化學(xué)燃料燃燒和新能源是什么

第化學(xué)燃料燃燒和新能源是什么

初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：燃料的利用和新能源的開(kāi)發(fā)

新能源:

在合理開(kāi)發(fā)、綜合利用化石能源的同時(shí)，積極開(kāi)發(fā)氫能、核能.太陽(yáng)能、生物質(zhì)能(沼氣)、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、潮汐能等新型能源，以?yīng)對(duì)能源危機(jī)，減輕環(huán)境污染，促進(jìn)社全可持續(xù)發(fā)展.

燃料的利用：化石燃料是不可再生能源，應(yīng)積極開(kāi)發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒。

新燃料和能源：乙醇，氫能源，太陽(yáng)能，風(fēng)能，核能，地?zé)崮?，潮汐能?/p>

化學(xué)電源：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)消耗某種物質(zhì)，輸出電能。

幾種常見(jiàn)的新能源:

(1)車(chē)用乙醇汽油

將乙醇液體中含有的水進(jìn)一步除去，再添加適量的變性劑可形成變性燃料乙醇，將其與汽油以一定的比例混合形成乙醇汽油。酒精中不含氮、硫等元素，因此它完全燃燒后排放的尾氣中污染物少，有利于保護(hù)環(huán)境，所以乙醇汽油是較清浩的能源。摻有10%乙醇的汽油燃燒可使CO排放量減少30%，碳?xì)浠衔锱欧帕繙p少10%，這種燃料不僅可以節(jié)省石油資源和有效地減少汽車(chē)尾氣的污染，還可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前在我國(guó)的一城市正在逐步推廣使用乙醇汽油。

(2)氫能

①氫氣作為未來(lái)理想能源的優(yōu)點(diǎn)

a.氫氣的來(lái)源廣泛，可以由水制得。

b.氫氣燃燒的熱值比化石燃料高(如下圖).大約是汽油熱值的二倍。

c.最突出的優(yōu)點(diǎn)是燃燒產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境因此氫能源具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。

②氫氣的性質(zhì)

a.氫氣的物理性質(zhì)：通常情況下，氫氣是無(wú)色、無(wú)味的氣體，難溶于水，密度是0.089g/L，比空氣密度小，是最輕的氣體。

b.氫氣的化學(xué)性質(zhì)：氫氣的可燃性：純凈的氫氣在空氣中能安靜地燃燒，這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2+O22H2O，現(xiàn)象為：產(chǎn)生淡監(jiān)色火焰，放山熱量氫氣的還原性：氫氣在加熱條下，能跟某些金屬氧化物反應(yīng)，奪取金屬氧化物中的O，因此，氫氣具有還原性，即能金屬的氧化物失去O而還原為金屬，氫氣是一種重要的還原劑。如氫氣還原氧化銅：H2+CuOCu+H2O

現(xiàn)象：黑色固體粉末逐漸變?yōu)榧t色，試管內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生。

③氫能源的開(kāi)發(fā)

a.電解水的方法：消耗電量太多，成本高，不經(jīng)濟(jì)，不能大規(guī)模地制取氫氣。

b.理想的制氫方法：尋找合適的光分解催化劑，使水在太陽(yáng)光的照射下分解產(chǎn)生氫氣、

④氫氣的儲(chǔ)存：由于氫氣是一種易燃易爆的氣體，難液化，儲(chǔ)存和運(yùn)輸不方便也不安全。如何儲(chǔ)存氫氣是氫能源開(kāi)發(fā)研究的又一關(guān)鍵問(wèn)題。目前，人們發(fā)現(xiàn)某些金屬合金如Ti—Fe、Ti—Mn、La—Ni等具有儲(chǔ)氫功能。其中La—Ni合金在常溫、0.152MPa下就能放出氫氣，已用于氫能汽車(chē)和燃料電池中氫氣的儲(chǔ)存，新型儲(chǔ)氫型合金材料的研制和實(shí)際應(yīng)用對(duì)氫能源開(kāi)發(fā)具有重要意義

(3)生物質(zhì)能

指太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡用之不竭，是一種可再生能源。通常包括木材，森林廢棄物，農(nóng)業(yè)廢棄物，水生植物，油料植物，工業(yè)有機(jī)廢棄物，動(dòng)物糞便等。具有可再生性、低污染性、分布廣泛、總量豐富等特性。

①沼氣是有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵而生成的一種可燃性氣體，其主要成分是CH4。

②沼氣的制取

把秸稈、雜草、人類(lèi)糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發(fā)酵，就可以產(chǎn)生甲烷

(4)其他的新能源

隨著社會(huì)對(duì)能量的需求量越來(lái)越大，化學(xué)反應(yīng)提供的能量已經(jīng)不能滿(mǎn)足人類(lèi)的需求。目前，人們正在開(kāi)發(fā)和利用的新能源有太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮芎统毕艿取?/p>

①太陽(yáng)能：地球上最根本的能源是太陽(yáng)能。太陽(yáng)能的利用一是通過(guò)集熱器進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換，如太陽(yáng)能熱水器.二是通過(guò)光電池直接轉(zhuǎn)化為電能，如太陽(yáng)能電池

②核能：來(lái)源于原子核的變化，這類(lèi)變化叫核反應(yīng)。核反應(yīng)過(guò)程中由于原子核的變化，而伴隨著巨大的能量變化，所以核能也叫原子能。

③風(fēng)能：利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電、揚(yáng)帆助航等技術(shù)，也是一種可以再生的清潔能源

④地?zé)崮埽旱貧ど钐幍臏囟缺鹊孛娓叩枚?，利用地下熱量也時(shí)進(jìn)行發(fā)電

⑤海洋能：在地球與長(zhǎng)陽(yáng)、月亮等的相互作用下海水不停地運(yùn)動(dòng)。站在海灘上，可以看到滾滾海浪，在其中蘊(yùn)藏著潮汐能、波浪能、溫差能，這些能量總稱(chēng)海洋能。

中考化學(xué)能源的知識(shí)擴(kuò)展

可燃冰:

可燃冰是甲烷水合物，外觀(guān)像冰。它由甲烷分子和水分子組成，還含有少量二氧化碳等其他氣體?？扇急诘蜏馗邏簵l件下形成，1體積可燃冰可儲(chǔ)載100一200倍體積的甲烷氣體，具有能量高、熱值大等優(yōu)點(diǎn)。目前發(fā)現(xiàn)的可燃冰儲(chǔ)量大約是化石燃料總和的2倍，它將成為替代化石燃料的新能源。但是，可燃冰埋藏于海底的巖石中，目前開(kāi)采在技術(shù)上還存在很大困難。如果在開(kāi)采時(shí)甲烷氣體大量泄漏到大氣中，造成的溫室效應(yīng)將比二氧化碳更加嚴(yán)重。

燃料電池:

燃料電池是一種化學(xué)電池，它將物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。燃料電池與普通化學(xué)電池不一樣，它工作時(shí)需要外界連續(xù)地向其供給燃料和氧化劑。正是由于它是把燃料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)釋放出的能量變?yōu)殡娔茌敵觯员环Q(chēng)為燃料電池--燃料電池在結(jié)構(gòu)上與蓄電池相似，由正極、負(fù)極和電解液組成.兩極多是由欽、鎳等惰性微孔材料制成，它們確利于氣體燃料及空氣或氧氣通過(guò)，但不參與化學(xué)反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例，電池工作時(shí)，從負(fù)極將氫氣輸送進(jìn)去，從正極將氧氣輸送進(jìn)去，氫氣和氧氣在電池內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。除了氫氣，甲烷、煤氣等也可作為燃料電池的燃料。目前。已研制成功鋁空氣燃料電池，它是用純鋁作負(fù)極，空氣作正極，鋁空氣電池可以代替汽油提供汽車(chē)動(dòng)力，這種電池還能用于收音機(jī)、照明設(shè)備、野營(yíng)炊具、野外作業(yè)工具等。燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高，對(duì)環(huán)境污染小，工作時(shí)安靜且無(wú)機(jī)械磨損等許多優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)、通信等許多方面得到了應(yīng)用。

氫能源循環(huán)體系:

太陽(yáng)能和水是用之不竭的，而且價(jià)格低廉。極需研究的是尋找合適的光分解催化劑，它能在光照下使水的分解速率加快。當(dāng)然，氫發(fā)電機(jī)的反應(yīng)器和燃料電池也是需要研究的領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)這一良性循環(huán).將使人類(lèi)可以各取所需地消耗電能。

太陽(yáng)能的利用方式:

日前太陽(yáng)能的利用方式是光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。

(1)光熱轉(zhuǎn)換方式

太陽(yáng)能的熱利用是通過(guò)集熱器進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化的，集熱器也就是太陽(yáng)能熱水器。它的板芯由涂了吸熱材料的銅片制成，封裝存玻璃鋼外殼中。銅片只是導(dǎo)熱體，進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化的是吸熱涂層，這是特殊的有機(jī)高分子化合物。封裝材料也很講究，既要有高透光率，又要有良好的絕熱性：隨涂層、材料、封裝技術(shù)和熱水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等不同，終端使用溫岌較低的在200℃以下，可供生活熱水、取暖等;中等溫在存200～800℃之間，可供烹調(diào)、工業(yè)用熱等;高溫的可達(dá)800℃以上。可以供發(fā)電站使用。20世紀(jì)70年代石油危機(jī)之后，這類(lèi)熱水器曾有蓬勃發(fā)展，特別是在美國(guó)、以色列、日本、澳人利亞等國(guó)家，安裝家用太陽(yáng)能熱水器的件它很多(1()%～35%)。20世紀(jì)80年在美國(guó)已建成若干示范性的太陽(yáng)能熱發(fā)電站，用特殊的拋物面反光鏡聚集熱量獲得高溫蒸汽送到發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

(2)光電轉(zhuǎn)換方式

太陽(yáng)能也可通過(guò)光電池直接變成電能，這就是太陽(yáng)能電池。其具有安全可靠、無(wú)噪、無(wú)污染、：不需燃料、無(wú)需架設(shè)輸電網(wǎng)、規(guī)?？纱蠼锌尚〉葍?yōu)點(diǎn)，但需要占用較大的面積。因此比較適合陽(yáng)光充足的邊遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)牧民或邊防部隊(duì)使用。已有使用價(jià)值的光電池種類(lèi)不少.如多晶硅(Si蜥)、單晶硅(摻入少量硼、砷)、碲化鎘(cdTe)、礎(chǔ)化銅鋼(culnSe)等都是制造光電池的半導(dǎo)體材料，它們能吸收光子使電子定向流動(dòng)而形成電流光電池應(yīng)用范圍很廣，大的可用于微波中繼站、衛(wèi)星地面站、農(nóng)村電話(huà)系統(tǒng)，小的可用于太陽(yáng)能手表、太陽(yáng)能計(jì)算器、太陽(yáng)能充電器等，這些產(chǎn)品已有廣大市場(chǎng)。

有關(guān)能源的幾種常見(jiàn)概念：

(1)一級(jí)和二級(jí)能源

一級(jí)能源是直接開(kāi)采或直接被利用的能源.如煤、石油、天然氣、水能等

二級(jí)能源是由一級(jí)能源轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的能源，如水電、火電、酒精等汽油、柴油等石油產(chǎn)品都是由石油分餾產(chǎn)生的，因此屬于二級(jí)能源

(2)綠色能源和清潔能源

綠色能是指對(duì)環(huán)境無(wú)影或影響很小的能源：如：電能、光能、潮汐能、氫能等

清潔能源是指使用時(shí)不產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)，但產(chǎn)物排放過(guò)多會(huì)對(duì)環(huán)境有影響的能源，如乙醇、甲烷等燃料燃燒產(chǎn)生的CO2，空氣中CO2過(guò)多會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)

(3)可再生能源和不可再生能源

通過(guò)大自燃的循環(huán)可不斷轉(zhuǎn)化的能源稱(chēng)為可再生能源。如水能、氫能、乙醇等，要通過(guò)幾百萬(wàn)年才能形成的能源、用一點(diǎn)少一點(diǎn)，這樣的能源稱(chēng)為不可再生能源.如化石燃料

(4)化學(xué)能、物理能、核能

化學(xué)能：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)中獲得的能量，如化石燃料和其他燃料燃燒產(chǎn)生的能量。

物理能：不通過(guò)化學(xué)反應(yīng)直接獲得的能量.如水能、地?zé)崮堋⒊毕?、風(fēng)能。

核能：通過(guò)原子核變化獲得的能量，如原子彈、氫彈爆炸釋放的能量，核反應(yīng)堆中產(chǎn)生的能量。

初中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：燃燒與燃燒的條件

燃燒的定義：燃燒是一種發(fā)光放熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)

燃燒的三個(gè)條件：物質(zhì)具有可燃性，可燃物與氧氣接觸，溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)

燃燒的三個(gè)條件：

物質(zhì)具有可燃性，可燃物與氧氣接觸，溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)

促進(jìn)物質(zhì)燃燒的方法：

(1)增大氧氣的濃度

(2)增大可燃物與氧氣的接觸面積

對(duì)燃燒概念的理解：

通常所說(shuō)的燃燒是一種可燃物與空氣中的氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的氧化反應(yīng)。但實(shí)際上燃燒并不一定有氧氣參加，任何發(fā)光、發(fā)熱的劇烈化學(xué)反應(yīng)都可稱(chēng)之為“燃燒”。

如2Mg+CO22MgO+C;2Na+Cl22NaCl

燃燒與發(fā)光，放熱，火焰之間的關(guān)系：

(1)燃燒與發(fā)光，放熱的關(guān)系

燃燒一定發(fā)光，放熱，但發(fā)光，放熱的變化不一定是化學(xué)變化，因而不一定是燃燒，如原子彈，氫彈的爆炸。

(2)燃燒與火焰的關(guān)系

火焰是氣體物質(zhì)燃燒所特有的現(xiàn)象、液體物質(zhì)的燃燒主要是其蒸氣的燃燒，因而產(chǎn)生火餡。若固體物質(zhì)的沸點(diǎn)較高.燃燒時(shí)無(wú)蒸氣逸出，則無(wú)火焰，如鐵勺燃燒：若固體物質(zhì)的沸點(diǎn)較低，燃燒時(shí)有蒸氣逸出，就有火餡，如鈉、硫的燃燒。

(3)發(fā)光與放熱的關(guān)系

化學(xué)反應(yīng)瞬間放出熱量較多時(shí).就以光的形式出現(xiàn)，反之則不發(fā)光，因此，發(fā)光一定收熱，放熱不一定發(fā)光。燃燒反應(yīng)是既發(fā)光又放熱的反應(yīng)，單一的發(fā)光或放熱反應(yīng)不一定是燃燒。

影響物質(zhì)著火點(diǎn)的因素：

著火點(diǎn)不是同定不變的。對(duì)同體燃料來(lái)說(shuō)，著火點(diǎn)的高低跟表面積的大小、材料的粗細(xì)、導(dǎo)熱系數(shù)的大小有關(guān)系。顆粒越細(xì)，表而積越大.導(dǎo)熱系數(shù)越小，著火點(diǎn)越低，所以塊狀的木材難點(diǎn)燃，向木材的刨花很好點(diǎn)燃。對(duì)于液體燃料和氣體燃料來(lái)說(shuō)，火焰接觸它們的情況和外界壓強(qiáng)的大小有關(guān)系，所以測(cè)定物質(zhì)的著火點(diǎn)對(duì)外界條件有一定標(biāo)準(zhǔn)。

(1)內(nèi)在因素

可燃物的性質(zhì)，不同種物質(zhì)燃燒的現(xiàn)象不同。例如，硫在空氣中燃燒發(fā)出淡監(jiān)色火焰，細(xì)鐵絲在空氣中卻不能燃燒。

(2)外部因素

①與氧氣的接觸面積越大，燃燒越劇烈，如煤的燃燒經(jīng)歷了煤塊→煤球→蜂窩煤的過(guò)