苏教版高中化学必修二课件2.4太阳能、生物质能和氢能的利用 (3).pptx

【解题指南】解答本题要注意以下两点： (1)可再生能源具有取之不尽、用之不竭的特点。 (2)根据电流方向判断电极种类。
【解析】选C。风能、太阳能、生物质能等是在自然界中可以 不断再生、永续利用的能源，具有取之不尽、用之不竭的特点， 属于可再生能源，A正确;推广可再生能源有利于经济可持续发 展，B正确;外电路中电流由正极流向负极，由图中的电流可知 A极应为负极，C不正确;光伏电池发电是将光能直接转化为电 能，D正确。
(2)生物化学转换： ①用植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便等制取沼气，其主要 成分是_C_H_4 ;同时提供优良的肥料。 ②用含糖类、淀粉较多的农作物为原料制取乙醇。反应为 _____(_C_6H_1_0_O_5)_n_+_n_H_2_O酶_n_C_6H_1_2_O_6 ____， _____C_6_H_12_O_酶6_2_C_2H_5_O_H_+_2_C_O_2_↑____。
二、能源的开发与利用 1.生物质能的利用：
利用方式 直接燃烧
优缺点 利用效率低，影响生态环境
有效利用生物质能，还能提供优良肥料等; 生物化学转化
燃烧特性好，有益于保护生态环境
热化学转化
功耗少、转化率高、较易工业化
2.氢能的利用：
【学而后思】 (1)使用乙醇汽油的优点是什么? 提示：乙醇是可再生能源，使用乙醇汽油可以减少化石燃料的 使用，提高燃料的利用率，减少大气污染。 (2)氢气制造技术有水电解法、水热化学制氢法、水光电池分 解法等，哪种方法是最有发展前景的? 提示：水光电池分解法。前两种方法需要消耗大量的电能或热 能，而第三种方法可以利用清洁廉价的太阳能，是最有发展前 景的方法。
由：6CO2+6H2OC6叶H1光绿2O素6+6O2 6×44g×10-3kg·g-1QkJ
ΔH=Q
A1.26×1018kJ
则：A= 1.26 1018 kJ 6 44 g 10－3 kg g－1 3.331017 kg
Q kJ
Q
Q为生成1mol葡萄糖所需吸收的能量。
答案：(1)23.3%
3.绿色能源是指使用后不会对环境造成污染的能源，下列属于
绿色能源的是( )
①太阳能 ②风能 ③石油
④煤
⑤木材 ⑥潮汐能
A.①②⑥
(2)1.26×1018
(3) 3.331017
Q
每生成1mol葡萄糖所需吸收的能量
【变式训练】关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向不正 确的是( ) A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分 解的情况下，使氢成为二次能源 B.设法将太阳光聚焦，产生高温使水分解产生氢气 C.寻找高效催化剂，使水分解产生氢气 D.寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气 【解析】选A。氢能源指氢气能源，在水不分解的情况下，得 不到氢气，且氧不可燃烧，所以A的说法是错误的。利用太阳 能、使用催化剂等都是对水作用，能够使水分解，生成H2。
请选用以上数据计算：
(1)地球对太阳能的利用率约为 。
(2)通过光合作用，每年有
kJ的太阳能转化为化
学能(每年按365天计)。 (3)每年由绿色植物通过光合作用(6CO2+6H2OC叶6H光绿12O素6+6O2) 为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A。试根据能量关系
列出A的计算式：A=
kg(列式中缺少的)煤、石油与天然气均由生物演变而成，故属于可再生资源。
()
×
分析：煤、石油与天然气属于化石燃料，均由远古生物深埋地
下历经几百万年演变而成，不可再生。
(2)储存在化石燃料中的化学能是由太阳能间接转化而来的。
()
√
分析：绿色植物通过光合作用吸收太阳能，绿色植物再经过演
变后变为化石燃料。
(3)用淀粉作原料制备乙醇属于太阳能的直接利用。() × 分析：用淀粉作原料可经过化学反应得到乙醇，应属于生物质 能的利用。 (4)氢能的利用有利于节能减排。()× 分析：氢气燃烧后的产物为水，对环境无污染，有利于减排， 但以水为原料制备氢气时需要消耗大量的电能，并不节能。
2.问题思考： (1)长时间使用煤、石油和天然气后会出现什么现象?其后果如 何? 分析：煤、石油和天然气属于非再生能源，长时间使用会导致 能源枯竭，且化石能源会产生大量的CO2，使温室效应加剧。
太阳能间接转化为_热__能__
三、生物质能①的来源和利用 1.来源：_植__物__及__其__加__工__产__品__所贮存的能量。
2.利用：
(1)直接燃烧：植物枝叶的燃烧反应可表示为(以纤维素代表枝
叶的成分)： ____(_C_6_H_1_0O_5_)_n_+_6_n点_O_2燃6_n_C_O_2_+_5_n_H_2_O____。
(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、氢能的开发和利用 1.能源特点：
2.氢能开发利用的困难与解决方法 (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条件下，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放出 氢气。 ③发现和应用贮氢材料②，解决氢气的贮存和运输问题。
二、太阳能的利用
直接 利用
实例 _光__合__作__用__ 太阳能热水器 太阳能电池 光解水制氢气
间接 利用
火力发电
化石燃料 生命活动
能量转化方式
光能转化为生物质能 _光__能__转__化__为__热__能__ _光__能__转__化__为__电__能__
_光__能__转__化__为__化__学__能__ 太阳能间接转化为_热__能__、 _机__械__能__和电能 太阳能间接转化为_化__学__能__
示)，所缺数据的化学含义为 。
【解题指南】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。
【解析】地球对太阳能的利用率为
利用率=
(52
（40 000 81
【解析】选B。氢气是一种放出热量多、无污染的、理想的绿 色能源，但目前仍处在研究、实验阶段，不是由于水资源的原 因，我国淡水资源不是很丰富，但是海水资源比较丰富，A项 错;氢气可以由水制备，但是需要消耗大量的能源，廉价制氢 技术尚未成熟，B项正确;氢气在贮存、材料研发和运输等安全 技术方面还有待提高与完善，C项错;氢气燃烧产物为H2O，无 污染，1mol氢气燃烧放热为285.8kJ热量，单位质量的氢气燃 烧时放热较多，D项错。
1.下列有关能源的叙述正确的是( ) A.水能、电能、风能属一次能源 B.蒸汽、电能属二次能源 C.汽油、酒精属一次能源 D.石油、煤属二次能源 【解析】选B。水能、风能、石油、煤属一次能源，电能、蒸 汽、汽油、酒精属二次能源。
2.下列有关太阳能的说法不正确的是( ) A.太阳能以光波形式传送到地面 B.化石燃料蕴藏的能源来自太阳能 C.太阳能是洁净能源，不污染环境 D.食用植物体内的淀粉、蛋白质等属直接利用能源 【解析】选D。食用植物体内的淀粉、蛋白质等，物质中的化 学能转化为热能，再被利用。
【解析】选D。煤、石油和天然气属于化石燃料，均含有碳元 素，均属于碳素燃料，提供能量的过程中，会产生CO2，产生 温室效应，而太阳能的利用有多种方式，如光热转化、光电转 化等，这样可减少CO2的排放，A、B均正确;利用光电效应，太 阳能电池可将太阳能直接转化为电能，C正确;菠菜蛋白质“发 电”是指通过菠菜的光合作用产生电流，是对太阳能的间接利 用，属于太阳能文明。
(2)根据能量守恒原理，能量不会消失，那么还有必要节约能源 吗? 分析：能量不会减少，也不会增加，但能量是以不同的形式贮 存在各类物质中的，大部分物质的能量和转化方式不能被人类 所利用，作为能源可被人类利用的物质并不多，且有许多不能 再生，所以我们必须要节约能源。
【知识链接】 ①生物质能 是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物 质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用， 可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭， 是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。 ②贮氢材料 在一定温度和氢气压强下能迅速吸氢，适当加温或减小氢气压 强时又能放氢的材料。贮氢材料多为易与氢起作用的某些过渡 金属、合金或金属间化合物。
【变式备选】人类将在几十年内逐渐由“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.煤、石油和天然气都属于碳素燃料 B.发展太阳能经济有助于减缓温室效应 C.太阳能电池可将太阳能直接转化为电能 D.目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明
类型二新能源的开发和利用 【典例】美国的《科学美国人》杂志在“地球的能量资源”一文 中提供了如下数据： 到达地球表面的太阳辐射能的几个主要去向
直接反射 以热能方式离开地球
水循环 大气流动 光合作用
52000×109千焦/秒 81000×109千焦/秒 40000×109千焦/秒
370×109千焦/秒 40×109千焦/秒
000 370 40）109 kJ s1 000 40 000 370 40) 109
kJ
s 1
100%

23.3%，
通过光合作用，每年太阳能转化的化学能为
365×24×3600s×40×109kJ·s-1≈1.26×1018kJ; 设每生成1mol葡萄糖所需吸收的能量为Q，
【变式备选】(2013·蚌埠高一检测)氢气虽然是一种理想的绿 色能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未得到广泛应用， 其原因可能是( ) A.氢气虽可由水制备获得，但水资源严重匮乏 B.氢气制备耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟 C.氢气贮存、运输等安全技术已经很好地解决了 D.氢气燃烧产物虽无污染，但其放出热量较少
【名师点评】讲解本题时应注意以下两点： (1)可再生能源与不可再生能源的区别：能否永续利用。 (2)如何根据电流方向判断电源的正负极：外电路中电流由正 极流向负极。
【变式训练】下列关于能量转换的认识中，不正确的是( ) 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 【解析】选B。甲烷在氧气中剧烈燃烧，产生淡蓝色火焰，放 出大量的热，所以该过程中除了将化学能转化为热能外，还有 一部分化学能转化为光能。
一、能源的类型 根据不同的标准，可对能源进行如下分类：
【学而后思】 (1)生物质能是二次能源吗?试说明原因。 提示：生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，是从 自然界取得的未经任何改变或转换的能源，属于一次能源。 (2)氢能、核能均是无污染的高效能源吗? 提示：氢能是无污染的高效能源，核能是有污染的高效能源。
类型一能源的分类与转换 【典例】(2013·杭州高一检测)可再生能源是我国重要的能源 资源，在满足能源需求、改变能源结构、减少环境污染、促进 经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术，是 实现节能减排的一项重要措施。
下列有关分析不正确的是( ) A.风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源 B.推广可再生能源有利于经济可持续发展 C.上图是太阳能光伏电池原理图，图中A极为正极 D.光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能
高中化学课件
（金戈铁骑***整理制作）
第四单元 太阳能、生物质能 和氢能的利用
1.了解太阳能、生物质能和氢能利用的现状。 2.了解开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的技术难题。 3.认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和迫切性。
一、人类目前使用的主要能源及面临问题 1.主要能源：人类目前使用的主要能源大多来自_煤__、__石__油__和 _天__然__气__等化石燃料。 2.面临问题： (1)储量有限。 (2)对环境污染严重。