第九章第一節(jié)化學(xué)與能源

1、2008.1.241第九章化學(xué)與社會(huì)發(fā)展第九章化學(xué)與社會(huì)發(fā)展1.1.2.2.3.3.化學(xué)有助于人類解決能源危機(jī)化學(xué)有助于人類解決能源危機(jī)化學(xué)為人類提供更豐富的材料化學(xué)為人類提供更豐富的材料化學(xué)能保護(hù)和改善人類賴以生存的環(huán)境化學(xué)能保護(hù)和改善人類賴以生存的環(huán)境教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)2008.1.2422008.1.243能源是世界不可缺少的資源。能源是世界不可缺少的資源。2008.1.244你知道嗎？你知道嗎？目前，我們利用的能源主要有哪些目前，我們利用的能源主要有哪些種類呢？種類呢？2008.1.2452008.1.246潮汐發(fā)電1海浪發(fā)電垃圾發(fā)電廠能源太陽能電板太陽能電池車2008.1.247第一節(jié)

2、 化學(xué)與能源 問題：當(dāng)今人類生產(chǎn)、生活中應(yīng)用最問題：當(dāng)今人類生產(chǎn)、生活中應(yīng)用最廣泛的能源有哪些？這些能源能滿足廣泛的能源有哪些？這些能源能滿足人類的需要嗎？人類的需要嗎？ 人類生產(chǎn)生活的主要能源人類生產(chǎn)生活的主要能源化石燃料化石燃料2008.1.2483、開發(fā)新能源：、開發(fā)新能源：氫能、核能、太陽能等氫能、核能、太陽能等解決能源危機(jī)的一般方法：解決能源危機(jī)的一般方法：1 1、提高能量轉(zhuǎn)化的效率、提高能量轉(zhuǎn)化的效率2 2、研制、使用節(jié)能產(chǎn)品、研制、使用節(jié)能產(chǎn)品針對(duì)現(xiàn)有能源針對(duì)現(xiàn)有能源化石燃料資源有限，不可再生！化石燃料資源有限，不可再生！2008.1.249一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電

3、能電能電能大多數(shù)是通過燃燒化石燃料產(chǎn)生大多數(shù)是通過燃燒化石燃料產(chǎn)生風(fēng)能風(fēng)能水能水能化學(xué)能等化學(xué)能等將化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能的將化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能的裝置如裝置如電池電池2008.1.2410火力發(fā)電火力發(fā)電2008.1.2411 觀察思考：觀察思考： 1、鋅片、銅片分別插入硫酸銅溶液、鋅片、銅片分別插入硫酸銅溶液 2、ZnCu之間連接一電流計(jì)并插入硫酸銅溶之間連接一電流計(jì)并插入硫酸銅溶液中，觀察電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)？如果偏轉(zhuǎn)說液中，觀察電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)？如果偏轉(zhuǎn)說明為什么？明為什么？ 3、反應(yīng)一段時(shí)間后，電極材料有何變化，硫反應(yīng)一段時(shí)間后，電極材料有何變化，硫酸銅溶液顏色有何變化？酸銅溶液顏色有何變化？原理

4、原理ZnZnCuSOCuSO4 4ZnSOZnSO4 4CuCu2008.1.2412思考思考 在上述實(shí)驗(yàn)中在上述實(shí)驗(yàn)中,電流計(jì)指針電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是什么?實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了什么形式的能量轉(zhuǎn)化中發(fā)生了什么形式的能量轉(zhuǎn)化?鋅原子失去電子變成鋅離子，電子通過導(dǎo)鋅原子失去電子變成鋅離子，電子通過導(dǎo)線流向另一端，溶液中的銅離子得到電子線流向另一端，溶液中的銅離子得到電子變成銅原子。從而使導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流。變成銅原子。從而使導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流?；瘜W(xué)電源化學(xué)電源：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。裝置。2008.1.2413 原理原理：所有的化學(xué)電源，都是通過

5、化：所有的化學(xué)電源，都是通過化學(xué)反應(yīng)，消耗某種化學(xué)物質(zhì)，輸出電學(xué)反應(yīng)，消耗某種化學(xué)物質(zhì)，輸出電能的。能的。種類種類：各種電池。：各種電池。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，既減少：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，既減少了大氣污染，又提高了能量轉(zhuǎn)化效率。了大氣污染，又提高了能量轉(zhuǎn)化效率。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：廢棄電池的亂仍亂放，會(huì)導(dǎo)致固體：廢棄電池的亂仍亂放，會(huì)導(dǎo)致固體廢棄物和重金屬離子對(duì)環(huán)境的污染。廢棄物和重金屬離子對(duì)環(huán)境的污染。2008.1.2414交流與討論交流與討論 雖然使用電池能減少大氣污雖然使用電池能減少大氣污染物和提高能量的轉(zhuǎn)化效率染物和提高能量的轉(zhuǎn)化效率,但但隨意丟棄廢舊電池隨意丟棄廢舊電池,會(huì)導(dǎo)致

6、固體會(huì)導(dǎo)致固體廢棄物和重金屬離子對(duì)環(huán)境的污廢棄物和重金屬離子對(duì)環(huán)境的污染染.你認(rèn)為廢棄電池應(yīng)如何處理你認(rèn)為廢棄電池應(yīng)如何處理?請(qǐng)與同學(xué)們交流討論請(qǐng)與同學(xué)們交流討論.分類回收，集中處理。分類回收，集中處理。2008.1.2415 1下列電池不是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能下列電池不是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的是的是 ( ) A干電池干電池 B蓄電池蓄電池 C燃料電池燃料電池 D太陽能電池太陽能電池 2燃料電池是一種將化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的燃料電池是一種將化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。下列燃能量直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。下列燃料電池比較適合宇宙飛船上使用的是料電池比較適合宇宙飛船上使用的是( ) AO2-CH4燃料

7、電池燃料電池 BO2-C2H5OH燃料電池燃料電池CO2-H2燃料電池燃料電池 DO2-CO燃料電池燃料電池DC2008.1.2416 3、依據(jù)下列描述的內(nèi)容，將能量轉(zhuǎn)化形式、依據(jù)下列描述的內(nèi)容，將能量轉(zhuǎn)化形式填在下列橫線上，填在下列橫線上，A、B、C、D填在箭頭填在箭頭上：上： A、奶牛吃草產(chǎn)出牛奶；、奶牛吃草產(chǎn)出牛奶； B、葡萄糖在小草體內(nèi)發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)、葡萄糖在小草體內(nèi)發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成纖維素等；反應(yīng)轉(zhuǎn)化成纖維素等； C、小草在太陽光的作用下將二氧化碳和、小草在太陽光的作用下將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為氧氣和葡萄糖；水轉(zhuǎn)化為氧氣和葡萄糖； D、牛奶被人食用。、牛奶被人食用。 太陽能太陽

8、能 CBAD2008.1.2417 4、下列屬于不可再生能源的是、下列屬于不可再生能源的是( ) A、太陽能、太陽能 B、生物能、生物能 C、煤、煤 D、地?zé)崮?、地?zé)崮蹸2008.1.2418二二. . 氫氫 能能未來最理想的燃料是什么未來最理想的燃料是什么?它它有哪些主要的優(yōu)點(diǎn)有哪些主要的優(yōu)點(diǎn)? 燃燒時(shí)放熱多；原料是水不燃燒時(shí)放熱多；原料是水不受限制；產(chǎn)物是水不污染環(huán)境。受限制；產(chǎn)物是水不污染環(huán)境。2008.1.2419你知道有幾種方法能得到氫氣嗎？請(qǐng)寫出有關(guān)化學(xué)方程式1 1、電解水電解水2 2、酸與活潑金屬酸與活潑金屬氫氣氫氣收集收集方法及氫氣的檢驗(yàn)方法及氫氣的檢驗(yàn)氫氣的氫氣的干燥干燥檢驗(yàn)

9、氫氣檢驗(yàn)氫氣純度純度如何檢查裝置的氣密性？（如何檢查裝置的氣密性？（P232圖）圖）實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的藥品、原理和實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的藥品、原理和裝置裝置？2008.1.2420制氫氣的裝置：制氫氣的裝置：2008.1.2421下列制氫氣的圖哪些正確下列制氫氣的圖哪些正確?2008.1.2422 用電解方法可以使水分解為氫氣用電解方法可以使水分解為氫氣和氧氣和氧氣,但要消耗大量的能源但要消耗大量的能源.科學(xué)科學(xué)家正致力于研究用其他方法從水家正致力于研究用其他方法從水中制取氫氣中制取氫氣,試說明利用太陽能獲試說明利用太陽能獲得氫氣的優(yōu)點(diǎn)得氫氣的優(yōu)點(diǎn).太陽能太陽能光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換電解水電解水光分解水光分

10、解水2008.1.2423最理想的綠色能源最理想的綠色能源放熱多、原料不受限制放熱多、原料不受限制產(chǎn)物是水產(chǎn)物是水解決制氫氣的解決制氫氣的能耗能耗、儲(chǔ)存儲(chǔ)存（已發(fā)現(xiàn)（已發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)氫金屬）儲(chǔ)氫金屬）運(yùn)輸運(yùn)輸問題問題太陽能電板太陽能電板貯氫合金貯氫合金你知道太陽能可以轉(zhuǎn)化為哪些能量？怎樣貯藏太你知道太陽能可以轉(zhuǎn)化為哪些能量？怎樣貯藏太陽能？太陽能有哪些優(yōu)點(diǎn)？陽能？太陽能有哪些優(yōu)點(diǎn)？2008.1.2424練一練 1氫氣的熱值為氫氣的熱值為1.4108 Jkg，燃，燃燒產(chǎn)物不污染環(huán)境，是一種未來能源。燒產(chǎn)物不污染環(huán)境，是一種未來能源。我國(guó)于我國(guó)于1980年成功地研制出國(guó)內(nèi)第一年成功地研制出國(guó)內(nèi)第一輛以氫氣

11、為動(dòng)力的汽車。若這種汽車輛以氫氣為動(dòng)力的汽車。若這種汽車行駛行駛l h需需1.68108 J的熱量，則每小的熱量，則每小時(shí)需要消耗氫氣時(shí)需要消耗氫氣 _g(不計(jì)熱量不計(jì)熱量損失損失)。12002008.1.2425 2據(jù)報(bào)紙登載，深圳某商場(chǎng)開業(yè)慶典時(shí)，據(jù)報(bào)紙登載，深圳某商場(chǎng)開業(yè)慶典時(shí)，店外掛的氫氣球因人群擁擠而被擠破，遇店外掛的氫氣球因人群擁擠而被擠破，遇上點(diǎn)燃的香煙，引起爆炸，并引發(fā)鄰近一上點(diǎn)燃的香煙，引起爆炸，并引發(fā)鄰近一串氫氣球爆炸。迅速掠過的火苗燒了一些串氫氣球爆炸。迅速掠過的火苗燒了一些顧客的頭發(fā)，并淺度灼傷顧客的頭發(fā)，并淺度灼傷20多人的皮膚。多人的皮膚。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答：（請(qǐng)簡(jiǎn)要回答：

12、（1）以上事實(shí)說明氫氣具有）以上事實(shí)說明氫氣具有 _性，發(fā)生燃燒的化學(xué)方程式是性，發(fā)生燃燒的化學(xué)方程式是 _ 。 （2）某興趣小組在進(jìn)行探究時(shí)，試驗(yàn)用相）某興趣小組在進(jìn)行探究時(shí)，試驗(yàn)用相對(duì)原子質(zhì)量為對(duì)原子質(zhì)量為4的稀有氣體氦氣，作為大型的稀有氣體氦氣，作為大型升空氣球的氣體，其原因是：升空氣球的氣體，其原因是： 。 ?？扇伎扇?H2+O2=2H2O點(diǎn)燃點(diǎn)燃密度比空氣小密度比空氣小沒有可燃性沒有可燃性2008.1.2426 3下圖是老師放置在實(shí)驗(yàn)桌上的三瓶無色氣體，下圖是老師放置在實(shí)驗(yàn)桌上的三瓶無色氣體，它們可能是它們可能是H2、O2、CO2。下列關(guān)于這三種氣體。下列關(guān)于這三種氣體的鑒別方法中，

13、不正確的是的鑒別方法中，不正確的是( ) A根據(jù)瓶根據(jù)瓶倒置，可判斷瓶倒置，可判斷瓶存放的是存放的是H2 B用帶火星的木條放入用帶火星的木條放入中，若復(fù)燃，則存中，若復(fù)燃，則存放的是放的是O2 C用點(diǎn)燃的木條伸入用點(diǎn)燃的木條伸入中，若火焰熄滅，則中，若火焰熄滅，則存放的是存放的是CO2 D向向中加入少量蒸餾水，若變?yōu)榧t色，則中加入少量蒸餾水，若變?yōu)榧t色，則存放的是存放的是CO2 D2008.1.2427 4、氫氣是一種熱值高的清潔能源，也是重要的、氫氣是一種熱值高的清潔能源，也是重要的化工原料。（化工原料。（1）寫出在加熱的條件下，氫氣與）寫出在加熱的條件下，氫氣與二氧化鍺（二氧化鍺（GeO2

14、）反應(yīng)制備金屬的化學(xué)方程式：）反應(yīng)制備金屬的化學(xué)方程式： _。 （2）如何大量、廉價(jià)地制備氫氣是是各國(guó)正在）如何大量、廉價(jià)地制備氫氣是是各國(guó)正在努力研究的課題。日本科學(xué)家最近開發(fā)出一種含努力研究的課題。日本科學(xué)家最近開發(fā)出一種含鎳氧化物半導(dǎo)體粉末，將少量這種粉末放入水中，鎳氧化物半導(dǎo)體粉末，將少量這種粉末放入水中，用波長(zhǎng)為用波長(zhǎng)為402nm的可見光照，能夠不斷地將水分的可見光照，能夠不斷地將水分解成氫氣和氧氣。在上述過程中，這種氧化物粉解成氫氣和氧氣。在上述過程中，這種氧化物粉末的作用是末的作用是 _；寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 _.GeO2+2H2=Ge+2H2O催化作用催化作用2H2O=2H2 +O2鎳氧化物鎳氧化物402nm光照光照2008.1.2428 5、現(xiàn)以鋅和稀鹽酸為原料制取和收集純凈、干燥、現(xiàn)以鋅和稀鹽酸為原料制取和收集純凈、干燥的氫氣。的氫氣。(1)