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能源化学第一章 能源简介1 能源的分类2 能源运用史3 能源的作用4 能源储量及消费5 中国能源的发展6 能源化学7 能源与材料8 能源与环境9 能源发展趋势第一节 能源的分类1 能（量）:能量是物质运动的一种度量，是物体做功的能力相应于物质的不同的运动形态,能量也有不同的形式多种运动形态是可以互相转化的,因此多种形式的能量之间也可以互相转换能量是物质的属性,任何物质都具有能量,能自身不是物质，而是指物质的一种状况或状态２）能的形式:机械能（动能、势能）、热能、化学能、电能、光能、核能（3)能量的性质：状态性、可加性、传递性、转换性、做功性、贬值性2 能源国际上，衡量一种国家现代化的限度:①能源的人均占有量;②能源构成;③能源使用率;④能源对环境的影响1)什么是能源?能源和能量既有联系又有区别，能量来自能源，但能量自身是量度物质运动形式和量度物体做功的物理量,涉及机械能、热能、电能、电磁能、化学能、原子能等能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源 　 　　 　 　 　 《科学技术百科全书》能源是一种涉及着所有燃料、流水、阳光和风的术语,人类用合适的转换手段便可让它为自己提供所需的能量。

　 　 　 　 　 　 　 　　 　 　 　 　　 　　 　 《大英百科全书》能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源 《能源百科全书》(２)能源的形式：石油、天然气、煤、生物质能、太阳能、风能、地热能、水能、核能3）能源的分类①能源按其形成方式分为:Ø 一次能源:直接从自然界获得的以自然形态存在的能源 如：煤炭、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能、生物质能、化学能等Ø 二次能源：由一次能源通过加工或转换得到的能源　 　如：焦炭、汽油、重油、煤气、热能、机械能、电能等二次能源是联系一次能源和能源顾客的中间纽带一次能源地球上的一次能源来源于三个方面：1) 地球以外天体中的太阳辐射能(涉及直接的太阳辐射能外,还涉及间接来自太阳能能源，如化石能源、生物能、水能、风能、海洋能等）2) 地球自身蕴藏的能量资源,诸如地热能、火山能、地震能以及核燃料(铀、钍、钚)等3) 地球和其她天体互相作用而产生的能量如天体运动中，太阳和月亮对地球表面的水有吸引力作用而产生的潮汐能这三类能源中,太阳辐射能是最重要的，也是人类运用最多的。

能源构造一次能源第一类能源（来自地球以外)太阳辐射能煤、石油、油页岩、天然气、草木燃料、沼气和其他由于光和作用而固定下来的太阳能风、流水、海流、波浪、海洋热能、直接太阳能宇宙射线、流星和其他星际物质带进地球大气的能量第二类能源（来自地球内部）地球热能地震，火山活动,地下热水和地热蒸气,(涉及温泉和沸泉)，热岩层原子能铀,钍，硼,氘第三类能源（来自地球和其他天体的互相作用）潮汐能二次能源电能，氢能,煤油,汽油，柴油，酒精，甲醇，丙烷,苯胺,肼,氨，硝化棉和硝化甘油，黑色火药等②一次能源按其与否可以再生的性质分为:Ø 可再生能源：可再生能源是指使用后仍能更新或是再生的能源;如：太阳能、水能、风能、地热能、潮汐能、海洋能、生物质能等取之不尽,用之不竭Ø 不可再生能源：不可再生能源是有限的能源，开采消耗后,短期内无法恢复的能源；如煤炭、石油、天然气、核燃料等可再生能源的重要类型和特点:可再生、无污染或污染小、地辨别布广、适合就地开发运用③能源按其使用性质不同可分为：Ø 含能体能源:指可以提供能量的物质能源，即储存起来的能源,其特点是可以保存且可运送，如草木燃料、矿物燃料、核燃料、高位水库中的水等。

Ø 过程性能源：指可以提供能量的物质运动形式，它不能直接储存,存在于“过程”之中,如太阳能、风能、水能、潮汐能、电能等④能源按其使用的成熟限度和技术状况可分为:Ø 常规能源:技术上比较成熟,已被人类广泛运用,在生产和生活中起着重要作用的一次能源如煤炭、石油、天然气、水能、核裂变能等Ø 新能源：一般是指在新技术基本上加以开发运用的可再生能源如太阳能、生物质能、氢能、地热能、核聚变能等⑤能源按其形态方式分为：Ø 化石能源、（矿物能源) 　 　　 　如煤炭、石油、天然气Ø 非化石能源（替代性能源)　　如太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等⑥能源按其性质可分为：Ø 燃料能源² 矿物燃料（煤、石油、天然气等)² 生物燃料（柴草、木材、沼气、有机废弃物等）² 化工燃料（丙烷、甲醇、酒精、废旧塑料制品等)² 核燃料(铀、钍、钚、氘等)Ø 非燃料能源² 多数具有机械能,如风能、水能、潮汐能、波浪能等,² 有的具有热能,如地热能和太阳能等⑦根据能源与否流通分为:Ø 商品能源:指通过流通环节大量消费的能源，重要有煤炭、石油、天然气、电力等Ø 非商品能源:指不经流通环节而自产自用的能源,如农户自产自用的薪柴、秸秆,牧民自用的牲口粪便，风能、太阳能等。

在农村地区开发的为生产和生活使用的能源又叫做农村能源）⑧根据能源消耗后与否导致环境污染可分为：Ø 清洁能源（绿色能源):运用现代技术开发的干净、无污染的新能源如太阳能、氢能、风能、潮汐能等绿色能源”有两层含义:　² 运用现代技术开发干净、无污染的新能源,如太阳能、氢能、风能、潮汐能等；² 化害为利，将发展能源同改善环境紧密结合,充足运用先进的设备与控制技术来运用都市垃圾、淤泥等废物中所蕴藏的能源,以充足提高这些能源在使用中的运用率 Ø 非清洁能源：涉及煤炭、石油等⑨按能源载体同地球构成关系划分Ø 地壳能源：地壳能源是指在地球演变过程中，通过漫长的地质年代逐渐自然形成的载能物体,如煤炭、石油、天然气、油页岩等它们的形成与地壳运动、海水进退、气候变化、生物兴衰等息息有关Ø 地壳外能源：地壳外能源是指除地壳能源以外的能源，它的形成不是地壳物质,如太阳能、风能等４）分布式能源:分布式能源是一种建在顾客端的能源供应方式，既可独立运营，也可并网运营分布式能源是相对于老式的集中供电方式而言,是指将冷热电系统以小规模、小容量（数千瓦至50兆瓦)、模块化、分散式的方式布置在顾客附近，可独立地输出冷、热、电能的系统。

3能源的评价Ø 储量Ø 能量密度Ø 储能的也许性与供能的持续性Ø 能源的地理分布Ø 开发费用和运用能源的设备费用Ø 运送费用与损耗Ø 能源的可再生性 Ø 能源的品位 Ø 对环境的影响4 有关能源的国际组织l 国际能源机构(国际能源署、国际能源组织）Iｎternaｔionａl Ｅnergy Aｇency, IEAl 世界能源理事会（世界能源委员会)World　Enｅrgy Counｃil， WECl 国际原子能机构Ｉｎternatｉonal　Ａｔomｉｃ Eｎergy　Aｇｅncy, IＡEAl 世界石油大会（世界石油理事会）Ｗoｒｌd Ｐｅtroleum　Coｎgress, WPCl 石油输出国组织Ｏrgａｎiｚation ｏｆ ｔhe　Pｅｔｒolｅum Ｅxporting Countries简称欧佩克（ＯPＥC）或油组l 政府间气候变化专业委员会Interｇｏｖｅrｎmｅntal Panel oｎ Clｉmate　Ｃhanｇe, IPＣＣl 经济合伙与发展组织Ｏrganizatiｏn for Economic Coｏpｅration　and Ｄｅvelopmｅnt, OECD５ 能源计量单位能源计量单位可以有３种表达措施1) 能量单位：用热功单位来表达，如焦耳（J)、卡(cａl)、千瓦小时（kWh）;英国热能单位（BＴＵ)2) 当量单位：用能源的当量值表达，常用的如煤当量和油当量。

3) 能源的实物量单位:用能源的实物量来表达,如煤用吨（t），石油用桶（bbl），天然气用立方米(ｍ3）６　温度表达措施：华氏温度、摄氏温度、开尔文温度 　 　 第二节 能源运用史　人类对于能源的开发运用大体经历了四个历史时期:1) 古代柴草时期;2) 新石器时代晚期的煤炭时期;3) 19世纪中叶的石油时期；4) 始于20世纪中叶的新能源时期世界能源构造发生的第一次转变：薪柴 ® 煤炭　 （英国产业革命)世界能源构造发生的第二次转变:煤炭 ® 石油和天然气 　(管线焊接技术)世界能源构造发生的第三次转变：石油和天然气 ® 可再生能源 　(1９73年第一次石油危机)第三节 能源的作用能源：是人类生存和发展的重要物质基本、是人类从事多种经济活动的原动力、是人类社会经济发展水平的重要标志第四节 能源储量及消费1　能源储量： 　 ２ 能源消费：世界能源消费构造变化(%） 能源强度：亦称能源消费强度，常用单位产值能耗或单位产品能耗表达单位产值能耗：是指一种国家或地区、部门或行业单位产值一定期间内消耗的能源量,一般以吨(或公斤）油当量(或煤当量）/美元来表达一种国家或地区的能源强度，一般以单位国内生产总值耗能量来表达。

单位产品能耗：是以实物量为单位的能源消费量与相应的产品量之比能源强度反映经济对能源的依赖限度,受一系列因素的影响,涉及经济构造、经济体制、工艺水平、生产规模、技术水平、能源构造、人口等世界能源消费现状及特点1．　受经济发展和人口增长的影响，世界一次能源消费量不断增长2. 世界能源消费呈现不同的增长模式,发达国家增长速率明显低于发展中国家3. 世界能源消费构造趋向优质化，但地区差别仍然很大4． 世界能源资源仍比较丰富，但能源贸易及运送压力增大 第五节 中国能源的发展 中国能源发展:1949年新中国成立时,全国一次能源的生产总量只有2400万吨原则煤中国能源生产总量及其构成　 　 中国能源消费构造中国的能源特点：“以煤为主，多能互补”1９９6年，中国成为全球第二大一次能源消费国，同步也是全球第二大能源生产国中国的能源发呈现状：l 能源资源总量丰富：煤炭储量约占世界总储量的12．６%,居第3位水力资源占世界总量的３0%，居第１位,原油占2．4%，天然气仅占1.2%l 人均能源资源拥有量较低、分布不均:人均能源资源占有量不到世界平均水平的一半,石油仅为1／l0l 人均能源消费量低、单位产值能耗高(即能源消费强度,是指单位ＧDＰ所投入的能源量。

l 能源资源开发难度大,能源运用效率低l 能源安全面临威胁1993年开始成为石油净进口国,石油进口依存度（净进口量与消费量之比)达58％天然气对外依存度升至２9%l 能源消费以煤为主,环境压力加大,新能源与可再生能源有待大力发展中国能源发展战略：坚持节省优先、立足国内、多元发展、依托科技、保护环境、加强国际互利合伙，努力构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系，以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展第六节　能源化学1 能量转化化学反映中的能量变化一般重要体现为热量的变化：放出热量或吸取热量² 如果反映放出的能量不小于吸取的能量,则此反映为放热反映如燃烧反映、中和反映、化合反映、金属和酸的反映；² 如果反映放出的能量不不小于吸取的能量，则此反映为吸热反映如分解反映、以C、H2、CO为还原剂的反映、铵盐与固体碱的反映在化学反映中,拆。