苏教版化学必修2 专题2 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用3 氢能的开发与利用(学案)

重点：氢能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题。

难点：氢能的利用原理。

考点一：氢能的优点
原料广：制取H2的原料是H2O，资源不受限制。

无污染：H2燃烧的产物是H2O，无污染且可循环利用。

热值高：是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多。

考点二：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易汽化、易燃、易爆。

考点三：氢能的产生和利用途径
（1）氢能的产生：
①水煤气法：
②电解法：
③光解法
【随堂练习】
有关能源的下列说法不．正确的是（）
A. 煤、石油、天然气均为化石能源
B. 化石能源是非再生能源
C. 氢能是可再生能源
D. 氢能、核能均是无污染的高效能源
解析：煤、石油、天然气属化石燃料，属非再生能源，A、B正确；氢能可再生且无污染，核能有污染，C正确，D错误。

答案：D
例题1 下列关于能源利用的说法中正确的是（）
A. 贮氢材料在使用中，氢分子被吸收时，在合金表面解离变成氢原子，同时放出热量
B. 对城市废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供暖和发电
C. 使用化石燃料不会带来环境污染问题
D. 将氢气作为燃料使用的优点之一是成本低
思路分析：贮氢材料与氢分子生成了金属氢化物，在这一过程中，氢分子变成原子的过程是化学键断裂的过程，属于吸热过程，A项错误；发达国家对城市废弃物的处理方式主要
是焚烧，利用产生的热能供暖和发电，B 项正确；化石燃料在使用过程中，往往会造成一定的环境污染问题，C 项错误；氢气的主要来源是水，由水制得氢气的成本较高，所以推行进度缓慢，D 项错误。

答案：B
例题2 有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是（ ）
A. 电解水制氢：2H 2O 通电2H 2↑＋O 2↑
B. 天然气制氢：CH 4＋H 2O −−→−高温CO ＋3H 2
C. 高温使水分解制氢：2H 2O 高温2H 2↑＋O 2↑
D. 太阳光催化分解水制氢：2H 2O 太阳光
2TiO 2H 2↑＋O 2↑
思路分析：电解水或高温使水分解都要消耗大量的电能或热能，天然气本身是一种不可再生的化石燃料，用它制氢气，除了消耗能源物质外，反应所需要的高温条件，也需要额外消耗大量的能源。

答案：D
【综合拓展】
储氢合金
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。