高一化學(xué)學(xué)案：知識(shí)梳理第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用知識(shí)梳理一、太陽能的利用1。太陽能的轉(zhuǎn)化太陽能是地球上最基本的能源.太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源,生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋能、水能等都來自太陽能，廣義地說,太陽能包含以上各種可再生能源。太陽能作為可再生能源的一種,則是指太陽能的直接轉(zhuǎn)化和利用。2。太陽能的利用大自然利用太陽能最成功的是植物的光合作用。植物體內(nèi)的葉綠素相當(dāng)于一個(gè)小型工廠，它在太陽光的作用下，把CO2、H2O轉(zhuǎn)化為葡萄糖，進(jìn)而生成淀粉、纖維素,從而把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能.用化學(xué)方程式表示下列變化：（1）光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能：6H2O+6CO2C6H12O6+6O2（C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6（2）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能：C6H12O6(s）+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g）；ΔH=—2804kJ·mol-1二、生物質(zhì)能1。生物質(zhì)能的含義生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量。生物質(zhì)能包括農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市與工業(yè)有機(jī)廢棄物、動(dòng)物糞便等。2。生物質(zhì)能的利用方式（1)直接燃燒(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)：(C6H10O5)n+6nO26nCO2+5nH2O(2）生物化學(xué)轉(zhuǎn)換:C6H12O62C2H5OH+2CO2↑（3）熱化學(xué)轉(zhuǎn)換三、氫能的開發(fā)與利用1。氫能是一種理想的綠色能源的理由(1)熱值高:氫氣完全燃燒放出的熱量是等質(zhì)量汽油的三倍。(2）資源豐富：它的原料是水，資源不受限制。（3)無污染，是清潔能源：燃燒產(chǎn)物是水，沒有污染。2。氫能利用急需解決的問題(1)用水制備氫氣的能耗問題。在光催化劑作用下，通過太陽能分解水制氫氣，是主要研究方向.(2)貯存和運(yùn)輸氫氣的問題。現(xiàn)在科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)氫金屬，正在解決氫氣貯存、運(yùn)輸困難的問題。（3)高壓氫氣、氧氣制氫氧燃料電池是氫能源利用的一個(gè)重要方向。知識(shí)導(dǎo)學(xué)一、現(xiàn)在能源利用主要依靠化石燃料，但化石燃料不能再生，以現(xiàn)在的開發(fā)計(jì)算，幾百年就會(huì)耗盡。因此為了補(bǔ)充能源和防止環(huán)境污染，必須開發(fā)新能源。二、太陽能主要了解太陽能以光波形式傳到地面,大部分反射回去,少部分轉(zhuǎn)化為其他能源。其中可以通過各種形式的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。三、理解生物質(zhì)能應(yīng)先了解什么是生物質(zhì)。生物質(zhì)是指一切有生命的可以生長(zhǎng)的有機(jī)物質(zhì),它包括世界上所有的動(dòng)物、植物和微生物，以及由這些生物產(chǎn)生的排泄物和代謝物.各種生物質(zhì)都具有一定的能量,稱之為生物質(zhì)能量。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，生物質(zhì)能是一種世界上最廣泛的可再生能源。四、除核燃料外,氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的.氫是自然界存在最普遍的元素。疑難突破1.化石燃料的主要缺點(diǎn)有哪些？國(guó)際上認(rèn)為“氫能源將是21世紀(jì)中后期最理想的能源”，大量利用氫能需要解決什么問題？剖析：煤、石油、天然氣屬于化石燃料,是由遠(yuǎn)古生物被埋在地下經(jīng)歷幾百萬年演變而來的,主要由碳、氫元素組成，還含有少量硫、磷、氮等元素。由于直接燃燒方便，被過度開采使用，導(dǎo)致貯量越來越少。煤、石油、天然氣都是不可再生的化石燃料，其資源總量是有限的；燃燒后產(chǎn)生的SO2、NOx等嚴(yán)重污染大氣,形成酸雨，燃燒后的CO2又導(dǎo)致地球表面氣溫升高(溫室效應(yīng)).對(duì)于氫能源來說，來源（水）豐富；燃燒時(shí)熱量多（放出的熱量約是同質(zhì)量汽油的3倍)；燃燒的產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境,還可循環(huán)使用。正因?yàn)闅淠茉淳哂猩鲜鰞?yōu)點(diǎn)，它將成為21世紀(jì)中后期最理想的能源。大量利用氫能要解決的問題是：利用太陽能和適當(dāng)?shù)拇呋瘎┥a(chǎn)廉價(jià)的氫氣;找到合適的貯氫合金以便氫氣的貯存和運(yùn)輸。從氫能的資源來源、熱值大小、燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染等方面來說明氫能是理想的能源；從制備的方法、成本、氫氣的運(yùn)輸與貯存等方面分析其需要解決的問題。2.人類是怎樣利用太陽能的？剖析：人類利用太陽能的方式見下表：太陽能的利用方式原理具體措施光—熱轉(zhuǎn)換利用太陽能輻射加熱物體地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器、太陽灶、太陽爐等光—電轉(zhuǎn)換光—熱—電轉(zhuǎn)換光—電直接轉(zhuǎn)換利用太陽輻射熱發(fā)電，利用光電效應(yīng)，將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換為電能太陽能集熱器將熱能轉(zhuǎn)換為水蒸氣,再驅(qū)動(dòng)氣輪機(jī)發(fā)電光—化學(xué)轉(zhuǎn)換利用太陽能輻射加熱物質(zhì)，使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)用太陽光照曬十水硫酸鈉晶體，白天吸熱熔化,晚上放熱結(jié)晶；利用太陽能和催化劑分解水得到氫氣光—生物轉(zhuǎn)換利用綠色植物的光合作用生成有機(jī)物太陽能利用是科學(xué)研究的主要課題.太陽能既是一次能源，又是可再生能源。資源豐富，既可