第一节 化学与能源开发

本高
氢燃料汽车
最理想的氢能源循环体系 太阳能
光催化剂
2H2O ==== 2H2+O2
燃料电池
能量 讨论你对此图的理解
该图所表示的意义在于：
在光催化剂的作用下，通过水的分解实现由太阳能 到化学能的转变； 通过燃料电池内的化学反应实现由化学能向电能的 转变。 化学方程式在能量的转化中起了储存和释放的作用， 可以说它是能量转化的载体。
现象：锌片表面有气泡生成，碳棒
无变化。
(3)化学能转化为电能的实验 实验仪器:烧杯、碳棒、锌片、导线若干、电流计、稀硫 酸溶液 实验步骤：用砂纸擦去锌片表面的氧化膜，用导线将碳棒 与电流计正极相连，锌片与电流计负极相连， 然后碳棒、锌
片一起插入盛
有稀硫酸的烧 杯中。
实验现象 化学方程式 电流计偏转原因 能量转化的形式 使用化学电源的优点
水能
可燃冰
“可燃冰”（CH4·nH2O）是由天然气和水在高压低 温条件下形成的冰状固体。这种天然气水合物燃烧产生的
能量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多，而且在
燃烧后几乎不产生任何残渣或废气。
一、清洁高效的氢能
活动天地 你对氢能源了解多少？
·哪些方法可以制备氢气？
·氢能源有哪些优点？
·氢能源为什么没有被广泛使用？ …… 制备氢气的方法： ①电解水；②活泼金属与酸反应
A．研制、使用氢燃料电池汽车，能真正实现“零排放”，
是解决汽车尾气污染的有效措施
B．晶体硅不仅是电子和信息工业的基础材料，也是研制太 阳能电池的基础材料 C．核能不属于清洁能源 D．风能、水能、地热能均属于清洁能源
1.下列图标属于节能标志的是( B )
A
B
C
D
2.下列能量转化是化学能转化成电能的是（ C ） A.潮汐发电 C.用干电池作电源 B.电灯发光 D.用电动机带动水泵抽水
生物能
生物能蕴藏量极大，是世
界第四大能源。农、林业残剩
物，食品和林产品加工的下脚 料，城市固体废弃物，生活垃
圾、污水和水生植物等蕴藏着
大量的生物能。 沼气池 沼气池原理是利用植物体或 粪便，经密封发酵后产生出可燃 气体。在农村特别适用。
地热能
阿 里 地 区 地 热 田 冰 岛 地 热
地热能的利用可分为直接利用
电流计的指针发生偏转，锌片表面变 色，碳棒表面有气泡产生 Zn + H2SO4 ==== H2↑+ ZnSO4 烧杯中发生了化学变化，在这种条件下化学 变化可以产生电流，将化学能转化为电能 化学能直接转化为电能 提高能量的转化效率，减少大气污染
化学电源：是一种将化学能直接转化为电能的装置。常 见的电池大多是化学电源。
小资料：能源的分类
• 根据能源的来源和利用过程中是否会减少，人们把能 源分为一次能源和二次能源；在一次能源中又根据能 源能否再生分为可再生能源和不可再生能源。 • 根据能源开发利用的规模和应用技术是否成熟，人们
还把能源分为常规能源和新能源。如化石燃料、水能
等都是常规能源，风能、太阳能、氢能等则是新能源。
少数情况下使用，其主要原因是（ B ）
A.氢气燃烧的产物对环境有污染 B.制造氢气耗能大，成本高 C.水资源受到污染，原料匮乏 D.燃烧热值低于其他燃料
6.氢气将成为一种重要的新型燃料，这是因为（ B ）
①具有可燃性
③燃烧时放出热量多 A. ①②④ B. ①③④
②具有还原性
④燃烧生成物没有污染 C. ③④ D. ①②③④
知识点一：节约能源
【典例1】“低碳生活”“低碳技术”的基本理念是节
能减排。下列做法不符合“低碳”理念的是（ A A．焚烧大量秸秆 B．焚烧垃圾发电 C．用旧报纸制铅笔杆 )
D．使用可降解塑料
知识点二：新能源 【典例2】开发使用新能源，是解决城市大气污染问题的根
本途径。下列与新能源有关的说法中，不正确的是（ C ）
氢能是一种极其理想 的能源，具有广阔的开发 前景。 它有以下优点： （1）原料不受限制（来源广） （2）燃烧放出热量多（热值高） （3）生成物不污染环境 (无污染) （最大优点）
kJ·g-1
活动天地
氢能源为什么没有被广泛使用？
(1)易燃、易爆 (2)难以液化 (3)储存和运输不安全、不方便 (4)制备氢气消耗电能大，成
非再生能源
的利用而减少ห้องสมุดไป่ตู้能源
开发新能源
太阳能
核能
风能
生物能
地热能
潮汐能
可燃冰
氢能
太阳能
太 阳 灶
太 阳 能 发 电 装 置
太 阳 能 汽 车
航 天 器
太 阳 能 发 电 站
优点：太阳能资 源丰富，既可免费使 用，又无需运输，对
太阳能热水器
环境无任何污染。
太阳能计算器
太 阳 能 路 灯
风能
优点：风能高效清洁，发展潜力巨大。对沿海岛屿、 边远山区、草原牧场，远离电网的农村、边疆，是解决 生产和生活能源的一种可靠途径。
氢能源、太阳能等 （3）请举出一个生产、生活中电能转化成化学能的例子 给蓄电池充电 （4）用化学方程式表示出一个化学能转化为热能的例子
C+O2====CO2
点燃
1.地热能、太阳能、风能、水能、核能、潮汐能、氢能是新 型能源。 2.化学能通过化学反应可以转化为电能、光能、热能等。 3.电池是一种将化学能转化成电能的装置。 4.氢能是未来最理想的能源。
二、应用广泛的化学电池
干电池 一次电池
蓄电池
手机、相机用的锂电池
二次电池
•电池以体积小、电容量大、移动方便等特点，在现代 社会的生产和生活中得到广泛应用。 •电池中的电能是怎样产生的呢？
实验探究
化学反应能否产生电能？
炭黑
（1）观察干电池的结构
（2）把一块锌片和碳棒平行插入
盛有稀硫酸的烧杯中。观察现象并 做解释。
(温泉沐浴和医疗，地下热水取暖、 建农作物温室、水产养殖及烘干谷 物等)和地热发电两大类。 羊八井地热电站
海洋能
海洋能是海水中的能
量。它包括潮汐能、波浪
能、海洋温差能、海洋盐 潮汐能成因示意图 差能和海流能等。广义的 海洋能还包括海洋上空的 风能、海洋表面的太阳能
以及海洋生物能等,全球海
洋能的总量约为766亿千瓦。 江厦潮汐试验电站
成污染。
•开发和利用清洁高效而又用之不竭的新能源，是21世纪 人类面临的重要课题。 问题思考 •那么，我们怎样做才能解决能源危机的问题呢？
解决能源问题的一般方法 针对现有能源 提高能量转 化的效率 开发新能源： 太阳能、核能、风能、潮汐能、地热能、氢能等。 针对新能源开发 开发新能源
研制、使用节能 产品
7.氢气是一种很有前途的能源，以水为原料大量制取氢 气最理想的途径是（ A ） A.利用太阳能直接使水分解制取氢气 B.以焦炭和水为原料制水煤气后分解出氢气
C.用锌和稀硫酸反应制取氢气
D.由热电厂提供的电力电解水制取氢气
8.据报道，在我国南海、东海海底发现巨大的“可燃冰” 带，“可燃冰”（CH4·nH2O）是由天然气和水在高压低温 条件下形成的冰态物。 （1）在一定温度下， 降压 使气体从冰态物中分离出来； 在一定压强下， 升温 使气体从冰态物中分离出来。 （2）有待继续开发、利用的能源有(至少写两种)
玉不琢，不成器；人不学，不知道。
能源类型 一次能源
定
义
实
例
直接来自自然界而未
经加工转化的能源 由一次能源直接或间 接转化而来的能源 不随其本身的转化或人
化石燃料、太阳 能、核能、生物 燃料、水能 电能、煤气、汽油、 沼气、氢能等 太阳能、生物能、 水能、风能、地热 能等 化石燃料、核燃 料等
二次能源
可再生能源
类利用而减少的能源
随其本身的转化或人类
3.燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下列燃料 电池最清洁的是（ C ） A.O2—CH4燃料电池 C.O2—H2燃料电池 B.O2—C2H5OH燃料电池 D.O2—CO燃料电池
4.下列能源中，不会对环境造成污染且取之不尽的
是（ B ）
A．煤
B.太阳能
C.天然气 D.石油
5.氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等
第六单元
化学与社会发展
第一节 化学与能源开发
1.通过分析氢气用作燃料的优点，认识氢能是未来最理想的 能源。
2.明确化学反应产生的能量也可以转化为电能。
3.增强能源意识，强化关心自然、关心社会的责任感。
•正是因为有了能源，我们的世界才变得生机盎然。 •人类社会的发展离不开能源，目前人类应用最广泛的能 源是煤、石油和天然气等不可再生的化石燃料，而化石 燃料正面临着枯竭，化石燃料的大量燃烧还会对环境造
活动天地
自制电池
交流共享
物质的化学能通常可以转化为哪些形式的能量？试举
例说明。
化学能通过化学反应可以转化成热能、光能、电能等，
利用化学反应中的能量转化,人们可以开发新的能源。
废旧电池丢弃对环境的影响
废旧电池的危害主要集中在重金属上，如汞、铅、 镉。这些物质泄漏出来进入水或土壤，就会通过各种途 径进入人体的食物链，最终带来危害。因此务必要正确 使用电池，并妥善回收。