第二十二讲能源

第二十二讲能源与可持续发展,中考第一轮复习课件,能源的分类：(1)一次能源：_(选填“可”或“不可”)从自然界直接获取,如风能、地热能、核能、太阳能等。(2)二次能源：_(选填“可”或“不可”)从自然界直接获取,如电能等。(3)可再生能源：可从自然界_地得到,如_、_、水能等。(4)不可再生能源：消耗后不可_从自然界得到补充,如化石能源、_等。(5)化石能源：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,如_等。,可,不可,源源不断,风能,太阳,能,短期内,核能,煤、石油、天然气,1.原子和原子核：(1)原子的组成：由带正电的_和带负电的_组成。(2)原子核的组成：由带正电的_和不带电的_组成。,原子核,电子,质子,中子,2.核能：(1)概念：质量_的原子核发生分裂或者质量_的原子核相互结合时释放出的巨大能量。(2)获得核能的途径：裂变和聚变。裂变：用中子轰击质量_的铀235原子核,使其变成两个质量_的原子核时释放出的巨大的能量。利用裂变释放出的能量可以制造_,它是不可以控制的。聚变：质量_的原子核在超高温下结合成新的原子核释放出的巨大的能量。利用聚变释放出的能量可以制造_。(3)核电站：利用_发电,核心设备是_。,较大,较小,较大,中等大小,原子弹,很小,氢弹,核反应堆,核能,3.太阳能：(1)本质：太阳内部氢原子核在超高温下发生_,释放出的巨大核能。(2)利用。用集热器把物质_。用太阳能电池把_能转化为_能。,聚变,加热,太阳,电,1.能量转移和转化的方向性：能量的转移和转化过程是有_性、_的。2.能源的可持续发展：(1)_能源的利用率,_能源使用对环境的破坏。(2)发展新的_能源。,方向,不可逆,减少,提高,理想,如图所示是一种风光互补式路灯,该路灯装有风力和太阳能发电装置。,(1)太阳能、风能是次能源;也是(选填“可再生”或“不可再生”)能源。(2)白天,太阳能电池板将能转化为电能;有风时,小风扇将能转化为电能,并将电能储存在蓄电池中,这时能转化为能。(3)太阳是一个巨大的“核能火炉”,核能的获得是核_(选填“裂变”或“聚变”)。,参考答案：(1)一可再生(2)太阳风电化学(3)聚变,【方法技巧】能源的种类辨析(1)辨别一次能源与二次能源：一次能源是从自然界中直接获得的天然能源;二次能源不能从自然界中直接获得,必须经过一次能源的消耗才能够得到。(2)可再生能源与不可再生能源都是相对一次能源而言的,只有自然界中现存的、可直接取用的能源才属于这一范畴。,【拓展延伸】生物质能生物质能,就是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。,【典例1】(2013烟台中考)下列一次能源中,属于可再生能源的是()A.风能B.核能C.石油D.天然气【思路导引】判断关键是分析能否在短期内得到补充。【精讲精析】选A。本题考查能源的分类。石油、天然气是化石能源,在短时间内很难恢复,属于不可再生能源;核能也属于不可再生能源。故选A。,1.应用核电站(核反应堆)：(1)原理。(2)能流图：,2.特点：(1)消耗的燃料少、废渣少。(2)成本低,在一些发达国家核能已成为常规能源,我国的核电事业发展也很快。(3)特别适合缺少煤、石油和水力资源的地方。(4)需防止放射性物质的泄漏,避免放射性污染,确保安全。(5)核电站使用过的核燃料核废料,由于具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方。,【拓展延伸】当今的核武器原子弹是第一代核武器,“原子弹”是利用核裂变原理由中子轰击铀235或钚239,使其原子核裂开产生巨大能量,包括冲击波、瞬间核辐射、电磁脉冲干扰、核污染、光辐射等杀伤作用。,“氢弹”是第二代核武器,是利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。氚和氘聚变产生比原子弹更加巨大的能量,对于相同质量的核燃料,氢弹的聚变反应放出的能量是铀核裂变反应放出能量的4倍以上;而且氢弹爆炸实际上是两颗核弹爆炸(原子弹和氢弹),所以说氢弹的威力比原子弹更大。当然,不能用大当量的原子弹与小当量的氢弹来比较了。第三代核武器是中子弹,以氘和氚聚变原理制作,以高能中子为主要杀伤力的核弹。,第四代核武器是核定向能武器,正在研制中,因为这些核弹不产生剩余核辐射,因此可作为“常规武器”使用,主要种类有：反物质弹、粒子束武器、激光引爆核炸弹、干净的聚变弹、同质异能素武器等。第四代的另一特点是突出某一种效果,如突出电磁效应的电磁脉冲弹,使通讯信号混乱。它可以使高能激光束、粒子束、电磁脉冲等离子体定向发射,有选择地攻击目标。能量更集中,有可控制的特殊杀伤破坏作用。,【典例2】(2013泸州中考)下列关于核能的说法中,正确的是()A.核能和煤、石油一样都是常规能源,而不是新能源B.核能和太阳能、风能、水能一样都是可再生能源C.原子核发生裂变和聚变都会释放巨大的能量,这就是核能D.氢弹的爆炸就是核裂变发生链式反应的结果,【思路导引】解答本题的关键点：(1)核能的理解。(2)裂变与聚变的区别。(3)原子弹、氢弹的原理。【精讲精析】选C。本题考查对核能的理解。能源家族的种类很多。煤、石油、天然气是通常使用的能源,属于常规能源;核能是20世纪中叶以来才被利用的,属于新能源,也属于不可再生能源。天然气是化石能源,用完了就没有了,属于不可再生能源,太阳能、生物质能属于可再生能源。原子弹是核裂变发生链式反应的结果,而氢弹是发生核聚变的结果。,【失误档案】核能是原子核发生变化时释放的能量,不是原子核具有的内能,也不是物质发生化学反应的化学能。,【变式训练】(2011岳阳中考)2011年3月11日,日本地震导致福岛核电站发生爆炸,引起人们极度恐慌,向全球敲响安全利用核能的警钟。核电站的核反应堆中发生的是核(选填“聚变”或“裂变”),此次核电站爆炸引起人们恐慌的原因是(写出一点即可)。,【解析】本题考查核裂变和核聚变的问题。核能的利用有裂变和聚变两种方式,裂变分：可控核裂变,如核电站的核反应堆的核裂变;不可控核裂变,如原子弹爆炸时的裂变。聚变是不能控制的。由于核电站爆炸后会发生核泄漏,发生核辐射,故引起人们的恐慌。答案：裂变发生核辐射,2011年3月11日,日本发生了里氏9.0级特大地震,福岛第一核电站机组相继发生爆炸,原因是冷却系统故障。即使停堆,反应堆的温度也会快速升高,进而发展到燃料熔化等事故发生。如图是正常状态核电站的示意图。,(1)从反应堆到发电机,能量的转化过程是：核燃料的能水的能汽轮机的机械能发电机的能。(2)用水作循环冷却剂,原因是水的较大。,【解析】(1)反应堆释放出的是核能,在反应堆中转化为水的内能;水受热变成高温高压的蒸汽冲出涡轮,转化为机械能,从而带动发电机发电,输出电能。(2)水的比热容较大,相同质量的水和其他物质作冷却剂,水能带走更多的热量。答案：(1)核内电(2)比热容,1.能源宝库：太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源。生物质能、风能、化学能、海洋能、水能等都来自太阳能。广义来说,太阳能包含以上各种可再生能源。2.优点：(1)普遍：处处皆有,可直接开发和利用。(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁的能源之一。(3)巨大：现今世界上可以开发的最大能源。(4)长久：太阳的能量是用之不竭的。,3.利用方式：(1)直接转化为内能。(2)用太阳能电池把太阳能转化为电能。,【典例】(2012烟台中考)太阳能清洁无污染,是人类能源的宝库。太阳能属于(选填“一次”或“二次”)能源。太阳能是在太阳内部氢原子核发生释放出的能。【思路导引】解答本题的关键点：(1)太阳能的来源是核聚变;(2)太阳能是直接从自然界获得的能源。,【精讲精析】太阳能可以直接从自然界中获取,不是通过人类加工获得,属于一次能源。太阳能是太阳内部原子核发生聚变释放的能量。答案：一次聚变【方法归纳】(1)在利用太阳能加热时，一般将物体涂成黑色，黑色物体吸热能力强。(2)太阳灶(或太阳能热水器)、太阳能电池的转化效率为：,【变式训练】充分利用太阳能,符合节能减排的理念。太阳能热水器(如图所示)已走进了千家万户,小明家的太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2m2,热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52106J,热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能,若光照3h可以使热水器内初温为20、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度?已知水的比热容是4.2103J/(kg),【解析】太阳能热水器3h接收的热量：Q1=2.5210623J=1.512107J100kg的水吸收的热量：Q2=50Q1=501.512107J=7.56106J100kg的水升高的温度：答案：18,1.某市的能量资源正在逐步得到应用。下列能源中属于不可再生能源的是()A.太阳能B.潮汐能C.天然气D.风能,【解析】选C。本题考查能源的分类。使用之后可以在短时间内从自然界中再次产生的能源是可再生能源,使用之后短时间内无法在自然界中再次产生的能源是不可再生能源。因此,煤、石油、天然气等化石能源和核能是不可再生能源。太阳能、水能、风能、潮汐能等是可再生能源,故选C。,2.在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天,人类应特别重视下列哪种能源的利用()A.太阳能B.煤炭C.石油D.天然气【解析】选A。本题考查新能源的相关知识。B、C、D三项中都是化石燃料,属于不可再生能源,且在利用时都有有害气体排出,污染大气,而太阳能清洁环保、节能,是当前需大力开发和利用的新型能源,故选A。,3.福州江滨大道缤纷园入口处安装了两盏“风光互补”景观节能灯,如图所示,它“头顶”小风扇,“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是()A.太阳能电池板是将太阳能转化为电能B.小风扇是用来给太阳能电池板散热的C.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能,【解析】选A。本题考查能量的转化。太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能,A项正确;小风扇是风力发电机,工作时将机械能转化为电能,B、C项错;蓄电池放电时,将化学能转化为电能,D项错。,4.芜湖核电项目已定址繁昌县荻港镇徐圩村芭茅山。核电站所用的核燃料属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源,在反应堆中,核燃料发生释放出大量的核能,最后发电机利用原理产生电。芜湖核电项目建成后,四台机组年发电总量约为31010kWh,这些电能相当于完全燃烧kg的烟煤释放出的热量(烟煤的热值为3107J/kg)。,【解析】本题考查核能的利用。核电站的核心是核反应堆,它以铀为核燃料,反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能,内能转化成汽轮机的机械能,带动发电机利用电磁感应原理转化为电能,Q=W=31010kWh=1.081017J,相当于完全燃烧烟煤释放出的热量。答案：不可再生核裂变电磁感应3.6109,1.(2012南充中考)人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗,由于人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长。下列能源中既属于一次能源又属于可再生能源的是()A.石油B.太阳能C.天然气D.核能,【解析】选B。本题考查能源的分类。石油、太阳能、天然气、核能都是一次能源,但石油、天然气、核能不能在短时间内从自然界中得到补充,是不可再生能源,而太阳能是取之不尽、用之不竭的,可以从自然界中源源不断地得到,是可再生能源,故选B。【方法技巧】能源的分类是按照不同角度划分的。同一种能源可能归属于不同的能源类别,在分析时关键是弄清题目是从哪个角度进行考查的。,2.(2011崇左中考)为缓解电力紧张的状况,我国多措并举：合理调煤保电、优化利用水能资源、开发利用新能源,近年来陆续建成了一些核电站。如图为核电站发电流程图,在核电站发电过程中,关于核能的获取途径与能量转化顺序,下列说法中正确的是()核反应堆汽轮机发电机电A.聚变;核能内能化学能电能B.聚变;核能内能机械能电能C.裂变;核能内能机械能电能D.裂变;核能内能化学能电能,【解析】选C。无论核裂变还是核聚变释放的能量都是核能,利用核能加热,生成高温、高压的水蒸气,带动汽轮机转动,汽轮机带动发电机发电,实现能量的依次转化,选项C正确。【误区警示】核能是使原子核分裂或重新聚合时所放出的巨大的能量,它与内能是完全不同的两个概念,其属性没有可比性,即核能的大小与内能的大小没有任何关系。,3.(2011无锡中考)关于能源的利用,下列说法正确的是()A.大量使用石油产品会造成大气污染,所以应该停止开采石油B.安全利用核能特别要注意防止核泄漏,以免造成环境污染C.修筑拦河坝建造水电站利用水能发电,有百利而无一害D.天然气是一种清洁能源,人类可以无穷无尽地开发,【解析】选B。本题考查能源利用及环保的相关知识。虽然石油会造成大气污染,但是目前仍然是主要的能源之一,不能禁止开采石油,因此A错误;核能的威力巨大,合理的利用可以造福人类,但是要注意防止核泄漏,因此B正确;修筑拦河坝建造水电站利用水能发电,也有不利的一面,如可能造成水太多或太少,破坏生态平衡,因此C错误;天然气虽然是一种清洁能源,但它是不可再生能源,不可能无穷无尽地开发,因此D错误。,【误区警示】(1)能源是一种物质,是一种可以提供某种形式能量的物质。(2)能源和能量是两个不同的物理量。能源是为人类提供能量的物质资源,而能量则是物体做功本领的一个量度。,4.(2013滨州中考)我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反”调查,这是迄今为止对我国最大规模的贸易诉讼。光伏产品利用太阳能的最佳方式是光伏转换,利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。下列说法中正确的是()A.光伏效应是将太阳能转化为电能B.太阳能是不可再生能源C.太阳能和电能都属于一次能源D.化石能源和太阳能都是取之不尽、用之不竭的,【解析】选A。本题考查对太阳能的利用。利用照射到硅材料上的太阳光发电,是将太阳能转化为电能,A正确;太阳能可以源源不断地得到,故属于可再生能源,电能是人们通过一定的方式利用其他能源转化而来的,属于二次能源,则B、C错误;太阳能蕴藏量极其广大,但是化石能源储量是一定的,不是短期内形成的,必须合理、节约使用,故D错误。,5.(2012黄冈中考)我国南海海底蕴藏着大量的“可燃冰”,它是天然气和水在低温高压下形成的固态物质,因外形晶莹剔透,酷似冰块却能燃烧而得名