2019-2020年高一化学 03化学反应及其能量变化培优教案.doc

2019-2020年高一化学 03化学反应及其能量变化培优教案网上课堂 一本讲主要内容 （一）化学反应中的能量变化化学反应都伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，据此可将化学反应分为放热反应和吸热反应。放热反应吸热反应定义化学反应中放出热量的反应化学反应中吸收热量的反应反应物总能量E1和生成物总能量E2的关系E1E2E1E2化学反应中的能量变化物质的内能转化成热能释放出来热能转化成物质的内能“贮存”起来实例中和反应，铝与盐酸等置换反应，S、H2、CH4等燃烧Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl反应，CO2和红热的C反应等。（二）燃料的充分燃烧条件1燃烧时要有足够的空气。2燃料和空气要有足够大的接触面积。 二学习指导 1凡放出热的化学反应不需要加热就一定能发生这种说法对吗？结合已学过的反应说明。分析：这种说法不对。例如：我们初中时所研究的一种化学现象燃烧，物质在燃烧时将向外界释放能量。同学们上课用的木制桌子，板凳，黑板在不加热时能不能燃烧起来呢？回答是否定的，因为它不满足燃烧的两个条件：1可燃物与空气或氧气接触。2温度达到着火点。木制物品平时只与空气接触，由于无人去加热，温度没有达到可燃物的着火点。所以“放热反应不需加热就一定能发生”的说法是错的。网上能力训练题一能力训练部分基础性训练题（一）选择题（每小题均有1-2个正确选项）1下列说法不正确的是（ ）A当今社会人们所需能量的绝大部分是由化学反应产生的B人类对于能量的利用处于化石能源时代C人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的D凡是放出热量的化学反应均可利用来造福于人类2有关能源的下列说法不正确的是（ ）A煤、石油、天然气均为化石能源B化石能源是非再生能源C氢能是可再生能源D氢能、核能均是无污染的高效能源3下列叙述中不对的是（ ）A放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量B吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量C放热反应不需要吸收能量就能发生D吸热反应需要吸收能量才能发生4下列反应属于吸热反应的是（ ）ABa(OH)28H2O晶体和NH4Cl混合搅拌B盐酸和NaOH溶液混合C锌放入稀H2SO4中D碳和水蒸气高温下反应5下列物质分别溶于水，温度显著升高的是（ ）A浓H2SO4 B食盐 C烧碱 D酒精6已知反应X+Y=M+N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ）AX的能量一定高于MBY的能量一定高于NCX和Y的总能量一定高于M和N的总能量D因该反应为放热反应，故不必加热就可发生7关于燃烧问题的下列说法不正确的是（ ）A 通常所说的燃烧是可燃物和氧气发生的剧烈的氧化还原反应B可燃物只要达到其着火点就可以燃烧C可燃物燃烧时伴有发光、发热或爆炸等现象D固体燃料粉碎、气化或液化都可提高其燃烧效率 8相等质量的下列燃料，充分燃烧，产生的物质对环境污染程度最小的是（ ）A 汽油（主要成分C8H18） B液化气（主要成分C4H10） C煤粉 D木炭9下列措施可提高燃料燃烧效率的是固体燃料粉碎 液体燃料雾化 煤经气化或液化处理 通入尽可能多的空气A B C D全部10下列情况可能引起大气污染的是（ ）煤的燃烧 工业废气的任意排放 燃放鞭炮 飞机、汽车尾气的排放A B C D全部（二）填空题1从热量的角度，化学反应的过程可看成是 的过程，或者是 的过程。2中和反应都是 热反应。中和反应的实质是 。3通常所说的燃烧其实质是 使可燃物燃烧，需同时满足的两个条件是1 2 使可燃物充分燃烧的条件是 4氢气作为燃料，具有其他燃料所不及的优点主要有 B研究性习题能源可划分为一级能源和二级能源。自然界以现成形式提供的能源称为一级能源：需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取；2H2O(l)2H2(g)+O2(g)该反应要吸收大量的热。根据上述内容回答下列问题1下列叙述正确的是（ ）A电能是二级能源B水力是二级能源C天然气是一级能源D水煤气是一级能源2关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是（ ）A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源。B设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量。D寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气。二能力训练题点拨与解答A基础性训练题（一）选择题1D2D解析：煤、石油、天然气等都是由古代动植物遗体埋在地层下并在地壳中经过一系列非常复杂的变化而逐渐形成的，因此称为化石能源，它们是经过亿万年才能形成的非再生能源，用一些少一些，最终会枯竭，而氢能源是可再生的，氢的来源丰富，且无污染，核能是一种有污染的能源，所以A、B、C对D错。3C解析：放热反应是在化学过程中放出热量的化学反应，即引起反应后，向外界释放能量。但放热反应并一定都是自发的，有的需达到一定的条件才能引起，这个过程就可能从外界吸收能量，所以C“放热反应不需要吸收能量就能发生”的说法是错的。4AD解析：B是中和反应，属于放热反应。C金属与酸反应置换出H2的反应也是放热反应。5AC解析：浓H2SO4和NaOH被水稀释后，将放出大量的热，使溶液温度有显著升高。BD溶于水后，虽然也放热，但并不显著。6C解析：放热反应是因为反应物的总能量高于生成物所具有的总能量，所以C对，BC错，放热反应不加热不一定能发生。7B解析：根据初中的学习，通常所说的燃烧是可燃物与氧气发生的发光，放热的剧烈的氧化反应，燃烧必须同时满足两个条件可燃物与空气或氧气接触温度达到可燃物着火点。所以A、C对，B错。可燃物与空气有足够大的接触面时，燃料可充分燃烧，D对。8D解析：汽油和液化石油气相比，汽油含C量高，燃烧相同质量的汽油和液化石油气汽油产生的CO2多，煤粉直接燃烧，不仅产生大量烟尘，而且煤中所含的硫，在燃烧时会生成SO2，这是导致酸雨形成的主要原因之一，木炭燃烧时产生CO2，会对空气造成温室效应，且有大量的烟尘。相比之下，四种可燃物只有液化石油是产生的CO2少，对环境污染小。9B解析：燃料与空气有足够大的接触面时，才可充分燃烧，而将固体燃料粉碎，雾化，气化或液化都可达到上述目的，但通入过量的空气，就会带走部分热量，造成浪费。对，错。10D解析：会使SO2排到大气中中有CO，同样对环境有一定的污染。（二）填空题1“贮存”在物质内部的能量转化为热能等而被释放出来；热能等转化为物质内部的能量而被“贮存”起来。2放，酸电离的H+与碱电离出的OH-结合生成了弱电解质水H+OH-=H2O3可燃物与空气中的氧气发生的一种剧烈的发光，放热的氧化反应；1可燃物要与氧气接触 2要使可燃物达到着火点 燃烧时需足够多的空气 可燃物与空气要有足够大的接触面。4燃烧时放热多燃烧时产物是水，不污染环境H2可以水为原料制得，故来源广泛B研究性习题1AC分析由题给信息可知：水力、天然气是一级能源。电能是依靠煤燃烧的热能或水风能、核能等转化而制得的能源；水煤气是CO和H2的混合气，它是由焦炭和水蒸气在高温下反应生成。故电能和水煤气均是二级能源。综上分析可知答案为A、C。2A、C分析水本身并不能燃烧，水分解后生成的H2才可以燃烧放出热量。而水的分解是吸热反应。在发生吸热反应时，反应物需要吸收能量才能转化为生成物。故A、C不正确。阅读材料 氢能与利用化学与能源氢能及利用很久以前法国科幻作家凡尔纳曾经说过一句话：“总有一天水会被用作燃料。”当时，人们并不相信他的话，就连他本人肯定也不知道水怎么才能变为燃烧的能源。随着时间的推移，科技的进步，人类改造自然、利用自然的创造力空前增强，凡尔纳的科学预言已经成真有望，人类大规模地用水制氢的日子已日益接近了。用水提炼出的氢，将会为人类提供无穷无尽的光和热。位居“门氏元素周期表”首位是氢H，而氢是自然界存在的最普遍的元素，它至少构成了宇宙质量的75%，真不愧为“元素之首”。现代能源专家们把地球上现有的“二次能源”分为“过程性能源”和“含能体能源”两大类。当今应用最广泛的“过程性能源”是电能，应用最广泛的“含能体能源”是汽油和柴油。而电能无法直接贮存，因此，像汽车、轮船、飞机等机动性强的耗能动力设备就无法直接使用只能继续耗费汽油、柴油等能源。即使蓄电池也是间接的储能设备，而且也尚未能成为主能源。人们急需一种含能体能源。在竭力寻索中，终于发现了氢，这个肉眼看不见的宠儿可以充当这个角色，科学家们甚至预言，氢将要成为21世纪替代矿物燃料的理想能源。氢虽然几乎存在于世界各地，处处皆有，但如何提取出来，确是世界的一大难题。尽管已有一些办法，但这些技术仍要消耗大量常规能源。因此，研究一种经济、便捷的制氢技术就是新能源领域里的一项重要课题了。氢，是元素中最轻的物质，而且又易燃烧，有了氢，如何储运，保证使用安全，就成了另一个大问题。还有就是如何应用这个干净优质的新能源？也提上了人们的议程。令人欣慰的是，在氢能的研究应用领域不断取得的成功，已为21世纪的世界能源描绘出一幅诱人的前景。一氢的现状当今，全球人类使用的主要能源都是以碳氢化合物为基础的能源。早在40多年前，一些科学家就研究实验了氢在石油化工、合成氨及其他领域里的广泛应用的可能性。实践证明是肯定的，而且取得了很好效果。随着常规能源的一再告急，生态环境保护的呼声日益高涨，形势迫使人们要采取开发新能源为主，坚持多种能源并存的总体策略，又把氢燃料的开发应用放在一个重要的战略地位上，并在制取氢的工艺技术方面作了深入的探索，氢的应用方面也作了许多大胆的尝试，特别是在航空器、航天器、导弹、火箭、汽车等方面地试用，证明氢作为能源，是完全可以应用的。1非同凡响的独特优点氢，在常温常压下是气体状态，在超低温高压下可成为液态。作为能源，氢有七大特点：是重量最轻，在所有元素中，它的原子序数为1，就是就，其余元素都比它重；是热值高，除核燃料外它的燃烧热值，在所有的矿物燃料、生物燃料、化工燃料中名居榜首，1公斤高达28900千卡，是汽油热值的3倍；是氢气可直接燃烧供应热，又可用作大、小内燃机的燃料，而且在许多方面比汽油和柴油更为优越，使用氢气燃料的内燃机比较容易发动，特别是在低温环境里；是来源广，除空气中含有的氢气外，它主要是以化合物的形态贮存于水中，在水分子中，氢的重量占11%，而在地球上水是大量存在的，据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比世上所有矿物燃料放出的热量还要大9000倍；是品质最纯洁，氢本身无色、无臭、无毒，十分纯净，它自身燃烧后只生成水和少量的氮化氢，而不会产生一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和颗粒尘粉等对人体有害的污染物质，少量的氮化氢稍加处理后也不会污染环境，而且它燃烧后所生成的水，还可以继续制氢，反复循环使用，氢燃烧产物中不含酸性物质（二氧化碳、二氧化硫等），对内燃机腐蚀性很小，能够延长其使用寿命，目前已有燃氢汽车在试验运行。是能量形式多，氢通过燃烧可以产生热能，再转换成机械能，也可以通过燃烧电池和燃气蒸汽涡轮发电机转换成电能，还可以转换成固态氢，用作结构材料；是储运很便捷，氢可以用气态、液态或固态的金属氢化物形态加以运输和贮存。氢能的诸多优点，赢得了人们的青睐。一致认为，用氢能取代碳氢化合物能源，将是一个重要的发展趋势。这种新能源已开始逐步形成，通过太阳能制得的氢，将成为普遍使用的一种高级能源，二三十年后，氢，必将是众多领域的重要能源。2真正的“水作燃料”近些年来，各国科学家普遍关注摸索新的科学制氢的途径问题，对用氢作燃料抱有极大的期望，都在设法寻求彻底摆脱长期以来用常规能源制氢这种得不偿失的陈旧方法，真正实现用水作原料制氢的愿望。科学家经过艰辛的努力，潜心的钻研，终于设想利用太阳能制氢将是最佳选择。因为太阳能无穷无尽，到处都有；用水作为制氢原料，水是普遍存在的。把两者巧妙结合，就可将太阳能转变为氢能。这种生产过程一旦为人类所掌握，并能大规模应用，必将为解决能源危机和改善生态环境提供美好的前景。当前，一些国家已经初步摸索出的可行的太阳能制氢高新技术有以下8种。太阳能分解水制氢法 热分解水制氢，现有两种方法，即直接热分解和热化学分解。太阳能直接热分解水，需要把水或蒸汽加热到3000开以上的温度，水中的氢和氧才开始分解。其优点是热效率高，无污染，勿需催化剂；缺点是所需分解水温度很高，制造太阳能聚光器太昂贵、不经济。太阳能热化学分解水制氢，可以降低对温度的要求，但在反应过程中，要在水中加进化学元素或化合物等催化剂，然后加热到9001200开温度，使水产生反应，生成氢和氧。而催化剂只是起到加速水分解的催化作用，它们可在整个过程中，不断的再生和循环，基本上是不消耗或消耗很少的。这种方法的制氢效率已可达到50%。太阳能电解水制氢 与常规的用直流电电解池电解水制氢的原理相似，太阳能电解水制氢就是利用太阳能分解水制氢，首先要将太阳能转换成电能，转换的方法可以采用热发电、光伏发电等不同途径。这种电解水制氢的关键问题是只要将太阳能发电成本降低，就可以广泛应用了。太阳能光化学分解水制氢 这种方法与热化学分解制氢过程很相似，也是要在水中加入添加剂，这种添加剂是光敏物质，如碘，用它帮助水吸收阳光中的长波光能，以保证高效连续利用太阳能制氢。将水直接分解为氢和氧是很困难的，但把水分解为氢离子（H+）和氢氧离子（OH-），再生成氢和氧，就容易得多了。根据这个理论，有的科学家就设计了综合制氢工艺流程。就是说，第一步先进行光化学反应，即：使硫酸亚铁、碘与硫酸的水剂混合液在太阳光照射下，生成硫酸铁和碘化氢；同时，在太阳光紫外线作用下，或利用太阳热能加温到400以上时，碘化氢再分解为氢和碘。这种混合液进行第二步热化学反应，即：硫酸铁与水，在加热条件下，还原为硫酸亚铁、硫酸和氧。然后进行第三步电化学反应，即：这种溶液，通过较小功率的电解，生成氢和氧。实际操作中，这三个步骤是连续进行的，可以看到最终的结果是水分解为氢和氧的反应。特别值得提到的是，我国北京大学两位教授领导的科研小组，在1991年太阳光分解水制氢过程中，利用他们研究的催化剂，具有光解效率高、性能稳定、制备重复性好、成本低廉，制备工艺简单等优点，使我国在这一领域的研究达到国际先进水平，大大推进了光解水制氢的研究过程。太阳能光电化学电池分解水制氢 1972年，日本东京大学一些科学家首创用N型半导体二氧化钛（TiO2）作阳极浸入氢氧化钠的水溶液中，而以铂（Pt）作阴极浸入硫酸水溶液中，这两种溶液用多孔杯隔开，构成一个化学电池，在太阳光照射下，就能维持恒定电流。阳极被太阳照射后，就处于激发状态，激发出电子、空穴对，空穴扩散到阳极表面，和水相互作用而生成氧气；电子则转移到铂阴极，在阴极表面和氢离子相互作用而生成氢气。利用二氧化钛作电极的太阳能制氢方法，虽然十分简单，但效率很低，以后又研制成功用钛酸锶作阳极，最大效率可达20%；近几年又采用氧化钨晶体作阳极试验，效率已可达40%。光电化学电池分解水制氢中，关键问题还是电极的材料选择问题。模拟植物光合作用分解水制氢 植物的光合作用，是在叶绿素上进行的，1986年，有的科学家发现了“叶绿素脂双层膜”的光电效应，从而证明了光合作用过程的半导体电化学机理。我国年轻的科学家近年制成了“半导体光电化学电池（SC-SEPS）”，从而实现了利用可见光直接电解水制氢的目标。当然，人们对植物光合作用分解制氢的机理过程，还了解的不够深入，真正实现大规模实用化生产氢气，还有一系列技术和理论上的难题需要逐步解决。太阳光络合催化分解水制氢 20世纪70年代初，有的科学家提出利用“三联吡啶钌络合物”催化电荷转移反应的过程，进行太阳光分解水制氢。这种过程实质上也是类似于植物光合作用的一种过程。其效率不高，不超过20%。目前仍在研究阶段。微生物发酵制氢 人们很早就发现了甲烷发酵过程的产酸阶段也产生氢气，说明发酵原料中的微生物也有制氢的能力。现在已有人鉴别出一种厌氧细菌确能把葡萄糖分解成醋酸和氢。但这种制氢过程很不稳定，距实用相差甚远；目前只能在实验室内研究寻找产氢能力更强的菌种和高效连续产氢的工艺。光合微生物制氢 人们还发现江湖海里的藻类低等植物，有几种也有用水制氢的能力。这些藻类实质上也是在光和菌的作用下，通过光合作用制氢的。小球藻、固氮蓝藻、柱孢鱼腥藻和它的共生植物红萍等，就能用太阳光作动力，用水作原料，源源不断地放出氢来。有的人还做过实验，用既有叶绿素又有氢化酶的蓝绿藻通过光合作用制氢，甚至一次反应时间能持续20天。这种制氢方法，为大规模地生物制氢提供了良好的前景。利用生物制氢，有的国家已进行了大量研究工作，并取得许多研究成果。日本通产省于1991年开始实施高效率生产氢的为期8年的国际研究开发计划，主要是研究生产氢的光合细菌和藻类，查明其生产机理，准备利用这些生物生产氢气。上述种种制氢高技术，绝大部分仍处于理论研究和实验室阶段，距大规模工业实用化，还有一个相当大的距离，大约还需要二三十年的时间才能获得可以实用的系统。特别值得重视的是，在80年代末，前苏联科学家提出利用硫化氢分解法可以比较经济地生产出氢来，而地下储藏的许多资源中，都含有相当丰富的硫化氢。这是很值得重视的一种制氢技术。大规模生产氢气的方案1封存地球上所有的石油、煤炭和天然气矿藏，作为储备资源，利用水力发电，核能发电和太阳能发电，大规模发展电解水制氢工艺或将太阳炉技术与热化学循环分解水工艺结合起来，以更低成本更高能量转化率大规模生产氢。2近期仍继续利用化石燃料，在生产石油、煤炭和天然气的矿区就近建立集中的大型坑口电站，大规模电解水发生氢气，然后用管道将氢气输送到远方城市居民和工业区，代替远距离运输。二氢的发展氢能虽然不是一次能源，但是在利用方面却起着非常重要的作用，它不仅能把比较难使用的化石燃料变为方便利用的二次能源，而且能使许多能量密度低的可再生能源变为高能源，同时还可净化环境，提高社会效益。特别是氢用作燃料能源的优点，在对重量十分敏感的航天、航空领域，显得格外突出，在汽车、轮船和机车作用方面，也已初显锋芒，这是已为近10年的实践所证实了的并为今后大规模使用，展示了广阔前景。1核聚变的利用以军事目的进行的氢弹等核聚变不在叙述，为和平利用的氢核能将为人类提供巨大的能量，只要在核反应控制上达到理想的阶段，人们就可以利用氢核能进行大规模的土方开挖、改造沙漠、兴修水利、调节气候、发展农业、美化大地等等。2作为石油的替代燃料在可燃矿物中，现在的石油储量最令人担心，按目前的开采量，大约三四十年后将发生石油枯竭，而汽车、飞机等现代交通工具将以什么做燃料？尽管煤可以合成汽油，生物质也能制造醇类代用燃料，电动汽车已开始问世。然而最理想的还是燃氢汽车和氢能飞机，氢可以作为石油的替代燃料。长期以来，一些发达国家已在氢能汽车和飞机方面进行了大量的研究工作，并有了样机成果，一旦廉价制氢技术过关，或石油供应真正发生问题，实用的氢能汽车和飞机就能投入市场。3宇航器的燃料在航天方面，对于航天飞机来说，减轻燃料自重，增加有效载荷极为重要。而氢的能量密度很高，每公斤氢为1.8万瓦，是普通汽油的3倍，也就是说，只要用1/3重量的氢燃料，就可以代替汽油燃料，这对航天飞机无疑是极为有利的。以氢作为发动机的推进剂、以氧作为氧化剂组成化学燃料，把液氢装在外部推进剂桶内，每次发射需用1450立方米，约100吨，这就可以节省2/3的起飞重量，从而也就满足了航天飞机起飞时所必需的基本燃料的需求了。在航空方面，氢作为动力燃料也已开始飞上飞机试飞航线。1989年4月，前苏联用一架运输客机改装的氢能燃料实验飞机，开始试飞了，这架飞机用原型机尾部一台右侧发动机改装成液态氢燃烧发动机，试飞成功，它为人类应用氢能源迈出了成功的一步。美国也在积极研究开发在飞机上使用液氢的工作，并已取得成效。在汽车应用方面，成效更加显著。如德国奔驰汽车已有10辆进行了试用；1990年，德国还展出了一种氢能运转的5升BMP7系列汽车，这标志着利用氢能有了良好的开端。日本马自达公司也已试制了氢能汽车，它利用计算机控制氢泵和管道阀门，使液氢温度在发动点火之前始终保持在-253，行使时，时速可达125公里；英国汽车公司已投资1100万英磅，开发氢能汽车。日本在研制氢燃料汽车的新型火花点火式发动机上取得了成功，使氢燃烧消耗量降低，保证每升液氢可行使3公里，每一次充填液氢燃料，可连续行使300公里。为氢燃料汽车向实用化迈出第一步提供了重要的物质基础。储氢合金技术本来是由美国率先倡导的，然而日本却捷足先登度应用在汽车领域处于世界领先地位。4氢能发电氢能发电的形式很多，可以建氢能发电调峰站，因为它燃烧启动快，功率可大可小。可以建氢氧燃烧的磁流体发电站及其联合循环发电。另外，氢燃料电池发电也很有发展前景。目前美、日、西欧正在大力开发燃烧电池，磷酸盐型和熔融碳酸盐型的燃料电池也进入商品化，固体电解质型和气体天然气及氢燃料电池正在加紧研究。世界公认，今后氢燃料电池将成为主导。从燃料电池与其它发电方式比较，它具有以下一些优点：发电效率高，通常火力发电效率最大只有37%左右，燃料电池的发电效率可达40%50%，进一步可望达到60%以上。燃料电池不存在燃烧，因而污染和噪声公害小，特别适合于人口密集的城市、饭店和医院等处的供电。燃料电池使用的燃料种类广，可因地制宜，充分利用当地的能源资源。燃料电池发电的负荷机动性大，操作运行灵活，装卸搬迁方便。5在日常生活中开始应用氢能80年代末，日本科学家开发一种“贮氢合金”冰箱，这是利用贮氢材料能吸附为本身体积约1000倍的氢气，在放氢时能吸收热的原理制成。这种冰箱已能使冰冻室的温度降低至-10了，另外，管道氢气进入居民户，可以首先解决烧水、做饭等方面的燃料。与燃料电池结合可以解决照明和一切家用电器的供电问题，保证近代物质文明生活。冬季可用氢气直接在空气中燃烧来供热取暖，燃烧的产物是水汽，没有污染问题，利用储氢合金吸氢时放热和放氢时吸热的热机作用与太阳能的利用结合，也可以实现实庭空调取暖和制冷的自动循环。（四）竞相发展的好兆头氢能的独特优点和实践应用的结果，吸引着各国科学家，不少国家都在加强这种能源的开发和应用研究，并相应地制订了发展计划。美国 认为制取氢能最好的资源是太阳能，其次是风能、海洋能等新能源，充分利用这些能源进行热化学分解水制氢、电解水制氢，必将获得重大突破。夏威夷大学自然能源研究所正在开始设想建立一种以开发太阳能为中心的“氢能岛”，专门生产氢能和应用氢能作为主要能源。美国太平洋能源公司，于1990年发明了生产廉价氢气燃料的新技术，获得专利。其突出优点是生产成本低，相当于1加仑柴油热量的氢气，成本仅为41美分，使氢燃料成为世界上最便宜的燃料能源；另一特点是设备简单，便于移动运输，克服了氢燃料储运费用昂贵的缺点，这种生产氢气的新装置只有两个容器，上容器内是水和化学物质的混合液，下容器内是另种化学物质。当打开两容器的连接阀门时，上容器内的溶液滴入下溶器，化学反应就开始产生氢气。这项技术的关键是在化学反应物质中加添了种催化剂，大大节省了化学物质。这种技术可以保证任何水都可以取用，甚至海水也能使用，试验结果良好。所用化学物质各地都有，且很便宜，为大规模生产氢能提供了重要经验。德国 巴伐利亚汽车厂与德国航空及宇航研究所制订了一项投资4300万美元的计划，共同研制以液氢为燃料的内燃机，戴姆勒和奔驰汽车厂也在利用政府的拨款进行类似的研究工作。德国的巴伐利亚电力公司和一些基金会组织了目前世界上最大的太阳能制氢厂，是在巴伐利亚州纽伦堡以东100公里的诺因堡地区，投资5000万马克，经过3年时间，建造成一座实验性500千瓦级（年发电30万千瓦时）的太阳能氢发电厂，到1990年夏季正式投入使用。它使用2万平方米太阳能电池板电解水制氢，年产汽车用氢燃料5万立方米。此外，德国还与沙特阿拉伯在利雅得市合建一座350千瓦级的太阳能发电站，为水电解制氢提供动力。日本 政府十分重视开发氢能，通产省已把氢能开发应用列入其“阳光计划”；文部省也把氢能研究作为重点研究课题。日本马自达汽车公司积极发展氢能汽车，计划在90年代末将向美国加州出售小批量的氢能汽车。加拿大 政府和欧共体已拨款430万美元作为科研费研究氢能，利用加拿大的水力发电资源生产氢，然后以液氢形式运往欧洲。据报道，联合建立一座制氢实验工厂要花费4.2亿美元。前苏联 除已发展的氢能燃料飞机外，还在积极推广用氢燃料来作为汽车、货车、拖拉机和火车等的动力能源。世界氢能的开发使用，已经历了一段艰难曲折的历程，正在蓬勃发展着。当今的主要问题是制氢技术尚待进一步摸索提高，储运手段也需改善，应用中的许多技术问题还要努力攻关，特别是制氢成本还太高等等。因此，大规模实用化至少还需要20年以上。然而，作为一种优质清洁的新型能源，同样要经历一个发生、发展、改进、推广、完善的过程。完全可以相信，再过2040年，氢能必将成为世界能源舞台上的一个新秀而大展风采。