生物质中——生物质能。 自然界利用太阳能最成功的例子
地球上每年通过光合作用储藏的太阳 能相当于全球能源年消耗量的10倍左右。 化学方程式 6H2O +
光 6CO2 C6H12O6 叶绿素
+6O2
动物获得能量的途径
(C6H10O5)n +nH2O 淀粉、纤维素 nC6H12O6 葡萄糖
（C6H10O5)n + nH2O C6H12O6
酶 酶
nC6H12O6
2C2H5OH+2CO2↑
乙醇汽油
90%汽油+10%乙醇
一、可增加汽油中的含氧 量，使燃烧更充分，降低 尾气中有害物质含量
二、提高汽油的标号，使 发动机运行更平稳；
三，能消除发动机内积炭， 可延长发动机寿命
3、热化学转换
生物质
点燃
6n CO2 +5n H2O
缺点:
能量利用率低（20－40％）
生物质能的利用
拾 柴
背秸秆的老大爷
晾晒在墙上的干牛粪
2、生物化学转换
（1）利用植物的秸杆、枝叶、杂草和动 物粪便等生物质在厌氧条件下，经过细 菌发酵制取沼气。
主要优点：
环保
副产化肥
（2）将农产品（如玉米、高粱）等生 物质水解、发酵制乙醇。
能源危机
石油
约40年
天然气
约50 年
煤碳
约200年
太阳以光和热的形式辐射到地球的能量仅 为其总辐射量（3.75×1026W）的22亿分之一， 但已高达173,000TW，即太阳每秒钟照射到地 球上的能量就相当于500万吨煤，这是全球能耗 的1.6万倍。
太阳能是地球上最基本的能源，地球上的 风能、水能、海洋温差能、波浪能、生物质能 以及部分潮汐能都是来源太阳。即便是化石燃 料中储存的化学能，从根本上说也是远古时期 贮存下来的太阳能。 广义的太阳能包含的范围非常大，狭义的 太阳能则限于太阳辐射能的光→热、光→电和 光→化学能的直接转换。
Zx.xk
应用：为无电场所提供电池，包括移动 电源和备用电源、太阳能日用电子产品 并网发电
大型太阳能发电
美国军用太阳能发电帐篷
3、光－化学能转换
应用 (1)暖袋——用于调节室温 原理：当白天温度较高或受日光照射时分解 吸热，可以起到降温作用。晚上没有日光或者温 度低时重新化合放热，起到升温作用。 选择内装晶体的原则： 分解温度要适中 热效应明显 价格便宜 ——芒硝 (2)光解水 ——利用太阳能和催化剂将水分解制氢气。
直接利用太阳能的方式
1、光－热转换
原理：利用太阳辐射能加热物体而获得热能
应用：太阳能热水器 反射式太阳灶
高温太阳炉
地膜、大棚、温室
太阳能热水器
太阳灶
太阳炉
大棚
2、光－电转换 将太阳能用于发电 （1）光—热—电转换 （2）光—电直接转换 原理：根据光电效应，利用太阳能电池 （光电材料做成）将太阳辐射能直接转 化为电能
太阳能
生物质能
氢能
风能
海洋能
地热能
核 能
太阳能的利用
太阳能资源的优点
1、总量最大 ——取之不尽，用之不竭 2、分布最广
Z.x.x. K
——遍布世界各地
Байду номын сангаас
既可免费使用，又无需运输 3、最清洁 ——无任何污染及废弃物 ……
太阳能资源的缺点
1、能量密度低（1kW/m2）
2、其强度受各种因素影响
（季节、地点、气候等）
C6H12O6(s)+6O2(g)
6H2O(l)+6CO2(g)
△H=-2804kJ/mol
生物质能的利用
概念（P49） 来源于植物及其加工产品贮存的能量
生物质主要包括农业废弃物（如植物的 秸秆、枝叶）、水生植物、油科植物、 城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
生物质能的利用方式
1、直接燃烧 （C6H10O5)n +6n O2
需要解决的问题
1、降低制氢气的能耗 2、氢的储存和运输
1)常压储氢
2)高压储氢 密度高、但能耗大、且 不安全
3)液氢储氢
4)储氢材料(P51)
需要解决的问题
1、降低制氢气的能耗 2、氢的储存和运输 3、光解水时还需解决产物分离的问题
一定的温度和压力条件下，一些金属能够 大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物， 同时放出热量。其后，将这些金属氢化物 加热，它们又会分解，将储存在其中的氢 释放出来。这些会“吸收”氢气的金属， 称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体 积储氢的密度，是相同温度、压力条件下 气态氢的1000倍。储氢合金都是固体，需 要用氢时通过加热或减压使储存于其中的 氢释放出来，因此是一种极其简便易行的 理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合 金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、 铁系储氢合金及稀土系储氢合金。
——材料、能源和信息
目前，世界主要能源物质： ——煤、石油和天然气
——化石燃料
2009年我国和世界能源结构
化石燃料为能源物质的缺点： 污染问题 储量有限
不可再生
资源浪费
学科网
……
解决能源问题的主要途径： 合理、充分利用现有化石能源 开发利用清洁、高效的新能源
复杂的化学反应
可燃性气体
氢能的开发与利用
氢能的利用途径
燃烧放热
用于燃料电池，释放电能
利用氢的核聚变反应释放的核能
氢能源的优点
1、来源丰富、可再生 2、热值高 3、无污染 ……
理想的“绿色能源”
需要解决的问题
1、降低制氢气的能耗 目前常用： 1)化石燃料在高温下与水蒸气反应 2)化石燃料部分氧化法 3)电解水 研究方向： 4)微生物使水分解 5)光解水
4、光－生物质能转换 原理： 通过光合作用，将太阳能转化为化学能储 存在生物质中——生物质能。 自然界利用太阳能最成功的例子
地球上每年通过光合作用储藏的太阳 能相当于全球能源年消耗量的10倍左右。 化学方程式 6H2O +
光 6CO2 C6H12O6 叶绿素
+6O2
动物获得能量的途径
(C6H10O5)n +nH2O 淀粉、纤维素 nC6H12O6 葡萄糖
（C6H10O5)n + nH2O C6H12O6
酶 酶
nC6H12O6
2C2H5OH+2CO2↑
乙醇汽油
90%汽油+10%乙醇
一、可增加汽油中的含氧 量，使燃烧更充分，降低 尾气中有害物质含量
二、提高汽油的标号，使 发动机运行更平稳；
三，能消除发动机内积炭， 可延长发动机寿命
3、热化学转换
生物质
点燃
6n CO2 +5n H2O
缺点:
能量利用率低（20－40％）
生物质能的利用
拾 柴
背秸秆的老大爷
晾晒在墙上的干牛粪
2、生物化学转换
（1）利用植物的秸杆、枝叶、杂草和动 物粪便等生物质在厌氧条件下，经过细 菌发酵制取沼气。
主要优点：
环保
副产化肥
（2）将农产品（如玉米、高粱）等生 物质水解、发酵制乙醇。
能源危机
石油
约40年
天然气
约50 年
煤碳
约200年
太阳以光和热的形式辐射到地球的能量仅 为其总辐射量（3.75×1026W）的22亿分之一， 但已高达173,000TW，即太阳每秒钟照射到地 球上的能量就相当于500万吨煤，这是全球能耗 的1.6万倍。
太阳能是地球上最基本的能源，地球上的 风能、水能、海洋温差能、波浪能、生物质能 以及部分潮汐能都是来源太阳。即便是化石燃 料中储存的化学能，从根本上说也是远古时期 贮存下来的太阳能。 广义的太阳能包含的范围非常大，狭义的 太阳能则限于太阳辐射能的光→热、光→电和 光→化学能的直接转换。
Zx.xk
应用：为无电场所提供电池，包括移动 电源和备用电源、太阳能日用电子产品 并网发电
大型太阳能发电
美国军用太阳能发电帐篷
3、光－化学能转换
应用 (1)暖袋——用于调节室温 原理：当白天温度较高或受日光照射时分解 吸热，可以起到降温作用。晚上没有日光或者温 度低时重新化合放热，起到升温作用。 选择内装晶体的原则： 分解温度要适中 热效应明显 价格便宜 ——芒硝 (2)光解水 ——利用太阳能和催化剂将水分解制氢气。
直接利用太阳能的方式
1、光－热转换
原理：利用太阳辐射能加热物体而获得热能
应用：太阳能热水器 反射式太阳灶
高温太阳炉
地膜、大棚、温室
太阳能热水器
太阳灶
太阳炉
大棚
2、光－电转换 将太阳能用于发电 （1）光—热—电转换 （2）光—电直接转换 原理：根据光电效应，利用太阳能电池 （光电材料做成）将太阳辐射能直接转 化为电能
太阳能
生物质能
氢能
风能
海洋能
地热能
核 能
太阳能的利用
太阳能资源的优点
1、总量最大 ——取之不尽，用之不竭 2、分布最广
Z.x.x. K
——遍布世界各地
Байду номын сангаас
既可免费使用，又无需运输 3、最清洁 ——无任何污染及废弃物 ……
太阳能资源的缺点
1、能量密度低（1kW/m2）
2、其强度受各种因素影响
（季节、地点、气候等）
C6H12O6(s)+6O2(g)
6H2O(l)+6CO2(g)
△H=-2804kJ/mol
生物质能的利用
概念（P49） 来源于植物及其加工产品贮存的能量
生物质主要包括农业废弃物（如植物的 秸秆、枝叶）、水生植物、油科植物、 城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
生物质能的利用方式
1、直接燃烧 （C6H10O5)n +6n O2
需要解决的问题
1、降低制氢气的能耗 2、氢的储存和运输
1)常压储氢
2)高压储氢 密度高、但能耗大、且 不安全
3)液氢储氢
4)储氢材料(P51)
需要解决的问题
1、降低制氢气的能耗 2、氢的储存和运输 3、光解水时还需解决产物分离的问题
一定的温度和压力条件下，一些金属能够 大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物， 同时放出热量。其后，将这些金属氢化物 加热，它们又会分解，将储存在其中的氢 释放出来。这些会“吸收”氢气的金属， 称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体 积储氢的密度，是相同温度、压力条件下 气态氢的1000倍。储氢合金都是固体，需 要用氢时通过加热或减压使储存于其中的 氢释放出来，因此是一种极其简便易行的 理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合 金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、 铁系储氢合金及稀土系储氢合金。