国家中小学智慧教育平台 化学 选择性必修1 化学反应原理 人教版 第二章 复习(第一课时) 说课稿

作者:顶点说课稿 阅读数:5人阅读

老师

同学们好,我是北京师范大学第二附属中学的教师张宁。今天我们来进行第四章化学反应与电能的复习。本节课将以绿碱工业为背景,分析绿碱工业中的能量变化和物质变化,进行原电池、电解池金属的腐蚀与防护的复习,最后形成用电化学方法分析解决实际问题的一般思维模型。我们都知道绿碱工业的核心是用电解饱和食盐水的方法获得氯气、烧碱氢气,并以其为原料获得一系列相关产品。其广泛的应用于石油化学工业、冶金工业、氢工业等领域。但是绿碱工业也存在一些问题,如高能耗设备腐蚀电能利用率待提高。首先我们来看一下绿碱工业的能耗问题。目前绿碱生产耗电量约占整个化学工业总用电量的 10% 左右,每生产一吨 100% 的烧碱,需要耗电 2580 度。所以我们提出第一类问题,即如何降低绿碱工业的能耗。我们如何从化学视角来分析这个问题呢?要知道化学研究的对象是物质和能量。那么我们不妨从这两个角度切入,看看有没有解决方法,这也是化学家在解决实际问题经常关注的两个角度。传统的绿碱工业的供能方式为火力发电,由煤燃烧的热能转化成机械能,再转化成电能,能量转化路径长,能量转化率只有 30% 左右。从物质的角度来分析,绿碱工业的产物有氯气、烧碱和氢气。但从相关下游产业来说,氯气和烧碱应用范围更广。而很多氯碱工厂将氢气作为副产品来处理。那么如何将生产氢气的这部分能量再利用起来,或者减少产氢这部分的能耗,也是科研人员分析解决问题的一个角度。

老师

基于以上分析,我们可以提出这样的解决方案。首先针对于火力发电能量转化率低的问题,我们可以改变功能方式,将化学能直接转化成电能。实现这种能量转化的技术就是电池技术。而燃料电池工作时,燃料和氧化剂可以连续不断的供应,电极反应之后的产物可以不断的被排出,不仅能够实现连续提供电能,而且可以实现污染物少排放或零排放等优势。再考虑到绿碱工厂可以自身提供氢燃料,使得氢氧燃料料电池在绿碱工厂的应用更具优势。

老师

目前全球第一个两兆瓦的应用于绿碱工业的氢燃料电站于 2016 年 10 月在我国正式投运,研究表明其可实现节能约30%。那另外一个解决办法是我们可以改变电极反应,通过向阴极通入氧气来避免氢气的产生。这种技术叫做养阴级技术。研究表明,目前应用于绿碱厂的养阴级技术可节能约25%,未来可达 30% 以上。 20 世纪 90 年代,我国中科院大连话务所、清华大学开始系统研究养阴级技术,至 试读结束,以下隐藏内容仅限本站VIP浏览。
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