《化学与能源开发》
化学与能源开发
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• 6、自然界中以现成的形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源间接 制取的能源称为二级能源。如氢气是高效、无污染的二级能源，是因为自然 界中现成的氢气很少，下列叙述正确的是（ ） • A.天然气属于一级能源 B.一氧化碳属于二级能源 • C.家用电器使用的电能属于一级能源 D.风能属于二级能源 • 7、由于近年来国际原油价格不断攀升，国家有关部门2004年10月做出决 定，扩大“乙醇汽油”的试点范围。“乙醇汽油”中的乙醇（C2H5OH） 可用高粱、玉米、薯类为原料，经过发酵蒸馏制得。同时，由于能源价格的 上涨，部分城镇居民的生活方式受到影响，昔日常用的蜂窝煤因价格低廉又 受到人们的青睐。请回答： • ⑴煤燃烧所产生的空气污染物有___________________等。 • ⑵乙醇是一种绿色能源，完全燃烧生成水和二氧化碳，写出其燃烧的化学方 程式： • _____________________________________________________ ________________ • ⑶为减缓日趋严重的能源危机，请你提出一条具体的合理化建议： ____________。
人类利用能源的三个阶段： 1、柴草时期 2、化学能源时期 3、多能源结构时期 煤炭、石油、天然气
目前人类所能够使用的能源形式
太阳能、潮汐能、地热能、 核能、风能。
1、能源的分类
2、氢能的优点 氢气的燃烧值大，且燃烧后生成水 ，产物是水无污染， 制取的原料来源广泛。 3、尚未解决问题 氢气的廉价制取 氢气的贮存和运输
谢谢大家！
以氢燃料电池为动力的客车现在在北京的部分公交线 路试运行。和普通客车不同的是，氢燃料客车运行过 程中不排放任何有害气体，称为“零排放”汽车，其 原因是 ___________________。
化学与能源
化学与能源一、引言能源是现代社会的基石，化学作为一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的基础科学，与能源的开发、利用和转化密切相关。
化学在能源领域的应用，不仅关系到国家能源战略的实施，而且对推动我国能源结构的优化调整、促进经济社会可持续发展具有重要意义。
本文将从化学与能源的关系、化学在能源领域的应用、以及化学在新能源开发中的挑战与机遇等方面进行探讨。
二、化学与能源的关系1.化学是能源转化的基础能源转化是指将一种形式的能量转换为另一种形式的过程，如化石燃料的燃烧、太阳能电池的光电转换等。
化学作为能源转化的基础，涉及到能源的储存、释放、传输和转换。
化学原理和技术在能源转化过程中发挥着关键作用，如催化剂、电池、燃料电池等。
2.化学促进能源利用效率的提高能源利用效率是衡量能源使用过程中能量损失程度的指标。
化学在提高能源利用效率方面具有重要作用，如通过化学合成制备高效催化剂，提高燃料的燃烧效率；通过化学原理优化电池结构，提高电池的能量密度和充放电性能等。
3.化学在新能源开发中的应用新能源是指传统能源之外的各种形式的能源，如太阳能、风能、生物质能等。
化学在新能源开发中发挥着关键作用，如通过化学方法制备高性能的太阳能电池、燃料电池等。
三、化学在能源领域的应用1.化石能源的化学利用化石能源包括煤炭、石油和天然气等，化学在化石能源的利用过程中发挥着重要作用。
如通过化学方法制备高效催化剂，提高燃料的燃烧效率；通过化学合成制备新型燃料，如生物乙醇、生物柴油等，以替代传统化石燃料。
2.化学在核能利用中的应用核能是一种清洁、高效的能源形式，化学在核能利用中发挥着重要作用。
如通过化学方法处理核燃料，提高核燃料的利用率；通过化学方法处理核废水，降低核废水对环境的影响等。
3.化学在可再生能源开发中的应用可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能等，化学在可再生能源开发中具有广泛应用。
如通过化学方法制备高性能的太阳能电池、燃料电池等；通过化学合成制备生物乙醇、生物柴油等生物质能源；通过化学方法优化风能、水能等能源的利用效率等。
化学在能源开发中的应用
化学在能源开发中的应用
化学在能源开发中的应用非常广泛，以下是一些具体的例子：
1.煤炭：煤炭是一种常见的化学物质，在能源领域的应用广泛。
它可以通过
燃烧产生热能，用于供暖、发电等方面。
然而，煤炭的燃烧会产生大量的
二氧化碳等有害气体，对环境造成严重污染。
2.石油：石油是一种重要的能源来源，广泛应用于交通运输、化工等领域。
石油可以通过提炼得到燃料油、柴油、润滑油等多种化学物质，用于驱动
发动机或作为工业原料。
然而，石油资源有限，且其燃烧同样会产生大量
的碳排放，对全球气候变化带来不利影响。
3.天然气：天然气是一种清洁燃料，主要成分为甲烷。
相比于煤炭和石油，
天然气燃烧产生的二氧化碳排放量较少，对环境污染较小。
天然气广泛应
用于家庭生活和工业生产，被视为一种替代传统燃料的重要选择。
4.化学在新能源开发中具有重要作用，通过化学技术可以提高新能源的转化
效率和存储密度。
例如在太阳能利用中，化学方法可以通过光催化技术、
太阳能光电转化和光化学储能等手段，将太阳能转化为热能、电能和化学
能，提高太阳能的利用效率和经济性。
总的来说，化学在能源开发中的应用涵盖了传统的化石能源以及新型的可再生能源。
在未来，随着环保意识的提升和科学技术的进步，化学在能源开发中的应用将更加广泛和深入，为我们的生活和环境带来更多的便利和改善。
2022年鲁教版化学九下《第一节化学与能源开发》精品公开课课件
太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
太阳能
水能
风能
氢能
新能源
核能
潮汐能
地热能
生物质能
二、清洁高效的氢能
（1）氢气作为能源，有哪些优点？ （2）氢能源还没有得到广泛应用的原因。
1.氢能源的优点
（1）放热量高。每升氢气燃烧放出的热量为 1 千克汽油燃烧放 出的热量的3－4倍。
（2）清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有水，不会造 成环境污染，因而又被称为“清洁燃料”。
(H2) (O2)
同
之
条件为点燃
条件为通电
处
生成水放出热量 电解水需要消耗电能
相互 关系
两个反应的反应物与生成物正好相反
理想的高能燃料
➢ 氢气的用途
氢气是高能清洁燃料。 原因： • 热值高。 • 燃烧后的产物为水，不污染环境。 • 是理想的可再生能源，可以水为原料来制取。
理想的高能燃料 ➢ 氢气的用途
中国节能产 品认证标志
（1）中间是一个汉字“节”，代 表“节能”；
（2）“节”的“横”和外面的圆 圈组成了一个大大的字母“e”，代 表能源（energy）；
（3）整体图案为蓝色，象征着人 类通过节能活动恢复并保持天空和 海洋于的蓝色。
3.新能源的开发
（1）新能源的特点
①蕴藏丰富； ②安全、干净，不会威胁人类和破坏环境； ③在自然界中可以不断再生。
氢气的化学性质—可燃性
➢ 实验探究氢气的爆炸
实验 操作
取一个无盖，底部钻一小孔的塑料（纸） 筒或杯，用纸团堵住小孔，开口一端朝下 ，通入一会儿氢气，使筒里的气体为氢气 和空气的混合气。把筒拿到安全的地方， 拔掉堵孔的纸团，用燃着的木条在小孔处 点火（为安全起见，点火时人要离远一点 ），注意观察实验现象
九年级化学下册第十一单元化学与社会发展第一节化学与能源开发课件(新版)鲁教版
5．可燃冰的化学式为CH4· nH2O。下列关于“可燃冰”的叙述中，
错误的是( A )
A．“可燃冰”不是冰，而是干冰 B．因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作 “可燃冰 ” C．“可燃冰”需要在低温、高压的条件下才能形成
D．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源
6．氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使
归类探究
类型之一 氢能的应用 根据下图提供的信息，下列说法错误的是 B( )
A．借助化学反应，太阳能可转化为电能
B．氢元素在循环过程中，没有发生化学反应 C．水的分解反应需要吸收能量
D．该循环的实现可以有效地缓解能源危机
【解析】由图示可知太阳能可转化为电能，故A正确；氢元素在循环过程 中发生化学反应，故B错误；水的分解反应需要吸收能量，故C正确；该反应 可以减少化石燃料的使用，故D对。
【解析】氢气与太阳能都属于新能源，不会造成污染，但太阳能 是取之不尽的新能源。故选D。 3．下列反应中，由化学能转化为电能的是( B ) A．煤燃烧 B．干电池放电 C．光合作用 D．水电解
【解析】煤燃烧是化学能转化为热能和光能；干电池放电是化学能转变成
电能；光合作用是光能转化成化学能；水电解是电能转化成化学能。故选B。
CH4· 8H2O中CH4的质量分数为________ 。 10%
(2)可燃冰储存的巨大的化学能量最终来自于古代绿色植物通过光合作用 ________ 固定的太阳能。
(3)人类正面临常规能源枯竭的危机，下列有关能源的认识正确的是
ABC ____(填字母序号)。 A．提高能源利用效率 B．积极寻找替代常规能源的新能源 C．自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源
12＋4 【解析】(1)CH4·8H2O中CH4的质量分数为 160 ×100%＝10%。 (2)“可燃冰”储存的巨大的化学能量终来自于古代绿色植物通过光
化学与能源认识化学在能源领域的应用和发展
化学与能源认识化学在能源领域的应用和发展化学与能源：认识化学在能源领域的应用和发展概述：化学作为一门探索物质结构、性质和变化的科学，对于能源领域的应用和发展起着重要的推动作用。
本文将详细介绍化学在能源领域中的应用，包括化学能的转化、化学储能技术、化学能源的发电方式和新能源的开发等方面，旨在探讨化学在能源领域中的重要作用以及对未来能源形势的影响。
一、化学能的转化化学能的转化是能源领域中的重要过程，常见的化学能转化包括燃烧、电化学反应和核能反应等。
1. 燃烧反应燃烧反应是化学能转化的常见形式，通过燃烧可以将化学能转化为热能和光能。
例如，化石燃料的燃烧可以产生大量的热能，用于供暖、发电和工业生产等方面。
同时，燃烧也伴随着废气的产生，其中包括二氧化碳等温室气体，对环境造成了不可忽视的影响。
2. 电化学反应电化学反应是将化学能转化为电能的过程，主要包括电池和燃料电池两种形式。
电池通过化学反应产生电流，常见的例子包括锂电池、铅酸电池和锌锰电池等。
燃料电池则通过氧化还原反应将燃料化学能直接转化为电能，具有高效能、环境友好的特点。
目前燃料电池已在交通运输、电力供应等领域得到广泛应用。
3. 核能反应核能反应是将核能转化为热能或电能的重要途径，核能在能源领域中具有巨大的潜力。
核裂变反应是目前主要的核能来源，通过分裂重核使核能释放，产生大量的热能和中子。
核聚变反应则是模仿太阳的能源产生过程，将轻核聚变为重核，释放巨大的能量。
虽然核能具有巨大的储能量，但也存在核废料处理和安全性等问题。
二、化学储能技术化学储能技术是指将化学能转化为可存储的形式，以便在需要时进行释放和利用。
常见的化学储能技术包括电池、超级电容器和化学储氢等。
1. 电池电池是一种将化学能转化为可用电能的储能装置，广泛应用于移动设备、交通运输和可再生能源等领域。
随着科技的进步，电池的技术也在不断发展，新型电池如锂空气电池、固态电池等正在研究和开发中，具有更高的能量密度和更长的寿命。
化学与新能源开发的关系
结语
光电化学反应是新能源开发的重要方向之一，光 催化技术的不断创新将为清洁能源的实现提供强 有力的支持。通过光能转化为电能，化学材料在 新能源领域发挥着关键作用，未来光电池技术有 望广泛应用，为可持续发展贡献力量。
● 03
第3章 电化学反应
电解水制氢
电解水制氢是一种将 电能转化为氢气的重 要过程，可用于储能 和燃料电池等领域。 化学催化剂在电解水 制氢过程中可以降低 能耗和提高反应效率。 电化学反应的研究为 氢能源的可持续发展 提供了技术支持。
THANKS
研究方向
新型催化剂设计 纳米材料应用 高温超导材料研究 生物材料利用
挑战与机遇
新能源技术的发展既面临 挑战，也蕴藏着巨大机遇
应用前景
新能源技术的推广应用将 改变未来能源格局
可持续发展
化学材料设计为新能源的 可持续发展提供了新的思 路
● 05
第5章 跨学科合作
化学与物理学的 交叉
化学和物理学在新能 源领域具有重要的交 叉作用，可以共同推 动科学技术的发展。 通过化学和物理学的 相互协作，可以实现 新能源技术的创新和 突破。跨学科合作将 为新能源开发带来更 多可能性和发展机遇。
化学与新能源开发的关系
汇报人：大文豪
2024年X月
第1章 简介 第2章 光电化学反应 第3章 电化学反应 第4章 化学材料设计 第5章 跨学科合作 第6章 总结
目录
● 01
第1章 简介
化学与新能源开发的关系
化学作为一门基础科学，在新能源开发领域扮演 着重要的角色。化学知识可以帮助我们理解能源 转化过程，并且设计高效的能源转换系统。新能 源开发需要跨学科的合作，化学在其中扮演连接 各学科的桥梁。
人教版九年级上册化学《燃料的合理利用与开发》教案【三篇】
【导语】教育要使⼈愉快，要让⼀切的教育带有乐趣。
⽆忧考为⼤家准备了⼈教版九年级上册化学《燃料的合理利⽤与开发》教案【三篇】，希望对⼤家有所帮助！⼀ 教学⽬标 ⒈知识与技能： ⑴知道化⽯燃料是⼈类重要的⾃然资源，对⼈类⽣活起着重要作⽤;同时，知道⽯油炼制⼏种主要产品及其⽤途。
⑵了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
⒉过程与⽅法：通过⼀些探究活动，进⼀步认识与体验科学探究的过程。
⒊情感态度与价值观： 了解化⽯燃料的不可再⽣性，认识合理开采和节约使⽤化⽯燃料的重要性，及注意环保问题。
教学重难点 ⒈煤、⽯油、天然⽓三⼤化⽯燃料 ⒉化学变化中能量的变化 教学⼯具 多媒体设备 教学过程 引⼊课题 播放⽣活中的图⽚，设问： 1、家庭中炒菜、做饭、洗浴等使⽤什么燃料? 2、汽车、轮船、飞机、拖拉机等使⽤什么燃料? 3、炼钢⼚、热点⼚等常使⽤什么燃料? (配以多媒体播放煤、⽯油、天然⽓的形成过程) 边看边联系已有⽣活经验，思考： 柴、煤、煤⽓... 汽油、柴油... 煤 阅读教材，观看录像，回答问题。
化⽯燃料：煤、⽯油、天然⽓等由古代⽣物的遗骸经⼀系列复杂变化⽽形成的。
使学⽣联系⽣活，关⼼⽣活从已有的经验⼊⼿，引出新知识，强调在学习中要注意新、旧知识的联系。
让学⽣了解⽣活，了解社会，知道燃料的种类、化⽯燃料的形成过程和⽤途。
知识拓展 1、煤是纯净物还是混合物? 2、煤分解的产物有哪些? 3、煤分解这个过程是物理变化还是化学变化?为什么? 播放录像：煤的⽤途 学⽣带着问题观看录像 学⽣讨论并回答问题： 1、混合物 2、焦碳、煤焦油、煤⽓ 3、化学变化，因为反应前是碳，反应后⽣成新物质：焦碳、煤焦油、煤⽓ 激发学⽣学习兴趣，调动学⽣的思维 1、⽯油可以直接⽤作燃料吗?为什么不把⽯油直接⽤作燃料? 2、⽯油是纯净物还是混合物?为什么? 3、⽯油是根据什么原理进⾏炼制的? 播放录像：⽯油的⽤途 介绍⽯油的⽤途。
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氢气这种能源还没有得到广泛应 用的原因是：
（1）廉价高效的制取氢气； （2）氢气的储存和运输；
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17
小结：
一、氢能源的优点:
1.燃烧放热多 2.原料来源广 3.燃烧产物不污染环境
第一节 化学与能源
化学与能源
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2
思考：当今人类生产生活 中应用最广泛的能源有哪 些？
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3
化石燃料
煤
天然气
石油
化学与能源
解决能源危机 的一般方法
节约能源 提高能源转化率 开发新能源
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5
风能
风力发电
利用风能用地热发电
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7
太阳能路灯
太 阳 能
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现学现用
化学与能源
1、下列能量转化是化学能转化成电能的是：（ C ）
A.潮汐发电
B.电灯发光
C.用干电池做电源 D.用电动机带动水泵抽水
2、燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下 列燃料电池最清洁的是（ C ）
A.O2—CH4燃料电池 B.O2—C2H5OH燃料电池 C.O2—H2燃料电池 D.O2—CO燃料电池
二、大量使用氢能源要解决的问题:
1.氢气的存储和运输问题
2.用水制备氢气的能耗问题
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化学能转化为电能
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化学与能源
几种不同类型的电池
二次电池 一次电池
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化学与能源
仔细观察实验现象完成表格:
烧杯中现象 锌表面附一层红色物质.
化学方程式
电流计现象
偏转
能量的转化方式 化学能转化为电能
（3）已知氢气在氧气中燃烧生成水的变化放出热能。根据能 量守恒原理，反应前氢气和氧气的混合物所包含的化学能比 反应后的水所包含的化学能___高___(高或低)，理由是 _______反__应_时__放__出_了__热__能_和__光__能_。_________。
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感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
Ｄ．牛奶被人食用
太阳能（ Ｃ ）化学能（ Ｂ ）化学能（ Ａ ） 化学能（ Ｄ ）化学能
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化学与能源
5、物质的变化过程中伴随着能量的变化。化学变化中通常 伴随着能量转化，这是因为不同的物质包含的化学能大小不 同，在化学变化中物质具有的化学能可以转变为热能、光能 或电能等。
（1）举出一个环境中吸收热能的物理变化的例子：冰熔化成水等 （2）镁条燃烧时，部分化学能转化为___热____能和____光___能。
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现学现用
化学与能源
3、氢气可以用做推进火箭燃料是因为（Ｃ ） Ａ．氢气难溶于水 Ｂ．氢气没有颜色 Ｃ．氢气燃烧释放热量多Ｄ．氢气没有气味
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化学与能源
4、根据下列描述，按照能量转化过程将字母填 在横线上：
Ａ．奶牛吃草产奶
Ｂ．葡萄糖在小草内发生反应生成纤维素
Ｃ．小草在阳光作用下将二氧化碳和水转化为氧 气和葡萄糖
我国首台自动跟踪太阳能高 效发电站在泉城济南省科技 馆门前安装完成。
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8
大亚湾核电站
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9
氢动三号亮相长城
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太阳能 核能
水能
风能
新能源
潮汐能
地热能
氢能 生物质能
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清洁高效的氢能
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自从1965年美国开始研制液氢发动机以 来，相继研制成功了各种类型的喷气式 和火箭式发动机。1960年液氢首次用作 航天动力燃料。1970年美国反射的“阿 波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用 液氢作燃料。
我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。
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1、氢气作为能源，有哪些优点？ 2、氢能源还没有得到广泛应用的 原因
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氢能的优点：
放热量高。每升氢气放出的热量为1千克汽油 的3－4倍。
清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有 水，不会造成环境污染，因而又被称为“清 洁燃料”。