高一化学反应中的能量变化1

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1、●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三峡水电站,只要长江水不干涸，发电也就不会停止。煤

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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3.3×105亿立方米,探明的储量