氢能的开发和利用.ppt

第*页 苏教版?高中化学?必修2 第2课时　生物质能的利用　 氢能的开发和利用 课标定位：①简单了解生物质能、氢能利用的现状。②认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和迫切性。 填一填·知识清单——————————————— 一、生物质能的利用 1．来源 生物质能来源于____________________所贮存的能量。 2．利用方式 (1)直接燃烧。 纤维素燃烧的化学方程式为：____________________________。 (2)生物化学转换。 ①制沼气。 a．沼气的主要成分是___，还含有______和少量________等。 b．应用：制______燃料和优质肥料。 ②制乙醇。 由淀粉制乙醇的化学方程式为： ________________________，____________________________。 (3)热化学转换。 使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的______。 二、氢能的开发与利用 1．氢能的三大优点 (1)氢气完全燃烧放出的热量是等质量汽油完全燃烧放出热量的________。 (2)原料是水，资源不受________。 (3)燃烧产物是水，不会________环境，是理想的________燃料。 2．氢能产生与利用的途径 (1)中的物质为________，(2)中的物质为________。 3．氢能的开发 (1)电解水制得氢气的化学方程式为________________。 (2)在光分解催化剂存在下，在特定的装置中，利用________分解水制氢气。 (3)利用________等低等值物和________在阳光作用下使水分解产生氢气。 (4)开发氢能的关键是：制备氢气的________、氢气的______和______等问题。 (5)________的发现和应用，开辟了解决氢气贮存、运输难题的新途径。 做一做·自我测评——————————————— 1．下列有关生物质能的说法不正确的是(　　) A．生物质能是可再生能源 B．生物质能本质上是化学能 C．焚烧生活垃圾发电是将生物质能直接转化为电能 D．玉米、高粱发酵制乙醇是生物质能的热化学转换 解析：生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，生物质能利用的最终结果：除释放能量外，产生无污染的CO2和H2O，通过植物的光合作用，重新将太阳能转化为生物质能，因此生物质能是可再生的新能源。光－生物质能转换的本质是光－化学能的转换，B项也是正确的 。焚烧生活垃圾发电的能量转换过程是：生物质能→热能→电能，C不正确。含淀粉较高的农作物发酵制燃料乙醇是生物化学转换，D不正确。 答案：CD 2．氢气是一种很有前途的绿色能源，以水为原料，大量制取氢气最理想的途径是(　　) A．利用太阳能直接使水分解产生氢气 B．以焦炭和水制水煤气后分离出氢气 C．用Fe跟HCl反应放出H2 D．由热电站提供电力，电解水产生氢气 解析：A中利用太阳能直接使水分解产生氢气是最理想的途径，而B、C、D三项中都会消耗其他的物质或能量。 答案：A 核心解读——————————————————— 一、氢气作为新能源有以下特点： 1．氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%，除了广泛存在于星体和星际的气体中外，还主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。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地球上所有化石燃料放出的热量还大9 000倍。 2．除核燃料外氢气的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142 351 kJ/kg，是汽油发热值的3倍多。 3．氢气燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，燃烧速率快。 4．氢气本身无毒，与其他燃料相比氢气燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。 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能，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。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造，现在的内燃机稍加改装即可使用。 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。 由以上特点可以看出氢是一种理想的新的含能体能源。目前液氢已广泛用作航天动力的燃料，但氢能的大规模的商业应用还有待解决以下关键问题： (1)廉价的制氢技术。 因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。 (2)安全可靠的贮氢和输氢方法。 由于氢易气化、着火、爆炸，