高中化学 主题3 合理利用化学能源 课题2 家用燃料的更新素材 鲁科版选修1

课题2 家用燃料的更新

教学资源

1.中国只能走节约资源的发展之路。

资源的永续利用和可持续发展的科学发展观已成为人类的共识。

我国承受的人口、资源和环境压力比任何国家都大，人均占有资源少和资源利用率低。以能源为例，我国重的单位GDP能源消耗是日本的20倍，韩国的8倍。主要工业产品能耗比国外平均水平高出约40％，能源综合利用的平均效率较发达国家低十多个百分点。我国人均年耗石油0．48 t，而美国和加拿大为8．4 t。若我国到本世纪中叶也达到美国和加拿大的耗能水平，即使人口增长为零，按目前探明的石油储量1 058亿吨计算，全部开采出来，也只能维持十年。

我国国土面积为世界的7％，耕地面积为世界的9％，人口密度却是世界的3倍。到2020年，粮食总产量达5000亿千克；年人均消费400 kg，可养活12．5亿人。改革开放后肉类消费增长两倍多，只有西方国家1/10。根据我国国情，必须以植物性食物为主。2001年国民生产总值平均增长9．3％，按人口只以1·3％的同步增长。我国教育水平落后，同龄人中能受正规大学教育的为3．8％，而世界平均水平为15．5％。我国

有悠久的文化传统，但是科学在中国没有形成传统。

中国必须走资源节约的发展道路，杜绝资源的浪费，降低资源的消耗，提高资源的利用率，以缓解资源的供需矛盾。国家鲜明地提出树立全面、协调、可持续的科学发展观，是时代的需要，社会经济发展新阶段的需要。我们必须坚持科学发展观、树立正确人生观和消费观，建立与国情、经济发展、资源供给及经济实力相适应的消费方式和勤俭节约的生活方式。

2.人口与能源消耗

世界上能源消耗最多的国家是美国；人口最多的国家是中国。下表所列国家中，人均能源消耗由多到少依次是：美国、俄罗斯、英国、日本；人均能源消耗由少至多依次是：印度、中国、巴西。重从1950年到1990年，世界人口增长1倍，能源消耗增长3倍。

1993年人口和能源消耗量

3．取之不尽而无污染的太阳能

太阳能投射到地球表面的能量为81万亿千瓦，相当于现今世界能源总消耗量的上万倍。

(1)太阳能转化为热能太阳能供热已在一些发达国家占能源消费量的30％～50％。美国有100万户主动式太阳能取暖住宅，有25万户利用天然暖空气和冷空气的被动式太阳能住宅。以色列和约旦在楼顶装上大量太阳能热水器，提供了25％～65％的家庭用水。聚光式和箱式太阳灶在第三世界国家得到广泛应用，仅1994年我国就拥有太阳灶14万台之多。 (2)太阳能的热储存

太阳能的热储存有多种技术。化学蓄热技术是利用某些可逆化学反应来实现太阳能的热贮存的，如氧化钙加水的反应： CaO + H20===Ca(OH)2 +热能

反应放热可使温度达到302℃～307℃。用聚焦的太阳光来使氢氧化钙加热脱水，温度可达500℃～550 oC，产生的蒸汽可驱动蒸汽轮机发电，脱水后的氧化钙可反复使用数百次。

此外还有晶格变化蓄热技术，利用贮氢材料与氢发生化学反应及解吸时热量变化的蓄热技术等。

(3)太阳能发电

太阳能发电是利用集热器将太阳能转化为热能，再由热能转化成电能的过程。目前太阳能热发电主要分为塔式聚焦和抛物柱镜面聚焦两种。西欧、美国和日本已分别从20世纪80年代开始建造太阳能热电站，容量从

1 000～16 000千瓦不等。

(4)太阳能的光电转换

太阳能的光电转换是指太阳的光辐射通过半导体物质转变成电能的过程，物理学上称为光伏打效应。太阳能电池就是根据这种效应制成的，所以也叫光伏电池。自1954年太阳能电池问世已来，开发出的不同材料、不同结构、不同类型的太阳能电池有数十种。1994年全世界太阳能电池发电量超过60兆瓦。利用太阳能直接发电的最新设想是建立太空电站，

然后用微波将电传回地球。

4．节约能源

化石燃料，如煤、石油、天然气都是不可再生能源。我们一年消耗的化石燃料，地球得花1 00万年的时间来再造，而我们消耗化石燃料的速度却越来越快，化石燃料的储备趋于耗尽。

燃烧化石燃料已给地球造成严重危害。空气污染、全球变暖、酸雨、光化学烟雾及水污染都与化石燃料的过渡使用有关。

全世界使用的能源有1／3来自煤。我国能源中煤约占到3／4，美国有一半以上的发电量来自煤，我国则更多。用煤发电能源损失量是其输出量的2．5倍。因此，节约能源和开发新的能源势在必行。