3.6 研究性学习——能源的开发利用与环境保护 学案

研究性学习——能源的开发利用与环境保护

【学习目标】
1．能源的开发利用与环境保护
2．培养可持续发展的责任感和节约能源的意识
【学习重难点】
能源的开发利用与环境保护
【学习过程】
知识链接
1．能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只能从一种形式 成为另一种形式，或者从一个物体 到别的物体，在转化和转移过程中其总量 。
2．自然界中一切与 有关的宏观过程都具有方向性。
新知呈现
一、能源与环境
1．常规能源：煤、石油、天然气．
2．大量消耗常规能源造成的危害
(1)空气质量恶化，危害生态环境．?
(2)大气污染最突出的影响是：温室效应和酸雨．?
二、温室效应? 温室效应是人类过多地排放二氧化碳，干扰了地球的热量平衡造成的．?
三、酸雨?
1．定义：pH值小于5.6的降水．?
2．酸雨形成原因：人为排放的二氧化硫和氮氧化合物是酸雨形成的根本原因．?
四、能量降退与节约能源?
1．能量降退：能量可利用程度降低的现象．?
2．节约能源：常规能源是不可再生的能源，不是用之不竭的
学习探究
一、能源与环境、温室效应和酸雨?
[问题设计]?
你知道产生温室效应和酸雨的主要污染物是什么吗？?
答案：产生温室效应的污染物是二氧化碳，形成酸雨的主要污染物是二氧化硫和氮氧化合物．
[要点提炼]?
1．温室效应?
(1)成因：温室效应是由于大气里温室气体含量增大而形成的，石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳．?
(2)危害：温室效应会导致全球变暖、海平面上升、气候变化、疾病增多等．?
(3)改善措施：调整能源结构，控制二氧化碳的过量排放．具体实施时可以从以下两方面进行：一是提高能源利用率，如改进设备、技术，树立节约能源消费观等；二是开发新能源，如多使用核能、水能、太阳能、风能等．?
(4)新能源
①清洁能源：如：核能、水能、太阳能、风能、地热能、沼气等．
②新能源特点：污染少，可再生或资源丰富．?
2．酸雨?
(1)成因：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、氮氧化合物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨．?
(2)危害：酸雨影响人的健康，危害生态系统，使土壤酸化、贫瘠，腐蚀建筑物和艺术品等．?
(3)防治：
①健全法规，强化管理，控制排放．
②发展清洁煤技术，减少燃烧过程SO2的排放．
③通过改造发动机，安装汽车尾气净化器，用无铅汽油代替含铅汽油等手段，控制汽车尾气排放．?
二、能量降退与节约能源?
[问题设计]?
流动的水带动水磨做功，由于磨盘和粮食之间的摩擦和挤压，使磨盘和粮食的温度升高，水流的一部分机械能转变成了内能，这些内能最终流散到周围的环境中，我们没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用．可见，内能与机械能相比，哪种能量的品质低？
答案?内能?
[要点提炼]?
1．能量降退
(1)能量降退：从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．?
(2)能量降退虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大有用的形式．煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能．?
2．节约能源?
能量虽然不会减少，但能源会越来越少，所以要节约能源．?
三、能源的开发利用与环境保护
1．新能源的开发?
(1)太阳能：有直接加热物体的太阳能热水器、太阳灶，有利用半导体材料把太阳能转化为电能的太阳能电池等，主要问题是只有白天工作，还要受天气影响，会妨碍大规模使用太阳能，要研究储存太阳能的方法．?
(2)水能：水能有巨大的开发潜力，可以开发梯级电站．?
(3)核能：是一个巨大的能源，通过原子反应堆进行核发电，主要应注意核泄漏、控制核污染。
(4)风能：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，成为“风车田”．我国的新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电。
2．做好环境保护工作
目前的任务是采用环境能源技术，解决突出的环境污染问题，例如：城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；汽车尾气问题，达到废气“零”排放；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等污染问题，要变废为宝。
典型例题
一、能源与环境?
例1?(双选)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?温室效应的产生是由于石油和煤炭的燃烧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、海水和河流倒灌等，故选项B、C正确．?
答案?BC?
二、能量降退与节约能源?
例2?(双选)下列对能量降退理解正确的是(??)?
A．能量降退说明能量在不断减少?
B．能量降退遵守能量守恒定律?
C．能量降退说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失?
D．能量降退从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性?
解析?在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终转化为流散到周围环境中的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量降退．能量降退并不违反能量守恒定律，宇宙中的能量既没有减少，也没有消失，它从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，故A、C 错，B、D对．?
答案?BD?
三、能源的开发利用与环境保护?
例3?(单选)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．用太阳灶供热?
解析?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，应大力推广，故答案应选D.?
答案?D?
自我检测
1．(能源与环境)(单选)酸雨对植物的正常生长影响很大，为了减少酸雨的影响，应采取的措施是(??)?
①少用煤作燃料?②燃料脱硫?③在已经酸化的土壤中加石灰?④多种植美人蕉、银杏等植物?⑤开发新能源?
A．①②④⑤
B．①②⑤?
C．①②③④⑤
D．①②③⑤?
答案?A?
解析?酸雨主要是由煤、石油等燃料燃烧所释放的SO2和氮氧化物在降水过程中溶入雨水中形成的．因而为减少酸雨的影响，少用煤作燃料和燃料脱硫是有效的方法．开发新能源也是减少煤使用量的方法，另外美人蕉和银杏对SO2有较强的吸收能力，所以①、②、④、⑤正确，应选A.?
2．(能源降退与节约能源)(单选)关于能源的开发和利用，下列观点不正确的(??)?
A．能源是有限的，无节制地利用能源，是一种盲目的短期行为?
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的?
C．在对能源进行开发和利用的同时，必须加强对环境的保护?
D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径
答案 B
解析 能量是守恒的，但由于能量降退，使得能利用的能源越来越少．
3．(能源的开发利用与环境保护)(双选)以下说法正确的是( )
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．汽油是一种清洁能源
C．水能是可再生能源
D．煤、石油等常规能源是取之不尽、用之不竭的
答案 AC
解析 煤、石油、天然气等是动、植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，A对；汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的产生，B错；水能是可再生能源，C对；煤、石油等存储量是有限的，是不可再生能源，D错