1、第九章第九章 化学与社会发展化学与社会发展第一节第一节 能源的综合利用能源的综合利用思考：当今人类生产生活中应用最广泛的能源有哪些？电灯电灯发光发光需要需要什么什么?人造人造卫星卫星正常正常运转运转需要需要什么什么?汽车行驶需要燃烧什么汽车行驶需要燃烧什么?电、汽油、太阳电、汽油、太阳能都属于什么？能都属于什么？温泉温泉西藏羊八井地西藏羊八井地热发电站热发电站 地热能地热能太阳能电池太阳能电池太阳能太阳能太阳能热水器太阳能热水器电电 能能风风 能能核核 能能一、化石燃料：一、化石燃料：（是不可再生资源）（是不可再生资源）煤煤、石油石油、天然气天然气是世界上最重要的三种是世界上最重要的三种化石燃
2、料。化石燃料。煤煤石油石油天然气天然气化化 石石 燃燃 料料1、煤、煤 煤煤，也叫煤，也叫煤碳，是人类历碳，是人类历史上最古老的史上最古老的化石燃料之一，化石燃料之一，被人们被人们称为称为“工业的粮工业的粮食食”。煤是混合物煤是混合物2、石油、石油石油被誉为石油被誉为“工业的血液工业的血液”。石油不仅是重要的化石燃石油不仅是重要的化石燃料，还是宝贵的化工原料。料，还是宝贵的化工原料。石油是混合物石油是混合物3、天然气（甲烷、天然气（甲烷CH4)天然气一般是指在底下天然气一般是指在底下自然形成的可燃性气体。自然形成的可燃性气体。天然气的主要成分是甲烷。天然气的主要成分是甲烷。天然气是混合物天然气
3、是混合物小资料小资料:在过去的在过去的2020世纪中，人类使用世纪中，人类使用的能源主要有三种，就是原油、天然的能源主要有三种，就是原油、天然气和煤炭。根据国际能源机构的统计，气和煤炭。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4040年、年、5050年和年和240240年了。年了。化石燃料燃烧与环境污染化石燃料燃烧与环境污染 化石燃料在化石燃料在燃烧燃烧时时产生产生的的各种各种气体、固体废物以气体、固体废物以及余热造成及余热造成了对环境的了
4、对环境的污污染染。目前目前,人类生产、生活的主要人类生产、生活的主要能源是什么？它有什么缺点？能源是什么？它有什么缺点？化石燃料缺点化石燃料缺点:1.不可再生不可再生3.对大气产生污染对大气产生污染2.能量转化率低能量转化率低节约现有能源节约现有能源;研制和开发新能源研制和开发新能源提高燃料的利用率提高燃料的利用率如何解决？中国节能标志中国节能标志说明：中间是一个说明：中间是一个汉字汉字“节节”，代表，代表“节约节约”；“节节”的的“横横”和外面的和外面的圆圈组成了一个大圆圈组成了一个大大的字母大的字母“e”e”，代表代表能源能源（能源的（能源的英文单词英文单词energyenergy的的第一
5、个字母）。整第一个字母）。整体图案为蓝色，象体图案为蓝色，象征着人类通过节能征着人类通过节能活动还天空和海洋活动还天空和海洋于蓝色。于蓝色。化石燃料的综合利用化石燃料的综合利用1、煤、煤 把烟煤隔绝空气加强热，煤把烟煤隔绝空气加强热，煤就可以分解为焦炭、煤焦油和就可以分解为焦炭、煤焦油和焦炉煤气等。焦炉煤气等。发生的变化：发生的变化：化学变化化学变化 煤在特殊设备里，煤在特殊设备里，在高温下能生成在高温下能生成煤气煤气。（主要成分：氢气、（主要成分：氢气、一氧化碳）一氧化碳）煤的综合利用煤的综合利用2、石油、石油 石油经过加工（分馏）就石油经过加工（分馏）就可以得到汽油、煤油、航空可以得到汽油
6、、煤油、航空煤油、柴油等。煤油、柴油等。发生变化：发生变化：物理变化物理变化石油分馏石油分馏石石油油的的综综合合利利用用 天然气资源有天然气资源有60%分布分布在我国的中西部地区，如在我国的中西部地区，如新疆、四川天然气的储量新疆、四川天然气的储量很大。因此我国提出很大。因此我国提出“西西气东输气东输”工程。工程。西气东输：该工程将天然气西气东输：该工程将天然气从新疆塔里木从新疆塔里木输送输送到上海西到上海西郊郊，输气管道，输气管道全长全长4200多千多千米，横跨米，横跨9个省、市、自治个省、市、自治区区，这一工程完成后，我国，这一工程完成后，我国东部沿海地区东部沿海地区就可以就可以用天然用天
7、然气作为主要燃料气作为主要燃料。q可燃冰的学名为“天然气水合物”，化学式为CH4H2O,可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。拓展视野：拓展视野：可燃冰可燃冰 （化学式为：（化学式为：CHCH4 4HH2 2OO）替代能源替代能源二、太阳能 直接利用太阳辐射能，主要有以下两种方式：光 热转换，其基本原理是利用太阳辐射能加热物体而获得热能，如温室、太阳能热水器。光 电转换，即把太阳能直接转换成电能。火力发电厂发电中能量转化：火力发电厂发电中能量转化：化石燃料化石燃料化学能化学能热能热能机械能机械能电能电能为什么化石燃
8、料的转化率低？为什么化石燃料的转化率低？我们以火力发电厂发电为例我们以火力发电厂发电为例 你现在知道为什么化石燃料你现在知道为什么化石燃料的转化率低的原因了吗？的转化率低的原因了吗？那么生活中有没有能量转化那么生活中有没有能量转化率较高的装置？率较高的装置？化学电池化学电池三、化学电池 化学能直接转换成电能 生活生产中常见电池生活生产中常见电池 你知道这些电池你知道这些电池工作时，能量是如工作时，能量是如何转化的？何转化的？可燃性物质可燃性物质与氧气在催与氧气在催化剂的作用化剂的作用下反应，直下反应，直接将接将化学能化学能转化为电能转化为电能 下面我们通过实验来直观感下面我们通过实验来直观感知
9、化学电源中能量的转化知化学电源中能量的转化连接锌片与负极、连接锌片与负极、铜片与正极铜片与正极观察到什么现象？观察到什么现象？说明什么？说明什么？实验中能量是如何实验中能量是如何转换的？转换的？电流计指针发生偏转有电流产生化学能转换为电能使用电池虽然能减少大气污染和提高能量使用电池虽然能减少大气污染和提高能量的转化效率，但废旧电池能否随意丢弃？的转化效率，但废旧电池能否随意丢弃？为什么？为什么？你认为应如何处理？你认为应如何处理？随意丢弃废旧电池会导致固体废弃物随意丢弃废旧电池会导致固体废弃物和重金属离子对环境的污染。和重金属离子对环境的污染。回收集中处理化石燃料能量转化率低且污染大气，而化石
10、燃料能量转化率低且污染大气，而化学电源虽提高能量转化率，降低大气化学电源虽提高能量转化率，降低大气污染，但又带来新的环境污染问题。那污染，但又带来新的环境污染问题。那么，你认为人类理想的能源是什么？为么，你认为人类理想的能源是什么？为什么？什么？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 生物质能生物质能四、氢能 氢能是最理想的绿色能源：是因为：1.原料来源广；2.氢气燃烧产物是水，对环境无污染；3.燃烧时放出热量多。氢能没被广泛使用的原因：1.生产氢气需耗费大量电能，成本高；2.氢气的储存、运输的安全问题没有 解决。太阳能太阳能发电装置太阳能
11、发电装置1、氢气作为能源，有哪些优点？2、氢能源还没有得到广泛应用的原因一次电池二次电池 动脑筋：动脑筋：(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)(2)蓄电池放电时：将蓄电池放电时：将 能转化为能转化为 能。蓄电池充电时呢？能。蓄电池充电时呢？一粒钮扣电池可污染一粒钮扣电池可污染600600立方米立方米水，相当于一个中型游泳池。水，相当于一个中型游泳池。一节干电池就可以使一个原本清澈见一节干电池就可以使一个原本清澈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。现学现用现学现用1、下列能量转化是化学能转化成电能的是：（、下列能量转化是化学能转化成电能的是：（）A.潮汐发电潮汐发电 B.电灯发光电灯发光 C.用干电池做电源用干电池做电源 D.用电动机带动水泵抽水用电动机带动水泵抽水C C2、燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下、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（列燃料电池最清洁的是（）A.O2CH4燃料电池燃料电池 B.O2C2H5OH燃料电池燃料电池C.O2H2燃料电池燃料电池 D.O2CO燃料电池燃料电池C C3、氢气可以用做推进火箭燃料是因为（）、氢气可以用做推进火箭燃料是因为（）氢气难溶于水氢气没有颜色氢气难溶于水氢气没有颜色氢气燃烧释放热量多氢气没有气味氢气燃烧释放热量多氢气没有气味现学现用现学现用
