高中化学 《化学反应的快慢和限度-化学反应中的能量变化》文字素材6 鲁科版必修2.doc

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1、化学反应中的能量变化●备课资料一、一次能源和二次能源能源的品种繁多，来源也很广泛。能源工作者常把能源分类为一次能源、二次能源。分类方法如下所示。一次能源指在自然界现成存在，可以直接取得且不必改变其基本形态的能源，如煤炭、天然气、地热、水能等。二次能源由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品．如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。与能源相关的概念还有：常规能源、新能源等。常规能源也叫传统能源，就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。而水电则属于再生能源。如葛洲坝水电站和未来的

2、三峡水电站,只要长江水不干涸，发电也就不会停止。煤和石油、天然气则不然．它们在地壳中是经千百万年形成的(按现在的采用速率，石油可用几十年，煤炭可用几百年),这些能源短期内不可能再生．因而人们对此有危机感是很自然的。新能源指以新技术为基础．系统开发利用的能源。其中最引人往日的是太阳能的利用。据估计太阳辐射到地球表面的能量是目前全世界能量消费的l，3万倍。如何把这些能量收集起来为我们所用，是科学家们十分关心的问题。植物的光合作用是自然界“利用”太阳能极为成功的范例。它不仅为大地带来了郁郁葱葱的森林和养育万物的粮菜瓜果，地球蕴藏的煤、石油、天然气

3、的起源也与此有关：，寻找有效的光合作用的模拟体系、利用太阳能使水分解为氢气和氧气及直接将太阳能转变为电能等都是当今科学技术的重要课题，一直受到各国政府和工业界的支持与鼓励。二、明日能源能源是当代文明的三大支柱(材料、能源、信息)之一。能源的家族非常大,目前被广泛利用的能源有煤、石油、天然气、水能和核电,它们称为能源工业的五大支柱；应用不久的原子核能以及今后很有发展前途的太阳能、氢能、地热能称为新能源。有人推算过。再过一百年左右，地球上的煤、石油、天然气等能源差不多就用完了。怎样开发和利用新的能源?化学家们认为一旦人工模拟光合作用获得成功，人

4、们就可以利用太阳能在工厂里制造粮食、纤维和木材等等。关键问题是把太阳能转化成化学能。美国化学家卡尔文估计,在十年以内将出现可以模拟绿色植物光合作用的人造薄膜，它会成为一种重要能源。利用太阳能和水制取氢气的技术一旦突破，氢气将作为一种比核聚变更优越的能源、这样多年来人们梦寐以求的水中取火的幻想将成为现实。用太阳光分解水必须找到一种性能优良、价格便宜、效率高的催化剂。最近化学家们找到了一种钌的化合物及二氧化钛等催化剂，这种化合物在阳光照射下具有分解水的催化作用．使水分解成氢气。生物学家们已发现海水中的某些微生物，如小球藻、固氮藻等．在光照下也能

5、将水分解产生氢气，另外模拟光合作用并使之停留在分解水的阶段也产生氢气。氢气作为新型能源具有资源丰富、放热量高、无污染等优点，可广泛地用来制造低公害的氢汽车。氢气是一种非常危险的气体，弄不好要发生爆炸。怎样把氢气安全地装在汽车里呢?化学家们经过反复地研究、试验。发现铁和钛的合金能吸附大量的氢气，在使用的时候再慢慢地把氢气释放出来。如果把纯氢气在-268.8℃时．加以1003个大气压，分子中氧原子间的结合作用被破坏，电子变成共有的自由电子，就形成了晶体叫做金属氢，压力降低后仍会保持这种状态。金属氢不仅是一种重要的超导材料。而且是一种超高强度的材

6、料。科学家们预言，用金属氢输电可取消大型变电站，而输电效率在99.7%以上，相当于全世界发电量增加1／4。金属氢储藏的能量比普通炸药大30倍至40倍。金属氢聚变时释放的能量要比铀核裂变大好几倍。这将会产生比氢弹威力更大的武器。总之，化学在解决明天能源的问题上担负着重要使命。三、我国的能源概况我国的能源资源十分丰富，世界各国具有的能源资源，我国几乎都有-而且数量也相当可观。我国已成为世界上占第三位的能源生产国。根据1988年的统计资料表明，我国能源产量占世界产量的8%(第一位的美国和第二位的前苏联的能源产量之和约占世界总产量的40%)，能源的

7、消费达2.7×1013MJ，但人均水平却很低。煤炭我国煤炭资源的总储量为14380亿吨，已探明的可开采储量为7310亿吨。1991年的年产量为10.9亿吨，居世界首位．且每年在按4000万吨左右的速度递增。但全国煤炭资源的分布很不平衡．就总储量计。华北占71.13%，西北占9．O5%,华东占8.15%,东北占3.68%,中南占2.33%，其中山西省约占全国的1／3。我国规划到二十世纪末，年生产量为l2亿吨左右,按此水平,我国的煤炭至少还可以开采260年。石油和天然气1991年我国石油产量达1.39亿吨。天然气产量为150亿立方米。估计我国石

8、油资源储量为300亿～6(10亿吨(也有认为我国远景石油资源为787亿吨·国外估计值300亿～1000亿吨),而现在已探明的石油储鲢仅有几十亿吨。天然气资源量预测为3.3×105