高一化學(xué)必修2專題1 太陽能生物質(zhì)能和氫能的利用 ppt

太陽能的利用太陽能的利用世界能源的主要來源世界能源的主要來源目前使用的化石燃料是什么，存目前使用的化石燃料是什么，存在哪些缺點？在哪些缺點？2020世紀非洲，美洲，歐洲，中東的石世紀非洲，美洲，歐洲，中東的石油儲量和年平均消耗量油儲量和年平均消耗量石油儲量石油儲量/t年平均消耗量年平均消耗量/t非洲非洲9.5x1092.2x108美洲美洲1.8x10108.0 x108歐洲歐洲3.6x10101.4x108中東中東6.1x10106.1x108請估算各地區(qū)石油可以使用多少年？請估算各地區(qū)石油可以使用多少年？43年年22.5年年25.7年年100年年石油石油 40年年天然氣天然氣 61 年年煤煤 碳碳 227年年化石能源是不可再生能源，化石能源是不可再生能源，科學(xué)家估計使用年限科學(xué)家估計使用年限能源危機給人類社會帶來的影響能源危機給人類社會帶來的影響是我們難以承受的，而且隨著現(xiàn)是我們難以承受的，而且隨著現(xiàn)代的高速發(fā)展，人類對能源的需代的高速發(fā)展，人類對能源的需求量越來越大。因此，開發(fā)和利求量越來越大。因此，開發(fā)和利用清潔，高效的新能源已成為人用清潔，高效的新能源已成為人類共同關(guān)注的重大課題！類共同關(guān)注的重大課題！討討論論同學(xué)們知道哪些新能源呢？同學(xué)們知道哪些新能源呢？風(fēng)能風(fēng)能生物質(zhì)能生物質(zhì)能太陽能太陽能氫能氫能波浪能波浪能地?zé)崮艿責(zé)崮茉谛履茉粗?，太陽在新能源中，太陽能，生物質(zhì)能，氫能，生物質(zhì)能，氫能和風(fēng)能，海洋能，能和風(fēng)能，海洋能，地?zé)崮艿榷际强梢缘責(zé)崮艿榷际强梢栽偕茉?。再生能源。其中太陽能是最誘人的其中太陽能是最誘人的地球上的能流圖（單位106MW） 太陽能的利用太陽能的利用 1.太陽能是地球上最基本的能源太陽能是地球上最基本的能源太陽是一個巨大、久遠、無盡的能源。盡管太太陽是一個巨大、久遠、無盡的能源。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量陽輻射到地球大氣層的能量僅為其總輻射能量（約為（約為3.751026W）的）的22億分之一，但已高億分之一，但已高達達173,000TW，也就是說太陽每秒鐘照射到，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。下圖是地萬噸煤。下圖是地球上的能流圖。從圖上可以看出，地球上的風(fēng)球上的能流圖。從圖上可以看出，地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來源于太陽；即使是地球上及部分潮汐能都是來源于太陽；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能，所以廣上說也是遠古以來貯存下來的太陽能，所以廣義的太陽能所包括的范圍非常大，狹義的太陽義的太陽能所包括的范圍非常大，狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。直接轉(zhuǎn)換。 太陽能既是一次能源，又是可再生能太陽能既是一次能源，又是可再生能源。它資源豐富，既可免費使用，又源。它資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染。但太無需運輸，對環(huán)境無任何污染。但太陽能也有陽能也有兩個主要缺點兩個主要缺點：一是能流密一是能流密度低；二是其強度受各種因素（季節(jié)、度低；二是其強度受各種因素（季節(jié)、地點、氣候等）的影響不能維持常量。地點、氣候等）的影響不能維持常量。這兩大缺點大大限制了太陽能的有效這兩大缺點大大限制了太陽能的有效利用。利用。 太陽能的利用太陽能的利用 2.大自然利用太陽能的最成功的途徑大自然利用太陽能的最成功的途徑-植物的光合作用植物的光合作用.光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能6CO2+6H2O C6H12O6+6O2光光葉綠素葉綠素太陽能的利用太陽能的利用 2.大自然利用太陽能的最成功的途徑大自然利用太陽能的最成功的途徑-植物的光合作用植物的光合作用.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O +熱量熱量（C6H10O5）n+6H2O C6H12O6 催化劑催化劑太陽能的利用太陽能的利用 大自然通過光合作用利用太陽能是如此的成功和美妙。那么，大自然通過光合作用利用太陽能是如此的成功和美妙。那么，人類是通過什么方式開發(fā)和利用太陽能的呢？你知道有哪些人類是通過什么方式開發(fā)和利用太陽能的呢？你知道有哪些途徑途徑，已經(jīng)取得哪些成就嗎？，已經(jīng)取得哪些成就嗎？請閱讀教材請閱讀教材P48”拓展視野拓展視野“太陽能的利用太陽能的利用 3.太陽能的利用方式太陽能的利用方式光能化學(xué)能光能熱能光能電能光能生物質(zhì)能太陽能的利用太陽能的利用 3.太陽能的利用方式太陽能的利用方式1）.光能化學(xué)能6H2O+6CO2C6H12O6+6O2光光葉綠素葉綠素（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6催化劑催化劑C6H12O6 + 6O26H20 + 6CO2原理原理:光能光能化學(xué)能化學(xué)能太陽能的利用太陽能的利用 3.太陽能的利用方式太陽能的利用方式2）.光熱轉(zhuǎn)換光能光能熱能熱能太陽爐太陽爐太陽灶太陽灶太陽能的利用太陽能的利用 3.太陽能的利用方式太陽能的利用方式3）.光電轉(zhuǎn)換光光熱熱電轉(zhuǎn)換方式電轉(zhuǎn)換方式光光電直接轉(zhuǎn)換電直接轉(zhuǎn)換原理原理:光能光能熱能熱能化學(xué)能化學(xué)能光能光能電能電能基本原理是利用光電效應(yīng)基本原理是利用光電效應(yīng)基本裝置是太陽能電池基本裝置是太陽能電池太陽能的利用太陽能的利用 3.太陽能的利用方式太陽能的利用方式4）.光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換6H2O+6CO2C6H12O6+6O2光光葉綠素葉綠素（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6催化劑催化劑C6H12O6 + 6O26H20 + 6CO2生物質(zhì)能的利用生物質(zhì)能的利用生物質(zhì)能的利用生物質(zhì)能的利用生物質(zhì)能來源于哪里呢？生物質(zhì)能生物質(zhì)能來源于哪里呢？生物質(zhì)能包括那些呢？有什么樣的特點？請包括那些呢？有什么樣的特點？請同學(xué)們閱讀教材同學(xué)們閱讀教材P49第一段。第一段。生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品貯存的能量。貯存的能量。包括農(nóng)業(yè)的廢棄物，水生植物，包括農(nóng)業(yè)的廢棄物，水生植物，油料植物，工業(yè)有機廢物，動物糞便油料植物，工業(yè)有機廢物，動物糞便生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源，其具有以下特點：源，其具有以下特點：可再生性；可再生性；低污染性低污染性 ；廣泛的分布性廣泛的分布性 。生物質(zhì)能的利用生物質(zhì)能的利用閱讀教材，談?wù)勅祟愂侨绾卫瞄喿x教材，談?wù)勅祟愂侨绾卫蒙镔|(zhì)能的生物質(zhì)能的生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)能的利用方式1、直接燃燒、直接燃燒2、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換1、直接燃燒、直接燃燒注釋注釋:用纖維素（用纖維素（C6H10O5）n代表植物枝葉的代表植物枝葉的主要成分主要成分（C6H10O5)n +6n CO26n CO2 +5n H2O點燃點燃缺點缺點: 生物質(zhì)燃燒生物質(zhì)燃燒過程的生物質(zhì)能過程的生物質(zhì)能的凈轉(zhuǎn)化效率在的凈轉(zhuǎn)化效率在2040之間。之間。2、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換a、利用植物的秸桿、枝葉、雜草等制取沼氣、利用植物的秸桿、枝葉、雜草等制取沼氣b、用含糖類、淀粉（、用含糖類、淀粉（C6H10O5）n較多的農(nóng)較多的農(nóng)作物（如玉米、高粱）為原料，制取乙醇。作物（如玉米、高粱）為原料，制取乙醇。（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6催化劑催化劑C6H12O62C2H5OH+2CO2點燃點燃乙醇汽油的優(yōu)點乙醇汽油的優(yōu)點乙醇汽油是用乙醇汽油是用90%的的普通汽油與普通汽油與10%的燃的燃料乙醇調(diào)和而成。首先，料乙醇調(diào)和而成。首先，乙醇汽油增加汽油中的含乙醇汽油增加汽油中的含氧量，使燃燒更充分，有氧量，使燃燒更充分，有效地降低了尾氣中有害物效地降低了尾氣中有害物質(zhì)的排放；第二，有效提質(zhì)的排放；第二，有效提高汽油的標號，使發(fā)動機高汽油的標號，使發(fā)動機運行更平穩(wěn)；第三，可有運行更平穩(wěn)；第三，可有效消除火花塞、氣門、活效消除火花塞、氣門、活塞頂部及排氣管、消聲器塞頂部及排氣管、消聲器部位的積炭，可以延長主部位的積炭，可以延長主要部件的使用壽命。要部件的使用壽命。 3、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生物質(zhì)生物質(zhì)可燃性氣體可燃性氣體生物質(zhì)能的利用方式生物質(zhì)能的利用方式閱讀教材閱讀教材P50”拓展視野拓展視野“了解了解生活生活 垃圾中生物質(zhì)能的利用垃圾中生物質(zhì)能的利用 氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用【思考】通過初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，我們知【思考】通過初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，我們知道了氫能是最好的潔凈，高效的新型能道了氫能是最好的潔凈，高效的新型能源，那么為什么可以這樣說呢，氫能有源，那么為什么可以這樣說呢，氫能有什么優(yōu)點呢？什么優(yōu)點呢？ 氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用v1.氫能三大優(yōu)點氫能三大優(yōu)點熱值高，來源廣，無污染熱值高，來源廣，無污染氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用【思考】氫能是一種理想的，極有前途【思考】氫能是一種理想的，極有前途的二級能源，它被人們視為理想的的二級能源，它被人們視為理想的“綠綠色能源色能源”，大家知道幾種產(chǎn)生氫能的方，大家知道幾種產(chǎn)生氫能的方式？這些方式有哪些優(yōu)點和缺點呢？式？這些方式有哪些優(yōu)點和缺點呢？氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用2.氫能的產(chǎn)生方式氫能的產(chǎn)生方式以天然氣，石油和煤為原料，在高溫下以天然氣，石油和煤為原料，在高溫下與水蒸氣反應(yīng)與水蒸氣反應(yīng)電解水制氫氣電解水制氫氣利用太陽能分解水制氫氣利用太陽能分解水制氫氣利用藍藻等低等植物和微生物在陽光作利用藍藻等低等植物和微生物在陽光作用下釋放氫氣用下釋放氫氣缺點：消耗大缺點：消耗大量的電能，成量的電能，成本高本高 最最佳方式佳方式氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用【思考】目前人類有哪些途徑可以來利【思考】目前人類有哪些途徑可以來利用氫能呢？用氫能呢？氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用3.氫能的利用途徑氫能的利用途徑氫氣燃燒放熱（如液態(tài)氫氣燃燒放熱（如液態(tài)氫作為火箭燃料）氫作為火箭燃料）用高壓氫氣，氧氣制作氫氧用高壓氫氣，氧氣制作氫氧燃料電池燃料電池利用氫的熱核反應(yīng)釋放的核利用氫的熱核反應(yīng)釋放的核能（氫彈）能（氫彈）氫能的開發(fā)與利用氫能的開發(fā)與利用閱讀教材閱讀教材P51”拓展視野拓展視野“ ，了解什么是，了解什么是儲氫材料及工作原理儲氫材料及工作原理.