高一化学学案：知识梳理第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用知识梳理一、太阳能的利用1。太阳能的转化太阳能是地球上最基本的能源.太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源,生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说,太阳能包含以上各种可再生能源。太阳能作为可再生能源的一种,则是指太阳能的直接转化和利用。2。太阳能的利用大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用。植物体内的叶绿素相当于一个小型工厂，它在太阳光的作用下，把CO2、H2O转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素,从而把光能转化为化学能.用化学方程式表示下列变化：（1）光能转化为化学能：6H2O+6CO2C6H12O6+6O2（C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6（2）化学能转化为热能：C6H12O6(s）+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g）；ΔH=—2804kJ·mol-1二、生物质能1。生物质能的含义生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。生物质能包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。2。生物质能的利用方式（1)直接燃烧(用化学反应方程式表示)：(C6H10O5)n+6nO26nCO2+5nH2O(2）生物化学转换:C6H12O62C2H5OH+2CO2↑（3）热化学转换三、氢能的开发与利用1。氢能是一种理想的绿色能源的理由(1)热值高:氢气完全燃烧放出的热量是等质量汽油的三倍。(2）资源丰富：它的原料是水，资源不受限制。（3)无污染，是清洁能源：燃烧产物是水，没有污染。2。氢能利用急需解决的问题(1)用水制备氢气的能耗问题。在光催化剂作用下，通过太阳能分解水制氢气，是主要研究方向.(2)贮存和运输氢气的问题。现在科学家们发现了储氢金属，正在解决氢气贮存、运输困难的问题。（3)高压氢气、氧气制氢氧燃料电池是氢能源利用的一个重要方向。知识导学一、现在能源利用主要依靠化石燃料，但化石燃料不能再生，以现在的开发计算，几百年就会耗尽。因此为了补充能源和防止环境污染，必须开发新能源。二、太阳能主要了解太阳能以光波形式传到地面,大部分反射回去,少部分转化为其他能源。其中可以通过各种形式的化学反应转化为化学能。三、理解生物质能应先了解什么是生物质。生物质是指一切有生命的可以生长的有机物质,它包括世界上所有的动物、植物和微生物，以及由这些生物产生的排泄物和代谢物.各种生物质都具有一定的能量,称之为生物质能量。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，生物质能是一种世界上最广泛的可再生能源。四、除核燃料外,氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的.氢是自然界存在最普遍的元素。疑难突破1.化石燃料的主要缺点有哪些？国际上认为“氢能源将是21世纪中后期最理想的能源”，大量利用氢能需要解决什么问题？剖析：煤、石油、天然气属于化石燃料,是由远古生物被埋在地下经历几百万年演变而来的,主要由碳、氢元素组成，还含有少量硫、磷、氮等元素。由于直接燃烧方便，被过度开采使用，导致贮量越来越少。煤、石油、天然气都是不可再生的化石燃料，其资源总量是有限的；燃烧后产生的SO2、NOx等严重污染大气,形成酸雨，燃烧后的CO2又导致地球表面气温升高(温室效应).对于氢能源来说，来源（水）丰富；燃烧时热量多（放出的热量约是同质量汽油的3倍)；燃烧的产物是水，不污染环境,还可循环使用。正因为氢能源具有上述优点，它将成为21世纪中后期最理想的能源。大量利用氢能要解决的问题是：利用太阳能和适当的催化剂生产廉价的氢气;找到合适的贮氢合金以便氢气的贮存和运输。从氢能的资源来源、热值大小、燃烧产物对环境污染等方面来说明氢能是理想的能源；从制备的方法、成本、氢气的运输与贮存等方面分析其需要解决的问题。2.人类是怎样利用太阳能的？剖析：人类利用太阳能的方式见下表：太阳能的利用方式原理具体措施光—热转换利用太阳能辐射加热物体地膜、大棚、温室、太阳能热水器、太阳灶、太阳炉等光—电转换光—热—电转换光—电直接转换利用太阳辐射热发电，利用光电效应，将太阳辐射直接转换为电能太阳能集热器将热能转换为水蒸气,再驱动气轮机发电光—化学转换利用太阳能辐射加热物质，使其发生化学反应用太阳光照晒十水硫酸钠晶体，白天吸热熔化,晚上放热结晶；利用太阳能和催化剂分解水得到氢气光—生物转换利用绿色植物的光合作用生成有机物太阳能利用是科学研究的主要课题.太阳能既是一次能源，又是可再生能源。资源丰富，既可