22.2新能源的发展 课件(共32张PPT) 人教版（2024）九年级全册

(共32张PPT)
第2节 新能源的发展
第二十二章 能源与可持续发展
知识点
核能
知1－讲
1
1. 原子结构
2. 核能 质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时释放的能量。
知1－讲
3. 注意
(1)通常情况下，质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，原子核十分牢固。若原子核发生分裂或结合，就会释放惊人的能量。
(2)核能来源于物质原子核的变化，与分子的运动情况无关，即核能不同于内能。
(3)与化石燃料一样，核燃料在自然界是有限的，核能属于不可再生能源。
知1－讲
深度理解
用类比法理解原子的核式结构：
原子的核式结构与太阳系结构类似：太阳系的中心是太阳，各行星围绕太阳运动；原子的中心是原子核，在原子核周围有一定数量的电子在绕核运动。
知1－练
例 1
下列有关核能的说法正确的是( )
A. 使原子核分裂或结合需要惊人的能量，这些能量叫核能
B. 核能是原子核动能和势能的总和
C. 核能是质子和中子的动能和势能的总和
D. 原子核分裂或结合时释放出的能量就是核能
知1－练
解题秘方：本题利用定义辨析法和比较法解答。理解核能的定义和获得途径。
解析：核能是原子核分裂或结合时释放出来的巨大能量，不是使原子核分裂或结合所需要的能量；核能和机械能是两个完全不同的概念。机械能是宏观物体动能和势能的总和。

答案：D

知1－练
1. 关于原子核、核能， 下列说法正确的是( )
A. 夸克是不可再分的最小微粒
B. 原子核由中子和电子组成
C. 自然界核能的储量是有限的
D. 核能是二次能源
C
知2－讲
知识点
裂变和聚变
2
1.裂变
(1)定义 ：科学家发现用中子轰击质量比较大的铀2 3 5 原子核， 铀核会分裂成两个质量中等大小的原子核， 同时释放出巨大的能量，这种现象叫裂变。
知2－讲
(2)链式反应
用中子轰击铀235 原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。
使用核能要防止发生核泄漏。
知2－讲
(3)应用
①核电站：控制核裂变反应的速度。
②原子弹：不控制核裂变反应的速度。
知2－讲
(4)核电站的能量转化(图1)
知2－讲
知识拓展
核电站的优点：
(1)只需要消耗很少的燃料，就可以产生大量的电能。
(2)核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等气体，对环境的污染较小。
(3) 从长远看，核电站的发电成本低于火力发电。
知2－讲
2. 聚变
(1)定义：两个质量较小的原子核聚合成一个质量较大的原子核，并释放出巨大能量的过程。
(2)应用：氢弹。氢弹的威力比原子弹的威力更大。
(3)注意
①聚变也称热核反应。
②科学家正在不断地探索如何实现可控核聚变，如何利用可控核聚变释放的核能。
知2－讲
特别提醒
对比法理解裂变与聚变分别如图2甲、乙所示。
知2－练
例 2
核电站、原子弹、氢弹都是原子核发生改变的
过程中释放出巨大的核能，关于它们释放核能的途径，下列说法正确的是( )
A. 它们都是利用原子核的裂变释放出巨大的核能
B. 它们都是利用原子核的聚变释放出巨大的核能
C. 核电站、原子弹是通过原子核的裂变释放出巨大的核能，氢弹是通过原子核的聚变释放出巨大的核能
D. 核电站、原子弹是通过原子核的聚变释放出巨大的核能，氢弹是通过原子核的裂变释放出巨大的核能
知2－练
解析：核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；原子弹是利用重核裂变在极短时间内释放出巨大能量的原理制成的；而氢弹则是利用轻核聚变的原理制成的。
答案：C
知2－练
2. 近年来， 我国新一代人造太阳“ 中国环流三号” 取得重大科研进展。“ 中国环流三号” 反应原理与太阳类似， 通过 _______(填“ 核裂变”或“核聚变”)释放巨大的能量。
核聚变
知3－讲
知识点
太阳能
3
1. 太阳能与核能的关系 太阳能来源于太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变时释放的能量( 核能)， 但核能与太阳能无关。
知识链接
太阳是人类的“能源之母”：地球上除核能、地热能和潮汐能以外，几乎所有能源都来自太阳。
知3－讲
2. 太阳能的直接利用
(1)用集热器把水等物质加热，把太阳能转化为内能。
(2)用太阳能电池把太阳能转化为电能。
知识拓展
太阳能电池板:
太阳能电池板是通过吸收太阳光，将太阳能通过光电效应或者光化效应直接或间接转换成电能的装置。
相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。
知3－讲
3. 太阳能的间接利用
(1)利用化石能源、风能、水能、生物质能，实质就是间接利用太阳能。
(2)化石能源、生物质能都是由植物进行光合作用，由太阳能转化成的化学能。
知3－讲
4. 太阳能的优点
(1)能量巨大，仅1 h 到达地球表面的太阳能就比全世界一年能源生产的总量还多。
(2)供应时间长久，太阳能几乎是一种取之不尽，用之不竭的永久能源。
(3)分布广阔，获取方便，既不需要开采，又不需要运输。
(4)安全、清洁、无污染。
知3－讲
5. 太阳能的缺点
(1)太分散。
(2)不稳定。
(3)转换效率低。
知3－练
“人工树叶”是一种模拟电化学的实验装置(如图3 所示)，该装置模拟植物的光合作用，利用太阳能将水和二氧化碳转化为氧气和燃料(C3H8O)。
例 3
知3－练
解题秘方：光化转换也是利用太阳能的一种方式，属间接利用太阳能，例如化石能源(光能转化为化学能)、生物质能(光能转化为化学能)。
知3－练
(1)“人工树叶”可将太阳能和电能转化为________能。
解析：在阳光的作用下，二氧化碳与水反应生成氧气和燃料(C3H8O)，此反应将太阳能和电能转化为化学能。
化学
知3－练
(2)“人工树叶”可将水和二氧化碳转化为氧气和燃料(C3H8O)，“人工树叶”可以减少_________(填“氧气”或“二氧化碳”)的排放。
解析：在阳光的作用下，二氧化碳与水反应生成燃料(C3H8O)和氧气，此反应将太阳能转化为化学能，减少了二氧化碳的排放。
二氧化碳
知3－练
方法提示：采用从一般到特殊的思想方法可由分析一般实例中能量转化的方法，来分析太阳能利用过程中的能量转化。即看转化前消耗了什么形式的能量，转化后得到了什么形式的能量，最后得出分析结论。

知3－练
3. 市面上出售一种装有太阳能电扇的凉帽。在阳光的照射下， 小电扇快速转动， 能给炎热的夏季带来一丝凉意。该装置的能量转化情况是( )
A. 太阳能→电能→机械能
B. 太阳能→机械能→电能
C. 电能→太阳能→机械能
D. 机械能→太阳能→电能
A
获取核能有两种途径——核裂变和核聚变，目前人类和平利用核能发电是图4___所示的途径，氢弹爆炸的原理跟图___是一样的。(均填“甲”或“乙”)
易错点
不能区别获取核能的两种途径
例 4
甲
乙
解题秘方：由图示情景结合裂变和聚变的定义分析。
解析：获取核能有两种途径—裂变和聚变。原子弹和核电站利用的是裂变释放的核能，氢弹利用的是聚变释放的核能。
诊误区：
裂变的关键是原子核“分裂”变小，而聚变则相反。图甲是核裂变的示意图，图乙是核聚变的示意图。核能发电利用的是铀原子核裂变时放出的核能，与图甲的原理一样；氢弹爆炸利用的是氢核的聚变释放的核能，与图乙的原理一样。
新能源的发展
新能源
裂变
聚变
氢弹
核能
太阳能
可控
不可控
核电站
原子弹
利用
其他新能源——风能、海洋能、氢能