大学化学第十章能源化学.pptVIP

* 能源消费水平的高低，是衡量一个国家在一定时期内经济技术发展水平的重要标志。 第 八 章 能 源 化 学 8.1 能源概述 8.2 常规能源 8.3 新 能 源 8.4 化学电池 8.1 能 源 概 述 能源是指能够转换成热能、光能、电磁能、机械能、化学能等各种能量形式的资源。 能源的形式有多种，如燃料、核能、太阳能、水力、地热、风能、潮汐能等等。 能源的分类很多: 一次能源；二次能源。 常规能源；新能源。 风 能 风 能 新疆羊八井地热 8.2 常 规 能 源 8.2.1 煤炭 1. 煤的发热量：单位质量的煤完全燃烧所能使放 出的最大热量。 衡量燃料作为能源的一个指标。 通常煤完全燃烧所能放出的发热量为30 kJ·g-1 缺点: a.固体燃料，燃烧速率慢，利用效率低，运输不变。 b.燃烧时产生有毒气体(SO2， SO3，CO)，污染大气。 褐煤是质地最差、发热量最低的一类煤，但它可以提炼成焦炭、煤焦油和焦炉气却是极好的化工原料。塑料和染料就是的褐煤“作品”。 2. 煤的气化： C(s) + H2O (g) = CO (g) + H2 (g) ； ΔHθm ( 298.15K ) = 131.3kJ.mol-1 C (s) + O2 (g) = CO2 (g) ΔHθm (298.15K) = - 393.5kJ.mol-1 CO (g) + H2 (g) = CH4 (g) + H2O (l) ΔHθm (298.15K) = - 250.2kJ.mol-1 人工合成天然气 (1) 直接液化法：将煤在高温，高压和催化剂存在 下加氢液化的方法。　　　 (2) 间接液化法：先将煤气化，然后再合成液体燃 料的方法。 在101.325Pa ，200oC，催化剂存在下： 6CO + 13H2 = C6H14 + 6H2O 8CO + 17H2 = C8H18 + 8H2O 8CO + 4H2 = C4H8 + 4CO2 3.煤的液化：通过化学反应改变煤炭中的碳氢比例， 使煤变成较轻的液态碳氢化合物。 8.2.2 石油和天然气 1.石油：多种碳氢化合物的混合物。既是优良 的燃料也是重要的化工原料。 十六烷 辛烷 辛烯 原油 脱水脱盐 分馏 精制 汽油中最有代表性的是辛烷C8H18 催化裂解： C16H34 C8H18 + C8H16 分流塔示意图 石油钻井平台 2.天然气：一种低分子量烃类混合物。 优制的气体燃料也是重要的化工原料。 主要成分是甲烷。 CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (l) ΔHθm (298.15K) = - 890 kJ.mol-1 8.3 新 能 源 8.3.1 核 能 核能是原子核结构发生变化时放出的能量，核能是一种优质能源，能量密度大，便于存储和运输。核能分为核裂变能与核聚变能。 △E = △m · c2 △E：表示系统能量改变量； △m：表示系统质量改变量； c：表示光速( 3 ?10 8 m ·s-1 )。 爱因斯坦公式 天然放射性辐射 1. 核裂变能 ______ 在中子(10n)轰击下使较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应所放出的能量。核裂变反应是目前所有运转的核电站的基础。 裂变产物非常复杂，已知至少有35种元素（从 30Zn 到 64Gd ）。 1g U-235 放出的能量为 8 ? 107 kJ 核裂变产物大多具有放射性。 中子诱发裂变形成链式反应 核电站工作原理示意图 原子弹构造示意图 2. 核聚变能 ____