能源是一种物质资源是人类生存和发展的物质基础能量是.ppt
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1、02:46:15,生活与化学,能源与化学,02:46:15,生活与化学,能源是一种物质资源,是人类生存和发展的物质基础;能量是人类社会各种经济活动的原动力。能源的开发和利用是社会经济发展水平的重要标志。但是,随着社会的发展,能源的供需矛盾日趋尖锐。因此,如何合理地利用现有能源,开发新的能源是人类必须关注的一个重大社会问题。,能源与化学,02:46:15,生活与化学,第一节 概 述,一、能量的形态与转化 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:能源热能其它能 (100%) 。,02:46:15,生活与化学,二、能源的概念与分类 1. 定义:
2、能源可以从中获得能量的资源。 2. 分类: 可直接利用的为一次性能源,由其它能源制取的为二次性能源 ,不因人的利用而减少的是再生能源,越用越少的是非再生能源。,02:46:15,生活与化学,一、燃料的分类和组成 燃料产生热能或动力的可燃性物质。 1. 分类:,第二节 燃料能源,02:46:15,生活与化学,2. 组成: 有机可燃物(有机化合物+高分子化合物); 无机可燃物(可燃物+灰分(盐+氧物); 水份。 元素组成:C、H、O、N、S、少量金属。 燃料能源以煤为主。但是,它有许多缺点。煤的气化受到人们的重视。天然气在燃料能源中有许多优点。,02:46:15,生活与化学,煤,石 油,天 然 气
3、,化石燃料的利用,02:46:15,生活与化学,化石燃料,煤:“工业的粮食”,是人类历史上最古老的化石燃料之一。,石油:“工业的血液”,天然气:地下自然形成的可燃性气体,主要成分是甲烷(CH4),三大化石燃料,02:46:15,生活与化学,煤、石油、天然气的形成 煤、石油、天然气的元素组成 煤、石油、天然气的分布 煤、石油、天然气的用途 煤、石油、天然气的热值和燃烧产物比较 化石燃料与环境污染,化石燃料,02:46:15,生活与化学,煤的形成,02:46:15,生活与化学,石油的形成,02:46:15,生活与化学,天然气的形成,02:46:15,生活与化学,煤的组成,碳元素,氢元素,氮元素,氧
4、元素,硫元素,02:46:15,生活与化学,碳元素 氢元素 氧元素 硫元素 氮元素,石油的组成,02:46:15,生活与化学,天然气的组成,天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,其中最主要的是甲烷( ),02:46:15,生活与化学,分布情况: 山西 内蒙古 河北 山东 安徽 江苏,02:46:15,生活与化学,分布情况:东北、华北、新疆等地,02:46:15,生活与化学,分布情况: 新疆 四川,02:46:15,生活与化学,西气东输,“西气东输”是开发大西北的一项重大工程,该工程将天然气从新疆塔里木输送至上海西郊,输气管道全长4200多千米,横跨9个省、市、自治区。这一重大工程的实施,将
5、取代部分工业和居民使用的煤炭和燃油,有效改善大气环境,提高人民的生活质量。,02:46:15,生活与化学,煤的干馏,思考:煤的干馏属于什么变化?,化学变化,02:46:15,生活与化学,煤的综合利用,02:46:15,生活与化学,石油的综合利用,石油的分馏,02:46:15,生活与化学,石油的分馏属于什么变化?,根据原油中各物质沸点不同进行分离;属于物理变化。,02:46:15,生活与化学,02:46:15,生活与化学,甲烷沼气,池塘里的沼气,02:46:15,生活与化学,现象: 1、看到蓝色火焰 2、放热 3、烧杯内壁有水雾 4、迅速将烧杯到转后,倒入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,甲烷燃烧(
6、点燃前需要检验纯度),02:46:15,生活与化学,可燃冰是一种天然气水合物,埋藏在海底岩石中,在低温高压条件下,一体积可燃冰可以储载100-200 倍体积的甲烷气体,具有 能量高,燃烧值大等优点。,02:46:15,生活与化学,沼气的制取和利用,02:46:15,生活与化学,燃料的热值: 是一定量燃料完全燃烧放出的热量。,例:运用表格中常见的燃料的热值数据,思考: 要将1Kg水烧开,分别需要下列表格中的燃料的质量由大到小的排列顺序是-,煤气柴草原煤天然气原油液化气,02:46:15,生活与化学,燃烧产物(从元素组成判断),煤、石油:碳元素 氢元素 氧元素 氮元素 硫元素,二氧化碳、一氧化碳、
7、粉尘 水 氮的氧化物 二氧化硫,天然气:(CH4) 碳元素 氢元素,二氧化碳、一氧化碳 水,思考:从节约能源、保护环境上来考虑应提倡使用哪种燃料?,02:46:15,生活与化学,化石燃料燃烧与环境污染,1、全球气候变化 温室效应,2、热污染 局部区域的水温上升,3、大气污染 粉尘、酸雨、一氧化碳污染,02:46:15,生活与化学,02:46:15,生活与化学,酸雨的危害,02:46:15,生活与化学,思考: 地球上的矿物资源是有限的,总有一天会被完全消耗掉. 我们如何解决人类所面临的能源短缺问题?,02:46:15,生活与化学,解决方法: 1、节约现有能源 2、加强能源的综合利用 3、开发利用
8、新能源,02:46:15,生活与化学,地 热 能,潮 汐 能,风 能,核 能,水 能,太 阳 能,02:46:15,生活与化学,02:46:15,生活与化学,借助于化学变化将化学能转化为电能的装置称化学电源。可分为: 原电池(一次性电池); 蓄电池(二次性电池,可逆电池); 燃料电池,第三节 化学电源,02:46:15,生活与化学,电池符号: ()ZnZnCl2 ,NH4Cl(糊)MnO2C(石墨)() 电极反应: ()Zn(s) Zn2+ + 2e- () ()2MnO2(s) + 2NH4+ +2e- Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + 2H2O 电动势: 1.5V。若用KOH代替
9、NH4Cl制成碱性锌锰电池,可多次充、放电。,1. 锌-锰干电池,02:46:15,生活与化学,电池符号: ()ZnHgKOH(含ZnO)HgOHgPt() 电池反应: ()Zn(Hg) + 2OH- ZnO + H2O+ 2e- ()HgO(s)+ H2O + 2e- Hg(l)+ 2OH- 电动势: 1.34V。电压稳定,可做成钮扣电池。,2.锌-汞电池,02:46:15,生活与化学,1.铅蓄电池(铅酸蓄电池) 电池符号:()Pb | H2SO4 | PbO2() 充、放电反应: Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 特点:电压2.0V,电流0.5A。可短时大电流放电。 酸
10、易溢出,腐蚀性强。,二、蓄电池,02:46:15,生活与化学, 铁-镍蓄电池 电池符号: ()FeKOH(30%)Ni(OH)3 () 充放电反应: Fe 2Ni(OH)3 Fe(OH)3 Ni 特点是:重量轻、体积小、抗震好 银-锌蓄电池 电池符号: ()ZnKOH(40%)Ag2OAg() 充放电反应:Zn Ag2O H2O Zn(OH)2 2Ag 特点是:电压平稳,2. 碱性蓄电池,02:46:15,生活与化学,以可燃物为负极反应物,氧或空气为正极反应物,以燃烧反应为电池反应,如此构成的电池即燃料电池。 理论上燃料电池能量转换可达100%,可用于建造大规模电站。是最洁净的电源。 1.氢-
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