高一化学必修2专题1 太阳能生物质能和氢能的利用 ppt

太阳能的利用太阳能的利用世界能源的主要来源世界能源的主要来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，存在哪些缺点？在哪些缺点？2020世纪非洲，美洲，欧洲，中东的石世纪非洲，美洲，欧洲，中东的石油储量和年平均消耗量油储量和年平均消耗量石油储量石油储量/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欧洲欧洲3.6x10101.4x108中东中东6.1x10106.1x108请估算各地区石油可以使用多少年？请估算各地区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年年天然气天然气 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，科学家估计使用年限科学家估计使用年限能源危机给人类社会带来的影响能源危机给人类社会带来的影响是我们难以承受的，而且随着现是我们难以承受的，而且随着现代的高速发展，人类对能源的需代的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。因此，开发和利求量越来越大。因此，开发和利用清洁，高效的新能源已成为人用清洁，高效的新能源已成为人类共同关注的重大课题！类共同关注的重大课题！讨讨论论同学们知道哪些新能源呢？同学们知道哪些新能源呢？风能风能生物质能生物质能太阳能太阳能氢能氢能波浪能波浪能地热能地热能在新能源中，太阳在新能源中，太阳能，生物质能，氢能，生物质能，氢能和风能，海洋能，能和风能，海洋能，地热能等都是可以地热能等都是可以再生能源。再生能源。其中太阳能是最诱人的其中太阳能是最诱人的地球上的能流图（单位106MW） 太阳能的利用太阳能的利用 1.太阳能是地球上最基本的能源太阳能是地球上最基本的能源太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为（约为3.751026W）的）的22亿分之一，但已高亿分之一，但已高达达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于地球上的能量就相当于500万吨煤。下图是地万吨煤。下图是地球上的能流图。从图上可以看出，地球上的风球上的能流图。从图上可以看出，地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。直接转换。 太阳能既是一次能源，又是可再生能太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有阳能也有两个主要缺点两个主要缺点：一是能流密一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。利用。 太阳能的利用太阳能的利用 2.大自然利用太阳能的最成功的途径大自然利用太阳能的最成功的途径-植物的光合作用植物的光合作用.光能转化为化学能光能转化为化学能6CO2+6H2O C6H12O6+6O2光光叶绿素叶绿素太阳能的利用太阳能的利用 2.大自然利用太阳能的最成功的途径大自然利用太阳能的最成功的途径-植物的光合作用植物的光合作用.化学能转化为热能化学能转化为热能C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O +热量热量（C6H10O5）n+6H2O C6H12O6 催化剂催化剂太阳能的利用太阳能的利用 大自然通过光合作用利用太阳能是如此的成功和美妙。那么，大自然通过光合作用利用太阳能是如此的成功和美妙。那么，人类是通过什么方式开发和利用太阳能的呢？你知道有哪些人类是通过什么方式开发和利用太阳能的呢？你知道有哪些途径途径，已经取得哪些成就吗？，已经取得哪些成就吗？请阅读教材请阅读教材P48”拓展视野拓展视野“太阳能的利用太阳能的利用 3.太阳能的利用方式太阳能的利用方式光能化学能光能热能光能电能光能生物质能太阳能的利用太阳能的利用 3.太阳能的利用方式太阳能的利用方式1）.光能化学能6H2O+6CO2C6H12O6+6O2光光叶绿素叶绿素（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6催化剂催化剂C6H12O6 + 6O26H20 + 6CO2原理原理:光能光能化学能化学能太阳能的利用太阳能的利用 3.太阳能的利用方式太阳能的利用方式2）.光热转换光能光能热能热能太阳炉太阳炉太阳灶太阳灶太阳能的利用太阳能的利用 3.太阳能的利用方式太阳能的利用方式3）.光电转换光光热热电转换方式电转换方式光光电直接转换电直接转换原理原理:光能光能热能热能化学能化学能光能光能电能电能基本原理是利用光电效应基本原理是利用光电效应基本装置是太阳能电池基本装置是太阳能电池太阳能的利用太阳能的利用 3.太阳能的利用方式太阳能的利用方式4）.光生物质能转换6H2O+6CO2C6H12O6+6O2光光叶绿素叶绿素（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6催化剂催化剂C6H12O6 + 6O26H20 + 6CO2生物质能的利用生物质能的利用生物质能的利用生物质能的利用生物质能来源于哪里呢？生物质能生物质能来源于哪里呢？生物质能包括那些呢？有什么样的特点？请包括那些呢？有什么样的特点？请同学们阅读教材同学们阅读教材P49第一段。第一段。生物质能来源于植物及其加工产品生物质能来源于植物及其加工产品贮存的能量。贮存的能量。包括农业的废弃物，水生植物，包括农业的废弃物，水生植物，油料植物，工业有机废物，动物粪便油料植物，工业有机废物，动物粪便生物质能源是一种理想的可再生能生物质能源是一种理想的可再生能源，其具有以下特点：源，其具有以下特点：可再生性；可再生性；低污染性低污染性 ；广泛的分布性广泛的分布性 。生物质能的利用生物质能的利用阅读教材，谈谈人类是如何利用阅读教材，谈谈人类是如何利用生物质能的生物质能的生物质能的利用方式生物质能的利用方式1、直接燃烧、直接燃烧2、生物化学转换、生物化学转换3、热化学转换、热化学转换1、直接燃烧、直接燃烧注释注释:用纤维素（用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶的代表植物枝叶的主要成分主要成分（C6H10O5)n +6n CO26n CO2 +5n H2O点燃点燃缺点缺点: 生物质燃烧生物质燃烧过程的生物质能过程的生物质能的净转化效率在的净转化效率在2040之间。之间。2、生物化学转换、生物化学转换a、利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气、利用植物的秸杆、枝叶、杂草等制取沼气b、用含糖类、淀粉（、用含糖类、淀粉（C6H10O5）n较多的农较多的农作物（如玉米、高粱）为原料，制取乙醇。作物（如玉米、高粱）为原料，制取乙醇。（C6H10O5)n + nH2OnC6H12O6催化剂催化剂C6H12O62C2H5OH+2CO2点燃点燃乙醇汽油的优点乙醇汽油的优点乙醇汽油是用乙醇汽油是用90%的的普通汽油与普通汽油与10%的燃的燃料乙醇调和而成。首先，料乙醇调和而成。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，使燃烧更充分，有氧量，使燃烧更充分，有效地降低了尾气中有害物效地降低了尾气中有害物质的排放；第二，有效提质的排放；第二，有效提高汽油的标号，使发动机高汽油的标号，使发动机运行更平稳；第三，可有运行更平稳；第三，可有效消除火花塞、气门、活效消除火花塞、气门、活塞顶部及排气管、消声器塞顶部及排气管、消声器部位的积炭，可以延长主部位的积炭，可以延长主要部件的使用寿命。要部件的使用寿命。 3、热化学转换、热化学转换复杂的化学反应复杂的化学反应生物质生物质可燃性气体可燃性气体生物质能的利用方式生物质能的利用方式阅读教材阅读教材P50”拓展视野拓展视野“了解了解生活生活 垃圾中生物质能的利用垃圾中生物质能的利用 氢能的开发与利用氢能的开发与利用氢能的开发与利用氢能的开发与利用【思考】通过初中化学的学习，我们知【思考】通过初中化学的学习，我们知道了氢能是最好的洁净，高效的新型能道了氢能是最好的洁净，高效的新型能源，那么为什么可以这样说呢，氢能有源，那么为什么可以这样说呢，氢能有什么优点呢？什么优点呢？ 氢能的开发与利用氢能的开发与利用v1.氢能三大优点氢能三大优点热值高，来源广，无污染热值高，来源广，无污染氢能的开发与利用氢能的开发与利用【思考】氢能是一种理想的，极有前途【思考】氢能是一种理想的，极有前途的二级能源，它被人们视为理想的的二级能源，它被人们视为理想的“绿绿色能源色能源”，大家知道几种产生氢能的方，大家知道几种产生氢能的方式？这些方式有哪些优点和缺点呢？式？这些方式有哪些优点和缺点呢？氢能的开发与利用氢能的开发与利用2.氢能的产生方式氢能的产生方式以天然气，石油和煤为原料，在高温下以天然气，石油和煤为原料，在高温下与水蒸气反应与水蒸气反应电解水制氢气电解水制氢气利用太阳能分解水制氢气利用太阳能分解水制氢气利用蓝藻等低等植物和微生物在阳光作利用蓝藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放氢气用下释放氢气缺点：消耗大缺点：消耗大量的电能，成量的电能，成本高本高 最最佳方式佳方式氢能的开发与利用氢能的开发与利用【思考】目前人类有哪些途径可以来利【思考】目前人类有哪些途径可以来利用氢能呢？用氢能呢？氢能的开发与利用氢能的开发与利用3.氢能的利用途径氢能的利用途径氢气燃烧放热（如液态氢气燃烧放热（如液态氢作为火箭燃料）氢作为火箭燃料）用高压氢气，氧气制作氢氧用高压氢气，氧气制作氢氧燃料电池燃料电池利用氢的热核反应释放的核利用氢的热核反应释放的核能（氢弹）能（氢弹）氢能的开发与利用氢能的开发与利用阅读教材阅读教材P51”拓展视野拓展视野“ ，了解什么是，了解什么是储氢材料及工作原理储氢材料及工作原理.