(共11张PPT)
第二十二章
能源与可持续发展
第1节 能源
目标导引
思维导图
1.能列举出不同历史时期人类利用的主要能源。
2.结合实例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。
3.了解什么是一次能源、二次能源及其特点。
4.了解21世纪的能源趋势。
知识清单
预习自测
一、人类利用能源的历程
1.历程
(1) 在人类利用能量的历史上非常重要。?
(2) 的发明是人类利用能量的新里程碑。?
2.能源的分类
(1)一次能源:可以直接从 获取的能源。如风能、 、 、地热能以及核能等。?
(2)二次能源:无法从 直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源。如 等。?
二、21世纪的能源趋势
开发
,更好地利用 ,是全球范围内的重要课题。?
钻木取火
蒸汽机
自然界
水能
太阳能
自然界
电能
新能源
已知能源
1
2
3
4
知识清单
预习自测
1.下列物质是能源的是( )
答案
答案
关闭
C
1
2
3
4
知识清单
预习自测
2.下图是获取电能的几种途径,其中消耗不可再生能源又不会对大气造成污染的是( )
D
1
2
3
4
知识清单
预习自测
解析:煤是不可再生能源,在燃烧过程中会对大气造成污染,所以选项A不符合要求;太阳能电池板将太阳能转化为电能,太阳能是可再生能源,所以选项B不符合要求;风力发电机将风能转化为电能,风能是可再生能源,所以选项C不符合要求;核能发电是通过核燃料发生核裂变的方式,将核能转化为电能,由于核燃料是有限的,所以核能属于不可再生能源,但核能发电不会对大气造成污染。故选D。
1
2
3
4
知识清单
预习自测
3.从人类生存的环境考虑,下列能源最理想的是( )
A.氢气
B.煤
C.石油
D.天然气
答案
答案
关闭
A
1
2
3
4
知识清单
预习自测
4.凡是能提供 的物质资源都可以叫能源。由自然界直接提供的能源是 次能源。由自然界提供的能源转化得到的能源是 次能源,主要是指 能。?
答案
答案
关闭
能量 一 二 电
能源及分类
能源是为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源。从能源的产生可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,又称天然能源。一次能源包括化石燃料(如煤、石油、天然气等)、核燃料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。二次能源是指由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。一次能源中,如太阳能、风能、水能、生物质能等,这些能源可以重复产生,而煤炭、石油、天然气等化石燃料是不能再生的,用掉一点,便少一点。
【例题】
请将能源树(如图所示)上的果实摘到对应框中。
解析:正确理解一次能源和二次能源的区别是解题的关键,一次能源是指能直接从自然界中获得的能源,二次能源不能直接从自然界获取,必须通过一次能源的消耗获取。
答案:一次能源:风能、水能、地热能、石油、煤 二次能源:工业余热、电能、汽油(共10张PPT)
第2节 核能
目标导引
思维导图
1.了解原子、原子核的结构。
2.知道核能的优点和可能带来的问题,了解我国和世界的核能利用新进展。
3.了解核裂变、核聚变。
知识清单
预习自测
一、核能
1.原子核是由带 的质子和 的中子紧密地结合在一起形成的,几乎占原子的全部质量,带 的轻小电子绕原子核旋转。?
2.质量较大的原子核发生 或者质量较小的原子核相互
时,会释放出惊人的 ,这就是核能。?
正电
不带电
负电
分裂
结合
能量
知识清单
预习自测
二、裂变
1.裂变:质量较大的原子核在受到中子的轰击后,分裂成
的过程。?
2.链式反应
(1)概念:铀核裂变时所放出的 ,又轰击其他的铀核,导致一系列铀核 并释放出大量的 。?
(2)可控链式反应:核电站的核心装置—— ,其内的链式反应速度是可以控制的。?
(3)不可控链式反应: 爆炸时,大量原子核在瞬间发生裂变,释放出大量能量的链式反应。?
三、聚变
质量很小的原子核在 下结合成新的较大原子核的过程,也叫热核反应,同时释放出巨大的能量。?
两个质量中等大小的原子核
中子
持续裂变
核能
核反应堆
原子弹
超高温
1
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3
4
知识清单
预习自测
1.关于原子、原子核和核能,表述正确的是( )
A.原子由质子和电子组成
B.原子核由质子和中子组成
C.核能清洁无污染,利用核能有利无害
D.核能是我国当前利用的最主要能源
答案
解析
解析
关闭
原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,A选项错误,B选项正确;核能的利用既有有利的一面,也有有害的一面,C选项错误;我国当前利用的最主要能源仍然是化石能源,D选项错误。
答案
解析
关闭
B
1
2
3
4
知识清单
预习自测
2.下列物体中,占有的空间体积最小的是( )
A.原子核
B.分子
C.地球
D.太阳
答案
解析
解析
关闭
地球是太阳的一颗行星,占有的空间体积小于太阳。物质是由分子组成的,比分子小的有原子,原子又是由原子核和核外电子组成的,所以占有的空间体积最小的是原子核。
答案
解析
关闭
A
1
2
3
4
知识清单
预习自测
3.关于裂变,下列说法不正确的是( )
A.裂变过程中重核分裂成质量较小的核
B.裂变过程中释放出核能
C.任何原子都能发生核裂变反应
D.以上说法都正确
答案
答案
关闭
C
1
2
3
4
知识清单
预习自测
4.下图是一种核反应的过程,这种反应的原理可用于制造( )
A.原子弹
B.氢弹
C.导弹
D.普通炮弹
答案
解析
解析
关闭
由题图可知,这种核反应是核聚变,因此可用于制造氢弹。故选B。
答案
解析
关闭
B
裂变和聚变的比较
【例题】
人类对核能的开发和利用不断取得新的进展,根据目前的科研水平,你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是( )
A.核电站能控制裂变的反应速度
B.原子弹对聚变的链式反应不加控制
C.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变
D.原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变
解析:目前人类获取核能的途径有两种:一是核裂变,二是核聚变。当前人类技术对核聚变还不能控制。人类能和平利用的是核裂变,如核电站。原子弹是利用核裂变,氢弹是利用了核聚变,所以选项A正确。
答案:A(共9张PPT)
第3节 太阳能
目标导引
思维导图
1.知道太阳能的由来及其特点。
2.知道太阳能是我们使用的大部分能量的源泉。
3.大致了解利用太阳能的方式及其新进展,会解释太阳能在生产、生活中的主要应用。
4.通过收集信息、阅读资料、相互交流,判断太阳能与我们的生活有关的说法是否正确。
知识清单
预习自测
一、太阳——巨大的“核能火炉”
1.太阳能本质上是 能,在太阳内部氢原子核在超高温下发生 ,释放出巨大的能量。?
2.太阳能以 的形式向外传播。?
二、太阳是人类能源的宝库
我们今天使用的 实际上是远古生物存贮的太阳能。我们使用的风能和水能等也是 转化产生的。?
三、太阳能的利用
直接利用太阳能的方式主要有两种:一种是用 把水等物质加热;另一种是用 把太阳能转化成电能。?
核
聚变
光和热
化石能源
太阳能
集热器
太阳能电池
1
2
3
4
知识清单
预习自测
1.太阳是个巨大的“核能火炉”,其能量来自( )
A.核裂变
B.核聚变
C.煤燃烧
D.目前尚不可知
答案
解析
解析
关闭
在太阳内部,氢原子核在超高温下发生核聚变,释放出巨大的能量,以光和热的形式向外辐射。
答案
解析
关闭
B
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4
知识清单
预习自测
2.能源的开发和利用在“两型”社会(资源节约型、环境友好型)的建设中起着很重要的作用。下列能源中,在使用时最安全、最清洁的是( )
A.煤
B.太阳能
C.天然气
D.核能
答案
解析
解析
关闭
核能、化石能源等在使用时,或多或少都会产生污染,只有太阳能安全、无污染。
答案
解析
关闭
B
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3
4
知识清单
预习自测
3.我们现在正使用的能源中有很大一部分来自化石能源,而这些能源最根本的是来自于 能。?
答案
答案
关闭
太阳
1
2
3
4
知识清单
预习自测
4.下列装置中不是直接利用太阳能的是( )
A.电冰箱
B.太阳灶
C.光电池
D.太阳能热水器
答案
解析
解析
关闭
电冰箱是利用电能来工作的,太阳灶、太阳能热水器是把太阳能转化为内能,光电池把太阳能转化为电能。
答案
解析
关闭
A
太阳能的利用
1.间接利用
如地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能,以及部分的潮汐能都来自于太阳能。即使化石燃料也是远古存贮下来的太阳能。
2.直接利用
(1)利用太阳能热水器或太阳灶将太阳能直接转化为内能;
(2)太阳能发电站利用太阳能电池直接将太阳能转化为电能;
(3)利用太阳能制氢,将太阳能转化为化学能。
【例题】如图所示,上海世博会中国馆展出的名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器,它可将 能转化为电能;车轮的轮毂其实是四个风力发电机,可以把捕捉到的风能转化为 能,充入自身电池储存起来。?
解析:车顶部的巨型叶子——高效光电转换器是将太阳能转化为电能。
答案:太阳 电(共11张PPT)
第4节 能源与可持续发展
目标导引
1.知道能量的转化和转移有一定的方向性。
2.认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题,对于能源的开发利用有可持续的意识。
3.认识可再生能源和不可再生能源,并能正确区分。
4.了解未来理想能源的特征。
思维导图
知识清单
预习自测
一、能量转移和能量转化的方向性
1.能量转移和能量转化都具有 。?
2.能源的利用是有 的,我们所能利用的能源是
的。?
二、能源消耗对环境的影响
1.人类在耗用各种能源时,不可避免地会对环境造成影响。
2.保护 ,控制和消除 ,已经成为当前世界需要解决的重要问题。?
方向性
条件
有限
环境
大气污染
知识清单
预习自测
三、能源与可持续发展
1.可再生能源
(1)定义:可以从自然界里 的能源。?
(2)举例: 、 、 等。?
2.不可再生能源
(1)定义:不可能在 内从自然界得到补充的能源。?
(2)举例: 能源、 能。?
3.未来的理想能源必须满足以下几个条件:
(1)必须足够丰富,可以保证 使用;?
(2)必须足够 ,可以保证多数人用得起;?
(3)相关的技术必须 ,可以保证 使用;?
(4)必须足够 ,可以保证不会严重影响环境。?
源源不断得到
水能
太阳能
生物质能
短期
化石
核
长期
便宜
成熟
大规模
安全清洁
1
2
3
4
知识清单
预习自测
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.能量的转化是有方向性的
B.能量的转移是有方向性的
C.能量的转化可以任意进行
D.能量的转化和转移都可以任意进行
答案
解析
解析
关闭
能量的转化和转移具有方向性,例如在热传递的过程中,热量只能自发地从高温物体向低温物体转移,故A、B项正确。
答案
解析
关闭
AB
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2
3
4
知识清单
预习自测
2.“低碳生活”是指生活中所耗用的能量、材料要尽量减少,从而降低二氧化碳的排放量,下列做法不符合“低碳生活”理念的是( )
A.教科书循环使用
B.少用一次性木筷
C.用完电器后拔掉插头
D.使用一次性塑料袋购物
答案
解析
解析
关闭
“低能耗”“低废水”“低废弃物”是低碳理念的重要内涵。教科书循环使用、少用一次性木筷,可以节约木材,用完电器后拔掉插头,可以节约电能。使用一次性塑料袋购物,会浪费材料,消耗能源。
答案
解析
关闭
D
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2
3
4
知识清单
预习自测
3.关于能源与可持续发展,下列认识正确的是( )
A.核燃料是可再生能源
B.太阳能电池是将太阳能转化为内能的装置
C.能量的转化和转移是有方向的
D.能量在转化或转移的过程中,总量会减少
答案
解析
解析
关闭
核燃料是短期无法再生的,所以是不可再生能源,故选项A错误;太阳能电池工作时,消耗太阳能,产生电能,故是将太阳能转化为电能的装置,故选项B错误;据能量的转化和转移特点可知,能量的转化和转移是具有方向性的,故选项C正确;能量在转化或转移的过程中,总量是不变的,故选项D错误。
答案
解析
关闭
C
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3
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知识清单
预习自测
4.人类的理想能源应满足如下条件:
第一,
。?
第二,
。?
第三,
。?
第四,
。?
答案
答案
关闭
必须足够丰富,可以保证长期使用 必须足够便宜,可以保证多数人用得起 相关技术必须成熟,可以保证大规模使用 必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境
能源利用与可持续发展
1.能源趋势
近三四十年来,能源消耗增长速度明显加快,但自然界中的化石燃料的储量终究有限,而且开发利用后不能再生,这就必然会出现能源危机。解决能源问题的主要出路是开发利用新能源。
2.能源消耗对环境的影响
化石能源、柴薪能源燃烧时,会污染空气、水及土壤,加剧温室效应、水土流失以及土地沙漠化,破坏生态平衡。
3.能源与可持续发展
人类在能源革命进程中给自己带来了便利,也给自己造成了麻烦。我们不能无限制地向大自然索取,要树立可持续发展的意识,注意保持自然、环境的和谐与平衡。
【例题】
(多选)关于我国能源的利用和能源的节约,下列说法正确的是( )
A.我国化石燃料储量丰富,可以说是取之不尽、用之不竭
B.在能源的利用中,应注意对环境的保护
C.核能的利用肯定会造成污染,所以不能开发核能
D.太阳能的利用不会产生污染,所以应在有条件的地方大力开发
解析:我国作为一个迅速崛起的发展中国家,面临着经济增长和环境保护的双重任务,为了保护环境并实现经济的持续增长,改变能源的生产和消费方式,开发和利用可再生、清洁的能源是必然的选择。化石燃料是不可再生能源,其利用是有限的;在能源利用中,虽然有的能源会产生一定污染,但只要注意防范,也会使利大于弊。太阳能因其能量巨大,不会产生污染,所以要大力开发。
答案:BD(共9张PPT)
本章整合
2
3
4
5
6
1
1.(2018·辽宁鞍山中考)能源是人类社会活动的物质基础。下列关于能源,说法正确的是( )
A.核电站中发生的铀核裂变是可控的
B.太阳能电池把太阳能转化为化学能
C.煤炭是可再生能源
D.电能是一次能源
答案
解析
解析
关闭
核反应堆中发生的是可控的铀核裂变,故A正确。太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,故B错误。煤炭是不可再生能源,故C错误。根据能源的分类的特点可知,电能是二次能源,故D错误。
答案
解析
关闭
A
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4
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6
1
2.(2018·广西梧州中考)2017年5月18日,我国首次在南海试采可燃冰成功,可燃冰意为可以燃烧的“冰”,是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,1
m3的可燃冰能释放出约0.8
m3的水和164
m3的天然气。下列关于可燃冰的叙述正确的是( )
A.可燃冰属于不可再生能源
B.1
m3的可燃冰比0.8
m3的水质量小
C.在通常状况下,天然气和水可以结合成可燃冰
D.可燃冰外形像冰,是天然气冷却后得到的固体
A
解析:“可燃冰”消耗后,不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故A正确。由题意知,1
m3的可燃冰的质量大于0.8
m3的水的质量,故B错误。可燃冰存在于压强大、温度低的地方,故C错误。“可燃冰”不是天然气冷却后得到的固体,故D错误。
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1
3.(2017·四川绵阳中考)目前世界上很多国家把核能发电当作解决能源危机的主要措施。下列关于核能的认识,正确的是( )
A.核能是可再生能源
B.核能发电是利用原子核裂变释放的核能
C.核能发电是利用原子核聚变或裂变释放的核能
D.核能发电释放核能的过程与原子弹爆炸释放核能的过程相同
解析:本题考查核能。释放核能的核燃料是从自然界中提取的,会越用越少,且在短时间无法得到补充,是不可再生能源,A项错误;目前人们尚不能控制核聚变释放能量,但人们通过控制核裂变时链式反应的速度,可以让核能平稳释放,B项正确,C项错误;原子弹爆炸利用了不可控的链式反应,能在较短时间内释放巨大的核能,D项错误。
B
2
3
4
5
6
1
4.(2016·陕西中考)右图为一种新型薄膜太阳能电池,厚度只有几微米,可弯曲,1
g薄膜太阳能电池1
h可提供6×10-3
kW·h的电能,它可以贴在玻璃上,制成太阳能发电窗户,下列说法正确的是( )
A.太阳能不是清洁能源
B.太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失
C.薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能
D.1
g薄膜太阳能电池1
h可提供2.16×104
J的电能
D
2
3
4
5
6
1
解析:太阳能清洁环保无污染,所以A错误;太阳能从太阳传递到薄膜电池上有一定的效率,所以有能量损耗,所以B错误;薄膜太阳能电池将光能直接转化为电能,所以C错误;可根据题目已知条件“1
g薄膜太阳能电池1
h可提供6×10-3
kW·h的电能”进行单位换算得出以焦耳为单位的电能数值,6×10-3
kW·h=6×10-3×3.6×106
J
=2.16×104
J,D正确。
2
3
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1
5.(2016·山东东营中考)天然气是一种清洁燃料,我市部分出租车使用天然气代替柴油或汽油,天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,它燃烧时产生的 能转化为车的机械能。?
答案
解析
解析
关闭
天然气随着使用不断减少,短时间内从自然界得不到补充,因此属于不可再生能源;天然气在燃烧时,内部的化学能转化成内能,内能又转化成汽车的机械能。
答案
解析
关闭
不可再生 内
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3
4
5
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1
6.(2016·四川内江中考)“低碳环保”是当今世界的主题,太阳能已被人们广泛利用。太阳能来自于太阳内部的 (选填“核裂变”或“核聚变”),太阳发出的光以 km/s的速度向周围空间传播(不计空气的影响)。?
答案
解析
解析
关闭
由较轻的原子核聚合成较重的原子核时,会释放出巨大的能量,这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应;光在真空中的传播速度为3×105
km/s。
答案
解析
关闭
核聚变 3×105
