2022年鲁教版化学九下《第一节化学与能源开发》公开课课件.pptx

1、1.1.能够说出化石能源和新能源的种类。能够说出化石能源和新能源的种类。2.2.了解氢气作为能源的优点，以及认识到氢能的应用前了解氢气作为能源的优点，以及认识到氢能的应用前景和存在的问题。景和存在的问题。3.3.知道化石燃料对人类生产、生活的重要意义。知道化石燃料对人类生产、生活的重要意义。4.4.认识认识各种化学电池及化学能转化为电能的方法。各种化学电池及化学能转化为电能的方法。当今人类生产、生活中应用最广泛的能源有哪些？一、能源1.能源的分类 常规能源：天然气、煤炭、石油等（1）根据被使用情况分为 新能源：太阳能、风能、潮汐能 一次能源：煤炭、石油（2）根据是否被加工分为 二次能源：电能、

2、氢能 可再生能源：太阳能、生物质能（3）根据是否可再生分为 不可再生能源：化石燃料、核燃料 人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段1、柴草时期、柴草时期2、化学能源时期、化学能源时期:煤炭、石油、天然气煤炭、石油、天然气3、多能源结构时期、多能源结构时期:太阳能、潮汐能、地热太阳能、潮汐能、地热能、能、核能、风能核能、风能2.2.能源的现状能源的现状（1 1）目前全世界使用的能源）目前全世界使用的能源90%90%取自化石燃料，即煤取自化石燃料，即煤炭、石油和天然气，它们经历了上亿年的时间才得以炭、石油和天然气，它们经历了上亿年的时间才得以生成，因此是不可再生能源。从探明的储量分析，现生成

3、，因此是不可再生能源。从探明的储量分析，现在地球上的煤炭、石油和天然气的总储量分别为：在地球上的煤炭、石油和天然气的总储量分别为：石石 油：油：1 1万亿桶万亿桶天然气：天然气：120120万亿立方米万亿立方米煤煤 炭：炭：1 1万亿吨万亿吨（2 2）按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源）按照全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约还有：可供人类使用的时间大约还有：中国节能产中国节能产品认证标志品认证标志（1）中间是一个汉字）中间是一个汉字“节节”，代，代表表“节能节能”；（2）“节节”的的“横横”和外面的圆和外面的圆圈组成了一个大大的字母圈组成了一个大大的字母“

4、e”，代，代表表能源能源（energy）；）；（3）整体图案为蓝色，象征着人）整体图案为蓝色，象征着人类通过节能活动恢复并保持天空和类通过节能活动恢复并保持天空和海洋于的蓝色。海洋于的蓝色。3.3.新能源的开发新能源的开发（1 1）新）新能源的特点能源的特点蕴藏丰富；蕴藏丰富；安全、干净，不会威胁人类和破坏环境；安全、干净，不会威胁人类和破坏环境；在自然界中可以不断再生。在自然界中可以不断再生。（2 2）常）常见新能源见新能源太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。水能 风能 太阳能 氢能 新能源 核能 生物质能 潮汐能 地热能二、清洁高效的氢能二、清洁高效

5、的氢能（1）氢气作为能源，有哪些优点？（2）氢能源还没有得到广泛应用的原因。1.1.氢能源的优点氢能源的优点（1）放热量高。）放热量高。每升氢气燃烧放出的热量为每升氢气燃烧放出的热量为 1 千克汽油燃烧放千克汽油燃烧放出的热量的出的热量的34倍。倍。（2）清洁无污染。）清洁无污染。氢气在燃烧过程中，产物只有水，不会造成氢气在燃烧过程中，产物只有水，不会造成环境污染，因而又被称为环境污染，因而又被称为“清洁燃料清洁燃料”。（3）来源广泛。）来源广泛。占地球表面占地球表面71的水中都含有大量的氢元素，的水中都含有大量的氢元素，水分解可制得氢气（水分解可制得氢气（2H2O 2H2 +O2 ），氢燃料

6、燃烧后又生），氢燃料燃烧后又生成水。成水。通电通电2.理想的氢能源循环体系理想的氢能源循环体系（1）循环过程）循环过程（2）能量转化：太阳能）能量转化：太阳能 化学能化学能 电能。电能。在光催化剂的作用下，在光催化剂的作用下，通过水的分解实现由太通过水的分解实现由太阳能到化学能的转化。阳能到化学能的转化。通过燃料电池内的化通过燃料电池内的化学反应实现由化学能到学反应实现由化学能到电能的转化。电能的转化。3.3.制约氢能源广泛应用的因素制约氢能源广泛应用的因素（1 1）用电解水的方法制备氢气耗能多，成本高。）用电解水的方法制备氢气耗能多，成本高。（2 2）氢气易燃、易爆、难以液化，导致贮存、运输

7、困）氢气易燃、易爆、难以液化，导致贮存、运输困难。难。（3 3）使用存在安全问题。）使用存在安全问题。三、化学电池三、化学电池1.1.定义定义化学电池就是将化学能直接转化为电能的装置，如干电池、锂电池、化学电池就是将化学能直接转化为电能的装置，如干电池、锂电池、蓄电池、氢氧燃料电池等。蓄电池、氢氧燃料电池等。干电池干电池锂电池锂电池汽车用的蓄电池汽车用的蓄电池2.2.能量转化能量转化化学能化学能 电能。电能。3.3.电池的特点及分类电池的特点及分类（1 1）特点：体积小、容量大、移动）特点：体积小、容量大、移动方便、方便、在生活生产中在生活生产中应用广泛。应用广泛。（2 2）分类：按能否反复使

8、用分为一次电池（原电池、干）分类：按能否反复使用分为一次电池（原电池、干电池）和二次电池电池）和二次电池（锂电池锂电池、铅蓄电池）。铅蓄电池）。化学反应是如何产生电能的？化学反应是如何产生电能的？（1 1）观察干电池的结构）观察干电池的结构（2 2）探究化学反应能否产生能量）探究化学反应能否产生能量现象现象：锌片表面有气泡生：锌片表面有气泡生成，碳棒无变化。成，碳棒无变化。结论结论：锌与硫酸反应产生锌与硫酸反应产生氢气，碳与硫酸不反应。氢气，碳与硫酸不反应。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 现象现象：电流计指针发生偏转：电流计指针发生偏转 碳棒表面有气泡。碳棒表面有气泡。结论结论：锌片溶解说

9、明发生了化学锌片溶解说明发生了化学反应，锌失去的电子通过导线移反应，锌失去的电子通过导线移动至碳棒，溶液中的动至碳棒，溶液中的H+在碳棒上在碳棒上得到电子生成氢气，所以指针偏得到电子生成氢气，所以指针偏转，化学能转化为电能。转，化学能转化为电能。课后试一试 尝试动手制作一个水果电池尝试动手制作一个水果电池实验用品：水果实验用品：水果、铜片铜片、锌片锌片、导线若干导线若干、灵敏电流计灵敏电流计。电池电池1.1.特点特点：体积小、容量大、移动：体积小、容量大、移动方便、方便、在生活生产中应在生活生产中应用广泛。用广泛。2.2.举例：干电池、锂电池、氢氧燃料电池。举例：干电池、锂电池、氢氧燃料电池。

10、1 1、下列能量转化是化学能转化成电能的、下列能量转化是化学能转化成电能的是（是（C C ）A.A.潮汐发电潮汐发电 B B.电灯发光电灯发光 C.C.用干电池做电源用干电池做电源 D D.用电动机带动水泵用电动机带动水泵抽水抽水2 2、燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下列燃料、燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下列燃料电池最清洁的是（电池最清洁的是（B B ）A.OA.O2 2CHCH4 4燃料电池燃料电池 B.OB.O2 2HH2 2燃料电池燃料电池C.OC.O2 2CC2 2H H5 5OHOH燃料电池燃料电池 D.OD.O2 2COCO燃料电池燃料电池3 3、氢气可以、氢气可以用

11、作推进用作推进火箭燃料是因为（火箭燃料是因为（C C）氢气难溶于水氢气难溶于水 氢气燃烧释放热量多氢气燃烧释放热量多氢气没有颜色氢气没有颜色 氢气没有气味氢气没有气味4.4.下列关于氢能源的循环体系的说法错误的是（下列关于氢能源的循环体系的说法错误的是（C C ）A.A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能B.B.该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能C.C.在此循环中发生了反应：在此循环中发生了反应：2H2O 2H2 +O2 D.D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下目前化学家急需解决的

12、问题是寻找合适的光照条件下 分解水的催化剂分解水的催化剂通电通电 在在1818世纪末以前，曾经有不少世纪末以前，曾经有不少人做过制取氢气的实验，最早人做过制取氢气的实验，最早把氢气收集起来，并对它的性把氢气收集起来，并对它的性质仔细加以研究的是卡文迪许。质仔细加以研究的是卡文迪许。氢气发现的历史氢气发现的历史亨利亨利卡文迪许卡文迪许(H.Cavendish,(H.Cavendish,1731173118101810)英国杰出的物理学家、英国杰出的物理学家、化学家化学家 卡卡文迪许制出纯文迪许制出纯氧，并确定了空氧，并确定了空气中氧、氮的含气中氧、氮的含量，证明水不是量，证明水不是元素而是化合物

13、元素而是化合物。被称为。被称为“化学化学中的牛顿中的牛顿”。氢气发现的历史氢气发现的历史 实验探究氢气的性质实验探究氢气的性质氢气的特性氢气的特性项目观察到的现象性质推断用氢气流吹肥皂泡 用燃着的木条点燃气 泡气泡上升氢气密度小于空气密度气泡遇火燃烧氢气氢气具有具有可燃性可燃性物物理理性性质质颜色气味状态 密 度 熔点(标准气 压下)沸点(标准气压下)溶解性氢氢气气极难极难溶于溶于水水无色无色无味无味通常通常气态气态0.090g/L0.090g/L(最轻最轻)-259 259 雪状固体雪状固体-252 252 无色无色 液体液体氢气的物理性质氢气的物理性质 实验探究氢气的燃烧实验探究氢气的燃烧

14、氢气的化学性质氢气的化学性质可燃性可燃性实验操作实验现象在带尖嘴的金属导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。把一个冷而干燥的烧杯罩在火焰的上方，观察烧杯出现的现象氢气在空气中燃烧，火焰为淡蓝色；罩在火焰上方的烧杯内壁上有水珠生成；手触烧杯，感觉发烫 实验探究氢气的爆炸实验探究氢气的爆炸氢气的化学性质氢气的化学性质可燃性可燃性实验操作实验现象取一个无盖，底部钻一小孔的塑料（纸）筒或杯，用纸团堵住小孔，开口一端朝下，通入一会儿氢气，使筒里的气体为氢气和空气的混合气。把筒拿到安全的地方，拔掉堵孔的纸团，用燃着的木条在小孔处点火（为安全起见，点火时人要离远一点），注意观察实验现象开始时，氢气安静燃烧，

15、一段时间后，发出爆炸声，纸筒被高高掀起 讨论：是不是氢气不纯，点燃就会发生爆炸？当氢气在混合气体中的体积分数在一定范围内点燃时才会发生爆炸。氢气氢气的爆炸极限：的爆炸极限：4.0%74.2%4.0%74.2%实验探究氢气的爆炸实验探究氢气的爆炸氢气的化学性质氢气的化学性质可燃性可燃性 点燃点燃纯净的纯净的H H2 2发出淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠。现象：现象：点燃点燃不纯的不纯的H H2 2发生发生爆炸（在氢气爆炸极限范围内）。爆炸（在氢气爆炸极限范围内）。现象：现象：2H2H2 2 +O +O2 2 点燃点燃2H2H2 2O O 可燃性可燃性氢气的化学性质氢气的化学性质可燃性可燃性用用拇指堵

16、住集满氢气的试管口拇指堵住集满氢气的试管口靠近靠近火焰，移开拇指点火火焰，移开拇指点火若若发出尖锐爆鸣声则表明氢气不纯，发出尖锐爆鸣声则表明氢气不纯，声音很小表示氢气较纯声音很小表示氢气较纯 氢气的检验方法：氢气的检验方法：氢气的化学性质氢气的化学性质可燃性可燃性思考：某同学收集一试管氢气，按右下图所示用拇指堵住试管口，移近火焰，移开拇指点火，检验氢气的纯度，结果没有听到任何声音，分析其原因。答：氢气的密度比空气小，试管口向上时，答：氢气的密度比空气小，试管口向上时，移开拇指后，氢气逸出。移开拇指后，氢气逸出。氢气的检验方法：氢气的检验方法：氢气的化学性质氢气的化学性质可燃性可燃性氢气燃烧电解

17、水不同之处氢气+氧气 水(H2)(O2)(H2O)水 氢气+氧气 (H2O)(H2)(O2)条件为点燃条件为通电生成水放出热量电解水需要消耗电能相互关系两个反应的反应物与生成物正好相反氢气燃烧与电解水比较氢气燃烧与电解水比较氢气是高能氢气是高能清洁清洁燃料。燃料。原因原因：热值热值高高。燃烧燃烧后的产物为水，不污染环境。后的产物为水，不污染环境。是是理想的可再生能源，可以水为原料来制理想的可再生能源，可以水为原料来制取。取。氢气的用途氢气的用途理想的高能燃料理想的高能燃料孔明灯制盐酸燃料 氢气的用途氢气的用途理想的高能燃料理想的高能燃料氢氧燃料电池 氢气的用途氢气的用途理想的高能燃料理想的高能

18、燃料氢气+汽油+转子技术的双燃料车氢气飞机 氢气的用途氢气的用途神舟七号载人飞船理想的高能燃料理想的高能燃料性质性质物理性质：通常状况下，无色物理性质：通常状况下，无色无味的无味的气体气体，密度密度比空气小比空气小，难，难溶于水。溶于水。化学性质化学性质：可燃性，点燃可燃性，点燃前前验验纯纯。用途用途可制探空气球可制探空气球氢气的性质和用途氢气的性质和用途决决定定作高能燃料作高能燃料密度比空气小密度比空气小可燃性可燃性焊接金属焊接金属可燃性可燃性总结总结1.1.下列下列各组混合物，点燃后可能爆炸的各组混合物，点燃后可能爆炸的是（是（）A A.纯净纯净的氢气的氢气 B.B.氢气氢气和二氧化碳和二

19、氧化碳 C.C.氧气氧气和二氧化碳和二氧化碳 D.D.氢气氢气和和空气空气2.2.下列下列物质和空气混合后遇明火，不可能发生爆炸的物质和空气混合后遇明火，不可能发生爆炸的是是（）A.A.氮气氮气 B.B.天然气天然气 C.C.氢气氢气 D.D.面粉粉尘面粉粉尘2AD练习练习 3.3.检验用向下排空气法收集的氢气的纯度，检验用向下排空气法收集的氢气的纯度，听到爆鸣声，这时可（听到爆鸣声，这时可（）A.A.用用拇指堵住试管口一会儿再收集拇指堵住试管口一会儿再收集 B.B.直接直接用于实验用于实验 C.C.换换一支试管再收集检验一支试管再收集检验 D.D.马上马上用原试管继续收集用原试管继续收集3AC练习练习