第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用教案推荐

氢能的开发与利用学案

考纲要求

题型

说明

氢能是最好的洁净、高效的新型能源。

一、考点突破

知识点

氢能的优点

氢能利用存在的问题

氢能的产生和利用途径

1. 简单了解氢能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题；

选择题

2. 认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。

二、重难点提示

重点：氢能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题。

难点：氢能的利用原理。

考点一：氢能的优点

原料广：制取H2的原料是H2O，资源不受限制。

无污染：H2燃烧的产物是H2O，无污染且可循环利用。

热值高：是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多。

考点二：氢能利用存在的问题

1. 廉价的制氢技术——首要难点。

原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。

2. 安全可靠的贮氢和输氢方法——关键。

原因：H2易汽化、易燃、易爆。

考点三：氢能的产生和利用途径

（1）氢能的产生：

①水煤气法：

高温C＋HOg=====2

CO＋H2，

高温CO＋H2Og=====

CO2＋H2；

原料为化石燃料，不可再生

②电解法：

1

通电2H2O=====

2H2↑＋O2↑；

消耗大量电能。

③光解法

【随堂练习】

有关能源的下列说法不正确的是（

）

．A. 煤、石油、天然气均为化石能源

B. 化石能源是非再生能源

C. 氢能是可再生能源

D. 氢能、核能均是无污染的高效能源

解析：煤、石油、天然气属化石燃料，属非再生能源，A、B正确；氢能可再生且无污染，核能有污染，C正确，D错误。

答案：D

例题1 下列关于能源利用的说法中正确的是（

）

A. 贮氢材料在使用中，氢分子被吸收时，在合金表面解离变成氢原子，同时放出热量

B. 对城市废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供暖和发电

C. 使用化石燃料不会带来环境污染问题

D. 将氢气作为燃料使用的优点之一是成本低

思路分析：贮氢材料与氢分子生成了金属氢化物，在这一过程中，氢分子变成原子的过程是化学键断裂的过程，属于吸热过程，A项错误；发达国家对城市废弃物的处理方式主要是焚烧，利用产生的热能供暖和发电，B项正确；化石燃料在使用过程中，往往会造成一定的环境污染问题，C项错误；氢气的主要来源是水，由水制得氢气的成本较高，所以推行进度缓慢，D项错误。

答案：B

例题2 有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是（

）

A. 电解水制氢：2H2O通电2H2↑＋O2↑

B. 天然气制氢：CH4＋H2O高温CO＋3H2

C. 高温使水分解制氢：2H2O高温2H2↑＋O2↑

D. 太阳光催化分解水制氢：2H2OTiO22H2↑＋O2↑

太阳光思路分析：电解水或高温使水分解都要消耗大量的电能或热能，天然气本身是一种不可2

再生的化石燃料，用它制氢气，除了消耗能源物质外，反应所需要的高温条件，也需要额外消耗大量的能源。

答案：D

【综合拓展】

储氢合金

一定的温度和压力条件下，一些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称为储氢合金。其储氢能力很强。单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍。

储氢合金都是固体，需要用氢时通过加热或减压，使储存于其中的氢释放出来，因此是一种极其简便易行的理想储氢方法。目前研究发展中的储氢合金，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金。

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