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《化学与能源开发》讲义一、能源的重要性能源是人类社会发展的重要物质基础，从远古时代的薪柴到现代社会的石油、煤炭、天然气等化石能源，以及太阳能、风能、水能、核能等新型能源，能源的利用方式和种类不断演变和丰富。
能源的供应和使用直接关系到经济的增长、社会的稳定和人们的生活质量。
在当今世界，能源的需求持续增长。
随着工业化和城市化进程的加速，交通运输、制造业、居民生活等各个领域对能源的依赖程度越来越高。
然而，传统的化石能源不仅储量有限，而且开采和使用过程中会带来一系列环境问题，如温室气体排放、空气污染、水污染等。
因此，开发和利用新型、清洁、可再生的能源成为了全球共同面临的紧迫任务。
二、化学在能源开发中的角色化学作为一门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的科学，在能源开发中发挥着至关重要的作用。
1、化石能源的加工与利用化学工艺可以对石油、煤炭和天然气进行加工和转化，以获得更高效、更清洁的能源产品。
例如，通过炼油过程中的分馏、裂化、重整等化学反应，可以将原油提炼成汽油、柴油、煤油等不同用途的燃料；煤炭的气化和液化技术则可以将固体煤炭转化为气体或液体燃料，提高其利用效率并减少污染物排放。
2、新能源的研发在太阳能、风能、水能等可再生能源的开发中，化学也不可或缺。
太阳能电池的制造涉及到半导体材料的化学合成和性能优化；风力发电设备中的叶片材料和防腐涂层需要化学技术的支持；水电解制氢过程中的电极材料和电解质溶液的选择也依赖于化学研究。
此外，化学储能技术的发展对于解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题具有重要意义。
例如，锂离子电池、钠硫电池、液流电池等各种化学电池的研发，能够将多余的电能储存起来，在需要时释放使用。
3、能源转化与存储化学在能源转化和存储方面也发挥着关键作用。
例如，燃料电池通过化学反应将化学能直接转化为电能，具有高效、清洁的特点。
氢能源的开发和利用，包括氢气的制取、储存和运输，都离不开化学方法和材料的创新。
化学与能源开发在当今社会中，能源问题越来越受到人们的关注。
为了解决能源短缺和环境污染的问题，化学技术在能源开发方面发挥着重要作用。
本文将探讨化学与能源开发之间的关系，并介绍几个化学在能源领域的应用。
一、化学在能源开发中的作用化学是研究物质的组成、性质和转化的科学，而能源开发则是通过技术手段获取、转化和利用能量的过程。
化学在能源开发中扮演着至关重要的角色。
首先，化学技术可以帮助我们发现新的能源资源。
通过化学分析、合成和测试，科学家们能够研究天然资源中的化学成分和性质，从而找到新的能源来源。
例如，利用化学方法可以提取出不同类型的油气资源，满足人们日益增长的能源需求。
其次，化学技术可以改善能源的转化效率。
在能源的转化过程中，往往会伴随着能量的损失和环境污染的问题。
通过研究和应用化学技术，我们可以开发出高效、环保的能源转化技术。
例如，利用催化剂可以提高燃料电池的效率，降低燃煤发电厂的排放物。
此外，化学技术还可以帮助我们开发新型能源储存技术。
随着可再生能源的广泛应用，如太阳能和风能，能源储存成为了一个重要的挑战。
化学技术可以帮助我们研制出高效的能源存储设备，如锂离子电池和超级电容器，从而解决能源供应的不稳定性问题。
二、化学在能源开发中的应用示例1. 太阳能电池太阳能电池是将阳光能直接转化为电能的装置。
其中，化学在太阳能电池的构造和性能提升方面发挥着重要作用。
例如，染料敏化太阳能电池利用了染料对光的吸收和电荷传输的化学原理，提高了太阳能转化的效率。
2. 生物质能源转化生物质能源是指植物和动物的有机物质在生物和化学反应中转化为可再生能源的过程。
化学技术可以帮助我们开发出高效的生物质能源转化技术，如生物质发酵和生物质气化，从而实现生物质的可持续利用。
3. 燃料电池燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置。
化学反应是燃料电池中产生电能的关键过程。
通过研究和设计催化剂、电解质和电极材料，可以提高燃料电池的效率和稳定性，推动其在能源领域的应用。
第一节 化学与能源开发【学习目标】1．说出化石能源和新能源的种类。
2．说出氢气作为能源的优点和应用前景及问题。
3．通过实验，认识化学能转化为电能的方法。
【学习重点】氢能的开发和化学电池。
【学习过程】目前人类应用最广泛的能源是、、等化石燃料，它们正面临日益枯竭的危机，、、、核能、潮汐能等新能源逐步走上能源舞台。
一．清洁高效的氢能1．氢能源的优点有、、等。
2．最理想的制氢方法：寻找合适的，使水在的照射下分解产生氢气。
氢能源尚未得到广泛应用的原因是什么？答：。
二．应用广泛的化学电池化学电池是一种将直接转化为的装置。
其特点是、、等。
废弃电池的乱扔乱放，会导致固体废弃物和重金属离子对环境的污染。
氢能及其利用(1)氢气的制备：Zn ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2↑；2H 2O=====通电2H 2↑＋O 2↑；2H 2O 光或催化剂,2H 2↑＋O 2↑(未来研究方向)。
(2)氢气的性质：无毒，极易燃烧，燃烧放出大量的热，点燃氢气前要进行验纯，以防发生爆炸。
氢气燃烧的化学方程式为：2H 2＋O 2=====点燃2H 2O 。
(3)氢气作为燃料的优点：①完全燃烧放出的热量多(是等质量甲烷完全燃烧放出的热量的2倍多)；②原料不受限制(可利用水作原料制取)；③燃烧产物不污染环境。
因此，氢气被人们称为理想的“绿色能源”。
【例题】氢气是一种绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使海水分解得到H 2的新技术，其中海水分解可用方程式2H 2O=====TiO 2激光2H 2↑＋O 2↑表示。
下列说法不正确的是( )。
A ．水分解产物不污染环境B ．TiO 2是催化剂C ．该技术可将太阳能转化为氢能D ．在海水分解过程中应不断添加TiO 2思路点拨：本题结合利用新技术制取氢气的原理考查催化剂、能量转化等知识，解题时要领会催化剂概念中的两个“不变”，从而得出正确结论。
解析：水分解的产物为氢气和氧气，两种气体都无毒，不会对环境造成污染，A 正确；根据化学方程式可知，TiO2在反应中作催化剂，由于催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不发生变化，在海水分解过程中不必持续添加TiO2，B正确，D错误；该反应利用太阳能使水分解产生氢气，其能量转换形式是太阳能转化为氢能，C正确。
个帅哥帅哥的 ffff第十一单元化学与社会发展第一节化学与能源开发教课目的【知识与技术】知道氢能作为将来能源的优势以及面对的问题；知道电池是将化学能直接转变为电能的装置。
【过程与方法】(1)经过实验研究培育学生剖析、察看、实验设计、实验操作等能力，踊跃主动与别人进行沟通和议论，清楚地表达自己的看法，培育学生辩证对待化学物质的能力。
(2)学会运用比较的方法对信息进行加工。
【感情态度与价值观】(1)建立不一样能量之间能够互相转变的看法。
(2)使学生初步认识经过化学反响能够为人类供给能量，运用化学能够开发新的能源，感觉化学对改良个人生活和促使社会发展的踊跃作用。
(3)加强学生的能源意识，加强学生关怀自然、关怀社会的责任感。
教课重难点【要点】氢能源的长处、开发、理想的氢能源系统；化学电池。
【难点】氢气作燃料未普及使用的原由；化学能和电能的互相转变。
教课过程知识点一能源和氢能源【自主学习】阅读教材第94～ 95 页的相关内容，达成以下填空：1．当古人类利用最多的能源是煤、石油、天然气等化石燃料；正在不停开发的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
2．经过阅读活动天地11－1，可知氢气用作燃料的长处有：焚烧产生的热量高；产物是水，无污染；原料是水，根源宽泛。
氢气是将来最理想的能源。
3．用电解水的方法制取氢气耗费电能太多，成本太高。
最理想的制氢方法：找寻适合的光分解催化剂，使水在太阳光的照耀下分解产生氢气。
【合作研究】阅读理想的氢能源循环系统，你能获取哪些信息？答：只需有光催化剂存在，将水放在太阳光下照耀，就能获取氢气和氧气；在燃料电池中，氢气和氧气发生化学反响转变为电能；水和氢气能够循环使用等。
【教师点拨】1．能源分为不行重生能源( 惯例能源 ) ：如煤、石油、天然气等；可重生能源( 新能源 ) ：如太阳能、风能、地热能、潮汐能等。
2．当前氢气用作燃料的弊端：制取氢气的成本太高；储存困难；运输不安全。
