内容正文:
9.3 化学能的利用
第 九 章 现代生活与化学
第九章 现代生活与化学
1
1.了解人类利用能源的简史和能源的种类。
2.能结合常见的化学反应认识到化学能可以转化为热能。
3.了解化学能可以转化为电能。
学 习 目 标
2
自 主 探 究
能源
能源的发展——①柴火
能源的发展——②煤炭
能源的发展——③热能、水能、太阳能、风能、核能
主要能源——化石燃料
煤
石油
天然气
目前人类应用最广泛的能源是煤、石油、天然气等不可再生的化石燃料,而化石燃料正面临日益枯竭的危机。根据国际能源机构的统计,若按目前的势头发展下去,不加节制,那么地球上天然气、石油和煤炭能供人们开采的年限已经不多了。谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。
化石能源是不可再生资源,储量有限,要合理开采并提高燃烧的利用率。
提高燃烧的利用率的方法是使燃料充分燃烧,化石燃料不充分燃烧还会产生一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、炭粒、尘粒等,另外化石燃料中含有杂质硫、氮等,燃烧时会产生空气污染物,如二氧化硫、氮氧化合物等污染性气体,这些物质排放到空气中也会造成污染。
化石燃料资源有限,并会对自然环境造成污染,因此要开发利用清洁高效的新能源。
生物质能
海洋能
地热能
氢能
生物质能是世界第四大能源,是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的一种能量形式,它直接或间接来源于植物的光合作用,具有资源丰富、含碳量低的特点。地热能、风能、海洋能受地域、季节等因素的影响较大,其开发和应用具有一定的局限性。
能源的分类
(1)常规能源:指已经利用多年而且现在还在大规模利用的能源,如化石燃料、水能、生物质能等。
(2)新能源:指近若干年才开始被人类利用的能源,或者过去被利用过,后来被取代了,现在又有新的利用方式的能源。如太阳能、风能、地热能和海洋能等。
拓展:
(1)可再生能源和不可再生能源
①可再生的、能持续利用的能源称为可再生能源,如水能、风能、氢能等。
②经过亿万年所形成的短期内无法恢复的能源称为不可再生能源,如石油、煤、天然气等。
(2)一次能源和二次能源
①一次能源:直接来自自然界的能源,如化石燃料、水能、风能等。
②二次能源:由一次能源转换或加工得到的能源,如煤气、沼气、汽油、电能等。
化学能的利用
物质发生化学变化时,常常伴随有能量变化,这就是化学能。化学能可转化为热能、电能等,为人类所利用。
生活中哪些热能的应用是由化学能转化的?
1.化学能转化为热能
用柴草、煤、天然气和液化气作燃料;汽车、飞机、坦克、轮船的燃料,火力发电厂用煤作燃料,冬天使用的“暖暖包”(铁粉与氧气反应放热);气焊气割(氧炔焰)等。
煤、汽油、柴油、天然气等燃烧
化学能
热能
天然气燃烧
产生
转化
化石燃料的缺点:
(1)不可再生;
(2)能源转化率低;
(3)产生环境污染。
为什么?
以火力发电厂发电为例
化石燃料
化学能
热能
机械能
电能
那么生活中有没有能量转化率较高的装置?
2.化学能转化为电能
干电池
手机电池(锂电池)
化学电池:化学能转化为电能
一次电池:不能充电再次使用,如干电池
二次电池:可再充电循环使用,如蓄电池、锂电池
燃料电池:化学能直接转化为电能,如氢氧燃料电池
氢氧燃料电池
(1)多孔金属正、负电极和导电液组成;
(2)氢气进负电极,氧气进正电极;
(3)发电后产物是水;
(4)宇宙飞船等航天器已使用。
以电能的方式利用化学能更加有效和洁净,对环境影响很小。
注意: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。
提问:你有什么好方法来处理废旧电池吗?
本节课你学会了哪些知识?
收获了什么方法?
还有什么疑惑吗?
1.下列能源开发利用过程中,由化学能变成电能的是( )
A.水力发电 B.风力发电
C.太阳能发电 D.燃料电池发电
2.人类生活需要能量,下列能量转化的例子中不是由化学变化产生的是( )
A.燃起篝火烘烤食物 B.太阳能热水器烧水
C.绿色植物将太阳能转化为化学能 D.煤燃烧发电
D
B
课 堂 达 标
(1)与C相比,A、B发电的共同优点是 (写一条)。
(2)A的能量转化方式是把 能经过一系列变化转化成电能。
3.能源既是国家经济发展的命脉,也是国家发展战略的重要支柱。某省多地有效调整能源结构,稳步发展安全高效的能源体系,合理利用如下三种发电方式,并取得了显著成效。
节约资源
风
2.以氢燃料电池为动力的汽车,它的基本原理是以氢气和氧气为原料,通过电化学反应直接产生电能,运行时产生的温度一般不超过80 ℃,反应后的产物只有水。
(1)以下对氢燃料电池的叙述,符合事实的是( )
A.其能量转化过程是化学能→热能→电能