新能源和新材料.doc

新能源和新材料复习目标熟悉新能源、新材料的开发利用等现代科学技术知识；培养关注时代、关注科技应用的社会责任感，培养勇于探索的创新意识和知识的综合应用能力。知识规律 1新能源 目前人类所消耗能源的70来自矿物(化石燃料)的燃烧，随着社会的发展和人们生活水平的提高，对能源的需求量越来越大，而它对周围环境也将产生越来越大的，影响，且化石燃料终有枯竭之日。解决能源问题，一是要提高民众的节能意识，使用节能新技术、新产品如发展城市煤气、实行城市集中供热和联片供热、推广高效节能的工用和民用燃具?推广招气和太阳灶、开发机动车节能和尾气控制技术等二是要积极开发再生清洁新能源(绿色能源)，是解决能源枯竭和环境污染的关键当前新能源主要有：太阳能、核能、风能、海洋能、潮汐能、地热能等。根据我国国情，应大力发展水电和核电。 2新材料 材料品种五花八门，琳琅满目，人们可以按照它们的性质不同，初步分为金属材料、无机非金属材料和有机合成高分子材料三大类也可按照材料粒度的大小分为常规材料和纳米材料。在科学技术高度发达的今天：新材料更成为发展高新技术的重要物质基础。如信息高速公路是通过卫星通讯和光纤通讯来实现的，这就需要各种航天材料和光纤材料。人们早在1991年就发现了超导现象，但直到近年来高温超导材料的面世，才使超导技术在电力(超导电缆输，无电能损耗)、交通(磁力悬浮高速列车)、传感仪器、电脑等领域有了实际应用。各种半导体、陶瓷材料使得电子技术、高温技术得以发展，各种高分子材料丰富着人们的生活。新材料技术已经成为世界高新技术领域国际竞争的焦点之一。以高强度、高韧性、耐磨损、抗腐蚀等特性为代表的高性能结构材料，是当前世界各国高科技竞争的“热点”之一。如使用陶瓷发动机可以把发动机的工作温度从1000提高到1300，甚至1500以上，热效率从30提高到50，重量减轻20，燃料节省3050。医用生物材料包含种类繁多，用途广泛，在材料工艺中占有重要地位二美国科学家通过基因工程技术建构的一种“工程细菌”可以生产类似弹性、蛋白的聚合物，这种有弹性的蛋白与血管壁是兼容的，因而可用于人造血管。纳米材料是目前新材料研究中最富有活力的关键领域之一，并且对未来社会经济发展有着重要的影响。2000年，中国成功合成出纳米级同轴电缆；在世界上首次发现纳米金属具有超塑延展性，缩短了纳米材料和实际应用的距离。方法指导 1现代社会的飞跃发展，依靠的实质是能源的发展和开发，对现有能源的合理利用。所谓能源危机问题实际上是现有的几种工作机的能源问题。人类利用能量是为了做功，能化为功要有合适的装置，还要有适合的工作介质，这就涉及到物理学的知识。地球上的能量全来自于太阳能，这就涉及到生物学知识，因此，绿色能源这一社会热点，融理、化、生知识于一体。能源的利用，其实就是能量的转化过程。能量及其转化是物理、化学、生物学科中的一个重要内容，是理科综合试题的知识载体之一，灵活运用能量间的相互转化关系是解决该类问题的关键。能量间的转化关系如下：例1(根据2002年浙江省部分重点中学联考理科综合试题改编)太阳把地面和空气晒热；太阳能转化为内能。晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为风能。太阳把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发，蒸发的水气升到空中形成云，以雨水的形式落下来，流入江河太阳能转化为水能植物吸收太阳能，发生光合作用。太阳能转化为植物的化学能；植物作为食物被动物吃掉，又转化为动物的化学能，古代的动植物在地质变迁中变为煤、石油和天然气，转化为这些燃料的化学能。回答下列问题： (1)绿色植物光合作用时，每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88107m的光量子，现植物进行光合作用放出32gO2，同时储存469 kj的能量；绿色植物能量转化的效率约为(普朗克常数为h=6.6310-34Js)( ) A9 B 33； C56 D79 (2)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应。这个核反应释放出来的大量能量就是太阳能源 写出这个核反应。这个核反应放出能量为多少(mP=1.0073 ma=4.0015 me=0.00055 1=1.6610-27Kg)?(3)如图231是测定将太阳辐射能转化成电能的电路图，光电管加正向电压电源的极向为a b若电流表读数为l0A，则每秒钟从光q日扭发射的光屯子至少为多少个? (4)动植擒P体、辩便*高丰富的有b幽，储藏着大9的化晕能tVp上遵过缄苗盘醉生产招气渭气臭通过二三二细苗在三二条件T分解有枧废物而产生的 ； 柑气的主要鼠分公甲挠：曰知ls申烷姗烧生成二氧化碳沽态水，砍d 5L 6L)的热量，则g烷燃烧nt热化学方程式为 ，(5)二次世界大战后始T和平利用核能69曰代到780年代，a曰c有厩座自行n计外式井月使用69覆*站。檀*坫中用校反应堆使重擅裂变释放出目大能量。得的氢气是遭过氨一氧姗抖电憾的装置实现化学能向电能的转化的若电池a9电解属为鞋性，电池69qO反应为正袄，负捉乙若电谴69辖出电流的电流强厦为刷每小时睹合咸水一h(2知曰佛加德9常数Na-6，02X10zmoi,J，电子的电量，l，oXLO：C) F： ：；， ，解析：(1)植铀光合作用生戊l加IOl需吸收能量为：日NApOX 602X10I，x：6；s3X“唁般器13923H ：，能量利用享石器气X100X：#7蚝： dIdCXl；coQL 001一l 000：iX 2)X l 66Xlo”X9Xl少2；J9X10”1- ： (3)光照射到B极板激Cq于，桩A9枉接受t屯 子SR入：极，所n。为正e，b为负G en苦需半当：“小“ (4)O福气的产生晏Q视物通过厌氧细菌在无氧的务件 下发分解反应而产生66， 、 Q1molCHi媚毙故06t热量：； 。 dH一55 9 UXl sXl5 S十mol8944bm91 (s)橇据横R应中q荷守GIu质歉守恒的规则，可m Z-92，5=S6，根据化学中所学原子结构的知识，R，一日 出Kr的原子结构a童田，并捧C酋元震在周期表中的位 置 ： ；， r Cs)用光分解水制梧的氢气在厣电漓中生成水；苦电解液 是碱，其电捉反应可表示戊：贤拓厘应：2HI一4e十 40H-2-4H20，正极反应：O：十4e十2HtO 40H；电解l小时的总电量为3600A；生成11的水 所需的电量为16X110y1，X 602X10*X 2193X19 c，每小时生成水萨质量为o；336Akz 霄幕：(1)B (2)04H一-IHe十2 Z239X 10” (3)负极 正极 L 2sXl011 ()OR( 缺氧 C汽(e)北口，(e)兰COx(ZH,O：J) 、 。址8944Hmo”(S)92 36凹21aS 曰 o (6)2HO+ZeHx十2()H 40H一4 C十zttO o 336A： ：例2能m是类存O发展n重要文撑Bg素请日答下列有 关能Q问题： (1)人类所使m66能量绝大部分来源于太”能，捕获太m 能的生物主为9eQ物，绿色植物能够n过光卉作mK 大日能转化6化9Q，SC光合作用的总&应式根Gq科举美日A杂志在1971 Q 79刊登的地球加能量资m)一文中提供的数据，到达地肆衰面90mQ辐射通过光合作用途Q捉供Q舵b：loxICNsm过光合作用每年约有 u的太m舵转化为化6能(2)人类开发月球c为时V远，科举探谓表明，A薛土壤中富t妃一3，其赍拣总量初步秸算qG looZ一500万吨，A类发利B月壤中69甄一269意义是什么， (3)煤、石油，X气、水能及生物能等是多年来大规模使用的能潭，被布为 能m(用“肯蚜能Q壕新能踩”填充，T同)；而植幢、地热，海洋能、O气及现在x有新的利用方式69女口能，m脆等被称为 撞m日本决定大规模开采晦床T面大量的冷冻日志g烷m一9采成功，埤会导致类历史上使月钳蜕料的又一墙革命，请问人类G，将开采的冷冻m态7烷属 能Q。 4)关7用水剖取二级能O氢气，L上研究方向不正确的A搁成水曰氢和都是C燃冕m罚厦胡，O咒E 水不分解66情RT使氢成为二级能源设法将太mA焦，十生高n，使水分鼾产6氧、c寻拽高效催化剂t使水分解产生氯气，同时释故橇量n寻找特辨化学物质，用T开廉能mn分解才制成 氢气(5)水能盛f再生船嚣，持续m利用它来发电，为A类提供“涫洁”GJ能Q若一*J发*n木库平q流量为Q(m2。)，落差为(m)，发屯效率为9则全年发电量A(kW+千时)是塞?(6)2知(qHl005)。十。H20蟹3。CO十3CH4十雕量，请设想这一条总反&6t实6值与意A解析：本屈广泛渺及物理，化学、生物等学科知识，对考生综合能力进行T全面考查 ：(1)地球的绿色扭榔通过光合作用把太臼能转变成植物体内的化学能储存起来，为人类和各种动物提供存所雷的能量，因此绿色植猪的光合作用是根本的这里，通过考紊光合作用n反应武，测曰学生分析、g解事物发晨变化n程66能力每年由光合作用使W4XlO，kJ9X刘5X 24X 60X 60：126X10”kj的大m能转化为化学能(2)对地外世界97解，对二十世纪自然莉学最藕发展状况39T解，也是节牛科学章养的组成部分(3)*小题考l能B分类知识，幢源取j用技术牧n分盘：常见魄潭一*年大规模使用；新te6K若干年来才始利用或过女利用过。现在x有斟b)利用方式，9瓤近待开发的梅底冷冻固态g烷(4)用化学知识判断5)水的密鹰为PlXlksm”，在1，内流水重力势脂葫少了厶lQe女，转化成的电帽为d戽?袖，即诙水电站发电功率为：9础(w)由wn惜：全年发电总量为；A，wiglOCOgc9d8780rh(kwh)(6)用秸秆、来草等农作物的废弃曲在K酵n巾产生沼气为农村搔供髓8答察：(1)6c02十6HIO些!苎苎苎lCu。汽十eOI十L 26X1011(2)He将是人类V袄胡使用6Q清洁、安全、高靛的核口变发电燃料(3)常耀 斩 新(4)Ac (5)A：8760qA?干R!时；(6)利用枯杆；杂苹，树叶兽农作物的废弃物经犊生费发酵之后便有8气产生，它农村毙掉的一种重要奉裤，也是扩大肥瘴，提高肥效b改蔷农村n生条件的重要措疙 读我曰“西气东尊工程S童田，回答T列问媳：(1)西气东输”I程的气是指西部丰富的 费S，其主要分布在 盐n，榴是宿采用 运辅方式(2)西气东赣工程共穿越戮国 十省级行政e，终点是 该资潭主要供应地a：角洲(3)酉、东输”T程有利于解决我日下列 S顷中的资Q问题：丸水费癣紧张能8浪费严重c X材短缺自器费潭分布5生产力分布不相协n(4)*T沿线城市g用清洁燃料取代部分产、生e十使月K煤炭，这特降低城布环境污染中 5染的程度(5)该盆地除述资谭外，Z蕴藏着丰富6Q石泊资潭&Y飞主要吉有 和 N科元豪，它是由 蛆成的In合物请写石油燃烧过程的化学方程式 (6)石油加工dL的布月，从提高经济效益着服，应簇R ，从Q境保护看来，r址66n择应S高N6Kn 99布RG析中体现T唯物辩证法d6 原殿解析：本圮是考查西部开发dt热点问题，与化学、驻洁等学科R篡)月锦塔里*盆地M气货源y发与酉气东尊”I霹；(2：注意看图说话(，)酉部自热资慷6京筛技术萤Q的结合；(4)蛾少煤烟敏尘对大气帕朽染i5)该考点符用所学化学知识回答(6)从工业布局的基x原理方面考虐；体现丁瞀谴联羸的观点菩案：(1)2热气 塔X水 管道(2)g 上舟 长江(3，D(4)x气(5)磺(C (H) 烃(垸烃、环G烃和芳 (6)槽费市场 上 下R 普遵联系 2信息、舵n材料矗新技术革命的；大支柱，面材料x是信息靛潭的物质基M，新材料的明又S理、化、2等多学科综古研究N成果固此新材料这一焦点将是理，化、；科记交y客通的载钵 从广科技发展史来看，材料往往Q制约发展的关键，m着新能棘技术、空间技术、懂光技术、佰9技术、现代生物技术、计算机科学等现代科学技术的发晨追切需要许多具有特殊功能的新材料薪材料n合成与应用9育漕新技术革命。8、化、生新材料科学的基础依据化?对物质结构性质的深刻S9q，c化?合成技术，在设计和舌成新材料方面，化生将起决定性的作用刚n纳米材料St是五年来研究出的一种最有B途的新材料，当前它2成为当今许多：科口J研究nd，纳米粒?曰具有的瑾学方R光学性质、光电化学性质又具有化学方M的檀化性厦g光催化性质，g此饮称为纳米材料奇异g化特性L佩416米科铰是睫世纪颜科奴席教L柬鹊宽度聚焦列侧1米 级QD山可修复人体2扭66t器2，对DNA分子进S 超徽基目修复，挹尚女人英无奈酌癌症，遣传生嫡彻底 基B突变 L基因重组 巳墓巴Z；恢 e。9：色悼；变异 l蜜蜂能识别目家N路径，是因为其体内存在磁性99米 粒t这是蜜蜂对环境的 ( ) 丸适S性 R应Q性 c遗传性 n 9异性 L纳米科技矗近十年兴起的高科技，矗人类认识自烤66 一十新层次，1恤等于 ( ) A10”m 8 10*m C1D”m D lO十：m 解析：Q米粒?是指散粒粒径为110Cam的超-撤粒， A?其襄页效皮租体C钦应，魄X板子仑有奇智Q光、电， 磁、热G质，是一种新m功Q6材料广Rm7物理、J物， &学等彝域并且&强大b)生命力 菩霉：(DC (2)B (3)A (4)B例5一种寓率物分?结构如下田所5：它是一种制造具有良好；耐热、E水的高资电艳绿材料h树