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1、1第 17 章 能源与可持续发展-学案【中考透视】能源问题在以往的中考命题中不是必考的内容，但新课程标准要求掌握知识的面更广，而且环境和能源问题又是当今社会的热点问题之一，国家实验区命题中常常涉及能源问题的考查，只是对核能这一知识点考查的要求不很高，主要考查技能，如能源种类的划分和核能、太阳能的利用等题型以选择题和填空题为主，试题的难度较低，分值约占 23【知识网络图示】能源：凡是为人类提供能量的物质资源都叫做能源化石能源生物质能一次能源二次能源不可再生能源可再生能源原子与原子核定义：原子核分裂或聚合时释放出的惊人能量核能与内能不同定义：把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应叫做裂变链式反
2、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，这就是链式反应定义：核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程聚变比裂变释放更多的核能聚变的优越性 聚变材料氘核的来源丰富通过可控制聚变来利用核能，有望彻底解决能源问题可控制核裂变反应堆不加控制核裂变原子弹可控制核聚变第三代新能源不加控制核聚变氢弹太阳中轻核聚变辐射的核能辐射方式：光和热生物质能来自于太阳能太阳能的价值 化石能源来自于太阳能 几乎所有可利用的能源都来自风能、水能来自于太阳能 于太阳能利用生物质能、风能、
3、水能利用化石能源用集热器把水等物质加热利用太阳电池把太阳能转化成电能起始钻木取火主要能源柴薪能源能源与可持续发展能源家族分类按生成年代按获得途径按再生与否核能核能裂变聚变裂变和聚变的应用太阳能太阳能太阳能的利用间接利用直接利用2持续时间1 万年过度依赖水土流失和沙漠化适当利用可再生贡献积累了悠久的人类文明起始蒸汽机的发明主要能源化石能源持续时间200 多年空气污染、温室效应、环境破坏化石能源采掘殆尽贡献推进现代文明高度发展以核能为代表能大规模替代目前的常规能源石油、煤炭、天然气21 世纪的能源趋势：能源需求量剧增，化石能源可能枯竭空气污染废物有害辐射水土流失来源:z,zs,足够丰富足够便宜技术
4、成熟足够安全，清洁【名师解读】一、知识性专题专题 1 能源的分类例 1 在 水、面粉、 石油、铁块、天然气、牛肉等物质中，属于能源的物质是 ，属于化石能源的是 ，属于生物质能的是 分析 凡是能够提供能量的物质资源，都属于能源，所以都是能源物质通常情况下铁块不能提供能量，所以不是能源煤、石油和天然气是古代的动植物经过漫长的地质年代形成的，属于化石能源面粉、牛肉中存贮有供给人类生命活动需要的化学能，属于生物质能答案： 例 2 下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源的是 ( )A太阳能 B核能 C石油 D天然气分析 石油、天然气属于化石能源，是古代的动植物经历漫长的地质变迁形成的，无法在短期内得到
5、大量的补充，所以它们是不可再生能源核能是一次能源，但属于不可再生能源太阳能可以源源不断地获得，属于可再生能源，又是一次能源故正确答案为 A例 3 下列各种能源中，均为不可再生能源的是 ( )A煤、石油、天然气 B太阳能、地热能、风能C电能、地热能、风能 D核能、水能、生物质能分析 地热能、水能、风能和太阳能都是可再生的，煤、天然气、石油、核能都属于不可再生能源故正确答案为 A专题 2 太阳能的利用例 4 自从发明了硅光电池以来，人们一直在思考建立太空太阳能电站的问题，在一些科学家的想象中，太空太阳能电站类似于一颗处在赤道上空与地球相对静止的卫星，上面安能源与可持续发展能源革命第一次能源革命可持
6、续性第二次能源革命 可持续性第三次能源革命能源与可持续发展能耗对环境影响未来理想能源的四个条件3装大容量的太阳电池，如图 1739 所示(1)简述你所知道的太阳能应用的两个实例(2)说出开发和利用太阳能的两个优点。(3)按照你的想象，太空太阳能电站要将电能传到地球可采用什么方式?分析 我们所知道的太阳能应用的实例有：植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能；太阳能热水器、太阳灶，把太阳能转化为内能；大阳电池，把太阳能转化为电能等关于来源:中教网 开发和利用太阳能的优点有很多，例如：太阳能十分巨大，仅 1 h 到达地球的大阳能，就比目前全世界一年能源生产的总量还多；大阳能供应时间长久，太阳能这个巨
7、大核能火种，已经“燃烧”了 50 亿年，再过 50 亿年它才会燃尽自己的核燃料，对于人类来说，可以说是取之不尽、用之不竭的能源；太阳能分布广，获取方便，处处可利用，既无需挖掘开采，又无需运输；太阳能清洁、安全，不会给环境带来污染等如果在太空建成大空大阳能电站，要将电能传到地球可采用微波、激光等方式答案：(1)植物的光合作用；太阳能热水器、太阳灶(2)取之不尽、用之不竭；节省地球资源(3)微波(或激光等 )例 5 目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，如 ；其二是把太阳能转化为电能，如 分析 把太阳能转化为内能的装置有太阳能热水器、大阳灶等；把太阳能转化为电能的装置有太阳
8、电池答案：太阳能热水器(太阳灶 ) 太阳电池例 6 深圳商报2004 年 3 月 11 日报道：近日一种新型太阳能公共卫生间落户北京东交民巷，该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里这种能量转化和储存的方式是 ( )A太阳能转化为内能，再转化为电能 B太阳能转化为电能，再转化为化学能C太阳能转化为内能，再转化为化学能 D太阳能转化为电能，再转化为光能分析 太阳能电池板把它接收到的太阳能转化为电能加以利用，多余的电能再转化为化学能储存在蓄电池里故正确答案为 B例 7 人们常说，太阳是人类的“能源之母” ，从能源能否可以短期内从自然界中得到补充角度看，太阳能
9、属于 能源(填“ 可再生”或“不可再生”) ；在石油、天然气、煤、核能中，不是间接来自太阳能的是 分析 太阳能可以从自然界中源源不断地得到补充，属于可再生能源；石油、天然气、煤都是千百万年前埋在地下的动植物，经过漫长的地质年代形成的，而植物的能量来源于光合作用，动物靠植物提供能量，所以它们都是太阳能转化而来，因此它们间接来自大阳能；核能是由于原子核分裂或聚合释放出的巨大的能量，它不是间接来自太阳能答案：可再生 核能专题 3 能源消耗对人类生存环境的影响例 8 随着“西气东输” ，天然气进入扬州市民家庭，小明家已经开始使用天然气了，小明家原来就有个电磁炉，小明想：究竟使用哪种能源更划算呢?小明开
10、始做实验并收集有关数据：(1)小明在水壶里放入 5000 cm3，20的水，记录下当时的气量表的示数是 13473 m3，随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时，当水烧至沸腾时，气量表的读数为 13487 m3，需时 24 min小明查到天然气的热值约为 4010 7Jm 3，单价 22 元m 3烧开这壶水，水需要吸收多少热量?小明家天然气炉具的效率是多少? 在 1 标准大气压的条件下 来源:，c 水 4 210 3J(kg)(2)小明又取相同的水在电磁炉上加热，使用功率为 1000 W 档正常工作，将水加热至沸腾，需时 30 min扬州的电费价格为 05 元度使用电磁炉烧开这壶水，需消耗多
11、少 来源:中教网电能? 花费多少电费?4(3)你建议小明家使用哪种能源?请说明 2 点理由解：(1)m V1 gcm 35000 cm35000 g5 kgQ 吸 cm(tt 0)42 103J(kg)5 kg(100 20)16810 6JQ 放 4010 7Jm 3(13487 m 313473 m 3)5610 6J Q 吸 Q 放 03306.851J(2)消耗的电能 WPt1 kW05 h05 kWh，花费的电费 05 度05 元度025 元(3)建议使用电磁炉电磁炉效率 Q 吸 W 9330天然气费用(134 87 61.8J03sm313473 m3)22 元 m3031 元02
12、5 元，使用天然气会放出二氧化碳等气体，使用电能比较清洁二、规律方法专题专题 4 示意图说明法【专题解读】 有些事物的关系抽象而又复杂，仅用文字说明还不能明白，就需要附上示意图，或按比例精确绘制图表来表示，这就是示意图说明法本章在分析核裂变和核聚变时用到了示意图说明法例 9 如图 1740 所示是释放核能的两种方式，请回答下列问题：(1)如图甲所示是 反应，这是 变的原理，若不能人为控制，是制造 弹的原理(2)如图乙所示是 变的示意图，若不能人为控制，是制造 弹的原理分析 发生裂变反应时，会产生许多中子，导致一系列铀核持续裂变，并释放出核能。发生聚变反应时，较轻的核结合成较重的核也释放出巨大的
13、能量答案：(1)链式 裂 原子 (2)聚 氢专题 5 实验探究法【专题解读】 本章的实验探究主要是针对“绿色环保”能源的利用方法，环保和节能程度的比较，新型能源开发的可行性等，一方面是提高实验探究能力，另一方面是提高环保意识和开发新能源的兴趣例 10 太阳能是人类能源的宝库太阳能集热器是直接利用太阳能的一种装置，它可以利用太阳能把水加热太阳能集热器主要由集热板和贮水器两部分组成，如图 1741 所示(1)贮水器总比集热板的位置高请你猜想这样做的原因(2)利用相关知识说明并用实验验证你的猜想答案：(1)水在集热板中被加热后，温度升高，热水上升，冷水下降，以便集热板对冷水继续加热(2)说明：水在
14、4时密度最大，水温上升其密度减小，向上流动，冷水密度大向下流动，形成对流，保持集热板中的水温较低，以利于对水继续加热实验验证举例：将一桶(或盆) 水(要有一定深度) 放在太阳光下晒一段时间，用手测试来源: 中。教。网 z。z。s。tep上层和底部的水温，则上层的水温高于底部的，证明热水浮在上层取一烧杯冷水，用酒精灯加热烧杯底部，底部水温升高后热水上升，上层的低温水下降，能观察到水形成的对流5【解题策略】 针对要解决的问题，大胆提出猜想，再设计实验进行验证，这也是来源: 中.国教.育出.版网科学研究的一般方法【沙场点兵】一、选择题1我国目前使用的能源中，所占比重较大的是 ( )A水能和核能 B煤和地热能 C煤和石油 D太阳能2，自然界中有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源在下列能源中，属于不可再生能源的是 ( )A风能 B水能 C太阳能 D石油3我国提出要建设“资源节约型、环境友好型”社会， “安全、清洁”是今后能源开发和利用的方向下列能源最符合这一要求的是 ( )A石油 B太阳能 C煤炭
