化学与能源(选修交的小论文)_化学与能源小论文
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化学与能源
一、内容摘要。
化学与能源从各自诞生之日起就起着相互体现相互促进的作用。通过上学期专业选修发电厂导论和本学期从分子水平看世界的课程的学习，对化学与能源的历史发展时期以及每个时期内二者的内容有了全新的认识。当然，具体而深入的研究还得等大二大三随着学习的深入慢慢进行。现在只能凭着浅薄的知识略谈一二，望老师谅解。
二、关键词：化学
能源发展
火力发电
新能源
三、正文。
（一）化学的发展史和能源化学
古时候，原始人类为了他们的生存，在与自然界的种种灾难进行抗争中，发现和利用了火。原始人类从用火之时开始，由野蛮进入文明，同时也就开始了用化学方法认识和改造天然物质。燃烧就是一种化学现象。掌握了火以后，人类开始食用熟食；继而人类又陆续发现了一些物质的变化，如发现在翠绿色的孔雀石等铜矿石上面燃烧炭火，会有红色的铜生成。这样，人类在逐步了解和利用这些物质的变化的过程中，制得了对人类具有使用价值的产品。人类逐步学会了制陶、冶炼；以后又懂得了酿造、染色等等。这些有天然物质加工改造而成的制品，成为古代文明的标志。在这些生产实践的基础上，萌发了古代化学知识。后来在中国出现了炼丹术，到了公元前2世纪的秦汉时代，炼丹术已颇为盛行，大致在公元7世纪传到阿拉伯国家，与古希腊哲学相融合而形成阿拉伯炼丹术，阿拉伯炼丹术于中世纪传入欧洲，形成欧洲炼金术，后逐步演进为近代的化学。16世纪开始，欧洲工业生产蓬勃兴起，推动了医药化学和冶金化学的创立和发展，使炼金术转向生活和实际应用，继而更加注意物质化学变化本身的研究。1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道发展。19世纪初，英国化学家道尔顿提出近代原子学说，突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征，其中量的概念的引入，是与古代原子论的一个主要区别。近代原子论使当时的化学知识和理论得到了合理的解释，成为说明化学现象的统一理论。接着意大利科学家阿伏加德罗提出分子概念。自从用原子-分子论来研究化学，化学才真正被确立为一门科学。
由此可见，化学一开始的产生就是跟能量、能源有着不可磨灭的千丝万缕的联系了。通过我们专业的发电厂概论的学习我们知道，直到现在，人们主要使用的化石燃料其本质还是利用燃料燃烧产生的热能来加热水产生高温蒸汽，然后利用蒸汽带动汽轮机转动做切割磁感线运动从而产生电能，传送给世界上的千万家庭。燃烧，就是化学中的一个重要现象。当然，实际上的化学能与热能电能之间的转化并没这么简单，我们在转化过程中还得研究如何提高能源转化的效率、如何减少转化过程中对环境的污染、如何在循环工作中保证催化剂和设备等硬件设施的正常运转与保养等等，一系列亟待解决的问题，都跟化学密不可分。
此外，除了火力发电，新能源也是与化学同在的一个新世纪的重要课题。之前的新闻中看到科学家们在致力于研究能将水迅速大量分解为氧气和氢气的催化剂，还有的在研究利用生物质能发电，或者垃圾发电，这些都与化学息息相关。而且我国也在发展新能源尤其是生物质能发电的方面有很大进展，全国很多地方电厂都已经引入这一项技术，诸如利用玉米等作物发电等等，已初见成效。相信随着化学这门基础学科的飞速发展，新能源一定能在未来的能源领域里唱起主角戏。
（二）能源产业发展同化学紧密联系
能源、材料和信息被称为人类社会发展的三大支柱。所谓能源是指提供能量的自然资源。人类的文明始于火的使用，燃烧现象是人类最早的化学实践之一，燃烧把化学与能源紧密地联系在一起。人类巧妙地利用化学变化过程中所伴随的能量变化，创造了五光十色的物质文明。
一开始是属于柴草时期。从火的发现到18世纪产业革命间，树枝杂草一直是人类使用的主要能源。柴草不能烧烤食物，驱寒取暖，还被用来烧制陶器和冶炼金属。
紧接而来的是步入了煤炭时期。煤炭的开采始于13世纪，而大规模开采并使其成为世界的主要能源则是18世纪中叶的事了。1769年，瓦特发明蒸汽机，煤炭作为蒸汽机的动力之源而受到关注。第一次产业革命期间，冶金工业、机械工业、交通运输业、化学工业等的发展，使煤炭的需求量与日俱增，直至20世纪40年代末，在世界能源消费中煤炭仍占首位。
现在我们处在第三阶段，石油时期。第二次世界大战之后，在美国、中东、北非等地区相继发现了大油田及伴生的天然气，每吨原油产生的热量比每吨煤高一倍。石油炼制得到的汽油、柴油等是汽车、飞机用的内燃机燃料。世界各国纷纷投资石油的勘探和炼制，新技术和新工艺不断涌现，石油产品的成本大幅度降低，发达国家的石油消费量猛增。到60年代初期，在世界能源消费统计表里，石油和天然气的消耗比例开始超过煤炭而居首位。
现在全球的趋势是石油使用居多，但是目前中国由于国内的资源配置等原因，火力发电主要原料仍为煤炭，火力发电也是国内产生电能的主要方式。根据上学期的学习，我了解到炭火发电会带来诸多方面的副作用。煤燃烧的危害主要是由四种：1.温室效应，主要由二氧化碳引起，在所有相同质量的传统燃料（煤，石油，天然气）中煤产生的二氧化碳最多，煤中又以褐煤最盛。同时要注意N2O也是温室气体，由煤燃烧时的氮元素产生，单位体积的危害量是CO2的270倍，由于含量少，被忽视。2.酸雨，由煤中含有的硫和氮杂质，燃烧生成氧化物，溶于水生成酸雨。3.富营养化，由氮的杂质生成的氧化物，在自然界中聚集。4.粉尘。
这些问题不仅给电厂设备、工人健康带来危害，甚至会对整个地球的环境带来诸多不利的影响。例如酸雨问题，目前化学上就采用脱硫的技术，生产相对洁净的煤炭以供燃烧：将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。双碱法脱硫方程式如下：
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O；
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3 ；
Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3；4NaHSO3+2Ca(OH)2→2Na2SO3+2CaSO3·H2O+H2O；2Na2SO3+O2 +2Ca(OH)2+4H2O→4NaOH+2CaSO4·2H2O。
（三）新能源时期的化学
以上谈到的都是化石燃料为主体的传统能源产业中化学的重要作用，在新时期新能源的开发中，化学的作用照样至关重要。
化学在能源和资源的合理开发和高效安全利用中起关键作用。在能源和资源方面，未来化学要研究高效洁净的转化技术和控制低品位燃料的化学反应；新能源如太阳能以及高效洁净的化学电源与燃料电池等都将成为21世纪的重要能源，这些研究大多都需要从化学基本问题作起，否则，很难取得突破。
以燃料电池为例，由于燃料电池能将燃料的化学能直接转化为电能，因此，它没有像通常的火力发电机那样通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可以避免中间的转换的损失，达到很高的发电效率。
。这种电池由一种或多种化学溶液组成，其中插入两根称为电极的金属棒。每一电极上都进行特殊的化学反应，电子不是被释出就是被吸收。
一个电极上的电势比另一个电极上的大，因此，如果这两个电极用一根导线连接起来，电子就会通过导线从一个电极流向另一个电极。这样的电子流就是电流，只要电池中进行化学反应，这种电流就会继续下去。
发达国家都将大型燃料电池的开发作为重点研究项目，企业界也纷纷斥以巨资，从事燃料电池技术的研究与开发，现在已取得了许多重要成果，使得燃料电池即将取代传统发电机及内燃机而广泛应用于发电及汽车上。值得注意的是这种重要的新型发电方式可以大大降低空气污染及解决电力供应、电网调峰问题，2MW、4.5MW、11MW成套燃料电池发电设备已进入商业化生产，各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成。燃料电池的发展创新将如百年前内燃机技术突破取代人力造成工业革命，也像电脑的发明普及取代人力的运算绘图及文书处理的电脑革命，又如网络通讯的发展改变了人们生活习惯的信息革命。燃料电池的高效率、无污染、建设周期短、易维护以及低成本的潜能将引爆21世纪新能源与环保的绿色革命。如今，在北美、日本和欧洲，燃料电池发电正以急起直追的势头快步进入工业化规模应用的阶段，将成为21世纪继火电、水电、核电后的第四代发电方式。燃料电池技术在国外的迅猛发展必须引起我们的足够重视，现在它已是能源、电力行业不得不正视的课题。
化学是你，化学是我。化学在我们生活中很多重要方面起着举足轻重的作用。化学的发展往往代表着人类科技和社会的整体发展。化学与能源只是其中的冰山一角。学生会在以后的实践中人站对待化学，对待我们的专业，协调利用好二者之间的关系，学好专业知识，做好本职工作。
化学与能源教学反思
作者：admin 资源来源：本站原创 点击数：
目前我们化学的教学任务：既要向学生传授知识，又要培养学生创造性地分析问题、解决问题的能力，还要培养学生科学的思想和科学的方法。化学是与人类生产、生活联系最密切的学科之一，我们应深刻地钻研教材，以教材为依据，使化学教学更贴近生活，贴近实际，不断引进“时代活水”，让学生感受到化学知识是鲜活的、生动的，同时又是很实用的。通过对《化学与能源》一节教学反思，让我对此体会尤深。
能源知识在初中化学教材中所占篇幅不多，但能源问题是人类面临的三大问题之一，能源意识教育属现代意识教育，也是我国中学化学课程适应社会需要而进行改革的一个方面。但是，目前中学生能源意识普遍较薄弱，对我国能源现状了解甚少，相关知识缺乏，而他们是祖国未来的建设者。因此，怎样培养中学生的能源意识，使之能充分保护、适度开发和合理利用现有能源是我们中学化学教师义不容辞的职责。我认为造成学生能源意识薄弱的主要原因是：
⒈认识上的误导。长期以来，都说我国地大物博，能源贮存量大，无后顾之忧。因此，乱开乱采、破坏浪费能源资源的现象十分严重。在这种轻视能源思想的影响下，对中学生能源意识教育也随之忽略。
⒉化学知识的贫乏。对能源资源片面理解为仅是燃料，只是煤、石油等可燃烧取热的东西。其实不然，能源之源还包括潮汐能、地热、太阳能、核能、水能、风能等。若把煤和石油产品仅作燃料烧掉是大大浪费。煤和石油做化工原料利用值远比燃料高。由于对能源知之甚少，自然谈不上充分保护、适度开发、合理利用能源了。
能源是现代化建设和人民生活所必需的重要物质资源，是一切动力资源。从我国的经济形势来看，工农业生产要发展，能源是一个至关重要的基础条件，也是一个严重的制约因素。作为一名化学教育工作者，责任感使我不能等闲视之。我尝试着从以下两个方面对学生进行能源意识教育。
一、结合化学教材，进行能源教育
⒈结合课堂教学，进行能源教育。初中要学习煤、石油和天然气等矿物燃料有关知识，就应让学生知道它们在地球上的蕴藏量并不是无限的。按照目前这些能源的消耗速度，并考虑人口增长等因素，有人估计石油和天然气不过几十年，煤不过几百年就会消耗完，而它们是不可再生资源。从而强调矿物能源一旦使用完就不再有了，进一步明确能源和人类之间的关系。
⒉结合实验教学，进行能源教育。初中化学实验中，有做碳在氧气中燃料实验。这时学生观察到碳在纯氧中燃烧远比在空气中更旺，教师此刻可引导学生观察：是否放出的热也比在空气中多呢？学生观察比较后得出：碳在氧气量充足情况下燃烧放出的热量比氧气量不足时多。再联系到日常生活用煤，能否改进炉灶和烧煤方法，提高煤的利用率呢？让学生牢记：能源资源是有限的，我们一定要物尽其用，使它创造出最高的经济价值。
⒊结合学生作业，进行能源教育。初中化学课本上有一道题作业：要求写一篇有关能源的小论文，以讲座或墙报等形式和同学们交流。教师可借此机会，引导学生到图书馆查找有关能源知识介绍的资料，搞节能，开发新能源等小课题。通过这种活动，有的学生认识到用液化气和煤气比烧煤好处多；有的学生了解到煤、石油是不可再生能源，要充分利用它们，但森林能源可循环再生，农村尤其要重视森林能源的研究和开发。在风能、水能资源丰富的地区，可充分利用这得天独厚的条件，它不仅无污染，而且成本低廉，可永续利用。还有的学生感叹到：化学真是太重要了，没有化学反应放出的热能利用，就没有人类社会的进步和发展，就没有当今科学技术、文化生活高速发展的今天。
化学与能源教学反思
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目前我们化学的教学任务：既要向学生传授知识，又要培养学生创造性地分析问题、解决问题的能力，还要培养学生科学的思想和科学的方法。化学是与人类生产、生活联系最密切的学科之一，我们应深刻地钻研教材，以教材为依据，使化学教学更贴近生活，贴近实际，不断引进“时代活水”，让学生感受到化学知识是鲜活的、生动的，同时又是很实用的。通过对《化学与能源》一节教学反思，让我对此体会尤深。
能源知识在初中化学教材中所占篇幅不多，但能源问题是人类面临的三大问题之一，能源意识教育属现代意识教育，也是我国中学化学课程适应社会需要而进行改革的一个方面。但是，目前中学生能源意识普遍较薄弱，对我国能源现状了解甚少，相关知识缺乏，而他们是祖国未来的建设者。因此，怎样培养中学生的能源意识，使之能充分保护、适度开发和合理利用现有能源是我们中学化学教师义不容辞的职责。我认为造成学生能源意识薄弱的主要原因是：
⒈认识上的误导。长期以来，都说我国地大物博，能源贮存量大，无后顾之忧。因此，乱开乱采、破坏浪费能源资源的现象十分严重。在这种轻视能源思想的影响下，对中学生能源意识教育也随之忽略。
⒉化学知识的贫乏。对能源资源片面理解为仅是燃料，只是煤、石油等可燃烧取热的东西。其实不然，能源之源还包括潮汐能、地热、太阳能、核能、水能、风能等。若把煤和石油产品仅作燃料烧掉是大大浪费。煤和石油做化工原料利用值远比燃料高。由于对能源知之甚少，自然谈不上充分保护、适度开发、合理利用能源了。
能源是现代化建设和人民生活所必需的重要物质资源，是一切动力资源。从我国的经济形势来看，工农业生产要发展，能源是一个至关重要的基础条件，也是一个严重的制约因素。作为一名化学教育工作者，责任感使我不能等闲视之。我尝试着从以下两个方面对学生进行能源意识教育。
一、结合化学教材，进行能源教育
⒈结合课堂教学，进行能源教育。初中要学习煤、石油和天然气等矿物燃料有关知识，就应让学生知道它们在地球上的蕴藏量并不是无限的。按照目前这些能源的消耗速度，并考虑人口增长等因素，有人估计石油和天然气不过几十年，煤不过几百年就会消耗完，而它们是不可再生资源。从而强调矿物能源一旦使用完就不再有了，进一步明确能源和人类之间的关系。
⒉结合实验教学，进行能源教育。初中化学实验中，有做碳在氧气中燃料实验。这时学生观察到碳在纯氧中燃烧远比在空气中更旺，教师此刻可引导学生观察：是否放出的热也比在空气中多呢？学生观察比较后得出：碳在氧气量充足情况下燃烧放出的热量比氧气量不足时多。再联系到日常生活用煤，能否改进炉灶和烧煤方法，提高煤的利用率呢？让学生牢记：能源资源是有限的，我们一定要物尽其用，使它创造出最高的经济价值。
⒊结合学生作业，进行能源教育。初中化学课本上有一道题作业：要求写一篇有关能源的小论文，以讲座或墙报等形式和同学们交流。教师可借此机会，引导学生到图书馆查找有关能源知识介绍的资料，搞节能，开发新能源等小课题。通过这种活动，有的学生认识到用液化气和煤气比烧煤好处多；有的学生了解到煤、石油是不可再生能源，要充分利用它们，但森林能源可循环再生，农村尤其要重视森林能源的研究和开发。在风能、水能资源丰富的地区，可充分利用这得天独厚的条件，它不仅无污染，而且成本低廉，可永续利用。还有的学生感叹到：化学真是太重要了，没有化学反应放出的热能利用，就没有人类社会的进步和发展，就没有当今科学技术、文化生活高速发展的今天。
⒋结合选学内容，进行能源教育。课本上有对氢能源知识的补充介绍，教师可组织学生学习讨论：氢气将是未来最理想的气体燃料，它燃烧热值大，无污染，来源是水，不受限制。若氢气能大量而廉价地生产，贮存和运输，那将是对现有能源体系的重大变革。而后激励学生努力学好化学，将来献身于能源的开发和利用。
二、结合社会实践，进行能源教育
⒈结合生产生活，进行能源教育。我常常带学生深入农村进行农村用能情况的调研，看到农村一方面严重缺能，另一方面浪费能源现象严重。如校附近有三个村庄：一个是畲村，生活用能主要依靠薪柴和秸秆，村附近原先茂密的山林，现已光秃，地表植被迅速减少，水土流失严重，自然生态环境严重破坏；另一个村，村里的人都改烧煤，一年要烧掉许多煤，且村子里空气中有二氧化硫等臭味，大气污染严重；还有一个村，村里的农民把秸秆、杂草、树叶、人畜便等废弃物质放在沼气池中发酝制沼气，解决生活用能。把三个村子用能情况比较后，学生较深刻地理解了：沼气的应用对于解决农村的燃料问题，改善农村的环境卫生，提高肥料的质量以及发展农业生产都有重要的意义。基此，我曾在农户家上了一场上了别开生面的化学课。此节课的主要内容是了解甲烷的性质及其运用。老师布置学生课前预习有关章节知识，而后让他们带着笔记本到上凤参观农家沼气池。教师指导学生观察、了解沼气的结构及工作原理，并要求农户介绍建造、使用沼气池的原因及收获，最后要求学生针对该沼气池进行优、缺点评议，并提出改进措施。
通过这堂课的学习，学生们对甲烷的性质及作用有了由表及里、由抽象到具体的认识，同时也意识到化学知识与生产、生活密切相关，不能仅仅满足于会纸上谈兵、应付考试，更重要的是绿色的田野呼唤有化学知识的新型农民。真是一石双鸟，效果很好，不仅学生满意，还受到了农民群众的好评。再要求学生向家乡人民宣传能源意识，宣传科技要进村入户，化学可先行一步，不能说没有效果。
⒉开展第二课堂，进行能源教育。提出问题的目的是要解决问题，培养能源意识就是要保护、开发能源。如何在中学生中进行能源利用和能源科技活动？这就要求除了对全体同学进行能源意识的教育外，还要建立一支能源保护小组，让他们了解当地哪些地方，哪些能源被浪费了，该怎么处理？什么地方，什么能源将被破坏，该怎么防止？让同学们自选一二个项目，进行调查、分析实验和总结。如：⑴当地农民有滥烧稻草和稻茬的习惯，这样既浪费了肥料，而且污染了环境，该怎么处理？⑵农村目前是否仍在烧柴，够不够烧，如果不够烧，该怎么解决？再一个就是不断地向同学们介绍国内国际能源科技新动态，让同学们树立能源问题是能解决的信心，为造就新一代的能源科技人才打好坚实的基础。
⒊发挥视听媒体的作用，进行能源教育。随着现代化传播技术和媒体技术的发展，传播媒体越来越丰富、越来越先进了，调动各种感觉器官和刺激各种感官并用的媒体越来越多地运用于教学领域，使教学媒体更加丰富多样。我曾用多媒体技术，向学生介绍海湾战争中伊拉克放火焚烧科威特的油井，大火焚烧了好几个月，使世界石油资源造成了巨大的浪费，同时也形成了严重的大气污染。上午十点多科威特的空气能见度与子夜一样，滚滚浓烟造成的黑暗汽车车灯无法穿透，空气中有毒物质导致许多无辜者的死亡。战后的科威特政府为了保护石油资源，迅速重建家园，邀请世界许多国家派出专业人员到到科威特来灭火，中国也派队参加。灭火的原理即采用隔绝空气、降低温度的原理。多媒体集光、音、图、文、色于一体，使学生产生了如临其境的感觉。
综上所述，在中学化学教学中，紧扣教材，贴近实际，追求实效的教学方法是十分重要的，而且也是切实可行的。通过课堂教学与社会实践，能使中学生获得更多的知识，同时也掌握了一种终身受益的学习方法。
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