氫能的開發(fā)和利用課件

1、氫能的開發(fā)和利用第2課時(shí)生物質(zhì)能的利用氫能的開發(fā)和利用氫能的開發(fā)和利用課標(biāo)定位：簡單了解生物質(zhì)能、氫能利用的現(xiàn)狀。認(rèn)識開發(fā)、利用高能、清潔能源的重要性和迫切性。氫能的開發(fā)和利用氫能的開發(fā)和利用填一填知識清單一、生物質(zhì)能的利用1來源生物質(zhì)能來源于_所貯存的能量。2利用方式(1)直接燃燒。纖 維 素 燃 燒 的 化 學(xué) 方 程 式 為 ：_。氫能的開發(fā)和利用(2)生物化學(xué)轉(zhuǎn)換。制沼氣。a沼氣的主要成分是_，還含有_和少量_等。b應(yīng)用：制_燃料和優(yōu)質(zhì)肥料。制乙醇。由淀粉制乙醇的化學(xué)方程式為：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，_。(3)熱

2、化學(xué)轉(zhuǎn)換。使生物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱值較高的_。氫能的開發(fā)和利用二、氫能的開發(fā)與利用1氫能的三大優(yōu)點(diǎn)(1)氫氣完全燃燒放出的熱量是等質(zhì)量汽油完全燃燒放出熱量的_。(2)原料是水，資源不受_。(3)燃燒產(chǎn)物是水，不會_環(huán)境，是理想的_燃料。2氫能產(chǎn)生與利用的途徑(1)中的物質(zhì)為_，(2)中的物質(zhì)為_。氫能的開發(fā)和利用3氫能的開發(fā)( 1 ) 電 解 水 制 得 氫 氣 的 化 學(xué) 方 程 式 為_。(2)在光分解催化劑存在下，在特定的裝置中，利用_分解水制氫氣。(3)利用_等低等值物和_在陽光作用下使水分解產(chǎn)生氫氣。(4)開發(fā)氫能的關(guān)鍵是：制備氫氣的_、氫氣的_和_等問題。(5)_的

3、發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，開辟了解決氫氣貯存、運(yùn)輸難題的新途徑。氫能的開發(fā)和利用做一做自我測評1下列有關(guān)生物質(zhì)能的說法不正確的是()a生物質(zhì)能是可再生能源b生物質(zhì)能本質(zhì)上是化學(xué)能c焚燒生活垃圾發(fā)電是將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為電能d玉米、高粱發(fā)酵制乙醇是生物質(zhì)能的熱化學(xué)轉(zhuǎn)換氫能的開發(fā)和利用解析：生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量，生物質(zhì)能利用的最終結(jié)果：除釋放能量外，產(chǎn)生無污染的co2和h2o，通過植物的光合作用，重新將太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，因此生物質(zhì)能是可再生的新能源。光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的本質(zhì)是光化學(xué)能的轉(zhuǎn)換，b項(xiàng)也是正確的 。焚燒生活垃圾發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程是：生物質(zhì)能熱能電能，c不正確。含淀粉較高的農(nóng)作物發(fā)

4、酵制燃料乙醇是生物化學(xué)轉(zhuǎn)換，d不正確。答案：cd氫能的開發(fā)和利用2氫氣是一種很有前途的綠色能源，以水為原料，大量制取氫氣最理想的途徑是()a利用太陽能直接使水分解產(chǎn)生氫氣b以焦炭和水制水煤氣后分離出氫氣c用fe跟hcl反應(yīng)放出h2d由熱電站提供電力，電解水產(chǎn)生氫氣解析：a中利用太陽能直接使水分解產(chǎn)生氫氣是最理想的途徑，而b、c、d三項(xiàng)中都會消耗其他的物質(zhì)或能量。答案：a氫能的開發(fā)和利用氫能的開發(fā)和利用核心解讀一、氫氣作為新能源有以下特點(diǎn)：1氫是自然界存在最普遍的元素，據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，除了廣泛存在于星體和星際的氣體中外，還主要以化合物的形態(tài)貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。據(jù)

5、推算，如把海水中的氫全部提取出來，它所產(chǎn)生的總熱量比地球上所有化石燃料放出的熱量還大9 000倍。2除核燃料外氫氣的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142 351 kj/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍多。3氫氣燃燒性能好，點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，燃燒速率快。氫能的開發(fā)和利用4氫氣本身無毒，與其他燃料相比氫氣燃燒時(shí)最清潔，除生成水和少量氮化氫外不會產(chǎn)生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳?xì)浠衔?、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質(zhì)，少量的氮化氫經(jīng)過適當(dāng)處理也不會污染環(huán)境，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復(fù)循環(huán)使用。5氫能利用形式多，既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動機(jī)中產(chǎn)生

6、機(jī)械能，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。用氫代替煤和石油，不需對現(xiàn)有的技術(shù)裝備作重大的改造，現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)稍加改裝即可使用。氫能的開發(fā)和利用6氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求。由以上特點(diǎn)可以看出氫是一種理想的新的含能體能源。目前液氫已廣泛用作航天動力的燃料，但氫能的大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用還有待解決以下關(guān)鍵問題：(1)廉價(jià)的制氫技術(shù)。因?yàn)闅涫且环N二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氫效率很低，因此尋求大規(guī)模的廉價(jià)的制氫技術(shù)是各國科學(xué)家共同關(guān)心的問題。(2)安全可靠的貯氫和輸氫方法。由于氫易氣化、著火、爆炸，因此如何妥

7、善解決氫能的貯存和運(yùn)輸問題也就成為開發(fā)氫能的關(guān)鍵。氫能的開發(fā)和利用二、一次能源和二次能源的區(qū)別與聯(lián)系能源可劃分為一次能源和二次能源。自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一次能源；如太陽能、石油、煤、天然氣、風(fēng)能、水力等，一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源，如煤氣、電力、汽油、蒸氣、氫氣等。二次能源是聯(lián)系一次能源和能源用戶的中間紐帶。二次能源又可分為“過程性能源”和“含能體能源”。當(dāng)今電能就是應(yīng)用最廣的“過程性能源”；柴油、汽油則是應(yīng)用最廣的“含能體能源”。由于目前“過程性能源”尚不能大量地直接貯存，因此汽車、輪船、飛機(jī)等機(jī)動性強(qiáng)的現(xiàn)代交通運(yùn)輸工具就無法直接使用從發(fā)電廠輸出來的電能，只能采用

8、像柴油、汽油這一類“含能體能源”。可見，過程性能源和含能體能源是不能互相替代的，各有自己的應(yīng)用范圍。氫能的開發(fā)和利用隨著人們將目光也投向?qū)で笮碌摹昂荏w能源”，作為二次能源的電能，可從各種一次能源中生產(chǎn)出來，例如煤炭、石油、天然氣、太陽能、風(fēng)能、水力、潮汐能、地?zé)崮堋⒑巳剂系染芍苯由a(chǎn)電能。而作為二次能源的汽油和柴油等則不然，生產(chǎn)它們幾乎完全依靠化石燃料。隨著化石燃料耗量的日益增加，其儲量日益減少，終有一天這些資源將要枯竭，這就迫切需要尋找一種不依賴化石燃料的、儲量豐富的新的含能體能源。氫能正是一種在常規(guī)能源危機(jī)時(shí)出現(xiàn)、在開發(fā)新的二次能源的同時(shí)人們期待的新的二次能源。氫能的開發(fā)和利用題型研析

9、知識點(diǎn)一生物質(zhì)能的生物化學(xué)轉(zhuǎn)換【例1】 隨著工業(yè)的發(fā)展，能源問題越來越引起人們的重視?？茖W(xué)家預(yù)言，未來最理想的燃料是綠色植物，即將植物的秸稈(主要的成分是纖維素)用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔?，水解成葡萄糖，再將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇，用作燃料。(1)寫出將綠色植物的秸稈轉(zhuǎn)化為乙醇的化學(xué)方程式：_。氫能的開發(fā)和利用(2)已知：ch4(g)2o2(g)co2(g)2h2o(l)h890 kjmol1c2h5oh(l)3o2(g)2co2(g)3h2o(l)h1 367 kjmol1若某種植物的秸稈含纖維素約50%，由植物秸稈經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化得到乙醇原料的總利用率為80%，則以1 000 g秸稈為原料制得的乙醇燃料燃

10、燒所產(chǎn)生的熱量與_l甲烷完全燃燒產(chǎn)生的熱量相當(dāng)(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。( 3 ) 綠 色 植 物 光 合 作 用 的 效 能 是_.氫能的開發(fā)和利用解析：(1)纖維素在催化劑存在下水解生成葡萄糖，進(jìn)一步發(fā)酵生成乙醇，同時(shí)放出co2。(2)設(shè)1 000 g秸稈制得的乙醇燃料燃燒產(chǎn)生的熱量為x，與標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為y的甲烷完全燃燒產(chǎn)生的熱量相當(dāng)。(c6h10o5)n2nc2h5oh1 367 kj2n162n g2 734n kj1 00050%80% gx列比例式，解得：x6 750.6 kj。ch4890 kj224 l890 kjy6 750.6 kj列比例式，解得：y170 l。氫能的開發(fā)和利用點(diǎn)撥

11、：生物化學(xué)轉(zhuǎn)化利用生物質(zhì)能，常用的兩種方法是：一是將植物的秸稈、枝葉、雜草和人畜糞便加入沼氣發(fā)酵池中，在厭氧的條件下，經(jīng)過沼氣菌的作用，生成沼氣；另一種方法是將纖維素或淀粉，在催化劑存在條件下水解和細(xì)菌發(fā)酵，制成乙醇。氫能的開發(fā)和利用知識點(diǎn)二氫能的開發(fā)【例2】 氫氣是未來理想的能源，水是自然界廣泛分布的物質(zhì)，用水生產(chǎn)大量的氫氣是人類夢寐以求的愿望，但這一轉(zhuǎn)化過程需要大量的能源。請你為這一過程提供既經(jīng)濟(jì)又不污染環(huán)境的理想的三種能源(或方法)。解析：此題以人們普遍關(guān)心的能源與環(huán)保問題設(shè)置情景。仔細(xì)審題，可獲得如下信息：氫氣是理想的二級能源，可用水生產(chǎn)氫氣；用水生產(chǎn)氫氣需大量能源；所用能源要既經(jīng)濟(jì)又

12、不污染環(huán)境。答案：太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮芤约芭囵B(yǎng)能將水分解成氫氣的細(xì)菌等。氫能的開發(fā)和利用點(diǎn)撥：最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能以及來自地球內(nèi)部的能量如地?zé)崮堋⒑四艿?，還有來自天體的引力能如潮汐能等。這些新能源的特點(diǎn)是資源豐富，而且有些可以再生，為再生能源，對環(huán)境沒有污染或污染少。氫能的開發(fā)和利用隨堂反饋1下列對城市廢棄物中生物質(zhì)能的利用不合理的是()a把廢棄物拉到鄉(xiāng)下找個(gè)地點(diǎn)填埋掉b對廢棄物進(jìn)行處理后焚燒，利用產(chǎn)生的熱能供暖和發(fā)電c把廢物進(jìn)行生物化學(xué)轉(zhuǎn)換獲取ch4d讓廢棄物在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱值較高的可燃性氣體解析：垃圾焚燒處理可以把城市生活垃圾中的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能；生活垃圾的填埋既是對生物質(zhì)能的一種浪費(fèi)，也會造成新的環(huán)境污染。答案：a氫能的開發(fā)和利用2煤、石油、水能、生物能的共同點(diǎn)是()a都是可再生的常規(guī)能源b都是來自太陽輻射的能量c都是清潔的能源d都是二次能源解析：地球上的一切能源來自太陽輻射能。答案：b氫能的開發(fā)和利用3自行車、電動自行車、普通汽車消耗的能量類型分別是()生物能核能電能太陽能化學(xué)能abc d解析：人騎自行車是將生物能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電動自行車是將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；普通汽車是將汽油反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。答案：b氫能的