(共24张PPT)
第5章 能源与可持续发展
第1节 能源与人类生存的关系
第2节 能源利用与环境问题
课前自主学案
核心要点突破
课堂互动讲练
课标定位
知能优化训练
第
1、2
节
课标定位
学习目标：1.知道什么是能源，了解能源的分类及能量耗散．
2．了解能源的利用状况和环境污染的危害．
3．知道温室效应和酸雨的产生原因，危害及控制措施．
重点难点：温室效应和酸雨的产生原因，危害及防范措施．
课前自主学案
一、能源及其分类
1．能源：指能够提供______的自然资源．
2．分类：分类方法多种多样，常用分类有
(1)一次能源和二次能源．
(2)再生能源和________能源．
(3)常规能源和____能源．
3．能源与人类文明：人类利用能源的历史大致经历了柴薪、煤炭、 ______三个时期．
能量
非再生
新
石油
二、能量耗散与能源问题
1．能量耗散：有序度较高(集中度较高)的能量转化为______，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象．
2．能量耗散虽然不会导致能量总量的减少却会导致能量品质的______，实际上是将能量从高度有用的____品质形式降级为不大可用的____品质形式．
内能
降低
高
低
三、能源利用与环境问题
随着能源消耗量的持续增长，能源消耗对环境带来的污染也日益严重，具有：
1．温室效应
影响包括：
(1)____________．
(2)海平面上升．
(3)降水量变化．
全球温暖化
(4)影响农业生产．
(5)影响气候带和植被分布．
(6)_______________．
(7)影响人体健康．
2．酸雨：pH小于5.6即呈酸性的降水．
3．大气臭氧层厚度变薄
4．放射性污染
影响土地利用
核心要点突破
一、能源概念、分类
1．能源的概念：能源是提供可利用能量的物质．
2．能源的分类
能源分类方法 能源
分类名称 特点 举例
按形成或转换特点分 一次能源 自然形成，未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能
二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能
能源分类方法 能源
分类名称 特点 举例
按利用技术分 常规能源 已大规模正常使用 煤、石油、天然气、水能
新能源 正在开发，或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能
按可否再生分 可再
生能源 可循环使用、不断补充 水能、风能、生物质能、地热能
不可再
生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气、核燃料
能源分类方法 能源分
类名称 特点 举例
按对环境污染情况分 清洁能源 对环境基本上没有污染 太阳能、海洋能、风能、水能、潮汐能
污染能源 会严重污染环境 化石燃料(煤、石油、天然气)
特别提醒：大量能量的使用不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，将能量从高度有用的形式降为不大可用的形式，所以要节约能源．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．下列新能源中，属于清洁能源的是( )
A．风能 B．太阳能
C．核能 D．潮汐能
解析：选ABD.风能、太阳能、潮汐能对环境不造成污染，是清洁能源．而核能如果没有防护措施会对环境造成一定的污染，所以必须有防护措施．
二、能源危机与环境污染
1．近一百年,地球人口由16亿增加到目前的50亿，净增了2倍多，而能源消耗据统计却增加了16倍．按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持半个世纪，煤炭尚可维持一二百年．
2．能源利用的过程也直接污染着地球环境
(1)温室效应：化石燃料燃烧放出的大量二氧化碳,使大气中二氧化碳的含量大量增高，导致“温室效应”，造成地面温度上升、两极的冰雪融化、海平面上升、淹没沿海地区等不良影响．
(2)酸雨污染：排放到大气中的大量二氧化硫和氮氧化物等在降水过程中溶入雨水，使其形成酸雨，酸雨进入地表、江河，破坏土壤，影响农作物生长，使生物死亡，破坏生态平衡．同时腐蚀建筑结构、工业装备、动力和通讯设备等，还直接危害人类健康．
(3)臭氧层的破坏：臭氧层的存在对吸收紫外线方面起着举足轻重的作用，一旦臭氧层遭到破坏，对生物有害的紫外线会毫无遮拦地照射到地面上,会提高皮肤癌和白内障的发病率,也会影响我们的免疫系统．同时对不同生态系统中生物的生长、发育、繁殖、分布和生物的化学循环都会造成一系列危害．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．关于“温室效应”，下列说法中正确的是( )
A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了“温室效应”
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”
C．“温室效应”使得地面气温上升，两极冰雪融化
D．“温室效应”使得土壤酸化
解析：选BC.“温室效应”的产生是由于石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量．它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水河流倒灌、耕地盐碱化等，故B、C正确．
课堂互动讲练
能源与人类环境
下列供热方式最有利于环境保护的是( )
A．用煤做燃料供热
B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热
D．用太阳能灶供热
例
【自主解答】 煤、石油、天然气等燃料的利用，使人类获得大量的内能．但由于这些燃料中含有杂质以及燃烧的不充分，使得废气中含有粉尘、一氧化碳、二氧化硫等物质污染了大气，而太阳能是一种无污染的能源，应大为推广，故答案应选D.
【答案】 D
【规律总结】 太阳能是一种清洁能源，是不会污染环境的．
变式训练 关于能源的开发和节约，你认为下列哪些观点是错误的( )
A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭是一种杞人忧天的表现
C．能源的开发利用，必须要同时考虑其对环境的影响
D．通过核聚变和平利用核能是目前开发新能源的一种新途径
解析：选B.能量虽然守恒，但有的资源好利用，有的资源难以利用，资源短缺成为社会发展的阻碍，因而要合理开发利用，故B错．
知能优化训练
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本章优化总结
专题归纳整合
章末综合检测
本章优化总结
知识网络构建
知识网络构建
能源与可持续发展
能源
能源危机与能量耗散
提高能源利用率
能源及其分类
能源利用状
能源利用
能源
开发
开发新能源
核能
氢能
发展可再生能源技术
太阳能
风能
核聚变能
能源与可持续发展
环
境
可持续发展
环境污染—温室效应、酸雨、臭氧层变薄，放射性污染等
环境保护
解决城市生活垃圾问题
汽车尾气污染问题
环境污染的综合治理问题
节约能源
保护自然资源
专题归纳整合
常规能源对环境的影响
能源和环境是社会上普遍关注的问题，如何达到追求发展与资源、环境的平衡，最重要的就是要注重资源与环境的保护．
石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”，引起了一系列问题，如两极的冰雪融化、海平面上升、海水倒灌、耕地盐碱化……这些都是自然对人类的报复．
还有一些问题，如煤燃烧时形成的二氧化硫等物质使雨水形成“酸雨”，机器在工作时会导致有毒气体的产生等．
二氧化碳对长波辐射有强烈的吸收作用，行星表面发出的长波辐射到大气以后被二氧化碳截获,最后使大气升温，大气中的二氧化碳像暖房的玻璃一样，只准太阳的辐射热进来，却不让室内的长波热辐射出去，大气中的二氧化碳的这种效应叫温室效应．这是目前科学界对地球气候变暖进行分析的一种观点，根据这种观点,以下说法成立的是( )
例1
A．在地球形成的早期，火山活动频繁，排出大量的二氧化碳，当时地球的气温很高
B．经过漫长的年代，地壳的岩石和气体二氧化碳发生化学反应，导致二氧化碳减少，地球上出现了生命
C．由于工业的发展和人类的活动，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高
D．现在地球正在变暖的原因是工业用电和生活用电的急剧增加，使电能和其他形式的转化为内能
【精讲精析】 本题的观点是二氧化碳的温室效应．
地球形成的早期，地壳不如现在牢固，地球不如现在稳定，火山活动频繁，符合地质的发展规律．由于火山的喷发，排出大量的二氧化碳，这是必须的现象，进而导致当时地球的气温很高．地球上的岩石由于多种原因，其中包括岩石中的矿物成分与水、氧气、二氧化碳发生化学反应，使岩石进一步分化，最后形成土壤，二氧化碳减少，形成了适合生命生存的条件．
由于工业的发展和人类的活动，大量地使用常规能源，导致二氧化碳在空气中的含量增大，地球上的气温正在升高．生活用电和工业用电是电能和其他形式的能的转变，会产生热．四个选项都很正确，但就温室效应这一观点而言来确定A、B、C是正确的．
【答案】 ABC
1．开发新能源，如太阳能、风能等．这些能源一是取之不尽，用之不竭；二是不会对环境造成污染，从而减少对化石能源的使用．
2．提高能源利用效率
(1)开发能量转换新技术，使利用效率从25%～30%，提高到55%～75%.
(2)煤的洁净利用技术，如制煤浆技术．
(3)先进的发电技术．
新能源的开发和利用
能源问题是当前的热门话题，传统的能源——煤和石油，由于储量有限，有朝一日要被开采完毕，同时在使用过程中也会带来污染，寻找新的、无污染的能源是人们努力的方向，利用潮汐发电即为一例．如图5－1表示的是利用潮汐发电的简单示意图，左方为陆地和海湾，中间为大坝，其下有通道，水经通道可带动发电机．涨潮时，水进入海湾,待内外水面高度相同，堵住通道如图甲所示；潮落至最低点时放水发电，如图乙所示；待内外水面高
例2
度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，又放水发电，如图丙所示．设海湾面积为5.0×107 m2，高潮与低潮间高度差为3.0 m，则一天内水流的平均功率为________MW.(g取10 m/s2，每天两次涨潮，四个发电时间段)
图5－1
【答案】 100
章末综合检测
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第3节 可持续发展战略
课前自主学案
核心要点突破
课堂互动讲练
课标定位
知能优化训练
第
3
节
课标定位
学习目标：1.了解能源消耗，研究开发新能源．
2．了解如何节约能源，保护资源及可持续发展战略．
重点难点：新能源的开发与可持续发展战略的结合．
课前自主学案
一、能源消耗
在能源的消耗上，我们要设法提高能源的________,减少能源的损耗和浪费，节约能源．
二、可持续发展
可持续发展战略思想包括三方面
(1)鼓励经济增长，改变传统的以“高_____、高_____、高______”为特征的生产模式和消费模式．
(2)利用科学技术及社会力量，节约资源(含能源)，大力发展资源的______使用．
(3)利用科学技术寻找新的能源及开拓新的资源．
利用率
投入
消耗
污染
循环
三、节约资源、自然资源的循环使用
循环使用：是指将经过改造和使用的自然物和各种废弃物还给自然界，使它们又进入自然界参与__________和__________过程．
四、节能新技术
几种节能新技术：______技术、______技术、燃料节能等．
五、开发新能源
目前正在开发利用的新能源有太阳能、______能、地热能、风能、生物质能、可燃冰、氢能源以及________能等．
物质循环
能源流动
三束
超导
海洋
核聚变
核心要点突破
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
作为新型燃料，从环保角度来看，氢气具有的突出特点是( )
A．在自然界里存在氢气
B．氢气轻，便于携带
C．燃烧氢气污染小
D．氢气燃烧发热量高
解析：选C.氢气燃烧生成水，所以对环境污染小．
课堂互动讲练
能源与社会
据报道，由于能源紧张，2005年世界石油价格连创新高，每桶原油曾超过70美元，试讨论原油涨价对我们日常生活所产生的影响．
例1
【精讲精析】 不断上升的原油价格将影响到我们的吃、穿、住、行．
服装价格可能有少许上涨．目前市场上大部分服装以合成面料为主，其中涤纶等面料所占的比例达到70%左右，这些产品的价格都与原油价格有关．
洗衣业也将受到影响．这是因为洗衣粉、洗洁精等原材料有一半提炼来自石油．
商品包装成本增高．聚丙烯的价格会上涨，导致塑料袋的出厂价格上涨．
汽车销售面临危机．原油上涨，汽油价格会同步上涨．“看一看油价走势，再决定买不买车，买什么车”，成了大多数打算买车人的共同想法．
【答案】 见精讲精
太阳能热水器是利用太阳能来加热水的设备，在我国城乡许多屋顶上都可以看到．太阳单位时间直射到地面单位面积的能量为E0＝7×103 J/(m2·s)．某热水器的聚热面积S＝2 m2，若每天相当于太阳直射的时间为t＝4 h，太阳能的20%转化为水的内能，计算这个热水器最多能使m＝500 kg的水温度升高多少？
【思路点拨】 结合能的转化和守恒定律解题．
例2
能源的开发和利用
【自主解答】 根据题意可知，一天当中被热水器吸收且转化为水的内能的太阳能为：
Q＝E0·S·t·20%，这部分能量就等于被水吸收的能量Q吸＝cmΔt.
每天被太阳能热水器吸收的太阳能：
E＝E0·S·t①
水吸收的热量：Q吸＝cmΔt②
E·20%＝Q吸③
由①②③式代入数值得：
Δt＝19.2 ℃
所以这个热水器最多能使500 kg的水温度升高19.2 ℃.
【答案】 19.2 ℃
变式训练 三峡水利工程的坝高了h0＝185 m，正常水位为h＝175 m，水库容积V＝3.93×1010 m3，装机容量(发电机的总功率)P＝1.768×107 kW，发电量W＝8.4×1010kW·h.假设发电机效率为η＝80%，试根据这些数据计算出水利枢纽的流量Q，并写出每个物理量应选用的单位．(不进行具体计算，用字母表示)
答案：见解析
知能优化训练
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