大学化学课件 第八章 化学与能源
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2024版《化学与能源》ppt课件[1]
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10
03
化石燃料的利用与环境保护
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化石燃料的种类与性质
01
02
03
煤
主要由碳、氢、氧、氮、 硫等元素组成的固体燃料， 具有高热值和丰富的化学 反应性。
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石油
由多种烃类化合物组成的 液态燃料，主要成分包括 烷烃、环烷烃和芳香烃等。
天然气
主要成分为甲烷，是一种 清洁、高效的气体燃料。
热化学转化
利用热能驱动化学反应，实现能量的转化 和利用，如热解、气化等。
21
能源储存技术
机械储能
通过机械装置将能量 储存为机械能，如抽 水蓄能、压缩空气储
能等。
电化学储能
利用电化学反应将电 能储存为化学能，如 电池储能、超级电容
器等。
热储能
将热能储存起来，以 便在需要时释放利用， 如显热储能、潜热储
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生物质能的利用
生物质燃料
利用生物质（如木材、农作物废 弃物等）作为燃料。
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生物质发电
通过生物质燃烧产生热能，再转化 为电能。
生物质气化
将生物质转化为可燃气体，用于供 暖和发电。
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其他新能源的简介
地热能
利用地球内部的热能进行发电和供暖。
潮汐能
利用潮汐涨落产生的动能进行发电。
核能
通过核裂变或核聚变释放的能量进行发电和供热。
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05
能源转化与储存技术
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能源转化技术
燃烧反应
通过燃烧将化学能转化为热能，是传统的 能源转化方式。
《化学与能源》ppt课件
动脑筋： 动脑筋： (1)干电池工作时：将 干电池工作时： 干电池工作时 为 能。 能转化为 能转化
(2)蓄电池放电时：将 蓄电池放电时： 蓄电池放电时 蓄电池充电时呢？ 能。蓄电池充电时呢？
一粒钮扣电池可污染600立方米水， 立方米水， 一粒钮扣电池可污染 立方米水 相当于一个中型游泳池。 相当于一个中型游泳池。 一节干电池就可以使一个原本清澈见 底的小池塘受到难以恢复的污染。 底的小池塘受到难以恢复的污染。 ……
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新闻二： 新闻二：
今年夏季， 今年夏季 ， 中国三十个省市中有十 九个拉闸限电；自上海、广州0号柴油 九个拉闸限电；自上海、广州 号柴油 告急开始,九十号汽油告急 九十号汽油告急,全国出现了 告急开始 九十号汽油告急 全国出现了 一定范围的“油荒”;一些地区的煤炭 一定范围的“油荒”;一些地区的煤炭 供应也出现短缺。 供应也出现短缺。南方网讯 “在经济 持续增长的中国， 持续增长的中国 ， 需要巨大的能源供 缺电、 缺煤将意味着什么， 应 ， 缺电 、 缺煤将意味着什么 ， 谁来 供应中国经济的发展， 供应中国经济的发展 ， 这将是我们面 临的又一大严峻挑战。 临的又一大严峻挑战。”
问题5 问题5： 你认为氢能具有哪些优点？ 你认为氢能具有哪些优点？ 为什么现在没有普遍推广使 用氢能源？ 用氢能源？
化学与能源PPT课件(4)
身体健康，学习进步！ 人们不相信聪明人会做蠢事：人的权利竟是丧失到了如此地步。
该标志由两部分组 成，中间是一个汉字 “节”，代表“节 约” ，“节”的横和 外面的圆圈组成了一 个大大的字母“e”。 代表能源，
（能源的英文单词 energy的第一个字 母。）
大家谈……
日常生活中 如何节能？
为什么越来越多的人用 这种交通工具呢？
电池
电 池 的 结 构
想一想？
大胆猜想 仔细观察 认真思考
化学与能源
化学与能源
2003年全世界主要能源需要量 单位： (万吨/天) 煤： 1111 石油： 1722 天然气： 668.5 核能： 405 其它： 237
当今人类生产、生活 中应用最广泛的能源有哪
些？ 这些能源在运用
时有哪些缺限？
想一想？
解决能源危机的一般方法：
研制、使用节能产品 提高能源转化的效率 开发新能源
三、1973年的某一天，在印度南部孟加拉海 湾附近的海域，突然刮起猛烈的飓风，顿时 海浪咆哮。刹那间海面出现了奇迹，高达三 四十米的浪峰上竟然燃起熊熊大火……
1）物质燃烧需要那些条件？
2）从物质燃烧的条件考虑，你能解释这场海 上大火究竟是怎样产生的吗？
3）我们现在正面临着严重的能源危机，以上 这则报道能给我们缓解能源危机带来怎样的 启示呢？
谢谢！！
心是最大的骗子，别人能骗你一时，而它却会骗你一辈子。 努力为生，还要努力为死。 书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 认识自己，降伏自己，改变自己，才能改变别人。 天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游 雄心壮志是茫茫黑夜中的北斗星。 我能为你煮东西，但我不能为你吃东西。各人吃饭是各人饱，各人生死是个人了。 应当在朋友正是困难的时候给予帮助，不可在事情已经无望之后再说闲话。——伊索 不要太在乎自己的长相，因为能力不会写在脸上。 才须学也。非学无以广才，非志无以成学。——孔明 对自己不满是任何真正有才能的人的根本特征之一。 友谊只能在实践中产生并在实践中得到保持。 有些事情，不谈是个结，谈开了是个疤。 成功的秘密在于始终如一地忠于目标。 同样的瓶子，你为什么要装毒药呢？同样的心理，你为什么要充满着烦恼呢？ 不求做的最好，但求做的更好。 人生的真理，只是藏在平淡无味之中。 少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向 一句“好孩子”能让学生看到自己的进步与价值，而一句“坏孩子”学生会丧失进去的信心和斗志，甚至毁灭一生。——王玉章
该标志由两部分组 成，中间是一个汉字 “节”，代表“节 约” ，“节”的横和 外面的圆圈组成了一 个大大的字母“e”。 代表能源，
（能源的英文单词 energy的第一个字 母。）
大家谈……
日常生活中 如何节能？
为什么越来越多的人用 这种交通工具呢？
电池
电 池 的 结 构
想一想？
大胆猜想 仔细观察 认真思考
化学与能源
化学与能源
2003年全世界主要能源需要量 单位： (万吨/天) 煤： 1111 石油： 1722 天然气： 668.5 核能： 405 其它： 237
当今人类生产、生活 中应用最广泛的能源有哪
些？ 这些能源在运用
时有哪些缺限？
想一想？
解决能源危机的一般方法：
研制、使用节能产品 提高能源转化的效率 开发新能源
三、1973年的某一天，在印度南部孟加拉海 湾附近的海域，突然刮起猛烈的飓风，顿时 海浪咆哮。刹那间海面出现了奇迹，高达三 四十米的浪峰上竟然燃起熊熊大火……
1）物质燃烧需要那些条件？
2）从物质燃烧的条件考虑，你能解释这场海 上大火究竟是怎样产生的吗？
3）我们现在正面临着严重的能源危机，以上 这则报道能给我们缓解能源危机带来怎样的 启示呢？
谢谢！！
心是最大的骗子，别人能骗你一时，而它却会骗你一辈子。 努力为生，还要努力为死。 书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 认识自己，降伏自己，改变自己，才能改变别人。 天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游 雄心壮志是茫茫黑夜中的北斗星。 我能为你煮东西，但我不能为你吃东西。各人吃饭是各人饱，各人生死是个人了。 应当在朋友正是困难的时候给予帮助，不可在事情已经无望之后再说闲话。——伊索 不要太在乎自己的长相，因为能力不会写在脸上。 才须学也。非学无以广才，非志无以成学。——孔明 对自己不满是任何真正有才能的人的根本特征之一。 友谊只能在实践中产生并在实践中得到保持。 有些事情，不谈是个结，谈开了是个疤。 成功的秘密在于始终如一地忠于目标。 同样的瓶子，你为什么要装毒药呢？同样的心理，你为什么要充满着烦恼呢？ 不求做的最好，但求做的更好。 人生的真理，只是藏在平淡无味之中。 少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向 一句“好孩子”能让学生看到自己的进步与价值，而一句“坏孩子”学生会丧失进去的信心和斗志，甚至毁灭一生。——王玉章
化学与能源
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针对训练3（2016·威海）燃烧是一类重要的化学 变化，下列关于燃烧的叙述正确的是（ D ） A.燃烧一定有火焰 B.物质在有限的空间内燃烧，一定会发生爆炸 C.物质跟氧气的反应就是燃烧 D.使可燃物温度降低到着火点以下，可以灭火
【火眼金睛】
易错点1 有关着火点、燃烧、爆炸的认识 例 下列说法中正确的是（ D ） A.用水可以灭火，是因为水可以降低物质的着火点 B.爆炸都属于化学变化 C.高层住房着火时，立即打开所有门窗 D.燃烧时一定发光、放热 【点拨】着火点是物质固有的性质，一般不能改变 ；气球的爆炸、轮胎的爆炸都是物理变化。高层住 房着火时，立即打开所有门窗会使室内氧气充足， 燃烧的更旺。
常见的易燃物：硫黄、白磷、红磷、酒精、汽油、煤气 常见的易爆物：H2、CO、CH4、KClO3、NH4NO3 煤：含有碳、氢、氮、硫、氧等元素(煤 三大 气主要成分为H2、CO、CH4等) 化石 石油：主要含有碳和氢两种元素 燃烧与 燃料 石油炼制的燃料主要有：汽油、煤油和柴油 利用 无色无味比空 气轻难溶于水 天然气(主要成分为 CH4 ) 的气体 可燃性： 对环境的影响 清洁能源 新能源
7.几种常见的灭火方法 (1)森林着火，迅速在距离火场不远处伐木，已形成 隔离带。 (2)油锅中油着火，盖上锅盖；用登帽盖灭酒精灯； 酒精在试验台上着火，用湿布盖灭，都是利用了隔 绝空气的原理。 (3)建筑物着火，用高压水枪灭火。 (4)常见的灭火器的适用范围：①液态CO2灭火器 扑灭图书、珍贵设备的失火；②干粉灭火器 扑灭 油、气等失火；③泡沫灭火器 扑灭木材、布料 的失火；④含有水的灭火剂，不能用来扑灭电器的 火灾。
[学以致用] 氢氧化铝作为阻燃剂受热分解时吸收热量，同时生 成耐高温的氧化铝和大量水蒸气，起到防火作用。 下列叙述错误的是 ( A ) A.反应吸热，降低了可燃物的着火点 B.生成氧化铝覆盖在可燃物表面，隔绝空气 C.生成大量水蒸气，降低可燃物周围氧气的浓度 D.反应能够降低温度，可燃物不易达到着火点
针对训练3（2016·威海）燃烧是一类重要的化学 变化，下列关于燃烧的叙述正确的是（ D ） A.燃烧一定有火焰 B.物质在有限的空间内燃烧，一定会发生爆炸 C.物质跟氧气的反应就是燃烧 D.使可燃物温度降低到着火点以下，可以灭火
【火眼金睛】
易错点1 有关着火点、燃烧、爆炸的认识 例 下列说法中正确的是（ D ） A.用水可以灭火，是因为水可以降低物质的着火点 B.爆炸都属于化学变化 C.高层住房着火时，立即打开所有门窗 D.燃烧时一定发光、放热 【点拨】着火点是物质固有的性质，一般不能改变 ；气球的爆炸、轮胎的爆炸都是物理变化。高层住 房着火时，立即打开所有门窗会使室内氧气充足， 燃烧的更旺。
常见的易燃物：硫黄、白磷、红磷、酒精、汽油、煤气 常见的易爆物：H2、CO、CH4、KClO3、NH4NO3 煤：含有碳、氢、氮、硫、氧等元素(煤 三大 气主要成分为H2、CO、CH4等) 化石 石油：主要含有碳和氢两种元素 燃烧与 燃料 石油炼制的燃料主要有：汽油、煤油和柴油 利用 无色无味比空 气轻难溶于水 天然气(主要成分为 CH4 ) 的气体 可燃性： 对环境的影响 清洁能源 新能源
7.几种常见的灭火方法 (1)森林着火，迅速在距离火场不远处伐木，已形成 隔离带。 (2)油锅中油着火，盖上锅盖；用登帽盖灭酒精灯； 酒精在试验台上着火，用湿布盖灭，都是利用了隔 绝空气的原理。 (3)建筑物着火，用高压水枪灭火。 (4)常见的灭火器的适用范围：①液态CO2灭火器 扑灭图书、珍贵设备的失火；②干粉灭火器 扑灭 油、气等失火；③泡沫灭火器 扑灭木材、布料 的失火；④含有水的灭火剂，不能用来扑灭电器的 火灾。
[学以致用] 氢氧化铝作为阻燃剂受热分解时吸收热量，同时生 成耐高温的氧化铝和大量水蒸气，起到防火作用。 下列叙述错误的是 ( A ) A.反应吸热，降低了可燃物的着火点 B.生成氧化铝覆盖在可燃物表面，隔绝空气 C.生成大量水蒸气，降低可燃物周围氧气的浓度 D.反应能够降低温度，可燃物不易达到着火点
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)
• 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)”。
只有一些质量非常大的原子核，像铀、钍等才能发生核裂 变，生成两个的原子核，同时又产生几个中子，同时释放出巨 大的能量，1克235U完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧 2.5吨煤所产生的能量。
要大规模地和平利用裂变能必须满足两个条件: 第一，重核裂变要形成链式反应； 第二，链式反应必须是可控的。实现可控链式反应的装置 称为反应堆。
• 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
石油为工农业、运输业、国防提供了重要燃料和其他化 工产品，石油产品数以千计，与人们的生活息息相关，因此 称为“工业的血液”。石油常跟天然气共存。
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。
• 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)”。
只有一些质量非常大的原子核，像铀、钍等才能发生核裂 变，生成两个的原子核，同时又产生几个中子，同时释放出巨 大的能量，1克235U完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧 2.5吨煤所产生的能量。
要大规模地和平利用裂变能必须满足两个条件: 第一，重核裂变要形成链式反应； 第二，链式反应必须是可控的。实现可控链式反应的装置 称为反应堆。
• 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
石油为工农业、运输业、国防提供了重要燃料和其他化 工产品，石油产品数以千计，与人们的生活息息相关，因此 称为“工业的血液”。石油常跟天然气共存。
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。
能源与化学-能源的概念与分类
例： 镧镍合金LaNi5的吸氢反应：
(200~300kPa)
LaNi5 + 3 H2
微热
LaNi5H6
2. 太阳能、风能
太阳能的本质是核聚变能，其中最主要的核反应为： 4 11H → 42He + 2 -10e该反应释放出的核能约为：2.39×109kj· -1。 mol 太阳能利用方法： 1）光——热转换 2）光——电转换
3.生物质能
1）经过发酵或高温热分解制备甲醇、乙醇等液体燃料。 2）在密闭容器内经高温干馏生成一氧化碳、氢气、甲烷等气体燃料。
3）在厌氧条件下生成沼气（CH4）。
中国第一座垃圾发电站： 深圳垃圾发电站
常 规 能 源
新 能 源
表9-2 世界能源消费量和构成
年 份 消费量/万吨标 准煤 煤 炭 239 194 292 420 643 956 852 391 1 147 640 ＞2000000 60.9 49.5 33.5 30.8 27.3 在消费量中所占比例/ % 石 油 天然气 水电和核 电 27.2 10.1 1.8 33.3 15.1 2.1 44.0 20.1 2.4 44.2 21.5 3.5 38.6 21.7 12.4
中国环流一号
9.4 新能源的开发、利用
1. 氢能——以氢作为燃料而释放出的能量
氢能的特点： （1）氢气的导热性好，比大多数气体的导热系数高出10倍 （2）氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高 的，是汽油发热值的3倍。 （3）氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围， 而且燃点高，燃烧速度快 。 （4）制氢的原料——水，资源极为丰富。 燃烧产物——水，对环境无污染。 （5）氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动 机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转 换成固态氢用作结构材料。 （6）氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮 运及各种应用环境的不同要求。
化学与能源1化学与能源
化学与能源1化学与能源
•学习目 标 •能源定 义 •一些能 源 •能源分 类
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•化学与 能源
•能源还可以分为再生能源和非再生能源。凡是可以
不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为
再生能源，反之称为非再生能源。
•想 •下一列想能源中属于可再生能源的是_____？
•
属于不可再生能源的是_____？
•
2提高能量转化的效
率
•
3开发新能源
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化学与能源1化学与能源
•想一想：
•右图是中国节能标志 •你能说说这一标志的含义吗?
•中间是一个汉字“节”，代表节约；“节”的 “横”和外面的圆圈组成了一个大大 的字母“e” （energy），代表能源。
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化学与能源1化学与能源
•化学能转化为 电能
化学与能源1-化学与能 源
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2020/11/14
化学与能源1化学与能源
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化学与能源1化学与能源
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化学与能源1化学与能源
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化学与能源1化学与能源
•学习目 标
•能源定 义 •一些能 源
•化学与 能源
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•电池回收处理的一般方法
•国际上通行的废旧电池处理方式大致有三 种：固化深埋、存放于废矿井、回收利用。
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化学与能源1化学与能源
§9.1 化学与能源
•氢能
•21世纪的主要能源
•优 •1、燃烧产物是水，不会污染环境。 点 •2、完全燃烧放出的热量多。
•3、原料丰富，不受限制。
•学习目 标 •能源定 义 •一些能 源 •能源分 类
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•化学与 能源
•能源还可以分为再生能源和非再生能源。凡是可以
不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源称为
再生能源，反之称为非再生能源。
•想 •下一列想能源中属于可再生能源的是_____？
•
属于不可再生能源的是_____？
•
2提高能量转化的效
率
•
3开发新能源
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化学与能源1化学与能源
•想一想：
•右图是中国节能标志 •你能说说这一标志的含义吗?
•中间是一个汉字“节”，代表节约；“节”的 “横”和外面的圆圈组成了一个大大 的字母“e” （energy），代表能源。
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化学与能源1化学与能源
•化学能转化为 电能
化学与能源1-化学与能 源
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化学与能源1化学与能源
•学习目 标
•能源定 义 •一些能 源
•化学与 能源
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•电池回收处理的一般方法
•国际上通行的废旧电池处理方式大致有三 种：固化深埋、存放于废矿井、回收利用。
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化学与能源1化学与能源
§9.1 化学与能源
•氢能
•21世纪的主要能源
•优 •1、燃烧产物是水，不会污染环境。 点 •2、完全燃烧放出的热量多。
•3、原料丰富，不受限制。
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燃烧矿物燃料，饲养牲畜，制造机具，
利用水流和风力等。蒸汽机的发明，电流
的发现，使能源的开发进入了全新时代。
天道酬勤
3
为了完成许多自己 力所不及的 繁重任务，
马力
机械力 风力
人类开发了各种自
水力
然力和非自然力。
天道酬勤
4
重水反应堆
地热工厂
风力涡轮机
天道酬勤
太阳能集热器
5
磁悬浮列车
蒸汽机的发明， 引发了动力的 革命。
(+) O2+2H2O+4e- → 4OH-
天道酬勤
21
燃气 空气
催化层 电解质基体
总反应：2H2+O2 → 2H2O
催化剂：Pt 、Pd天、道酬C勤 o2O3 、Ag
22
流场双极 隔膜
有催化剂的 气体扩散层
端面板
燃料电池组件
天道酬勤
23
2 甲醇-氧燃料电池
(–) Pt | CH3OH | H2SO4 | O2 | Pt(+)
特点是：体积小、抗震好。
⑵ 银-锌蓄电池
(–) Zn∣KOH(40%)∣Ag2O∣Ag (+)
充放电反应：
Zn+A2O+H2O Zn(OH)2+2Ag
特点是：电压平稳天道。酬勤
20
三 、燃 料 电 池 1 氢-氧燃料电池
(–) C∣H2∣KOH(35%)∣O2∣C (+)
电池反应： (–) H2+2OH-–2e- → 2H2O
电池反应:
(+) 3 O2+6H++6e-→3H2O 2
(–) CH3OH+H2O –6e-→CO2+6H+
总反应：CH3OH+
3 2
O2
→
CO2+2H2O
可用工业甲醇；可用KOH代硫酸。
此外，还有很多类型的燃料电池。如：
锂-水燃料电池等。天道酬勤
24
电动机车
动力的历史
也是人类的文明史。
天道酬勤
内燃机车
蒸汽机车
6
杨利伟
喷气式飞机
神舟4号
超轻飞机
古代火箭
天道酬勤
神舟5号 7
基本概念
1 能量：物质做功的本领。
2 能量的形态：热、机、生、化、 光、电、核
3 能量的转化：能源→热能→其他能
(η<100%)
4 能源：可以从中获得能量的资源。
天道酬勤
8
5 能源的分类:
天道酬勤
1
大约在25,000——35,000年前，人类 知道了不依靠天然火而自行取火。
最初的火（直到十八世纪），主要用
来烧熟食物和取暖天道。酬勤
2
钻木取火是一种把机械能转化为热能 的方法。于是，人类掌握了不同形态的 能量间的转换。
从此人类便开始利用来自自身以外的能 量，扩大自己对大自然的支配能力。
天道酬勤
12
间接液化法就是先将煤气化，然后再合 成液体燃料。
2. 天然气 天然气的主要成分是甲烷。
富含甲烷的天然气主要是作为工业或家
庭的燃料 ，也是驱动汽车发动机的优良
燃料。优点是抗震性能好和排出的废气不
污染环境。
CH4 + 2O2 == CO2 + 2H2O
天道酬勤
13
在天然气所含的杂质中，只有硫化氢对 环境有污染，而且会对管道造成腐蚀，所 以在输送前要除去硫化氢。
电极反应:
(-) Zn(S)→Zn2++2e-
(+)2MnO2 (S) +2NH4++2e-→
Mn2O3 (S) +2NH3 (g) +2H2O
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电动势: 1.5V。 若用KOH代替NH4Cl制成碱性锌锰电 池，可多次充、放电。
2 锌-汞电池
(–)Zn∣Hg∣KOH(含ZnO)∣HgO∣Hg(+)
(–) Li-e-→Li+ (+) Ag2CrO4+2Li++2e-→2Ag+Li2CrO4
比能量高，稳定性天道好酬勤，可长期贮存。 17
二、蓄 电 池
(又称可逆电池，二次电池)
1 铅蓄电池（铅酸蓄电池）
(–) Pb | H2SO4 | PbO2 (+)
充、放电反应:
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2O
3. 石油 石油又称为原油，是一种粘稠的深褐色液 体。主要是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的 混合物。 石油主要被用来生产燃油和汽油，而且 它也是许多化学工业产品的原材料。
煤、石油、天然气天道等酬勤都是非再生性能源14 。
化学电源 一、原电池
1 锌-锰干电池
(–)Zn∣ZnCl2, NH4Cl(糊),MnO2∣C(+)
燃料的发热量 QDW—单位质量(对固、液)或单位体积(对
气体)的燃料完全燃烧时放出的最大
热量。单位：kJ·kg-1 或 kJ·m-3。
QDW=127CO%+108H2%+360CH4%+…+231H2S%
其中127、108、360 … 231分别表示CO、
H2、 CH4 、H2S在标准情况下完全燃烧放
出的热量(10-2kJ·m-3)天。道酬勤
11
几种传统燃料
1. 煤
煤的蕴藏量远比石油和天然气丰富， 因此,煤仍然是当前的主要燃料。
由于煤中的碳含量高且含有硫、氮等，
煤的燃烧会带来了严重环境污染问题。 煤的燃烧也不完全，热效率低。
煤的直接液化法就是将煤在高温、高
压、催化剂存在下加氢处理，把煤变成
油。
电压:2.0V， 电流0.5A。 可短时大电流放电。
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若以 Na2SiO3+H2SO4 制成胶体铅蓄电 池，可无溢出。且无需调节密度，只加水
即可。
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2 碱性蓄电池
⑴ 铁-镍蓄电池
(–) Fe∣KOH（30%）∣Ni(OH)3 (+)
充放电反应：
Fe+2Ni(OH)3 Fe(OH)3+Ni
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电极反应:
(–) Zn(Hg)+2OH--2e-→ZnO+H2O (+) HgO (S) +H2O+2e-→Hg (l) +2OH-
电动势: 1.34V。
电压稳定，可做成钮扣电池。
3 锂-铬酸银电池
(–)Li|LiClO4{含(C3H5)2CO3}|Ag2CrO4|Ag(+)
电池反应：
一再 生 能次
风 流水 海流 草木 太阳辐射
性 能 源 地震 火山喷发 地热
能 非再生 化石燃料（煤 石油 天然气 源 能 源 油页岩） 核燃料（U Th Pu D）
二 次 性 电能 氢能 汽油 柴油 火药 甲醇 丙烷 苯胺
源 能 源 硝化棉 硝化甘油
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燃料能源
1.燃料—产生热能或动力的可燃性物质。
2.成分： 有机可燃物(有机化合物+高分子化合物)
无机可燃物+灰分(盐+氧化物）+水份。
3.元素组成：C、H、O、N、S、少量金属
4.分类:
物态
天然燃料
人造燃料
固体燃料 木材 泥煤 褐煤 油页岩 木炭 焦碳 煤砖
液体燃料 石油
汽油 煤油 柴油 酒精
气体燃料 天然气
天道酬煤勤 气 石油裂化气 沼气 10