新能源跟新材料

1、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 （

2、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

3、 ）、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1000C提高.到1300C，甚至1500 C以上， 热效率从30%提高到50%,重量减轻20%，燃料节省30 %50%。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

4、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

5、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

6、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6.88 x 107m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=6.63 x 10-34J s)() A9B 33；C56D79 (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=i.0073

7、口ma=4.0015 口me=0.00055 口 1 口 =1.66 x -27 10-27 Kg)? (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 ab 若电流表读数为10A，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*高一丰富的有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.n始 T和平利用核能

8、69曰代.到7 80年代，a曰c有厩座自行n计外n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 正袄一一，负捉乙若电谴69辖出电流的电流 强厦为人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，=I, oX LO ：C) F:：;., 解析： (1)植铀光合作用生戊 l 加 IOl 需吸收能量为： 日 NAApOX 6 . 02X10I , x： 6; s3XW “唁般器 1392. 3H ：， 能量利用享

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10、, 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 4e十 40H-2-4H20，正极反应：0:十 4e十 2Ht0 = 40H ;电解I小时的总电量为 3600A ;生成1川1的水 所需的电量为 1. 6X110y1 , X 6 . 02X10*X 2 = 1. 93X19 c,每小时生成水萨质量为o； 336Akz . 霄幕：(1)B(2)04H 一-IHe 十 2Z= 2. 39X 10”(3)负极 正极 L

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12、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 ( ) A . 10” m 8 10*m C. 1D m D 10 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Rm m7物理、J物， &学等彝域并且&A强大b)生命力. 菩霉： (DC (2)B (3)A (4)B E 水的高资电艳绿材 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、 料h 树脂，这是由 3 种单体在一定条件 7 遗过 Q6 聚反应，脱掉 小分子 H： 0 而 t 虞的试由该高幕物的靖构准断合成盏 高聚吻的3种单体g6结构筒式是， 其物质 60 量之 k 为： 。 解6:由赢分子Q链节中馒供的信人：辈Ff、E羟摹、且Q 酚赶基的邻位连有 cHI 贝于团联想到酚