第四單元太陽能生物質(zhì)能和氫能的利用

1、第四單元 太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用 化石燃料是不可再生能源?？茖W(xué)家對全球化石燃料何時(shí)會被耗盡作了估計(jì)，其預(yù)測結(jié)果是煤227年，石油40年，天然氣61年。 為了解決全球的能源危機(jī)和燃燒化石燃料帶來的環(huán)境污染問題，世界各國都在致力于開發(fā)和利用太陽能、生物質(zhì)能、氫能等潔凈高效新能源，而太陽能是最誘人的。,一.太陽能的利用 開發(fā)意義： 化石燃料的不可再生和能源危機(jī)認(rèn)識到利用太陽能的重大意義。 地球上最根本的能源是太陽能。太陽每年輻射到地球表面的能量約為5*1019KJ，相當(dāng)于目前全世界能耗的13000倍。 太陽能是清潔能源，不污染環(huán)境。 人類開發(fā)和利用太陽能已取得初步可喜的成果，改善了人們的生活質(zhì)

2、量（如太陽能熱水器、太陽能電池等）。,1太陽能是地球上最基本的能源 2大自然利用太陽能最成功的是植物的光合作用 （1）光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 在太陽光作用下，植物體內(nèi)的葉綠素把水、二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖，進(jìn)而生成淀粉、纖維素。 6H2O6CO2葉綠素 C6H12O66O2,（2）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 動物體內(nèi)的淀粉、纖維素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，又釋放出熱量。 (C6H10O5)nnH2O催化劑 nC6H12O6 C6H12O6(s)6O2(g)6H2O(l)6CO2(g) H2804kJmol1,科學(xué)家估計(jì)，地球上每年通過光合作用儲藏的太陽能相當(dāng)于全球能源年耗量的10倍

3、左右。 3利用太陽能的一般方式： （1）光熱轉(zhuǎn)換：利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能。 （2）光電轉(zhuǎn)換： 光熱電轉(zhuǎn)換光電直接轉(zhuǎn)換 （3）光化學(xué)能轉(zhuǎn)換 （4）光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換,4太陽能利用中存在的問題 （1）太陽能吸熱板的裝置費(fèi)用昂貴 （2）太陽能的利用受季節(jié)和天氣影響 （3）大部分太陽能都是在夏天收集。如何把夏天收集的太陽能儲存起來，留待冬天使用，仍然是一個(gè)有待優(yōu)化的問題,就下列問題談?wù)勛约旱南敕ā?據(jù)科學(xué)家預(yù)測，21世紀(jì)，化學(xué)科學(xué)在創(chuàng)造新物質(zhì)方面將會有更加輝煌的成就。綠色植物能夠在太陽光作用下將二氧化碳和水合成為葡萄糖。你認(rèn)為人類能否模擬綠色植物的光合作用，直接利用太陽能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為葡萄

4、糖？如能，要做到這一點(diǎn)，你認(rèn)為需要解決哪些問題？,二生物質(zhì)能的利用 1直接燃燒 (C6H10O5)n6nO2點(diǎn)燃 6nCO25nH2O 2生物化學(xué)轉(zhuǎn)換 （1）沼氣： （2）乙醇： (C6H10O5)nnH2O 酶 nC6H12O6 C6H12O6 發(fā)酵 2C2H5OH2CO2 3熱化學(xué)轉(zhuǎn)換 P50,三氫能的開發(fā)與利用 1氫能的三大優(yōu)點(diǎn)： （1）燃燒時(shí)發(fā)熱量高 。 （2）燃燒的產(chǎn)物是水，無污染環(huán)境。 （3）制備的原料是水，資源廣。,2.氫能的產(chǎn)生方式： （1）以天然氣、石油和煤為原料，在高溫下使之與水蒸氣反應(yīng)而制得。 （2）以天然氣、石油和煤為原料，部分氧化法制得。 （3）電解水制得氫氣。 （4）生物質(zhì)氣化制氫氣。 （5）光解水制得氫氣。,3.氫能的利用途徑： （1）燃燒放熱用作燃料（如以液氫為燃