专题一---化学与能源和资源的利用
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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。
专题17 化学与能源和资源的利用命题点1 燃烧与灭火命题点2能源综合利用和新能源开发燃烧与灭火本考点主要考查的知识点是:①燃烧的定义和条件;②燃烧条件的探究;③利用灭火原理解决生活中实际问题,一般在选择题或探究题中出现。
1.燃烧(1)定义:通常情况下,可燃物与发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
(2)需满足的条件:(三者缺一不可)①;②与接触;③达到燃烧所需的(即可燃物的)(3)促进燃烧的方法及意义①需要足够的,如架空木材,火燃烧更旺。
②增大燃料与空气的,如工业燃煤时,常将块煤磨成煤粉。
意义:节约能源,减少环境污染。
(3)燃烧条件的探究①铜片的作用:。
②水的作用:热源、(或氧气)。
③. 实验设计中运用的实验方法对比实验法:铜片上的白磷与红磷对比;铜片上的白磷与水中的白磷对比。
条件控制法:把白磷放入热水中液封隔绝空气(或氧气)。
④实验设计对比实验实验现象实验结论铜片上的白磷和铜片上的红磷白磷燃烧,红磷不燃烧水的温度达到了白磷的着火点而未达到红磷的着火点,说明。
热水中白磷不燃烧,通入氧气后燃烧说明。
铜片上的白磷和水中的白磷铜片上的白磷燃烧,水中的白磷不燃烧水中的白磷没有与足量的氧气接触,铜片上的白磷与足量氧气接触,说明。
⑤. 实验结论燃烧需要的条件是:可燃物、、,三者缺一不可。
实验装置装置不足白磷在空气中燃烧生成的。
改进装置2.灭火原理(1)灭火的措施(满足其一就可以)①清除或使其与其他物品隔离,如森林火灾,可设置、开辟隔离带;②隔绝(或空气),如油锅着火,可用锅盖盖灭或加大把青菜;③使温度降到,如纸箱、油罐着火,可进行喷水。
易错点:a. 着火点是可燃物固有的一种属性,与本身的性质有关,一般不会随外界条件的改变而改变,灭火只能降低温度,不能降低着火点。
b. 不是所有的燃烧都有氧气参加,如H2在Cl2中能够燃烧。
C.图1中,白磷熄灭后,铜片上的白色固体周边的铜片表面变黑,是因为铜和氧气反应生成黑色的氧化铜。
第四部分化学与社会·跨学科实践专题4.1化学与能源和资源的利用1.认识燃料完全燃烧的重要性(B),了解使用氢气、天然气(或沼气)、石油液化气、煤气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料(B)。
2.认识燃烧、缓慢氧化和爆炸发生的条件,了解防火灭火、防范爆炸的措施(B)。
3.知道化石燃料(煤、石油、天然气)是人类社会重要的自然资源,了解海洋中蕴藏着丰富的资源(B)。
4.知道石油是由多种有机物组成的混合物(A),了解石油通过炼制可以得到液化石油气、汽油、煤油等产品(B)。
5.了解我国能源与资源短缺的国情(B),认识资源综合利用和新能源开发的重要意义(B)。
6.知道水对生命活动的重大意义(A),认识水是宝贵的自然资源(B),树立保护水资源和节约用水的意识(C)。
7.了解氢气的制法、可燃性和用途(B),知道煤的综合利用(A)。
(河南增加)一、可燃物燃烧的条件及影响燃烧剧烈程度的因素。
如第1(D)、2(1)、3(2)、4(2)、5(2)、7题均考查了“温度需达到可燃物的着火点”这个条件;第6题要求联系生活实际阐述影响燃烧剧烈程度的因素。
1.下列图示实验所得出的结论中,不正确...的是()A.氧气约占空气体积的1/5B.二氧化碳的密度比空气大且不支持燃烧C.天平不平衡说明该反应不遵守质量守恒定律D.燃烧条件之一是温度需达到可燃物的着火点[2013年]2.能源是人类生存和发展的基础。
(1)可燃物燃烧除需氧气外,还需满足什么条件?(2)氢能源已被广泛关注。
氢气作燃料的优点是什么?(答出一条即可)[2014年]3.某兴趣小组利用下图微型实验装置进行探究实验。
①写出一个双球管中可能反应的化学方程式。
②挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要什么条件?[2017年] 4.如下图,将注射器中的溶液缓缓推入V形管有关反应的化学方程式为;用80℃的热水加热盛有红磷和白磷的W形管时,发现白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要的条件是。
化学与能源产业一、引言在当今社会,能源问题是全球关注的焦点之一。
能源产业是支撑经济发展和人类生活的重要基础,而化学作为能源产业的重要组成部分,在其中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨化学与能源产业的紧密联系以及化学在能源产业中的应用。
二、化学与化石能源化学在化石能源开发、生产和利用过程中发挥着重要的作用。
首先,石油和天然气是当今主要的化石能源,它们的提取、加工和转化过程都离不开化学技术的支持。
化学工程师利用催化剂、反应器设计和分离等技术,实现了石油精炼、煤化工和天然气加工等关键环节,使得能源开采和利用更加高效和环保。
另外,化学还参与到石油化工产品的生产中,如塑料、化肥和化学纤维等,这些产品广泛应用于各个领域,推动了能源的更大规模利用。
三、化学与新能源随着全球对可持续能源的需求不断增加,新能源产业蓬勃发展,而化学技术在其中也发挥着重要作用。
首先,化学参与到太阳能能源的利用中。
太阳能电池板是将太阳能转化为电能的重要装置,而其中用到的光伏材料和电池技术涉及到化学领域的研究与发展。
其次,化学技术也在风能和水能等新能源的利用中发挥作用,如风力发电、水力发电和潮汐能等。
化学材料和储能技术的进步,为新能源领域的发展提供了有力支持。
四、化学在能源储存与转化中的应用除了在能源开发和利用中的应用,化学在能源储存和转化过程中也有广泛应用。
首先,电池技术是能源存储和转化的关键环节,而其中的电解质、电极材料和催化剂等都依赖于化学技术的进步。
现代电动车和可再生能源技术的发展,离不开电池技术的创新和提升。
其次,化学还在氢能源、燃料电池和储氢材料等领域发挥重要作用。
氢能源是一种清洁能源,而其中的氢气的储存和利用都需要化学领域的技术支持。
五、化学在能源效率提升中的贡献化学在能源产业中还通过提高能源效率来发挥重要的作用。
首先,化学催化剂和反应工艺的改进,使各种能源转化过程更加高效和节能。
其次,化学技术在石油精炼、煤化工和天然气加工等领域的应用,使得能源资源得到更充分的利用。
2011中考化学试题分类解析化学与能源和资源的利用填空、简答题(2012年湖南衡阳,24题,4分)右图是A、B、C三种物质的溶解度曲线,请根据图示回答。
⑴t1℃时,B的溶解度为g。
⑵t2℃时,A、B、C三种物质溶剂度由大到小的顺序是。
⑶要使B从其饱和溶液中析出最好采用结晶的方法。
⑷将t2℃时A、C的饱和溶液降温到t1℃,所得溶液中溶质的质量分数A C(填“>”、“=”或“<”)。
【答案】⑴20 ⑵A>B>C ⑶蒸发溶剂⑷>【解析】溶解度曲线能告诉我们物质的溶解度随温度的变化关系,还能告诉我们某温度下物质的溶解度,抓住这几点解答。
(2012年湖北襄阳,48题,2分)右图是甲、乙两种物质的溶解度曲线,请用“甲”或“乙”填空:(1)20℃时,物质的溶解度为40g;(2)30℃时,把甲、乙两种物质各100g分别配置成饱和溶液,需要溶剂的质量较多的是【答案】(1)甲(2)乙【解析】溶解度曲线能告诉我们物质的溶解度随温度的变化关系,还能告诉我们某温度下物质的溶解度,抓住这几点解答。
(2012年江苏淮安,14题3分)题14图是A、B、C三种物质(均不含结晶水)的溶解度曲线。
(1)t1℃时,A、B、C三种物质中溶解度最大的是▲;(2)t2℃时,将C物质的饱和溶液转化为不饱和溶液的方法有▲(填一种);(3)小明同学欲在t1℃时配制溶质质量分数为25%的A溶液,你认为他能否成功? ▲。
【答案】(1)B;(2)降低温度或增加溶剂;(3)不能成功【解析】溶解度曲线能告诉我们物质的溶解度随温度的变化关系,还能告诉我们某温度下物质的溶解度,抓住这几点解答。
(2012•湖北黄石49题,8分)49.(1)(3分)用化学符号表示:①2个磷原子;②5个锌离子;③3个五氧化二磷分子。
(2)(2分)按要求书写化学方程式:①铝与硝酸铜溶液反应;②稀硫酸与氢氧化钡溶液反应。
(3)(3分)右图是KCl和KNO3两种物质的溶解度曲线,试回答下列问题:①40℃时,KCl的溶解度为;②40℃时,取各38g分别加入100g水中充分溶解,同时降温到10℃,溶液中析出晶体质量大;③要使接近饱和的KCl溶液变为不饱和溶液,可采取的一种措施是。
化学与天然资源的利用化学作为一门自然科学,研究物质的性质、组成以及变化规律。
天然资源是指地球上存在并可以利用的自然物质,包括矿产资源、能源资源、水资源等。
在如今资源紧缺的社会背景下,化学与天然资源的利用成为了一项重要的课题。
本文将探讨化学在天然资源的利用中的应用以及其中的挑战和前景。
一、化学在矿产资源的利用中的应用。
1.1 矿石提取和炼制。
化学技术被广泛应用于矿石的提取和炼制。
例如,冶金过程中的浸泡、浸出、电解等都离不开化学反应的参与。
化学反应可以从矿石中提取所需的金属元素,提高矿石的纯度,并将其转化为有用的材料。
这在金属冶炼和工业生产中具有重要的意义。
1.2 处理矿山废水和废气。
矿山的开采和冶炼过程中会产生大量的废水和废气。
化学技术可以被应用于废水处理和废气净化中,通过反应、沉淀、过滤等处理手段,将废水中的有害物质去除或转化为无害物质,同时也可以减少废气中的污染物含量,保护环境。
二、化学在能源资源的利用中的应用。
2.1 化石能源的开发与转化。
化学技术在石油、天然气和煤炭等化石能源的开发与转化中发挥着重要的作用。
通过炼油、加氢、裂解等化学过程,将原油和天然气转化为汽油、柴油等燃料,满足人们的能源需求。
此外,化学技术还可以将煤炭转化为合成天然气和液体燃料,提高能源利用效率。
2.2 新能源的研发与利用。
随着环境和能源问题的日益凸显,新能源的研发和利用逐渐受到重视。
化学技术在太阳能光伏电池、风力发电、核能利用等新能源领域发挥着重要作用。
化学反应可以实现光伏材料对太阳能的吸收、转化和储存,将风能和核能转化为电能,提供清洁、可再生能源。
三、化学在水资源的利用中的应用。
3.1 水处理和净化。
化学技术在水处理和净化中扮演着重要的角色。
通过化学反应,可以去除水中的悬浮物、溶解物和微生物等有害物质,提高水质。
例如,化学沉淀可以净化水中的重金属离子;氯化、臭氧消毒则可以杀灭水中的细菌和病毒,保障人们的饮水安全。
3.2 水资源的综合利用。
化学《化学与资源综合利用》教案第一章:化学与能源1.1 教案内容:了解化学与能源的基本概念学习燃料的分类和性质掌握能源转化的原理和过程1.2 教学目标:了解燃料的分类和性质掌握能源转化的原理和过程培养学生的实验操作能力和观察能力1.3 教学方法:讲授法:讲解燃料的分类和性质、能源转化的原理和过程实验法:进行燃料的燃烧实验,观察燃料的性质和能量转化1.4 教学准备:实验室设备:燃料燃烧实验器材教学材料:燃料样品、实验指导书1.5 教学步骤:1. 引入新课:介绍化学与能源的关系2. 讲解燃料的分类和性质:介绍不同燃料的特点和用途3. 讲解能源转化的原理和过程:讲解燃料燃烧的化学反应和能量转化过程4. 实验操作:进行燃料的燃烧实验,观察燃料的性质和能量转化第二章:化学与材料2.1 教案内容:了解化学与材料的基本概念学习材料的分类和性质掌握材料的制备和应用方法2.2 教学目标:了解材料的分类和性质掌握材料的制备和应用方法培养学生的实验操作能力和观察能力2.3 教学方法:讲授法:讲解材料的分类和性质、材料的制备和应用方法实验法:进行材料的制备实验,观察材料的性质和应用2.4 教学准备:实验室设备:材料制备实验器材教学材料:实验指导书、材料样品2.5 教学步骤:1. 引入新课:介绍化学与材料的关系2. 讲解材料的分类和性质:介绍不同材料的分类和特点3. 讲解材料的制备和应用方法:讲解材料的制备原理和应用领域4. 实验操作:进行材料的制备实验,观察材料的性质和应用第三章:化学与环境保护3.1 教案内容:了解化学与环境保护的基本概念学习环境污染的种类和原因掌握环境保护的方法和技术3.2 教学目标:了解环境污染的种类和原因掌握环境保护的方法和技术培养学生的环保意识和责任感3.3 教学方法:讲授法:讲解环境污染的种类和原因、环境保护的方法和技术实验法:进行环境保护实验,观察环境保护的效果3.4 教学准备:实验室设备:环境保护实验器材教学材料:实验指导书、环境污染样品3.5 教学步骤:1. 引入新课:介绍化学与环境保护的关系2. 讲解环境污染的种类和原因:介绍不同环境污染的种类和原因3. 讲解环境保护的方法和技术:讲解环境保护的方法和技术4. 实验操作:进行环境保护实验,观察环境保护的效果第四章:化学与农业生产4.1 教案内容:了解化学与农业生产的基本概念学习化肥和农药的分类和作用掌握化肥和农药的使用方法和技术4.2 教学目标:了解化肥和农药的分类和作用掌握化肥和农药的使用方法和技术培养学生的农业生产实践能力4.3 教学方法:讲授法:讲解化肥和农药的分类和作用、使用方法和技术实验法:进行化肥和农药的实验操作,观察农业生产的效果4.4 教学准备:实验室设备:化肥和农药实验操作器材教学材料:实验指导书、化肥和农药样品4.5 教学步骤:1. 引入新课:介绍化学与农业生产的关系2. 讲解化肥和农药的分类和作用:介绍不同化肥和农药的分类和作用3. 讲解化肥和农药的使用方法和技术:讲解化肥和农药的使用方法和技术4. 实验操作:进行化肥和农药的实验操作,观察农业生产的效果第五章:化学与第六章:化学与健康6.1 教案内容:了解化学与健康的基本概念学习食物中的营养成分及其作用掌握化学物质对健康的影响6.2 教学目标:了解食物中的营养成分及其作用掌握化学物质对健康的影响培养学生的健康生活方式意识6.3 教学方法:讲授法:讲解食物中的营养成分、化学物质对健康的影响实验法:进行食物营养成分分析实验,观察食物中的营养成分6.4 教学准备:实验室设备:食物营养成分分析实验器材教学材料:实验指导书、食物样品6.5 教学步骤:1. 引入新课:介绍化学与健康的关系2. 讲解食物中的营养成分及其作用:介绍不同营养成分的作用和食物来源3. 讲解化学物质对健康的影响:讲解有害化学物质对健康的影响及预防措施4. 实验操作:进行食物营养成分分析实验,观察食物中的营养成分第七章:化学与日常生活7.1 教案内容:了解化学与日常生活的基本概念学习常见化学物质的性质和用途掌握化学在生活中的应用方法7.2 教学目标:了解常见化学物质的性质和用途掌握化学在生活中的应用方法培养学生的日常生活实践能力7.3 教学方法:讲授法:讲解常见化学物质的性质和用途、化学在生活中的应用方法实验法:进行日常生活化学实验,观察化学在生活中的应用7.4 教学准备:实验室设备:日常生活化学实验器材教学材料:实验指导书、日常生活化学品7.5 教学步骤:1. 引入新课:介绍化学与日常生活的关系2. 讲解常见化学物质的性质和用途:介绍常见化学物质的性质、用途及注意事项3. 讲解化学在生活中的应用方法:讲解化学在生活中的应用实例4. 实验操作:进行日常生活化学实验,观察化学在生活中的应用第八章:化学与工农业生产8.1 教案内容:了解化学与工农业生产的基本概念学习化工产品的性质和用途掌握化学在工农业生产中的应用方法8.2 教学目标:了解化工产品的性质和用途掌握化学在工农业生产中的应用方法培养学生的工农业生产实践能力8.3 教学方法:讲授法:讲解化工产品的性质和用途、化学在工农业生产中的应用方法实验法:进行工农业生产化学实验,观察化学在工农业生产中的作用8.4 教学准备:实验室设备:工农业生产化学实验器材教学材料:实验指导书、工农业生产化学品8.5 教学步骤:1. 引入新课:介绍化学与工农业生产的关系2. 讲解化工产品的性质和用途:介绍不同化工产品的性质、用途及注意事项3. 讲解化学在工农业生产中的应用方法:讲解化学在工农业生产中的应用实例4. 实验操作:进行工农业生产化学实验,观察化学在工农业生产中的作用第九章:化学与科学研究9.1 教案内容:了解化学与科学研究的基本概念学习化学研究的方法和手段掌握化学在科学研究中的应用9.2 教学目标:了解化学研究的方法和手段掌握化学在科学研究中的应用培养学生的科学研究能力9.3 教学方法:讲授法:讲解化学研究的方法和手段、化学在科学研究中的应用实验法:进行科学研究化学实验,观察化学在科学研究中的作用9.4 教学准备:实验室设备:科学研究化学实验器材教学材料:实验指导书、科学研究化学品9.5 教学步骤:1. 引入新课:介绍化学与科学研究的关系2. 讲解化学研究的方法和手段:介绍不同化学研究的方法和手段3. 讲解化学在科学研究中的应用:讲解化学在科学研究中的应用实例4. 实验操作:进行科学研究化学实验,观察化学在科学研究中的作用第十章:化学与可持续发展1重点和难点解析1. 第六章“化学与健康”:重点关注食物中的营养成分及其作用,以及化学物质对健康的影响。
化学与能源知识点总结一、化学与能源的关系1. 化学是能源的生产者和消费者化学反应是能源转化的重要方式,许多化学反应都伴随着能量变化。
例如,燃烧、发酵和电化学反应等都是化学能转化为其他形式能的过程。
另一方面,化学也是能源的生产者,化学反应可以用来合成各种燃料、电池和储能材料等。
2. 化学能源和可再生能源化学能源是指储存在化学结合能中的能量,例如燃料、电池和化学储能材料等。
化学能源有些是可再生的,如生物质燃料和氢能,有些是非可再生的,如石油和天然气。
可再生能源是指来自自然界能源循环中能够不断再生的能源,如太阳能、风能和水能等。
3. 化学能源与环境化学能源的使用与环境问题密切相关。
一方面,石油、天然气等燃料的燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体,导致全球变暖,破坏生态平衡;另一方面,化学能源的开发和利用也会对环境造成损害,例如石油开采所产生的污染和酸雨。
二、化学能源的利用1. 燃烧燃烧是最常见的化学能源的利用方式,利用燃料燃烧产生热能和动力。
燃料的种类很多,包括煤炭、石油、天然气、木材、生物质等。
其中,煤炭是目前世界上使用最广泛的燃料,但在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳和其他有害物质,对环境造成严重污染。
2. 化学电池化学电池是利用化学能转化为电能的装置。
它由阳极、阴极和电解液组成,阳极和阴极之间的化学反应产生电子流,从而产生电能。
化学电池广泛应用于电子设备、交通工具和储能系统等领域。
不同种类的化学电池有不同的工作原理和适用范围,如铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池和燃料电池等。
3. 化学储能化学储能是把能源以化学形式储存在某种材料中,待需要时再释放出来进行能量转化。
目前比较常见的化学储能方式包括氢能、气化炼油、冷藏与解冻、蓄电池等。
其中,氢能作为清洁能源备受关注,不仅可以用来作为燃料,还可以存储和输送能源。
4. 生物质能生物质能是指来自生物体的能源,主要包括木材、秸秆、粪便、沼气、生物柴油和生物醇等。
生物质能是一种可再生的能源,它不仅能够提供热能和动力,还能减少温室气体排放,有利于环境保护。
化学与可再生能源的应用随着全球能源消耗量的不断增加和环境问题的日益严重,可再生能源的开发和利用愈加受到人们的重视。
而在可再生能源的研究和应用中,化学技术发挥着关键作用。
本文将探讨化学在可再生能源领域中的应用,并讨论其对环境保护和可持续发展的重要意义。
一、太阳能电池太阳能电池是一种将太阳光转化为电能的装置,是可再生能源中最常见的形式之一。
而化学在太阳能电池的研究和制造过程中起到了至关重要的作用。
太阳能电池的关键组成部分是光敏材料,如硅、钙钛矿等。
化学技术可以通过合成、精细控制材料的结构和形态,提高光电转化效率。
此外,化学还可用于电极的表面改性,增强光电子传输和电荷分离效果,进一步提高太阳能电池的性能。
二、燃料电池燃料电池是一种将燃料氧化产生电能的装置,其燃料可以是氢气、甲醇等化学物质。
燃料电池的优点是高效、无污染、可持续,因此在未来能源系统中具有广阔的应用前景。
而化学技术在燃料电池的研究和制造中扮演着核心角色。
化学可以用于开发高效催化剂,促进氧化还原反应的进行,并提高燃料电池的能量转化效率。
此外,化学还可用于电解质膜材料的研发,提高燃料电池的稳定性和寿命。
三、储能技术可再生能源的一个关键问题是不稳定性,即无法像传统能源一样随需求灵活供应。
因此,储能技术成为可再生能源利用的重要环节。
而化学在储能技术中起到了关键作用。
一种常见的储能技术是电化学储能,如锂离子电池、钠离子电池等。
化学技术被用于改进电极材料的结构和性能,提高电池的能量密度和充放电效率。
此外,化学还可用于开发高效催化剂,促进电极反应的进行,提高储能系统的性能。
四、碳捕捉与利用化学还可应用于碳捕捉与利用领域。
随着全球温室气体排放的不断增加,温室效应日益严重,而碳的排放是其中主要因素之一。
因此,发展碳捕捉与利用技术变得尤为重要。
化学技术可以用于开发高效的吸附材料和催化剂,捕获和转化大气中的二氧化碳。
同时,碳的转化利用也可以通过化学反应来实现,如将二氧化碳转化为有机化合物,进一步降低排放量。
高一化学能源的利用知识点能源在我们的生活中扮演着至关重要的角色。
为了满足人类对能源的需求,我们需要了解并有效地利用不同类型的能源。
本文将介绍高一化学中与能源相关的知识点,包括化学能的转化、化学反应与能量变化以及无机化合物在能源转换中的应用。
一、化学能的转化化学能是一种能够转化成其他形式能量的能源。
在能量转化的过程中,化学能可以被转化为热能、电能、光能等。
下面是一些常见的化学能转化情况:1. 燃烧反应:例如燃烧木材、煤炭或石油时,化学能被转化为热能和光能。
2. 酸碱中和反应:在酸碱中和反应中,化学能可以转化为热能。
3. 电化学反应:在电池中,化学能被转化为电能。
4. 光化学反应:光合作用是一种重要的光化学反应,太阳能被转化为化学能。
二、化学反应与能量变化化学反应中能量的变化是通过研究热效应(焓变)来描述的。
热效应是指在常压下,化学反应中吸热或放热的过程。
常见的热效应包括焓变、反应焓和燃烧热。
1. 焓变:化学反应发生时,反应物转变为生成物,其间吸热或放热的过程称为焓变。
焓变可以表示为ΔH,正值表示放热反应,负值表示吸热反应。
2. 反应焓:反应焓是指单位物质参与反应时的焓变。
在化学反应中,反应焓可以用来计算反应物与生成物之间的能量差异。
3. 燃烧热:燃烧热是指单位物质完全燃烧放出的焓变。
通过测量燃烧反应的焓变,可以确定燃料的热能。
三、无机化合物在能源转换中的应用无机化合物在能源转换中起着重要的作用。
以下是一些典型的无机化合物在能源领域的应用:1. 硝酸铵:硝酸铵(NH4NO3)是一种常用的氧化剂,可用于火箭推进剂和炸药。
在燃烧过程中,硝酸铵中的化学能被转化为热能和气体的膨胀能。
2. 氢氧化钠:氢氧化钠(NaOH)是一种常用的碱性物质,可用于提取铝等金属。
在铝的提取过程中,氢氧化钠与铝反应,释放出大量的热能。
3. 二氧化硫:二氧化硫(SO2)是一种常见的废气,但它也可以被用作脱硫剂。
二氧化硫与煤炭中的硫化物反应,形成硫酸,从而将有害的气体转化为有用的化学物质。
化学与能源利用效率的提高随着社会的发展和人口的增加,能源问题日益凸显。
而如何提高能源利用效率成为当今世界面临的一大挑战。
化学作为一门研究物质转化的学科,可以在能源利用方面发挥重要作用。
本文将从化学领域出发,探讨如何提高能源利用效率的方法。
一、燃料电池技术燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的装置,具有高能量转化效率、低污染等特点。
通过将燃料和氧气反应,产生电能和水,实现能源的利用。
燃料电池技术可以应用于汽车、家庭电力供应等领域,有效提高能源利用效率。
二、催化剂的应用催化剂是一种可以加速化学反应速率的物质,在能源利用方面有广泛应用。
通过引入催化剂,可以降低反应的活化能,提高反应速率,从而提高能源利用效率。
例如,在石油加工过程中,催化剂的应用可以使原本需要高温高压条件下进行的反应,在较低的温度和压力下就能够发生,降低了能源的消耗。
三、能源回收利用化学反应中产生的废物往往含有一定的能量,通过适当的处理,可以将废物中的能量回收利用,提高能源利用效率。
例如,工业废水经过处理后可以提取出其中的有用物质和能源,实现资源的循环利用。
此外,废弃物焚烧也可以通过能量回收设备将废弃物中的能量转化为电能或热能,减少了对传统能源的需求。
四、新材料的研发化学科学在材料研究方面的进展为提高能源利用效率提供了新思路。
通过设计合成具备特殊性能的新材料,可以实现能源的高效转化与存储。
例如,太阳能电池中采用的光电转换材料,可以将太阳能直接转化为电能;锂离子电池中使用的正极材料能够高效储存电能等。
五、绿色化学技术绿色化学技术是一种注重环境友好、资源节约的化学技术。
通过改进化学反应过程,减少有害废物的产生,提高反应的选择性和效率,达到提高能源利用效率的目的。
例如,利用催化剂、低能耗的反应条件等,实现对有机溶剂的替代,减少了能源的消耗和废物的排放。
六、智能化系统的应用在能源利用方面,智能化系统的应用也可以提高能源的利用效率。
通过传感器、自动化控制等技术手段,对能源进行实时监测和调控,使能源的利用更加智能化和高效化。
缓慢氧化氧化反应 剧烈氧化 条件:①与氧气接触②温度达到着火点以上 影响因素:与氧气的接触面积大小,氧气的浓度 类型:一般的燃烧有限空间内急速燃烧:爆炸一般情况下:呼吸,金属生锈,食物腐败变质 自燃:产生的热量无法及时扩散,达到着火点专题一 化学与能源和资源的利用【复习目标】1.认识常见燃料完全燃烧的重要性,了解使用氢气、天然气(或沼气)、液化石油气、煤气、酒精、汽油等燃料对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料。
2.认识燃烧、缓慢氧化和爆炸的条件,了解防火灭火、防范爆炸的措施。
3.知道化石燃料是人类社会重要的自然资源,了解海洋中蕴藏着丰富的资源;认识资源综合利用和新能源开发的重要意义。
4.知道石油是由多种有机物组成的混合物及石油加工的主要产品。
【知识要点梳理】一、燃烧和灭火1.燃烧:可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
但值得注意的是,有的燃烧不一定需要氧气,如氢气在氯气中燃烧。
2.燃烧的条件:(1)可燃物(2)可燃物与氧气接触(3)温度达到可燃物的着火点,三个条件缺一不可。
3.灭火原理和方法:(1)灭火原理:如果破坏燃烧的条件中任何一个条件,就可以达到灭火的目的。
(2)灭火主要有三种方法:①清除可燃物或使其余其他物品隔离;②使可燃物与氧气隔绝;③使温度降到可燃物的着火点以下。
4.燃烧、爆炸、缓慢氧化之间的联系与区别:【注解】①物质燃烧的最低温度,叫着火点,它是物质本身具有的固有属性,只与本身的性质和颗粒大小有关,一般不随外界条件而改变。
不同可燃物的着火点可能不同。
灭火只能降低温度,不能降低着火点。
②燃烧、缓慢氧化和爆炸,虽然它们的现象不同,但本质上都是氧化反应。
③燃烧能否引起爆炸取决于可燃物所处空间大小以及是否有气体生成物产生。
④并非所有的爆炸都是化学变化引起的,如锅炉爆炸、气球爆炸等就不是化学变化。
二、燃料和能源1.三大化石燃料:分别是指煤、石油和天然气,均为不可再生能源。
2.化石燃料比较【注解】①将煤隔绝空气加热,可以使煤分解成许多有用的物质,如焦炭、煤焦油、煤气等。
②根据组成石油的各成分的沸点不同,蒸馏制得到各种不同的产品。
如:汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青等。
③天然气俗称沼气、瓦斯气;主要成分是甲烷;甲烷是种无色无味的气体,难溶于水,密度比空气小,能燃烧。
燃烧时产生明亮的蓝色火焰,放出热量;天然气是一种易燃易爆气体,因此,点燃天然气之前一定要先检验其纯度。
3.化石燃料与环境(1)煤燃烧时会排放出SO 2等污染物。
SO 2溶于雨水,会形成酸雨。
(2)目前,多数汽车使用的燃料是汽油或柴油。
它们燃烧时产生的一些物质会直接排放到空气中,对空气造成污染。
4.新能源的开发和利用(1)酒精:学名乙醇,化学式为C 2H 5OH ;①酒精的制取:高粱、玉米和薯类经发酵、蒸馏可制得酒精,属于可再生的能源。
②性质:在空气中燃烧,放出大量的热量:C 2H 5OH+3O 22CO 2 +3H 2O 。
③用途:用做酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。
它属于再生能源,在汽油中加入适量酒精作为汽车燃料,可节省石油资源,减少汽车尾气的污染。
④工业酒精:工业酒精约含96%的乙醇,其中含有少量甲醇。
甲醇的化学式为CH 3OH ,有酒的气味,有毒。
饮用少量就会使人双目失明,量多时可致人死亡,因此绝对禁止饮用工业酒精勾兑的白酒。
(2)氢气:(3)其他新能源:可燃冰、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
新能源的开发和利用,既解决了化石燃料(能源)面临耗尽的危机,又可减少对环境的污染。
【应用示例】例1.(2012·陕西中考)据《陕西日报》2012年1月20日报道,铜川市某养殖专业户修建的沼气池,日产沼气600立方米,免费供给村民使用。
沼气是用稻草、麦秆、人畜粪便等在密闭的沼气池中发酵产生的。
(1)沼气作燃料利用其 (选填“物理”或“化学”)性质。
(2)沼气的主要成分是 。
(3)用沼气作燃料,与用煤相比能减少的空气污染物有 (答一种即可)。
【解析】本题练习实际考查沼气的成分、性质及其对环境的影响等。
沼气的主要成分是甲烷、沼气作燃料利用了甲烷的可燃性,可燃性属于化学性质;煤在燃烧时会产生大量的烟尘,因含有硫元素和氮元素,在燃烧时还会产生SO 2、NO 2等有害气体。
例2.长期以来,我国一直以煤、石油、天然气、核能为主要能源。
我国政府目前在一些城市推广使用“乙醇汽油”。
“乙醇汽油”的主要成分是乙醇,乙醇可用高粱、玉米、薯类为原料,经发酵蒸馏而得到。
请回答下列问题: (1)煤、石油、天燃气三种化石燃料是 (填“再生能源”或“非再生能源”)。
(2)从环保角度考虑,使用“乙醇汽油”的益处是可减少SO 2、NO 2等有害气体的排放,也可防止 。
(3)氢气具有热值高且 的特点,因此被认为是最清洁的燃料。
【解析】煤、石油、天然气是人类历史上古老的化石燃料,需要上万年才能形成,因此属于“非再生能源”;从环保角度不同点: 相同点: 所属物质类别相同---混合物 煤主要含碳元素石油主要含碳、氢元素 天然气主要成分是甲烷(CH 4)考虑“乙醇汽油”的益处,要抓住其产生有害气体和烟尘的量及可能导致的污染现象来分析,它可减少因大量燃烧化石燃料而产生的SO2、NO2等有害气体,保护环境;氢气燃烧不仅热值高,而且其燃烧产物为水,对环境没有污染,所以是最清洁的燃料。
【备考精练】1.燃烧是人类最早利用的化学反应之一,下列叙述中正确的是()A.在化学反应中只有燃烧才能放出热量B.物质与氧气发生的反应都是燃烧C.煤、石油、天然气燃烧都放出大量的热,都是重要的燃料D.只要达到燃烧所需的最低温度,可燃物就能燃烧2.燃烧是生活中一种常见的现象.下列有关燃烧和灭火的说法错误的是()A.氢气可以在氯气中燃烧,说明燃烧不一定要有氧气参与B.碳、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈C.锅里的油着火时可用锅盖盖灭,是因为隔绝了氧气D.档案室内资料着火,立即用泡沫灭火器灭火3.认识燃烧原理可以合理利用和控制燃烧反应。
下列说法正确的是()A.物质与氧气反应时都会发生燃烧B.只有燃烧反应可将化学能转化为热能C.增大可燃物与空气的接触面积,可促进燃烧D.煤炉生火时,用木材引燃是为了提高煤的着火点4.环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件。
下列说法不正确的是()A.煤、石油、天然气是重要的化石燃料B.大多数铁矿石中的铁元素以单质形式存在C.大气中二氧化碳含量升高会增强温室效应D.太阳能、风能是人类正在利用和开发的新能源5.2008年以来国际油价的持续“高烧”,引发人们对未来能源供需及价格的深切关注,并且促使人们寻求石油的替代品。
下列说法错误的是()A.我们应珍惜化石燃料,因为它们既是燃料,又是重要的化工原料,且不可再生B.在合理使用化石燃料的同时,我们应努力寻求开发新能源C.国家决定推广乙醇汽油的应用,乙醇汽油是一种新型化合物D.汽车使用乙醇汽油能减少有害气体的排放6.镁不但能在空气中燃烧,也能在二氧化碳气体中燃烧。
下列说法错误的是()A.燃烧一定要有氧气参加B.燃烧反应都属于氧化反应C.镁等活泼金属着火不能用二氧化碳来灭火D.镁在空气、二氧化碳气体中燃烧都是放热反应7.2011年3月日本大地震导致了核泄漏的重大灾难,引发了全球对能源开发利用的大讨论,下列说法正确的是()A.核能是目前最安全、最清洁、最主要的能源B.大量开采化石燃料以满足社会发展的需要C.大量电解水生产氢气是开发氢能的唯一途径D.推广使用太阳能、风能可以减少对环境的污染8.为探究物质燃烧条件,某同学做了如下图所示实验:已知白磷着火点40℃,红磷着火点240℃;发现水中白磷和铜片上红磷都没燃烧,铜片上白磷着火燃烧。
对此实验的认识错误的是()A.物质燃烧必须要与氧气接触B.物质燃烧温度必须要达到着火点C.烧杯中热水的作用既供热又使白磷Ⅱ与氧气隔绝D.铜片上的红磷没燃烧,因为红磷不是可燃物9.利用能源,节约能源,保护环境是我们共同关注的社会问题。
(1)目前,人类以化石燃料为主要能源,常见的化石燃料包括煤、石油和______________________。
(2)从环境保护的角度考滤,在煤气、天然气和氢气中,首选的燃料是。
(3)煤中含有硫元素,燃烧产生的________(填化学式)溶于雨水形成酸雨。
(4)正常雨水的pH约为,原因是____________________________。
当雨水的pH<时,就被称为酸雨。
(5)为了解决能源短缺及化石燃料燃烧造成的环境问题,人们正在开发和利用的新能源有__________(填写两种)。
10.(2008-2012年陕西中考题和中考副题汇编)(1)2011年5月1日起我国“醉驾入刑”正式实施。
各种饮用酒中都含有乙醇(C2H5OH)。
①乙醇属于(选填“有机物”或“无机物”);乙醇中碳、氢、氧三种元素的原子个数比是。
②乙醇可以燃烧,其完全燃烧的产物是。
(2)随着人民生活水平的提高,车用燃油日趋紧张,因而开发车用燃油替代产品显得尤为重要。
我省在神木即将建成规模较大的甲醇(化学式为CH3OH)生产基地。
请回答:①甲醇属于_________(填“有机物”或“无机物”)②甲醇燃烧的化学方程式为_____________________________。
③甲醇作为燃料(和煤相比)的优点是___________________________(填一点即可)。
(3)2011年6月5日世界环境日的主题是“低碳生活,绿色未来”。
“低碳生活”要求减少化石燃料的使用。
①化石燃料中相对清洁的是;化石燃料燃烧排放的气体会形成酸雨。
②未来最理想的燃料是氢气,其优点是(答一点即可)。
(4)我省农村大力推广使用沼气。
试用你所学的化学知识回答下列问题:①沼气的主要成分是(填化学式),其燃烧的化学方程式为___________。
它燃烧时将化学能主要转化为____能。
②用家畜粪便、秸秆等作原料生产沼气的过程主要发生(填物理或化学)变化。
③用沼气作燃料与直接用秸秆作燃料相比,前者的优点是:(只写一点。
)④天然气是城市家庭的主要生活燃料。
为防止因天然气泄漏造成危险,可在家中安装报警器,在甲、乙两图中,安装位置正确的是______。
⑤生活中,人们常常利用燃料燃烧反应产生的能量来做饭、取暖。
下列有关说法正确的是。
A.化学反应过程中都会发生放热现象B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量C.在当今社会,人类需要的大部分能量是由化学反应产生的(5)5月31日为“世界无烟日”。
吸烟会产生尼古丁(C10H14N2)、烟焦油、一氧化碳等多种有害物质,不仅影响自身健康,对他人健康也有害。
①尼古丁属于________________(选填“有机物”或“无机物”)。