1、教學(xué)課件,化學(xué) 九年級(jí)下冊(cè) 滬教版,第9章 化學(xué)與社會(huì)發(fā)展,第1節(jié) 能源的綜合利用,人類社會(huì)需要充足的能源、豐富的材料、良好的環(huán)境，而能源、材料、環(huán)境這三個(gè)領(lǐng)域的研究都離不開化學(xué)。 化學(xué)有助于人類解決能源危機(jī)； 化學(xué)為人類提供更豐富的材料； 化學(xué)能保護(hù)和改善人類賴以生存的環(huán)境。,能源：能為人類提供所需能量的資源,我國首臺(tái)自動(dòng)跟蹤太陽能高效發(fā)電站在泉城濟(jì)南省科技館門前安裝完成。,太陽能路燈,太陽能,利用風(fēng)能和太陽能的自亮街燈,風(fēng)力發(fā)電,風(fēng)能,西藏羊八井地?zé)岚l(fā)電站,地?zé)崮?西藏 利用 地?zé)?發(fā)電,溫泉,電能,化石燃料：是我們生產(chǎn)、生活的主要能源。,煤,石油,幾種能源及分類,常規(guī)能源：,新能源：,可

2、再生能源：,不可再生能源：,電能、化石燃料（煤、石油、天然氣）；,太陽能、氫能、核能；,太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮埽?核能、化石燃料（煤、石油、天然氣）、 可燃冰。,常規(guī)能源：即傳統(tǒng)能源，已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的能源。 新能源：以新技術(shù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)開發(fā)的能源。,常見的能源,太陽能、化石能源、水能、風(fēng)能、核能（原子能）、氫能。 潮汐能：海水潮流運(yùn)動(dòng)的能量 海洋能：潮汐能、波浪能、海流能、溫差能 地?zé)崮埽旱厍騼?nèi)部釋放到地表的能量 生物質(zhì)：燃燒植物體放出熱能,新聞一:,世界需要能源增多 國際能源機(jī)構(gòu)在2004年世界能源展望報(bào)告中指出，到2030年，企業(yè)和家庭對(duì)能源的需求量要比現(xiàn)在提高59%，全球?qū)κ偷?/p>

3、需求量每年如按1.6%的速度來增長(zhǎng)，到2030年全世界每天石油的需要量將從目前的O.82億桶增加到1.21億桶。世界能源消費(fèi)增長(zhǎng)的三分之二是發(fā)展中國家的需求增加，尤其是中國和印度。石油需要量不斷增多，而能提供石油的國家越來越少。,今年夏季，中國三十個(gè)省市中有十九個(gè)拉閘限電；自上海、廣州0號(hào)柴油告急開始,九十號(hào)汽油告急,全國出現(xiàn)了一定范圍的“油荒”;一些地區(qū)的煤炭供應(yīng)也出現(xiàn)短缺。南方網(wǎng)訊 “在經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的中國，需要巨大的能源供應(yīng)，缺電、缺煤將意味著什么，誰來供應(yīng)中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這將是我們面臨的又一大嚴(yán)峻挑戰(zhàn)?！?新聞二：,看到這些信息，你有什么感想？,下表是我國化石燃料儲(chǔ)量及年產(chǎn)量,63.1年

4、,92.4年,20.4年,問題:這些對(duì)你有什么啟示？解決能源危機(jī)的方法有哪些？,解決能源危機(jī)的一般方法,開發(fā)新能源。如：核能、太陽能、氫能等。 提高能量轉(zhuǎn)化率，降低能耗。 研制、使用節(jié)能產(chǎn)品。,中國節(jié)能標(biāo)志,你們?cè)谌粘Ｉ钪腥绾喂?jié)能？,討論: 節(jié)能標(biāo)志的含義,由“energy”的第一個(gè)字母“e”構(gòu)成一個(gè)圓形圖案，中間包含了一個(gè)變形的漢字“節(jié)”，寓意為節(jié)能。缺口的外圓又構(gòu)成“CHINA”的第一字母“C”，“節(jié)”的上半部簡(jiǎn)化成一段古長(zhǎng)城的形狀，與下半部構(gòu)成一個(gè)峰火臺(tái)的圖案一起，象征著中國。“節(jié)”的下半部又是“能”的漢語拼音第一字母“N”。整體圖案為藍(lán)色，象征著人類通過節(jié)能活動(dòng)還天空和海洋于藍(lán)色。,

5、石油,煤,天然氣,一、化石燃料,C(H、O、N、S),C、H,CH4,煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上最重要的化石燃料(又叫礦物燃料)，化石燃料是重要的燃料和重要的能源。,煤黑色金子 煤的形成：煤主要是由古代植物在地下隔絕空氣的條件下，經(jīng)過長(zhǎng)期的一系列復(fù)雜的化學(xué)變化和生物變化，而形成的一種由有機(jī)物和無機(jī)物所組成的復(fù)雜的固態(tài)混合物。煤的主要成分是碳，還含有氫、氧及硫、磷等48種元素。,煤：工業(yè)的糧食,2012年9月2日江西安源煤礦瓦斯大爆炸事故,煤礦的礦井中常因含有甲烷、煤塵等物質(zhì)而發(fā)生瓦斯爆炸，造成人員傷亡。你認(rèn)為煤礦應(yīng)采取哪些安全措施？,嚴(yán)禁煙火，注意通風(fēng),思考與討論,石油的形成：石油是由古代動(dòng)

6、、植物遺體在地殼內(nèi)部高溫、高壓條件下經(jīng)過非常復(fù)雜的化學(xué)變化而形成的各種烷烴、環(huán)烷烴和芳烴組成的液態(tài)混合物。其主要成分是多種碳、氫元素組成的有機(jī)化合物，同時(shí)含少量硫、氧、氮等元素。 石油（原油）經(jīng)過分餾可得到系列產(chǎn)品，如溶劑油、汽油、柴油、潤(rùn)滑油等。,石油氣,汽油,煤油,柴油,潤(rùn)滑油,石蠟,瀝青,石油分餾示意圖,石油的綜合利用,是物理變化,原油,經(jīng)精加工能得到5 000多種化工原料,石油是重要的化工原料,石油和天然氣,辛烷值常用來衡量汽油的抗震程度，把抗震性較好的異辛烷(2，2，4一三甲基戊烷)的辛烷值定為l00，爆震性極強(qiáng)的正庚烷的辛烷值定為零，把汽油的抗震性和這兩種烴的不同比例的混合物進(jìn)行比

7、較，就可以得到該汽油的相對(duì)辛烷值。為了提高汽油的辛烷值，過去廣泛使用的一種入法是在汽油中添加少量抗震劑四乙基鉛。,汽油和汽油的標(biāo)號(hào),現(xiàn)在為了提高汽油的辛烷值，一般采用甲基叔丁基醚CH3OC(CH3)3 ，又名MTBE 作為高辛烷值組分。目前，我國使用的車用汽油標(biāo)號(hào)就是按照汽油的辛烷值大小劃分的，例如90號(hào)汽油表示該汽油的辛烷值不低于90。,天然氣：主要成份是（CH4）甲烷俗稱沼氣 天然氣，是一種多組分的混合氣態(tài)化石燃料，主要 成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、氣田、煤層和頁巖層。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產(chǎn)生，相較煤炭、石油等能源有使用安全、熱值高、潔

8、凈等優(yōu)勢(shì)。天然氣又可分為伴生氣和非伴生氣兩種。,盡管天然氣是無色、無味的，然而在送到最終用戶之前，還要用硫醇來給天然氣添加氣味，以助于泄漏檢測(cè)。天然氣不像一氧化碳那樣具有毒性，它本質(zhì)上是對(duì)人體無害的。,天然氣是較為安全的燃?xì)庵唬缓谎趸?，也比空氣輕，一旦泄漏，立即會(huì)向上擴(kuò)散，不易積聚形成爆炸性氣體，安全性較高。采用天然氣作為能源，可減少煤和石油的用量，因而大大改善環(huán)境污染問題；天然氣作為一種清潔能源，能減少二氧化硫和粉塵排放量近100%，減少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于減少酸雨形成，舒緩地球溫室效應(yīng)，從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。但是，對(duì)于溫室效應(yīng)，天然氣跟煤炭、石油

9、一樣會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。因此，不能把天然氣當(dāng)做新能源。,可燃冰的發(fā)現(xiàn) “冰”怎么會(huì)“燃燒”？但在自然界中確實(shí)存在這種能夠燃燒的“冰”?？扇急畛醣话l(fā)現(xiàn)，并不是在海底。早在20世紀(jì)30年代，工程技術(shù)人員就發(fā)現(xiàn)，一些輸氣管經(jīng)常會(huì)被奇怪的冰塊堵塞?；瘜W(xué)家對(duì)這些冰塊進(jìn)行分析后得知，這是甲烷等氣體被關(guān)在冰晶體中形成的。當(dāng)時(shí)，這些甲烷水合物被視為一種麻煩，而不是一種新型的能源。,據(jù)了解，美國、日本等國均已經(jīng)在各自海域發(fā)現(xiàn)并開采出天然氣水合物，據(jù)測(cè)算，中國南海天然氣水合物的資源量為700億噸油當(dāng)量，約相當(dāng)中國陸上石油、天然氣資源量總數(shù)的二分之一。 中國在南海北部成功鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品“可燃冰”，從而成為繼

10、美國、日本、印度之后第4個(gè)通過國家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到水合物實(shí)物樣品的國家。 科學(xué)家估計(jì)，海底可燃冰分布的范圍約4000萬平方公里，占海洋總面積的10%，海底可燃冰的儲(chǔ)量夠人類使用1000年，因而被科學(xué)家譽(yù)為“未來能源”“21世紀(jì)能源”。,硫元素,SO2,CO,炭黑,CO2,熱污染,化石燃料的危害,溫室效應(yīng)是指由于全球二氧化碳等氣體的排放量不斷增加，導(dǎo)致地球平均氣溫不斷上升的現(xiàn)象。原來，二氧化碳等氣體就像溫室中的玻璃頂棚一樣，既能使太陽光順暢地透射到大地，又能截留和吸收地表放散出的熱量，這就勢(shì)必導(dǎo)致大氣溫度升高，全球氣候變暖。,太陽光,CO2,燃料中的碳燃燒后轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸細(xì)怏w進(jìn)入大氣，使大氣中二氧

11、化碳的濃度增大，從而導(dǎo)致溫室效應(yīng)。,1.全球氣候的變化,2.熱污染,火力發(fā)電站發(fā)電剩下的“余熱”被排放到河流、湖泊或海洋，使局部區(qū)域的水溫上升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致魚類等水生生物大量死亡。,3.大氣污染,在化石燃料中一般都含有相當(dāng)數(shù)量的硫，燃燒時(shí)會(huì)釋放出二氧化硫；化石燃料不完全燃燒時(shí)還會(huì)向大氣排放大量的一氧化碳；煤炭燃燒時(shí)，向大氣中排放大量的粉塵。,大氣污染物進(jìn)入人體呼吸道產(chǎn)生不適、呼吸器官障礙、支氣管哮喘、肺癌等病癥，甚至造成急、慢性中毒或死亡等現(xiàn)象。,酸雨對(duì)樹木的危害,火力發(fā)電廠發(fā)電中能量轉(zhuǎn)化：,化石燃料 化學(xué)能,熱能,機(jī)械能,電能,為什么化石燃料的轉(zhuǎn)化率低？我們以火力發(fā)電廠發(fā)電為例。,燃燒化石燃

12、料存在較多問題，如：浪費(fèi)自然資源、產(chǎn)生大氣污染、能量轉(zhuǎn)化效率低等。,你現(xiàn)在知道為什么化石燃料的轉(zhuǎn)化率低的原因了嗎？,那么生活中有沒有能量轉(zhuǎn)化率較高的裝置？,化學(xué)電源 是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。,生活生產(chǎn)中常見的電池,你知道這些電池工作時(shí)，能量是如何轉(zhuǎn)化的？,二、化學(xué)電池,1.化學(xué)能電能,2.與化石燃料相比的優(yōu)點(diǎn),（1）節(jié)約資源； （2）減少污染（金屬污染）； （3）能源轉(zhuǎn)化效率高。,燃料電池（以H2、CO、CH4為燃料）,連接鋅片與負(fù)極、銅片與正極,觀察到什么現(xiàn)象？,說明什么？,實(shí)驗(yàn)中能量是如何轉(zhuǎn)化的？,下面我們通過實(shí)驗(yàn)來直觀感知化學(xué)電源中能量的轉(zhuǎn)化。,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)， 一段時(shí)間

13、后，溶液逐漸變?yōu)闊o色,Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4,燒杯中發(fā)生了化學(xué)變化，產(chǎn)生電流,化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,提高能量的轉(zhuǎn)化效率，減少大氣污染,因?yàn)椴煌男枰?，電池有多種類型和型號(hào)，你知道哪幾類電池，分別有什么用途呢？,談一談,電池,使用電池雖然能減少大氣污染和提高能量的轉(zhuǎn)化效率，但廢舊電池能否隨意丟棄？為什么？,隨意丟棄廢舊電池會(huì)導(dǎo)致固體廢棄物和重金屬離子對(duì)環(huán)境的污染。,交流與討論,一粒鈕扣電池可污染60萬升水，相當(dāng)于一個(gè)中型游泳池；等于一個(gè)人一生的飲水量。一節(jié)一號(hào)電池爛在地里，能使一平方米的土地失去利用價(jià)值，可以使一個(gè)原本清澈見底的小池塘受到難以恢復(fù)的污染。 目前，全國幾乎每

14、個(gè)城市都認(rèn)識(shí)到了廢舊電池潛伏的污染危害。但是如何建立起周密的回收網(wǎng)絡(luò)和如何處理這些“污染小炸彈”，是各地共同的難題。,觸目驚心!,你認(rèn)為應(yīng)如何處理？,廢棄電池處理方法：,化石燃料能量轉(zhuǎn)化率低且污染大氣，而化學(xué)電源雖提高能量轉(zhuǎn)化率，降低大氣污染，但又帶來新的環(huán)境污染問題。那么，你認(rèn)為人類理想的能源是什么？為什么？,二、氫能,（1）原料來源廣；,（2）氫氣完全燃燒放出的熱量多；,（3）燃燒產(chǎn)物是水,無污染。,氫氣理想的綠色能源。氫能將成為未來的主要能源。,1.優(yōu)點(diǎn)：,氫氣是一種理想的能源，那么如何獲得氫氣，你有哪些方法？,（1）鋅和稀硫酸或稀鹽酸反應(yīng),（2）電解水,Zn+H2SO4 ZnSO4+H

15、2,2H2O 2H2 + O2 ,通電,太陽能,光分解水,光電轉(zhuǎn)換,電解水,（3）利用太陽能制氫氣,以上兩種獲得氫氣的方法中，你認(rèn)為哪一種在生產(chǎn)、生活中更有發(fā)展前景？為什么？,思考與討論,氫氣燃燒值為1.43108 J/kg, 在開發(fā)氫能時(shí)，可用電解水的方法獲得H2，已知20 kV，500 A的電流24 h可電解水9 t問： （1）電解9 t水需要消耗多少電能？ (提示:W=UIT) （2）電解9 t水可以獲得多少H2？這些氫氣完全燃燒可以獲得多少熱能？ （3）從計(jì)算結(jié)果中，你得到什么啟示？如何在電解水方面做出突破，請(qǐng)說出你的設(shè)想。,為什么現(xiàn)在沒有普遍推廣使用氫能源？,2.大量使用氫能源要解決的問題,（1）高效的制氫方法； （2）氫氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸問題； （3）安全運(yùn)輸。,理想的氫能源循環(huán)系