化学与能源--能源概述
化学与能源化学
化学与能源化学能源是现代社会发展和生活的基石，而化学作为一门自然科学，通过研究物质的组成、性质和转化过程，为能源领域的发展做出了重要贡献。
本文将从能源的定义、化学在能源领域的应用和未来能源发展方向等方面进行探讨。
一、能源的定义及分类能源是指能够产生功的物质或现象，它可以满足人类社会的生产、生活和发展需求。
根据能源形式和来源的不同，一般可以将能源分为非可再生能源和可再生能源两大类。
1.非可再生能源：包括化石能源（如石油、天然气和煤炭等）、核能和水能等。
这些能源的特点是储量有限，且使用会产生较多的排放物，对环境造成污染和影响。
2.可再生能源：包括太阳能、风能、水能、地热能和生物质能等。
这些能源的特点是来源广泛、储量丰富，且使用过程中几乎没有排放物，对环境友好。
二、化学在能源领域的应用1.化学能源转化与储存：化学反应在能源领域中起着至关重要的作用。
例如，将非可再生能源转化为可再生能源的工艺包括煤气化、石油加氢和化学电池等。
这些过程可以提高能源利用效率、减少排放物的产生，并提供更清洁的能源。
2.化学能源的储存与利用：化学储能技术有助于解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题。
例如，通过将太阳能转化为化学能，可以将其储存为化学燃料，随后利用化学反应将其转化为热能、电能或动力。
这样可以实现能源的高效利用和稳定供应。
3.材料与能源转换：化学材料在能源转换方面也发挥着关键作用。
例如，储能材料、光伏材料、催化剂等，能够实现能源的转化和利用。
研究开发新型的高效、稳定的材料，对提高能源利用效率和降低能源转换过程中的能量损失具有重要意义。
三、未来能源的发展方向1.可再生能源的开发利用：随着全球能源需求的增长和环境问题的日益突出，可再生能源的发展前景广阔。
太阳能、风能和水能等可再生能源将成为未来能源的重要组成部分，化学可以在新能源技术的研究、开发和应用方面发挥关键作用。
2.能源转化与储存技术的创新：为了更有效地利用和储存能源，需要研发更高效、更稳定的能源转化和储存技术。
化学与能源--能源概述
化学与能源–能源概述引言能源是人类社会发展和生产生活不可或缺的资源之一。
能源的使用和开发在化学领域扮演着重要的角色，通过化学的方法可以开发和利用各种能源，提高能源的利用效率，减少能源的消耗。
本文将从化学的角度总结能源的概述，包括能源的定义、分类、重要性以及化学在能源领域的应用。
能源的定义能源是指能够进行工作和产生热的物质或现象。
它可以转化为不同形式的能量，如热能、光能、电能等，并且可以被人类用来推动社会的发展和进步。
能源是人类社会发展和生产生活的基础，没有能源的支持，人类社会将无法正常运转。
能源的分类根据来源和性质的不同，能源可以分为传统能源和新能源两类：1.传统能源：传统能源主要指石油、煤炭和天然气等化石燃料。
这些能源主要来源于地下的化石燃料储藏，并且在人类社会的发展中发挥着重要的作用。
传统能源的利用也带来了环境污染和全球变暖等问题，因此，研究和开发新能源已成为当前各国普遍关注的方向。
2.新能源：新能源是指利用自然界中可再生资源获得的能源。
主要包括太阳能、风能、水能、地热能等。
新能源具有清洁、可再生和无污染等优点，有望成为未来能源发展的方向。
化学在新能源领域的研究和应用也非常广泛，可以通过化学反应将可再生能源转化为电能或其他可利用的能源形式。
能源的重要性能源在人类社会中的重要性不可忽视。
它是推动社会经济发展的关键因素之一，对于工农业生产、城市建设、交通运输以及人们的日常生活都有着不可或缺的作用。
首先，能源是工业生产的基础。
各个行业的生产都离不开能源的支持，例如，电力是工业生产中最重要的能源之一，其他行业如石化、冶金、建材等也需要大量的能源支持。
其次，能源对于人们的日常生活也有着至关重要的作用。
人们的用电需求越来越大，电力供应对于家庭和社会的稳定运行至关重要。
另外，能源在交通运输领域也扮演着重要的角色。
无论是汽车、飞机、火车，还是船舶等交通工具，都需要能源支持其运行。
因此，能源的供应和利用一直受到各国政府和学术界的高度关注，化学作为能源领域的重要学科之一，发挥着重要的作用。
能源与化学-能源的概念与分类
PART 03
可再生能源
REPORTING
WENKU DESIGN
太阳能
利用方式
局限
太阳能可以通过光伏发电、光热利用 等方式进行利用，其中光伏发电是目 前应用最广泛的方式。
受地理位置和气候条件限制，太阳能 的利用效率会受到影响，同时光伏发 电需要大量的土地资源。
优势
特点
02
水力发电是一种可再生能源，对环境影响较小。但建设水力发
电站需要大量投资，且对生态环境有一定影响。
应用
03
主要用于发电、灌溉等领域。
风能
定义
风能是利用风力驱动风力 发电机叶片转动，从而带 动发电机发电。
特点
风能是一种可再生能源， 对环境影响较小。但风能 利用受地理位置和气候条 件限制较大。
应用
能源是促进生态 应对气候变化等。
PART 02
传统能源
REPORTING
WENKU DESIGN
化石燃料
定义
化石燃料是由古代生物遗骸在长 期的地质过程中形成的可燃矿物 质，主要包括煤、石油和天然气。
特点
化石燃料储量丰富，能满足人类长 期能源需求。但其燃烧会产生大量 的二氧化碳和其他污染物，对环境 造成严重污染。
应用
主要用于发电、工业、交通等领域。
核能
01
02
03
定义
核能是通过核裂变或核聚 变反应释放出的能量。
特点
核能具有能量密度高、无 排放污染等优点。但核能 利用存在放射性废料处理 和核安全风险等问题。
应用
主要用于发电、军事等领 域。
水力发电
定义
01
水力发电是利用水流驱动水轮机转动，从而带动发电机发电。
化学与能源
化学与能源化学与能源化学和能源是紧密相连的两个领域。
化学为能源的研究和开发提供了理论基础和技术支持，而能源则是化学研究的重要应用领域。
本文将探讨化学与能源的关系，以及化学在能源领域中的应用。
化学是研究物质变化的科学。
它研究物质的性质、组成、结构和变化规律，以及在不同条件下物质之间的相互作用。
化学在能源领域中的应用主要体现在能源转化和利用的过程中。
通过化学反应，可以将不同的能源形式（如化石燃料、核能、太阳能等）转化为人类所需的能量形式（如电能、热能等）。
能源是人类社会发展的重要物质基础。
它广泛应用于工业、农业、交通运输、建筑等领域，支撑着人类的经济发展和社会进步。
能源的研究和开发是化学领域的重要方向之一。
化学家们通过研究能源转化和利用的机理，开发出高效的能源转化技术和能源利用方式，为人类的能源利用提供了重要的技术支持。
化学在能源领域中的应用非常广泛。
以下是一些具体的例子：1、化石燃料：化石燃料是当前人类使用的主要能源之一。
化学家们通过研究化石燃料的组成和结构，开发出高效的燃烧方式和催化剂，提高了化石燃料的利用效率，减少了环境污染。
2、太阳能电池：太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置。
化学家们通过研究光电转换的机理，开发出高效的光电转换材料和电池，提高了太阳能的利用效率，为可再生能源的发展提供了技术支持。
3、燃料电池：燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
化学家们通过研究燃料电池的电极反应和电解质传输机理，开发出高效的燃料电池，为可再生能源的发展提供了新的技术途径。
4、储能电池：储能电池是一种将电能转化为化学能的装置。
化学家们通过研究储能电池的电极材料和电解质传输机理，开发出高效的储能电池，提高了电能的利用效率，为可再生能源的发展提供了技术支持。
总之，化学与能源是密不可分的两个领域。
化学为能源的研究和开发提供了理论基础和技术支持，而能源则是化学研究的重要应用领域。
未来，随着人类对能源需求的不断增加和环保意识的不断增强，化学在能源领域中的应用将会更加广泛和深入。
化学与能源--能源概述PPT(51张)
3 煤的能量来自于太阳能 植物光合作用吸收太阳能，储存了能量，煤化过程释放
b 煤的焦化(干馏）---将煤置于隔绝空气的封闭炼焦炉内加热， 煤分解成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的焦炉气。 焦炭---主要用于炼铁，还可用于制造电石、电极。 煤焦油---黑色油状液体，含苯、酚、萘、蒽等重要化工原 料。 焦炉气---含H2、CO、CO2、CH4、C2H4、NH3、H2S等。
C 煤的液化（人造石油）---原理：煤、石油都含C、H、O，但 煤的分子量是石油的十倍，所以，煤加热裂解，由大变小， 得到燃料油，仍在试验阶段。
• 2 石油的形成
• 石油是远古时代沉积在海底湖泊中的动植物的遗体， 在海洋条件作用下经过千百万年的漫长转化过程而生 成。
3 石油的重要性
石油是国家现代化建设的战略物资，许多国际争端往往同石 油资源有关，现代生活中的衣食住行直接或间接地都与石油 有关。
OPEC—沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特等13个国家成 立了“石油输出国组织欧佩克（OPEC)”。
汽油性能的表征——辛烷值
汽油质量用辛烷值表示，因为汽油燃烧时有爆炸性，会降低 汽油的使用效率，其中以C7-C8为主，抗震性能最好的是异 辛烷，将其辛烷值定标为100，抗震性最差性为正庚烷，定 其辛烷值为0。
93号汽油，辛烷值为93，表示它的抗震性能与93%异辛烷7% 正庚烷的混合物相当（并非一定含93%异辛烷） 辛烷值是汽油抗暴性能的间接量度 提高汽油辛烷值的方法： 1.提高异辛烷的含量（铂铼重整）--直链烃变成带支链的烷 烃异构体； 2.加少量的四乙基铅[Pb(C2H5)2]—1升汽油中加入1ml，辛 烷值可提高10-12。 尾气中的微量含铅混合物已成公害，高度的潜在致癌性。大 气中的铅含量很高，其中97％来自于汽车尾气的排放，目前 市场上主要无铅汽油。
2024能源与化学PPT完整版
能源与化学PPT完整版目录•能源与化学概述•传统能源与化学关系•可再生能源与绿色化学技术•储能技术与新型电池材料研究•节能减排政策背景下产业发展策略•实验设计与安全操作注意事项01能源与化学概述能源定义及分类能源定义指可产生各种能量（如热量、电能、光能和机械能等）或可作功的物质的统称。
能源分类包括一次能源和二次能源。
一次能源又分为可再生能源（水能、风能及生物质能）和非再生能源（煤炭、石油、天然气、油页岩等）。
利用化学反应将能源从一种形式转化为另一种形式，例如燃烧、电解和光合作用等。
能源转化能源储存能源利用通过化学反应储存能量，并在需要时释放能量，例如电池、燃料电池和超级电容器等。
利用化学反应提高能源的利用效率，例如催化剂在燃料燃烧和工业生产中的应用。
030201化学在能源领域应用国内外发展现状与趋势发展现状目前，全球能源消费结构正在经历重大转变，可再生能源和清洁能源的比重逐渐增加。
同时，化学在能源领域的应用也在不断扩展和深化，例如新型电池技术、催化剂设计和合成以及碳捕获和储存等。
发展趋势未来，随着环保意识的提高和技术的不断进步，可再生能源和清洁能源的比重将继续增加。
同时，化学在能源领域的应用也将更加广泛和深入，例如高效催化剂的开发、新型储能技术的探索以及碳循环和碳利用的研究等。
02传统能源与化学关系煤炭资源及其利用技术煤炭资源概述煤炭是一种重要的化石能源，具有储量丰富、分布广泛等特点。
煤炭利用技术包括燃烧、气化、液化等多种技术，广泛应用于电力、化工、冶金等领域。
煤炭利用中的化学原理煤炭的燃烧、气化等过程涉及复杂的化学反应，如碳的氧化、还原等。
03石油天然气利用中的化学原理石油和天然气的加工利用涉及烃类的裂解、重整、合成等化学反应。
01石油天然气资源概述石油和天然气是另一种重要的化石能源，具有高效、清洁等特点。
02石油天然气加工技术包括炼油、石化、天然气处理等加工技术，可获得各种燃料和化工原料。
石油天然气资源及加工技术核能资源及核化学反应原理核能资源概述核能是一种高效、清洁的能源，具有巨大的发展潜力。
第9章 第一节 化学与能源
讨论
化石燃料的大量使用存在哪些危害? 如何解决这些问题?
化石燃料燃烧与环境污染
化学能转化为电能
燃料电池 燃料电池中氢气、甲烷、甲醇、一氧化碳、 乙醇等燃料与氧化剂发生反应将化学能直 接转化为电能。 燃料电池的优点： １ 能量转化率高 ２ 不产生污染性气体 ……
交流与讨论
虽然使用电池能减少大气污染物和 提高能量的转化效率,但随意丢弃废旧电 池,会导致固体废弃物和重金属离子对环 境的污染.你认为废弃电池应如何处理? 请与同学们交流讨论.
(2)在点燃氢气前为什么要检 查氢气的纯度?如何检查? (3)氢气储存时为什么要远离火源?
课堂练习
B
A
1 实验室制取氧气的发生装置应选 A 择______，收集装置应选择 DE ______。
D C
2 实验室制取氢气的发生装置应选 BC 择______，收集装置应选择 EF ______。 3 实验室制取二氧化碳的发生装置 BC 应选择______，收集装置应选择 D ______。
①
②
③
• 3.现以锌和稀盐酸为原料制取和收集纯净、干燥的 氢气。(1)写出图中发生装置中标号的仪器名称： 长颈漏斗 试管 铁架台 ①________，②______，③______。 (2)制取的氢气中常含有少量HCl气体和水分，可 使用下列装置对气体进行净化。 • 气体进出的正确顺序是(填导管口的标号)： a→( d )→ ( e )→( b )→( c ) A • (3)收集氢气应选用上图装置中的(填标号)____。
E
F
2、此实验室制取氢气的装置图有哪些错误？ 为什么？请改正？
1 2
3
3.用电解方法可以使水分解为氢气和氧气, 但要消耗大量的能源.科学家正致力于研究 用其他方法从水中制取氢气,试说明利用太 阳能获得氢气的优点.
现代化学进展及其应用课程,请介绍化学科学与技术发
通过学习“现代化学进展及其应用”课程，请介绍化学科学与技术发展对社会的影响通过学习“现代化学进展及其应用”课程，使我认识到化学科学与技术发展对社会进步既有积极地推动作用（如推动科技进步、经济发展、提高人类生活质量等方面），但也对社会带来了一些负面影响（如臭氧层空洞、温室效应、酸雨的形成等）。
下面从化学与能源、化学与材料、化学与健康、化学与工农业生产、化学与环境保护这五个方面来介绍化学科学与技术发展对社会的影响。
一、化学与能源：能源是人类文明发展和进步的基础，它是指可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源。
可见，能源是一种呈多种形式的，且可以相互转换的能量的源泉。
能量的产生——化学热效应：化学反应常伴随有吸热或放热现象，体系在不做其他功的等温过程中所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应，简称反应热。
能源的利用，其实就是能量的转化过程，在能量的转化和利用过程中，都遵守热力学第一定律和热力学第二定律。
我国的主要能源是煤、石油、天然气等化石能源，这些不可再生的能源，必须提早节约和保存，并做好利用新能源的准备。
要解决煤、天然气、石油的高效洁净转化，就要研究它们的组成和结构、转化过程中的反应，研究高效催化剂，以及如何优化反应条件以控制过程等等。
还可以通过研制洁净能源与燃料电池等新能源来代替旧能源。
而化学方法一直是解决这些难题的重要手段之一。
二、化学与材料所谓材料，是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。
材料是人类生存和生活必不可少的部分，是人类文明的物质基础和先导，是直接推动社会发展的动力。
长期以来人类利用化学理论知识与方法，不仅能够合成新的物质，也能帮助人们认识自然界发生的各种化学过程，能够正确地使用它们和控制它们。
利用化学知识与手段人类已研制出多种新型材料，这些材料不仅推动了科技和经济的进一步发展，还为人类的社会生活带来了极大的方便。
三、化学与健康实践证明，社会发展和人类生活离不开化学。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如果你控制了石油，你就控制了所有国家；如果你控制了 粮食，你就控制了所有的人；如果你控制了货币，你就控制 了整个世界。——基辛格（当代美国著名外交家、国际问题 专家，1973年诺贝尔和平奖获得者。）
无铅汽油不等于无害汽油无铅汽油中只含有来源于原油 的微量的铅，一般每升汽油为百分之一克
氧气不足、高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分 转化为可燃性气体，煤的气化涉及到10个基本反应，
化肥厂合成氨， 需要H2，可 利用④、⑥， 供居民使用可 利用⑦， ④ 不安全。可根 据不同的目的， 调节煤、空气、 水的比例，
b 煤的焦化(干馏）---将煤置于隔绝空气的封闭炼焦炉内加热， 煤分解成固态的焦炭、液态的煤焦油和气态的焦炉气。 焦炭---主要用于炼铁，还可用于制造电石、电极。 煤焦油---黑色油状液体，含苯、酚、萘、蒽等重要化工原 料。 焦炉气---含H2、CO、CO2、CH4、C2H4、NH3、H2S 等。
C 煤的液化（人造石油）---原理：煤、石油都含C、H、O， 但煤的分子量是石油的十倍，所以，煤加热裂解，由大变小， 得到燃料油，仍在试验阶段。
• 综上所述，煤是能源，也是重要的化工原料，我国是世界上 最大的耗煤国家，但70%的煤都是直接烧掉，浪费资源，也 污染环境，积极开展煤的综合利用十分必要
四 石油和天然气
二 碳的化学
目前全世界使用的能源90% 取自化石燃料，即煤炭、石油和 天然气，碳(C)是它们的主要组成元素，已知化合物的种类 超过1000万种，含碳的化合物约占90%，含碳化合物（CO、 CO2、NaCO3）为无机物，绝大多数为有机化合物，它们 难溶于水、熔点低、容易燃烧。
三 煤炭及其综合利用
1 世界的煤炭资源分布不均匀，对大多数埋藏在北纬30°以上， 储量前苏联最多，美国第二，我国第三（最南端的曾母暗沙 北纬4度、最北端的漠河 53度）。
2 煤的形成 煤是古代植物遗骸埋藏在地下，经过漫长的时间，处于空气 不足的条件下逐渐形成的，历时万万年或者是千万年，短时 间内无法重演，所以煤是不可再生能源。 形成过程：植物残骸堆积、深埋、脱水，形成泥煤，继续失 水，形成褐煤、之后形成烟煤、无烟煤。
3 煤的能量来自于太阳能 植物光合作用吸收太阳能，储存了能量，煤化过程释放能 量，但在空气不足条件下，碳不能完全变成CO2，而以碳原 子的形式固定下来。
一次能源：在自然界中可直接取得不必改变其基本形态的能源，如煤炭、天然气、 水能等。
二次能源：由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品，如电力、焦炭、 汽油、柴油、煤气等。
常规能源：即传统能源，已经大规模生产和广泛利用的能源，如煤炭、石油、天 然气、核能等一次性非再生的常规能源，而水电属于再生能源，只要河水不干涸， 发电不会停止，而煤炭、石油、天然气经千百万年形成，短期内不会再生，因而 为非再生能源。
• 1 石油主要的含油带集中在北纬20°--48°之间，中东 地区已探明的石油储量占世界的60%以上。
• 2 石油的形成
• 石油是远古时代沉积在海底湖泊中的动植物的遗体， 在海洋条件作用下经过千百万年的漫长转化过程而生 成。
3 石油的重要性
石油是国家现代化建设的战略物资，许多国际争端往往同石 油资源有关，现代生活中的衣食住行直接或间接地都与石油 有关。
OPEC—沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特等13个国家成 立了“石油输出国组织欧佩克（OPEC)”。
石油危机
பைடு நூலகம்
4 石油的组成元素
天然气的主要成分是甲烷（CH4),还有少量的乙烷和丙烷，它 和石油伴生，一般每吨石油大概伴有1000立方米的天然气。 天然气是最“清洁”的燃料，燃烧产物为CO2和H2O，都 是无毒物质，且管道输送也很方便。
93号汽油，辛烷值为93，表示它的抗震性能与93%异辛烷 7%正庚烷的混合物相当（并非一定含93%异辛烷） 辛烷值是汽油抗暴性能的间接量度 提高汽油辛烷值的方法： 1.提高异辛烷的含量（铂铼重整）--直链烃变成带支链的烷 烃异构体； 2.加少量的四乙基铅[Pb(C2H5)2]—1升汽油中加入1ml， 辛烷值可提高10-12。 尾气中的微量含铅混合物已成公害，高度的潜在致癌性。大 气中的铅含量很高，其中97％来自于汽车尾气的排放，目 前市场上主要无铅汽油。
4 煤的化学组成
可用C135H96O9NS表示。 5 煤燃烧的污染问题
煤在我国能源消费结构中占据首位，其大部分是直接燃烧 掉了，热效率利用不高且有环境污染。直接烧煤形成的CO2 是全球温室效应的罪魁，而SO2和NOX是造成酸雨的祸首。 因此，煤炭的综合利用具有很大的经济价值和实际意义。
6 煤的合理利用方法 a 煤的气化—以煤为原料，以氧气、水蒸气作为气化剂，在
无铅汽油与无铅抗爆剂
目前，取代四乙基铅的物质主要有：芳香烃类、甲基叔丁基 醚[MTBE，CH3O(CH3)3]、三乙基丁醚、三戊基甲醚、羰基 锰（MMT）、醇类等，其中以MTBE用量最大。
被誉为汽车“绿色食品”的无铅汽油，一般是加入了甲 基叔丁基醚作为高辛烷值组分。MTBE在汽油中浓度高达 15％，因此有学者认它是汽油的一种基本组分。这种组分 可以改善汽油的蒸发性能，可提高汽油燃烧效率、增加辛烷 值、减少尾气中一些有害物质的排放，对汽车的启动加速以 及减少发动机活塞磨损和耗油量。无论是国内还是国外， MTBE的使用量都相当大。据报道，美国年产量近2000万 吨，我国年产量也达30多万吨。MTBE的燃烧产物为二氧 化碳和水，与其他成分相比安全性较高。
5 石油的炼制 未经处理的石油称为原油，必须经过多步炼制才能使用。主 要有分馏、裂化、重整、精制等。
汽油性能的表征——辛烷值
汽油质量用辛烷值表示，因为汽油燃烧时有爆炸性，会降低 汽油的使用效率，其中以C7-C8为主，抗震性能最好的是异 辛烷，将其辛烷值定标为100，抗震性最差性为正庚烷，定 其辛烷值为0。