化学与能源.doc

化学与能源.doc1 化学与能源摘要:化学和能源有千丝万缕的联系。化石能源在人类文明史上扮演着十分重要的角色,而随着化石能源的枯竭,寻找可以代替煤,石油,天然气自然能源,成为当务之急。核能的, 氢能源的出现,似乎使我们看到了曙光。引论: 能源在我们我们生活中扮演着一个非常重要的角色。我们的衣食住行, 处处离不开能源。同时, 能源也是各国经济发展的重要制约因素, 事关经济安全和国家安全。几次较大的中东战争, 几乎都是由能源引起。当今社会高速发展的今天, 能源交易更是呈现千金难买的局面。如何使能源更能持久的造福人类社会,这就需要化学知识的帮助。化学作为一门基础学科,能够帮助我们解决旧能源带来的污染,同时发现新能源来满足人类子孙后代的需求。把化学作为一门理论基础, 可以最大化的利用能源, 使现有的能源用的更广泛更持久。而且能源工业在很大程度上依赖于化学过程,能源消费的 90 %以上依靠化学技术。化学技术,将直接影响未来人类的能源使用时间。关键词: 能源化学化石能源氢能新能源一. 能量的转化能源能在一定条件下释放出能量。自然界中的能量以不同的形式存在,例如机械能,势能, 动能等等。各种形式的能量之间可以直接或间接的进行转化。能量的转化服从热力学第一定律——能量守恒定律。利用化学反应, 实现各种形式的能量之间的转化, 如表是能源的化学转化途径用化学反应进行的能量转化能量的转化是很难十分彻底的, 在实际过程中, 未能作有用功的部分, 通常以热的形式表现。有的能量( 如热能) 理论上已经证明不可能百分之百地转化为别的能量。如火力发电厂和原子能发电的效率通常只有 30%-40% ,其余的能量都已热的形式散失掉了。二. 化石能源化石能源是一种碳氢化合物或其衍生物。它由古代生物的化石沉积而来,是一次能源。化石能源所包含的天然资源有煤炭、石油和天然气。现代有机化学工业就建立在石油、煤炭、天然气等资源的综合利用之上。就石油而言, 石油是重要的化工原料, 可以制成发展石油化工所需的绝大部分基础原料, 如乙烯、丙烯,苯、甲苯、二甲苯等。石油化工可生产出成百上千种化工产品, 如塑料、合成纤维, 合成橡胶、合成洗涤剂、染料、医药、农药、炸药和能量化学转化现象能量化学转化现象化学能——热能热能- 化学能- 热能光能——生物能光能- 化学能- 电能燃烧反应反应热化学热管光合生化反应光化学电池化学能- 电能电能- 化学能生物能- 电能光能- 化学能电化学化学电源电解生物化学反应光化学反应 2 化肥等等与国民经济息息相关的产品, 因此可以说石油的动荡对于国民经济是“牵一发而动全身”。当前世界能源消费以化石资源为主, 其中中国等少数国家是以煤炭为主, 其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量, 专家预测石油、天然气最多只能使用几十年。 1煤煤的结构模型煤中有机质是复杂的高分子有机化合物,主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成, 而碳、氢、氧三者总和约占有机质的 95% 以上;煤中的无机质也含有少量的碳、氢、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的组分, 其含量随煤化程度的加深而增高。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时,其中硫生成 SO2 ,腐蚀金属设备,污染环境。煤为不可再生的资源。煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产, 一种固体可燃有机岩, 主要由植物遗体经生物