資源簡介

(共35張PPT)
第九章 化學與社會可持續發展
第2節
能源的綜合利用
逐點
導講練
課堂小結
作業提升
學習目標
課時講解
1
課時流程
2
能源及其分類
化石燃料的合理使用
清潔能源的開發利用
化學電池的廣泛應用
感悟新知
知識點
1
1. 能源
像化石燃料、太陽能、地熱能、風能、電能、核能等能夠提供能量的物質或資源 , 都是能源。
能源及其分類
知1－講
感悟新知
2. 能源的分類
知1－講
分類依據 類別 舉例
可否循環再生 可再生能源 太陽能、風能、地熱能等
不可再生能源 化石燃料、電能、核能等
感悟新知
知識拓展
核能是靠核燃料發生核反應釋放能量的，而核燃料在地球上的儲量是有限的，因此核能是不可再生能源。
知1－講
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知識點
2
1. 三大化石燃料
煤、石油、天然氣是三大化石燃料，是由被埋入地下的古代生物體經過一系列復雜變化而形成的，是不可再生能源。
化石燃料的合理使用
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2. 化石燃料的綜合利用
化石燃料的儲量有限，必須綜合利用。化石燃料不僅是重要的燃料，運用化學方法綜合利用，還可以得到許多重要的化工 產品。
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(1)煤與石油
知2－講
煤 石油
組成 成分復雜的固態混合物，主要含碳元素，還含有氫、氧、氮、硫等元素 成分復雜的液態混合物，主要含碳、氫元素，還含有氧、氮、硫等元素
綜合利用 煤 焦炭→冶煉金屬煤 焦油→化工原料 焦爐煤氣→燃料 石油
汽油、
煤油、
柴油等
加強熱
燃料
煉制等
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(2)天然氣
天然氣含有多種由碳、氫元素組成的氣態化合物，其中最主要的成分是甲烷(化學式為 CH4) 。
①甲烷的物理性質：通常為無色、無氣味的氣體，難溶于水，密度比空氣小。
②甲烷的化學性質——可燃性
燃燒時產生藍色火焰，放熱，生成水和能使澄清石灰水變渾濁的氣體。完全燃燒的化學方程式為 CH4+2O2 CO2+2H2O。
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3. 化石燃料燃燒對環境的影響
(1) 化石燃料及其煉制得到的各種燃油，在燃燒釋放大量熱的同時也產生大量二氧化碳氣體，加劇了溫室效應。
(2) 煤直接燃燒時，還產生一些氮、硫的氧化物和粉塵， 若不加以處理，將造成大氣污染。
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要點提示
1. 化石燃料都是混合物，都是不可再生的。
2.化石燃料都具有可燃性，但是煤、石油在生活中一般都不是直接作燃料，否則不僅會浪費燃料，而且會造成環境污染。
3. 煤隔絕空氣加強熱發生化學變化，石油分餾是利用各成分的沸點不同進行分離，是物理變化，與工業制氧氣的原理相同。
4. 點燃甲烷之前，一定要驗純，否則可能發生爆炸。
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[ 中考·濱州 ] 下列燃料不屬于化石燃料的是( )
A. 煤 B. 石油 C. 天然氣 D. 氫氣
例1
D
考向 化石燃料的判斷及利用
題型 1 認識化石燃料
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解題秘方：根據形成原理來辨別化石燃料。
解析： 化石燃料是由被埋入地下的古代生物體，長期在空氣不 足、高溫高壓下經過復雜的變化逐步形成的，如煤、石油、天然氣，它們是從自然界直接獲取的，不可再生。氫氣不屬于化石燃料。
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教你一招： 化石燃料與其他燃料的形成原理不同，如常見的煤、石油、天然氣是經過復雜而漫長的變化形成的。沼氣的主要成分是CH4，可由秸稈、雜草等廢棄物發酵形成，是可再生能源，不是化石燃料。
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知識鏈接
煤、石油、天然氣是化石燃料；不是所有的燃料都是化石燃料，如酒精、氫氣、一氧化碳等就不是化石燃料，它們可通過一定的化學方法來制取。
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下列敘述中，正確的是 ( )
A. 煤的綜合利用措施主要有煤的氣化、焦化和液化 , 發生的是物理變化
B. 從原油中分離出汽油、煤油和柴油 , 發生的是化學變化
C. 人類利用的能量都是通過化學反應獲得的
D. 埋于海底的可燃冰將來可能替代煤和石油
例2
D
題型 2 化石燃料的利用
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解析： 煤的氣化、焦化和液化過程有新物質生成，屬于化學變化；從原油中分離出汽油、煤油和柴油，利用的是各物質的沸點不同，發生的是物理變化；人類利用的能量并不都是通過化學反應獲得的，還可以通過風能、太陽能、地熱能等方式獲取。
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誤區警示
工業上常將煤隔絕空氣加強熱( 煤的焦化) 產生焦炭、煤焦油、焦爐煤氣等，將石油分餾得到汽油、煤油、柴油等，前者是化學變化，后者是物理變化。
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知識點
3
1. 太陽能
(1) 太陽能的利用：綠色植物通過光合作用吸收太陽能，動物食用植物間接利用太陽能，化石燃料蘊藏的能量也來自遠古時期生物體所吸收和利用的太陽能。
(2)太陽能的轉化
清潔能源的開發利用
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主要方式 基本原理 舉例
光—熱轉換 利用太陽能加熱物體而獲得熱能 溫室、太陽能熱水器等
光—電轉換 把太陽能直接轉換成電能 光伏發電等
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2. 生物質能
(1) 概念：生物質能是太陽能經過植物的光合作用以有機物質的形式固定下來的能源，這些有機物質通常稱為生物質。
(2)生物質能的應用：可以將生物質作為燃料燃燒，也可以借助化學方法將生物質轉化為沼氣、乙醇等 , 作為燃料使用。
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(3)乙醇
①俗稱酒精，化學式為 C2H6O，是一種無色透明、具有特殊香味的液體。乙醇易揮發 , 能與水以任意比例互溶，是工業上重要的溶劑。
②乙醇在空氣中易燃燒 , 燃燒時產生淡藍色火焰，生成二氧化碳和水，同時放出大量的熱。
C2H6O+3O2 2CO2+3H2O
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知識鏈接
1.太陽能的轉化及利用
2. 對于氫氣這種燃料，要辯證地認識。從對環境的影響、原料來源、熱值來看，氫氣是目前最理想的燃料，但是由于其制取成本太高、儲存運輸困難等，所以目前并沒有得到廣泛的應用。
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3. 氫能
(1)氫能的優點
氫能被人們看作是理想的“綠色能源”。
①熱值大： 氫氣完全燃燒放出的熱量是等質量甲烷完全燃燒放出熱量的 2 倍多。
②原料來源廣： 水可以作為制取氫氣的原料(可分解水制取氫氣)， 資源不受限制。
③產物無污染： 氫氣的燃燒產物是水，不會污染環境。
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(2)氫能的開發與利用
①利用太陽能分解水獲得氫氣，其中最為關鍵的綠色催化技術已有重大突破。
②高效、價廉的儲氫材料的研究也不斷取得進展。
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乙醇汽油作為一種新型清潔燃料，是目前世界上可再生能源的發展重點，而且具有較好的經濟效益和社會效益，終將成為汽油和柴油的替代品。
(1)乙醇汽油可以作為燃料是因為乙醇汽油具有_____性，燃燒時將化學能轉化為_______。寫出乙醇在空氣中完全燃燒的化學方程式：________________________________。
例3
考向 清潔能源的開發利用
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可燃
熱能
C2H6O+3O2 2CO2+3H2O
(2)隨著汽車用量急劇增加，能源和環保問題日趨嚴峻，普及以 _________________、氫能等清潔能源為動力的汽車迫在眉睫。氫氣燃燒的熱值比化石燃料的 ____(填“大”或“小”)。從“綠色化學”角度分析，使用氫燃料汽車最突出的優點是___________________________________。
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太陽能(合理即可)
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大
氫氣的燃燒產物是水，對環境無污染
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解析： (1)乙醇汽油可以作為燃料是因為乙醇汽油具有可燃性，燃燒時是將化學能轉化為熱能，乙醇在空氣中完全燃燒生成二氧化碳和水。(2)氫氣的熱值比化石燃料的大。從“綠色化學”角度分析，使用氫燃料汽車最突出的優點是氫氣的燃燒產物是水，對環境無 污染。
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知識鏈接
人類利用能源的過程中，應盡可能減少能源的消耗，提高能源的利用率，同時要開發利用太陽能、生物質能、氫能等清潔能源，這樣既節省了化石燃料，又減少了污染物的排放。
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知識點
4
1. 電能的來源
人們使用的電能大多是依靠燃燒化石燃料 , 將化學能轉化為熱能、機械能，再轉化成電能，轉化的效率低 , 還存在環境污染等問題。
化學電池的廣泛應用
知4－講
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2. 化學電池
化學電池是一種能量轉化與儲存的裝置，可以將化學能轉化為電能，具有體積小、使用方便、能量轉化效率高等許多優點。
3. 化學能轉化為電能的實驗
知4－講
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在能量轉化中，電池通過特定的化學反應，消耗某種化學物質而釋放出電能，且能量轉化效率較高。
知4－講
太陽能光伏電池，簡稱光伏電池。下列有關光伏電池能量轉化形式的敘述正確的是( )
A. 化學能轉化為電能
B. 電能轉化為化學能
C. 太陽能轉化為電能
D. 風能轉化為電能
例4
考向 化學電池的利用
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C
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解析： 光伏電池利用太陽光照射，直接將光能轉化為電能，因此能量轉化形式是將太陽能轉化為電能。
知4－練
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知4－練
變式訓練
下列能源開發利用過程中，由化學能轉化為電能的是(　　)
A. 水力發電
B. 鋰電池
C. 風力發電
D. 太陽能發電
B
課堂小結
能源
的
綜合
利用
化石
燃料
化學
電池
化學能→電能
優點
煤
石油
天然氣
太陽能
氫能
生物
質能
光-熱轉換
光-電轉換
三大優點
開發與利用
直接燃燒
轉化為乙醇、
沼氣等

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