双减作业本22.4能源与可持续发展（有解析）

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22.4能源与可持续发展
知识梳理
1、能量转移和能量转化的方向性
能量的转化和能量的转移都是有________的．
2、能源与可持续发展
（1）能源的利用要考虑可持续发展，一方面应该提高能源的________，减少在能源使用中对环境的破坏；另一方面，则需要发展新的理想能源．
（2）______在短期内从________得到补充的能源叫做不可再生能源，例如______能源和______能等．
（3）可以在______里源源不断地得到的能源叫做可再生能源，例如风能、水能、______等．
（4）未来理想能源的四大特征：
①足够 ，可以保证长期使用。
②足够 ，可以保证多数人用得起。
③相关的技术必须 ，可以保证大规模使用。
④足够安全、清沽，可以保证不会严重影响环境。如生物能、太阳能、风能、潮汐能、温差能、地热能、波浪能、废弃物能等都属于未来理想能源。
思考讨论
1、能源家族中，有木柴、煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能、核能等，那些属于不可再生能源？那些属于可再生能源？
2、我们经常听说“节能减排”，什么是“减排”？为什么要“减排”？排”为什么是和“节能”连在一起的？
难点剖析：
1、被称为“蓝天白煤”的风能是一种取之不尽、用之不竭的能源，目前已经广泛应用于海上风力发电、空中风力发电和陆上风力发电。以下能源中，与风能同属于可再生能源的是（　　）
A．石油 B．太阳能 C．天然气 D．铀矿
【解析】
A、石油属于不可再生能源，故A不符合题意；
B、太阳能都是可再生能源，故B符合题意；
C、天然气属于不可再生能源，故C不符合题意；
D、铀矿属于不可再生能源，故D不符合题意。
故选：B。
2、下列关于能源的说法正确的是（　　）
A．涉及热现象的能量转化过程是没有方向性的，是可逆的
B．核反应堆是通过可控裂变反应释放核能的设备
C．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能.
D．化石能源是不可再生能源，核能、水能、太阳能是可再生能源
【解析】
A、能量的转化和转移是具有方向性的，故A错误；
B、核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的，故B正确；
C、在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变释放出巨大的核能，而不是裂变，故C错误；
D、化石能源指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化，被埋藏在地下，受地层压力和温度的影响，缓慢地形成的可以燃烧的矿物质，在短时间内不能再生，是不可再生能源，核能属于不可再生能源，太阳能、水能能源源不断获得，它们都是可再生能源，故D错误。
故选：B。
对应训练：
1、能环保是当今社会的主流。下列能源属于可再生能源的是（　　）
A．太阳能 B．石油 C．天然气 D．核能
2、关于能源，下列说法中正确的是（　　）
A．能量的转化和转移，都是有方向性的
B．核电站的核心设备是反应堆，反应堆利用聚变产生内能
C．太阳每时每刻都发生着剧烈的核裂变，以提供向外辐射的能量
D．火电厂提供的电能是二次能源，太阳能发电提供的电能是一次能源
练习题：
一．选择题（共7小题）
1．下列有关能源的说法不正确的是　　
A．水能、风能都属于新能源
B．煤、石油、天然气都是化石能源
C．能量在转移、转化过程中总是守恒的
D．核能是清洁能源，所以核废料可以随意埋放
2．2021年4月29日，中国空间站天和核心舱成功发射，随之太阳翼帆板顺利展开。下列能源中与太阳能一样属于可再生能源的是　　
A．煤 B．石油 C．风能 D．核能
3．关于水污染的说法正确的是　　
A．水污染不是造成水严重缺乏的原因
B．我国的饮用水源污染严重
C．淡水污染严重，海水基本没有污染
D．生活污水的任意排放不会造成水污染
4．关于能源利用的说法中正确的是　　
A．生物质能、化石能、潮汐能、风能属于可再生能源
B．枯萎的花自发从空中吸取能量和水分，重换青春
C．传统能源枯竭和环境污染是能源利用中面临的问题
D．能量在转化过程中是守恒的，所以能源是“取之不尽，用之不竭”的
5．下列利用不可再生能源发电的是　　
A．风力发电 B．潮汐发电 C．太阳能发电 D．核能发电
6．热机的发明和使用对人类文明产生了深远的影响，热机在使用中不会产生的污染是　　
A．光污染 B．大气污染 C．热污染 D．噪声污染
7．关于能源，下列说法正确的是　　
A．太阳能和核能都是绿色环保，取之不尽的新能源
B．水能、风能和天然气都是一次能源，也都是可再生能源
C．“可燃冰”（天然气水合物）燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源”
D．氢燃料发动机可以把化学能全部转化为机械能
二．填空题（共5小题）
8．能量的转化和转移都是有　 　的，例如在热传递过程中，内能只能可以从　 　物体转移到　 　，不能相反，否则就会引起其它的变化，消耗别的　 　。
9．火箭发射“嫦娥”系列卫星，火箭发射升空时，燃料燃烧将燃料的 　　转化为燃气的 　　，再转化为火箭的 　　能；能量的转化和转移是有 　　的，但总量是 　　的。
10．可以直接从自然界获得的能源叫一次性能源，必须通过消耗一次能源才能获得的能源叫二次能源，
①石油
②风能
③天然气
④煤
⑤电能
属于可再生能源的一种是 　　，属于二次能源的是 　　。（填写序号即可）
11．核电站是利用核 　　（选填“聚”或“裂” 变时释放的能量来发电的；电灯可以将电能转化为光能和内能，这些光能和内能却不能再自发地转化为电能，这一现象说明能量转化具有 　　（选填“可逆”或“方向” 性。
12．太阳能可以直接从自然界获取，属于 　　（选填“一次”或“二次” 能源。煤、石油、天然气是 　　（选填“可再生”或“不可再生” 能源。核能是目前被广泛应用的新能源，我国已建成十余座核电站，它们是利用 　　（选填“核裂变”或“核聚变” 反应所释放的能量来发电的。
选做题：
一、阅读题（共2题）
1. 垃圾分类与垃圾处理
北京市每天产生将近 万吨的生活垃圾，如果处理不当，不仅会污染环境，还浪费资源，垃圾分类和科学处理尤为重要。
北京目前采取的垃圾分类方法为“四分法”，将垃圾分为有害垃圾、可回收物、厨余垃圾、其他垃圾。报纸、镜子、饮料瓶、易拉罐、旧衣服、电子废弃物等可循环利用的垃圾属于可回收物，放入蓝色垃圾桶，由再生资源企业回收利用；菜叶菜帮、剩饭剩菜、植物等由厨房产生的垃圾属于厨余垃圾，放入绿色垃圾桶；保鲜膜、塑料袋、纸巾、大骨头、玉米核等属于其他垃圾，放入灰色垃圾桶；废灯管、水银温度计、过期药品、油漆、化妆品等对身体和环境有害的属于有害垃圾，放入红色垃圾桶，需用特殊方法安全处理。需要特别注意的是，现在生产的 号、 号、 号等干电池是低汞或者无汞电池不属于有害垃圾，如图所示。应投入“其他垃圾”中。但纽扣电池、电子产品用的锂电池、电动车电瓶等铅蓄电池和镍镉充电电池仍需作为“有害垃圾”进行回收。
对回收后的部分垃圾进行卫生填埋、高温堆肥等处理，并把适于燃烧的生活垃圾送至焚烧厂。北京鲁家山垃圾焚烧发电厂日处理垃圾 吨。由于我市生活垃圾含水量较大，每充分燃烧 千克的生活垃圾放出的热量大约为 焦，在这里先将垃圾经专业自然发酵析出垃圾中的部分水量以提高热值，然后将发酵后的垃圾投入高达 的焚烧炉内进行高温焚烧。焚烧垃圾产生的热能够把水加热成高温蒸汽，推动汽轮机转动进行发电。每充分燃烧 吨垃圾可产生的电能大约为 焦。焚烧垃圾时产生的余热，还可以在厂内加热供暖管道，转换成热水，送往附近的居民楼为小区供暖。垃圾焚烧后产生的炉渣，约占焚烧前垃圾重量的五分之一，可用于制备生态建材等产品。垃圾焚烧后产生的内能可用于发电供热，实现资源的综合利用。垃圾发电不仅能变废为宝，产出电能，还能节约煤炭资源。
阅读以上材料，请回答以下问题：
(1) 废弃的“南孚 号”干电池属于 垃圾。
A．有害垃圾
B．可回收物
C．厨余垃圾
D．其他垃圾
(2) 我市适于焚烧的生活垃圾的热值约为 。
(3) 用垃圾焚烧发电，发电效率大约为 。
(4) 请简要说明利用焚烧垃圾放出的热发电过程中涉及的能量转化。
2. 阅读《热岛效应》，回答下列问题。
热岛效应
热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得相同的日照情况下，城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。
在“热岛效应”的作用下，城市中每个地方的温度并不一样，而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内，空气密度小，气压低，容易产生气旋式上升气流，使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下，高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
(1) 在相同的日照情况下，城市地区比郊区升温较快，其主要原因是城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和 。
(2) 减弱热岛效应的措施之一：保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。这是主要是利用了水的 的特性。
(3) 减弱热岛效应的措施之二：人工蒸发补偿。解决城市大气热污的首要办法就是增大蒸发量，受城市安装条件的限制，采用喷雾系统是一种高效且经济的办法。这是利用了水蒸发有 的作用。
(4) 减弱热岛效应的措施之三：绿色出行。只要是能降低出行中的能耗和污染，就叫做绿色出行。如：少开私家车，尽量多乘坐汽车、地铁等公共交通工具，或者 等。
答案部分
知识梳理
1、方向性。
2、（1）利用率；（2）不能；自然界；化石能源；核能；（3）短时间；太阳能；（4）①丰富；②便宜；③成熟。
思考讨论
1、（1）化石能源指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化，被埋藏在地下，受地层压力和温度的影响，缓慢地形成的可以燃烧的矿物质，化石能源是在短时间内不能形成的能源，像煤、石油和天然气等；属于化石能源的有煤炭、石油、天然气、核能属于不可再生能源；
（2）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。
木柴、水能、风能、太阳能属于可再生能源。
2、减排，广义上，指节约物质资源和能量资源，减少废弃物和环境有害物排放，狭义上，指节约能源和减少环境有害物排放。减排的具体定义指能减少资源投入和单位产出排放量的技术变革和替代方式。虽然有一些社会的、经济的和技术的政策能减少同气候变化有关的温室气体排放，但减排政策指减少温室气体排放和增加碳汇的所有可执行的政策；
我们的一举一动都会向大气排放出一定的温室气体，比如二氧化碳，过量的温室气体排放会导致全球气候异常，引起一系列严重的环境问题，如海平面上升、降水分布异常、洪水干旱频发等，为了防止这些灾害的发生，所以要为减少温室气体排放；
因为目前人类使用的主要能源是化石能源，其燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫及其它污染物，所以要“减排”就必须减少化石能源的消耗，即“节能”。
对应训练：
1、A；2、A
练习题
一．选择题（共7小题）
1．解：、新能源包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能等，故正确；
、煤、石油、天然气是由远古时代的动植物在地壳中经过几亿年转化而来的燃料，都属于化石能源，故错误；
、根据能量守恒定律，能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变，故正确；
、核能不产生污染物，是清洁能源，但能发射放射线，可能导致核辐射，所以核废料必须慎重处理、不能任意排放，故错误。
故选：。
2．解：太阳能属于可再生能源。
、煤、石油、核能不可能在短期内从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源；
、风能可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源。
故选：。
3．解：、水缺乏的一个重要原因就是水污染严重，造成水污染的原因主要有生活方面的生活污水和生活垃圾，再就是工业方面的工业污水和工业固体废弃物，故错误，正确；
、淡水污染严重，海水同样污染严重，故错误。
故选：。
4．解：、生物质能、潮汐能、风能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，化石能不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故错误；
、枯萎的花不能自发从空气中吸取能量和水分重焕青春，是因能量的转化具有方向性，故错误；
、传统能源枯竭和环境污染是能源利用中面临的主要问题，故正确；
、能量是守恒的，但是能量的转移或转化具有方向性，散失的能量不会自动聚集起来供我们再次利用，所以能源不是“取之不尽，用之不竭”的，故错误。
故选：。
5．解：核能会越用越少，不可能在短时间内补充，是不可再生能源；风能、潮汐能、太阳能可以源源不断的得到，是可再生能源，所以利用不可再生能源发电的是核能发电，故正确，错误。
故选：。
6．解：燃料燃烧时会释放热量和废气，产生热污染和大气污染，热机中的活塞、曲轴、连杆、飞轮转动时会由于振动而产生噪音，热机工作时，不会造成光污染。
故选：。
7．解：、太阳能是绿色环保，取之不尽的新能源，而核能属于不可再生能源，故错误；
、水能、风能和天然气都是一次能源，水能和风能是可再生能源，天然气属于不可再生能源，故错误；
、“可燃冰”（天然气水合物）燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源”，故正确；
、氢燃料发动机可以把化学能转化为机械能，但不可能全部转化，故错误。
故选：。
二．填空题（共5小题）
8．解：能量的转移和能量的转化都是有方向性的；在热传递过程中，内能只能可以从高温物体转移到低温；如果要让内能从低温物体转移到高温物体，就要消耗其他形式的能量，例如：冬天，利用空调取暖，就要消耗电能。
故答案为：方向；高温；低温物体；能量。
9．火箭发射升空时，燃料具有化学能，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，燃气对外做功，内能再转化为火箭的机械能；根据能量守恒定律可知，能量的转化和转移是有方向性的，在能量的转化和转移的过程中，能量的总量是不变的。
故答案为：化学能；内能；机械；方向性；不变。
10．解：②风能可以源源不断的从自然界得到，是可再生能源；⑤电能是必须通过一次能源的消耗才能获得，所以称为二次能源。
故答案为：②；⑤。
11．解：原子核裂变、聚变都能释放出惊人的能量，由于核裂变是可控的，故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的。
电灯发光时会将部分电能转化为内能，这些内能却不能自发再转化为电能，是因为能量的转化是有方向性的。
故答案为：裂；方向。
12．解：太阳能可以直接从自然界获取，属于一次能源；
煤、石油、天然气等化石能源短期内不能在自然界得到补充都是不可再生能源；
核电站是利用原子核发生裂变时释放出的核能来发电的。
故答案是：一次；不可再生；核裂变。
选做题：
一、阅读题（共2题）
1. 【答案】
(1) D
(2)
(3)
(4) 垃圾具有化学能，燃烧时，化学能转化为内能，高温蒸汽推动汽轮机转动，内能转化为机械能，然后机械能转化为电能。
【解析】
(1) 现在生产的 号、 号、 号等干电池是低汞或者无汞电池不属于有害垃圾，应投入“其他垃圾”中。
(2) 每充分燃烧 千克的生活垃圾放出的热量大约为 焦，则热值为：。
(3) 由题意可知，每充分燃烧 吨垃圾可产生的电能大约为 焦，
每充分燃烧 垃圾可产生的电能大约为 焦；
故效率为：；
(4) 利用焚烧垃圾放出的热发电过程中，垃圾具有化学能，燃烧时，化学能转化为内能，高温蒸汽推动汽轮机转动，内能转化为机械能，然后机械能转化为电能。
2. 【答案】
(1) 更小的比热容
(2) 比热容大
(3) 吸热致冷
(4) 骑车出行
【解析】
(1) 建筑群、马路中的砂石、水泥的比热容小，在相同日照条件下，温度上升更明显。
(2) 因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质（沙石、土壤等）比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，所以保护并增大城区的绿地、水体面积，多植树，可以大大减弱该城市的“热岛效应”。
(3) 因为蒸发要从周围物体中吸收热量，从而起到降温的目的。
(4) 减少使用私家车次数、尽量步行、骑自行车或多乘公交车和地铁等公共交通工具出行，会减少二氧化碳的排放，可以起到减弱“热岛效应”的目的。
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