苏教版高一化学必修2_《太阳能、生物质能和氢能的利用》名师课件
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将太阳能用于发电 （1）光—热—电转换 （2）光—电直接转换
Zx.xk
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
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
运用：选择芒硝晶体(十水合硫酸钠晶体)
【解析】 太阳能和海水资源丰富，若能实现光解海水 法制氢是经济的方式。由于氢气易着火、爆炸，因此如 何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的 关键。 【答案】 ③ 氢气的输送(或氢气的贮存)
5.氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好， 用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自
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
光
6H2O + 6CO2 叶绿素 C6H12O6 +6O2
动物获得能量的途径
(C6H10O5)n +nH2O
淀粉、纤维素
nC6H12O6
葡萄糖
C6H12O6(s)+6O2(g)
6H2O(l)+6CO2(g)
白天吸收热量溶解，晚上放出热量结晶。
白天阳光下：
吸热
Na2SO4·10H2O=Na2SO4+10H2O 夜晚气温下降：
放热
Na2SO4+10H2O = Na2SO4·10H2O
能量转化方式
光能转化为化学能 基本原理是将太阳辐射能收集起来
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。
主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”已达到世界
先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优 点包括
() ①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制
备工艺廉价易行 A．①② B．①③
C．③④ D．②④
解析：选A。地球上有大量的水，可用水为原料制氢气。 H2易燃烧，无污染，热值高，是一种高效、干净的新能源， 但在利用氢燃料时，其储存和制备成本较高，到现在还不
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
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
利用太阳能分解水
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：
△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 点燃 6n CO2 +5n H2O
1、减轻了垃圾占地给城市造成的压力 2、焚烧产生热量发电 3、焚烧的余热可以取暖 4、残渣可以修桥铺路
氢能的开发与利用
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。
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 复杂的化学反应 可燃性气体
阅读课本50页拓展视野，小结用焚烧 的方法处理垃圾有什么优点？
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 资源学科网浪费
…… 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
太阳能
能大量使用。
作业：
课本：P52 2、3 P56 8
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
能源危机
石油 约40年
天然气 约50 年
煤碳 约200年
中国在行动
自主体验
1．下列情况不．会造成环境污染的是( ) A．燃烧液化石油气 B．燃烧管道煤气 C．燃烧氢气 D．燃烧木材
答案：C
2．下列不．是化石能源的是( ) A．氢气 B．煤 C．石油 D．天然气
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
太阳辐射能利用实例
地膜、大棚、温室、太阳能热 水器、反射式太阳灶、高温太 阳炉等
能量转化方式 光能转化为热能
基本原理是将太阳辐射能收集起来
太阳能生态大棚
2、光－电转换
缺点: 能量利用率低（20－40％）
生物质能的利用
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。
（C6H10O5)n + nH2O 酶 nC6H12O6 C6H12O6 酶 2C2H5OH+2CO2↑
答案：A
3．下列有关太阳能利用的叙述不．正确的是 () A．太阳能热水器是将光能转化为热能 B．太阳能电池是将光能转化为电能 C．光解水制氢气是将光能转化为化学能 D．水力发电是将太阳能直接转化为机械能
答案：D
4. 源危机让许多国家开始实施能源多样化战略，加大新 能源研发力度，探索代替石油的能源和技术。而在各种 新能源中，氢能源目前被认为最有可能进入实用领域， 它具备了成为投资者追捧的“明星”潜质。为了有效发 展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开 发又较经济的方法是________(填写编号)。 ①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水 其次，还需要解决的问题是______________________(写 出其中一个)。
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
——遍布世界各地 Z.x.x. K
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）
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 4)微生物使水分解 5)光解水
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 3)液氢储氢 密度高、但能耗大、且不安全 4)储氢材料(P51)
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。
Zx.xk
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
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
运用：选择芒硝晶体(十水合硫酸钠晶体)
【解析】 太阳能和海水资源丰富，若能实现光解海水 法制氢是经济的方式。由于氢气易着火、爆炸，因此如 何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的 关键。 【答案】 ③ 氢气的输送(或氢气的贮存)
5.氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好， 用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自
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
光
6H2O + 6CO2 叶绿素 C6H12O6 +6O2
动物获得能量的途径
(C6H10O5)n +nH2O
淀粉、纤维素
nC6H12O6
葡萄糖
C6H12O6(s)+6O2(g)
6H2O(l)+6CO2(g)
白天吸收热量溶解，晚上放出热量结晶。
白天阳光下：
吸热
Na2SO4·10H2O=Na2SO4+10H2O 夜晚气温下降：
放热
Na2SO4+10H2O = Na2SO4·10H2O
能量转化方式
光能转化为化学能 基本原理是将太阳辐射能收集起来
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。
主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”已达到世界
先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优 点包括
() ①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制
备工艺廉价易行 A．①② B．①③
C．③④ D．②④
解析：选A。地球上有大量的水，可用水为原料制氢气。 H2易燃烧，无污染，热值高，是一种高效、干净的新能源， 但在利用氢燃料时，其储存和制备成本较高，到现在还不
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
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
利用太阳能分解水
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：
△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 点燃 6n CO2 +5n H2O
1、减轻了垃圾占地给城市造成的压力 2、焚烧产生热量发电 3、焚烧的余热可以取暖 4、残渣可以修桥铺路
氢能的开发与利用
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。
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 复杂的化学反应 可燃性气体
阅读课本50页拓展视野，小结用焚烧 的方法处理垃圾有什么优点？
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 资源学科网浪费
…… 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
太阳能
能大量使用。
作业：
课本：P52 2、3 P56 8
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
能源危机
石油 约40年
天然气 约50 年
煤碳 约200年
中国在行动
自主体验
1．下列情况不．会造成环境污染的是( ) A．燃烧液化石油气 B．燃烧管道煤气 C．燃烧氢气 D．燃烧木材
答案：C
2．下列不．是化石能源的是( ) A．氢气 B．煤 C．石油 D．天然气
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
太阳辐射能利用实例
地膜、大棚、温室、太阳能热 水器、反射式太阳灶、高温太 阳炉等
能量转化方式 光能转化为热能
基本原理是将太阳辐射能收集起来
太阳能生态大棚
2、光－电转换
缺点: 能量利用率低（20－40％）
生物质能的利用
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。
（C6H10O5)n + nH2O 酶 nC6H12O6 C6H12O6 酶 2C2H5OH+2CO2↑
答案：A
3．下列有关太阳能利用的叙述不．正确的是 () A．太阳能热水器是将光能转化为热能 B．太阳能电池是将光能转化为电能 C．光解水制氢气是将光能转化为化学能 D．水力发电是将太阳能直接转化为机械能
答案：D
4. 源危机让许多国家开始实施能源多样化战略，加大新 能源研发力度，探索代替石油的能源和技术。而在各种 新能源中，氢能源目前被认为最有可能进入实用领域， 它具备了成为投资者追捧的“明星”潜质。为了有效发 展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开 发又较经济的方法是________(填写编号)。 ①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水 其次，还需要解决的问题是______________________(写 出其中一个)。
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
——遍布世界各地 Z.x.x. K
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）
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 4)微生物使水分解 5)光解水
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 3)液氢储氢 密度高、但能耗大、且不安全 4)储氢材料(P51)
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。