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1、思考:当今人类生产生活中应用最广泛的能源有哪些?煤煤石油石油天然气天然气化化 石石 燃燃 料料一份统计:有位专家估计,地球蕴藏的煤炭资源将在今后200年后开采完毕,石油将在今后40年内采完,天然气也只能再维持60年左右。新闻一新闻一:世界需要能源增多世界需要能源增多 国国际际能能源源机机构构在在20042004年年世世界界能能源源展展望望报报告告中中指指出出,到到20302030年年,企企业业和和家家庭庭对对能能源源的的需需求求量量要要比比现现在在提提高高59%59%,全全球球对对石石油油的的需需求求量量每每年年如如按按1.6%1.6%的的速速度度来来增增长长,到到20302030年年全全世世
2、界界每每天天石石油油的的需需要要量量将将从从目目前前的的O.82O.82亿亿桶桶增增加加到到1.211.21亿亿桶桶。世世界界能能源源消消费费增增长长的的三三分分之之二二是是发发展展中中国国家家的的需需求求增增加加,尤尤其其是是中中国国和和印印度度。石石油油需需要要量量不不断增多,而能提供石油的国家越来越少断增多,而能提供石油的国家越来越少.某某年年夏夏季季,中中国国三三十十个个省省市市中中有有十十九九个个拉拉闸闸限限电电;自自上上海海、广广州州0号号柴柴油油告告急急开开始始,九九十十号号汽汽油油告告急急,全全国国出出现现了了一一定定范范围围的的“油油荒荒”;一一些些地地区区的的煤煤炭炭供供应
3、应也也出出现现短短缺缺。南南方方网网讯讯“在在经经济济持持续续增增长长的的中中国国,需需要要巨巨大大的的能能源源供供应应,缺缺电电、缺缺煤煤将将意意味味着着什什么么,谁谁来来供供应应中中国国经经济济的的发发展展,这这将将是是我我们们面临的又一大严峻挑战。面临的又一大严峻挑战。”新闻二:新闻二:问问题题1:1:这这两两则则新新闻闻对对你你有什么启示?有什么启示?解决能源危机解决能源危机的一般方法的一般方法节约能源节约能源开发新能源开发新能源化学与能源化学与能源化学与能源化学与能源中国节能标志中国节能标志中间是一个汉字中间是一个汉字“节节”,代表,代表“节约节约”;“节节”的的“横横”和外面的圆圈
4、组成了一个和外面的圆圈组成了一个大大的字母大大的字母“e”,代表能源代表能源(用能源的英文单词(用能源的英文单词energy的第一个字母)。的第一个字母)。整体图案为蓝色,象征着人类通过节能活动还天空整体图案为蓝色,象征着人类通过节能活动还天空和海洋于蓝色和海洋于蓝色 第一节 化学与能源开发 正是因为有了能源,我们的世界才变得生机盎然。v大家结合日常生活试想大家结合日常生活试想一下,要是没有能源世一下,要是没有能源世界将会变成什么样子?界将会变成什么样子?一、清洁高效的氢能一、清洁高效的氢能思考与讨论v谈谈“西气东输”工程,对于改善我国传统的能源结构有什么影响?v燃烧很旺的煤炉为什么不小心撒上
5、些水反而燃烧更旺?v为什么铝壶用煤火烧水时锈蚀的严重?一些常见的能源一些常见的能源同学们你们能说出下面是什么能源吗?新能源新能源太阳能太阳能 水能水能 风能风能 氢能氢能 核能核能 潮汐能潮汐能 地热能地热能 生物质能生物质能核能原子弹爆炸原子弹爆炸核能1千克铀的原子核所释放出来的热量,大约相当于3570吨(3570000千克)煤燃烧时所放出的热量。建造一座发电量为100万千瓦的电站,如果是核电站,每年需要补充的核燃料为30吨,六辆解放牌载重汽车就可运进。如果是烧煤的火力电站,每年要消耗300多万吨煤。运输这些煤炭,平均每天要开三列火车,每列火车挂40节车皮;或是每天要开一艘万吨级的轮船。核能
6、秦山核电站秦山核电站太阳能太阳灶太阳灶太阳能计算器太阳能计算器我国首台自动跟踪太阳能高我国首台自动跟踪太阳能高效发电站在泉城济南省科技效发电站在泉城济南省科技馆门前安装完成。馆门前安装完成。太阳能路灯太太阳阳能能利用风能和太阳能的自亮街灯风力发电风力发电风能风能风能澳大利亚风力发电澳大利亚风力发电风能生物能其他新能源阿里地区地热田阿里地区地热田其他新能源冰岛地热冰岛地热其他新能源羊八井地热电站羊八井地热电站其他新能源潮汐能成因示意图潮汐能成因示意图其他新能源江厦潮汐试验电站江厦潮汐试验电站小资料:能源的分类v根据能源的来源和利用中是否会减少,人们把能源分为一次能源和二次能源一次能源和二次能源;
7、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可再生能源和不可再生能源;v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常规能源和新能源新能源。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。能源类型 定 义 实 例一次能源二次能源可再生能源非再生能源直接来自自然界而未经加工转化的能源化石燃料、太阳能、核能、生物燃料、水能由一次能源直接或间接转化而来的能源电能、煤气、汽油、沼气、氢能等。不随其本生的转化或被人利用而减少的能源太阳能、生物能、水能、风能、地热能等人类随其本身的转化或的利用而减少的能源化石燃料、核燃料等完全燃烧与不完全燃烧v同学们你
8、们试想一下:在相同的条件下是完全燃烧放出的热量多,对环境影响小,还是不完全燃烧 放出的热量 多,对环境 污染小 自从自从1965年美国开始研制液氢发动机以年美国开始研制液氢发动机以来,相继研制成功了各种类型的喷气式来,相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。和火箭式发动机。1960年液氢首次用作年液氢首次用作航天动力燃料。航天动力燃料。1970年美国反射的年美国反射的“阿阿波罗波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。液氢作燃料。我国长征我国长征2号、号、3号也使用液氢做燃料。号也使用液氢做燃料。氢 能 氢能是一种极其理想的能源,是新能源舞台上的一棵灿烂明
9、珠。它有以下优点优点:v1、原料来源丰富v2、氢气作燃料不会污染环境,燃烧产物是水。v3、氢燃料放出热量高。环保汽车的悄然兴起v汽车是人们生活中的重要交通工具,而汽车排放的尾气又是造成环境污染的重要原因,为此人们急需寻找一种代用燃料。科学家经过几十年的尽心研究发现,用氢燃料电池作为汽车的动力,是无污染的理想能源。因此使用氢燃料电池的汽车才是名副其实的“绿色燃料”汽车。上图为氢燃料电池汽车上图为氢燃料电池汽车氢气燃烧放出的热量大,生成物不氢气燃烧放出的热量大,生成物不污染环境,制氢的资源也很丰富。污染环境,制氢的资源也很丰富。但氢气的但氢气的制取成本高,安全储运困制取成本高,安全储运困难难,氢气
10、作为能源目前还不能广泛,氢气作为能源目前还不能广泛使用。化学家们正在研究高效、廉使用。化学家们正在研究高效、廉价的储氢材料,并取得了很大的进价的储氢材料,并取得了很大的进展。展。氢能的缺点:氢能的缺点:1、如何廉价的制备氢气、如何廉价的制备氢气用电解水的方法制取氢气消耗电能太多,成本太高用电解水的方法制取氢气消耗电能太多,成本太高2、如何安全出储存氢气、如何安全出储存氢气氢气是一种易燃易爆的气体,储存运输不方便、氢气是一种易燃易爆的气体,储存运输不方便、不安全不安全含氢化合物制备氢气的化学方程式H2O2H2O=2H2+O2H2SO4Zn+H2SO4=ZnSO4+H2同学们请回忆从含氢化合物中制
11、取氢气的反应。同学们请回忆从含氢化合物中制取氢气的反应。理想的氢能源循环体系理想的氢能源循环体系 =2H2+O22H2O 太阳能太阳能 光催化剂光催化剂燃料电池燃料电池 能量能量v通过上面的学习与讨论我们知道能源是世界不可缺少的资源,能源把我们带进了生机盎然的世界。但随着能源的大幅增长,作为能源主体的化石燃料的日趋枯竭,人类必将面临着能源危机。v那么,我们怎样做才能解决能源危机的问题那么,我们怎样做才能解决能源危机的问题呢?呢?解决能源问题的一般方法针对现有能源针对新能源开发提高能量转化的效率开发新能源研制、使用节能产品电电池池应用广泛的化学电池应用广泛的化学电池实验探究:实验探究:(1)Zn
12、Cu直直接接连连在在一一起起,观观察察电电流流计计指针是否偏转,说明为什么?指针是否偏转,说明为什么?(2)ZnCu直直接接插插入入水水中中(不不接接触触),观察电流计指针是否偏转,说明为什么?观察电流计指针是否偏转,说明为什么?(3)ZnCu直直接接插插入入硫硫酸酸铜铜溶溶液液中中,观观察察电电流流计计指指针针是是否否偏偏转转?如如果果偏偏转转说说明明为为什么?什么?(4)反反应应一一段段时时间间后后,电电极极材材料料有有何何变变化化,这些说明了什么?这些说明了什么?(5)ZnCu插插入入水水果果或或蔬蔬菜菜,观观察察电电流流计指针是否偏转,说明为什么?计指针是否偏转,说明为什么?动脑筋:动
13、脑筋:(1)干电池工作时:将干电池工作时:将能转化能转化为为能。能。(2)蓄蓄电电池池放放电电时时:将将能能转转化化为为能。蓄电池充电时呢?能。蓄电池充电时呢?一一粒粒钮钮扣扣电电池池可可污污染染600立立方方米米水水,相当于一个中型游泳池。相当于一个中型游泳池。一一节节干干电电池池就就可可以以使使一一个个原原本本清清澈澈见见底的小池塘受到难以恢复的污染。底的小池塘受到难以恢复的污染。小资料小资料:在过去的在过去的20世纪中,人类使用的世纪中,人类使用的能源主要有三种,就是原油、天然气能源主要有三种,就是原油、天然气和煤炭。根据国际能源机构的统计,和煤炭。根据国际能源机构的统计,假使按目前的势头发展下去,不加节假使按目前的势头发展下去,不加节制,那么,地球上这三种能源能供人制,那么,地球上这三种能源能供人类开采的年限,分别只有类开采的年限,分别只有40年、年、50年年和和240年了。年了。