資源簡介

4.2能源的開發(fā)和利用
學(xué)習(xí)指要
一、知識要點
1．能源是人類生存發(fā)展不可缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)，并且隨著人類社會的不斷發(fā)展，人們對能源的需求量也在不斷地增加。
2．煤和石油：煤是由古代的陸地植物遺體在沼澤中大量沉積并在地殼中經(jīng)歷一系列復(fù)雜的變化逐步形成的。石油是埋藏在地底下的一種可以燃燒、容易揮發(fā)的液體，是由遠古海洋或湖泊中的低等生物遺骸在地下經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代演化而成的。兩者均是目前使用量最大的能源，卻也是不可再生能源。
3．原子能和太陽能
(1)原子能：原子核在發(fā)生變化時釋放的能量叫做原子能，簡稱核能。獲得核能一般有兩條途徑：重核裂變和輕核聚變。
(2)太陽能：太陽能是地球上最主要的能源，但目前人們直接利用太陽能的途徑還為數(shù)不多。
優(yōu)點：能量巨大、分布廣泛、無污染、安全、經(jīng)濟
太陽能
缺點：能量分散、間斷且不穩(wěn)定
太陽能儲熱：如太陽灶、太陽能熱水器
(太陽能→內(nèi)能)
目前利用太陽能的途徑主要有兩種 太陽能直接發(fā)電：如太陽能電池
(太陽能→電能)
4．合理利用和開發(fā)能源：能源的大量使用，推動著人類社會不斷向前發(fā)展。但是，對能源不合理地開發(fā)和使用，對人類的文明進程會產(chǎn)生不利影響。因此，一方面要尋找新的能源，如氫能源，避免由于使用能源而造成的污染；另一方面，要研究能源利用新途徑，改變現(xiàn)有能源利用的不合理結(jié)構(gòu)和能源利用方式。
二、重要提示
1．能源是一種物質(zhì)資源。從物質(zhì)特性來說，任何物質(zhì)總是具有一定能量的，然而能為人們所利用的作為能源的只是那些能量比較集中的物質(zhì)(如煤、石油)或物質(zhì)運動(如流水、風(fēng))。也就是說任何物質(zhì)都具有能量，但具有能量的物質(zhì)不一定是能源。
2．根據(jù)不同的分類方法，能源可分成不同的種類。以形成的方式分，可分為礦物能源和非礦物能源；以是否可再利用來分，可分為不可再生能源和可再生能源；按基本形態(tài)，可分為一次能源和二次能源；按使用的狀況分，可分為常規(guī)能源和新型能源；按對環(huán)境的影響來分，可分為清潔型能源和污染型能源。
3．人類利用能源的主要歷程古代：生物質(zhì)能和水能；第一次工業(yè)革命：煤炭；第二次工業(yè)革命：石油、電能；21世紀以后：以核能為代表的新能源被大量使用。
科學(xué)廣場
新型生物電池可用廢紙發(fā)點
2007年日本索尼公司展示了一款使用“生物電池”的隨身聽產(chǎn)品，其采用一種“有機”電池，通過“消化”食物來獲得電能，就像人一樣。不過最近該公司又展示了一款更加實用的新穎產(chǎn)品：一款能夠“消化”廢紙并將其轉(zhuǎn)化為能源的電池。
這款產(chǎn)品的原型出現(xiàn)在了去年的東京“環(huán)保產(chǎn)品一2011”展會上，它向人們展示了如何利用一種特殊的，可以分解廢紙成分的酶處理這些廢棄物并將其轉(zhuǎn)化為能源的方法。在展會演示中，這種生物電池產(chǎn)生的電能成功地驅(qū)動了一臺微型風(fēng)扇。
這種過程和傳統(tǒng)意義上的電池不同，至少在最初的一段過程中，它更像是一個消化系統(tǒng)。它采用的酶是木纖維質(zhì)酵素，可以將紙張中的纖維素分解為葡萄糖，而這正是索尼的這款電池可以將其轉(zhuǎn)化為能源的原料物質(zhì)。
現(xiàn)在索尼公司的這款電池竟然已經(jīng)可以做到這樣的程度，它的厚度可以做到非常非常薄。在展會上索尼公司甚至展示了一款內(nèi)置有這種電池的賀卡。它使用蔬菜汁作為“燃料”，產(chǎn)生的電能可以驅(qū)動賀卡內(nèi)部的音響設(shè)備播放音樂。不過盡管如此，目前這種生物電池的發(fā)電量仍然非常有限。
【例題】 以下關(guān)于煤炭資源的說法，正確的是 ( )
A．煤炭是由低等生物遺骸沉積在湖泊或淺海中轉(zhuǎn)變而成的
B．世界上的煤炭資源主要分布在中東地區(qū)
C．煤是我國能源結(jié)構(gòu)中的主體
D．我國煤炭資源豐富，但主要集中在南方
【解析】地球上古代的陸地植物在沼澤中大量沉積，在空氣不足的條件下，經(jīng)過長期復(fù)雜的變化，演變成煤；而石油是由低等生物遺骸沉積在湖泊或淺海中轉(zhuǎn)變而成的。煤主要分布在北半球的歐亞大陸和北美中部，石油主要分布在中東等地。我國的煤炭主要集中在北方，是我國能源結(jié)構(gòu)中的主要部分。
【答案】C
同步訓(xùn)練A 組
1．人類最早使用的能源是 ( )
A．草木燃料 B．木炭 C．煤 D．水能
2．能源可分為礦物能源和非礦物能源。下列能源屬于非礦物能源的是 ( )
A．石油 B．水能 C．天然氣 D．煤炭
3．以蒸汽機為標(biāo)志的第一次工業(yè)革命，使能源的利用步人了 ( )
A．水力時代 B．煤炭時代 C．石油時代 D．核電時代
4．下列關(guān)于森林資源的利用和保護的敘述，錯誤的是 ( )
A．全部保護起來禁止砍伐
B．防止濫伐林木、毀林砍伐
C．大力營造人工林，擴大森林面積
D．將合理利用森林資源和保護森林資源有機結(jié)合起來
5．氫氣是未來的理想能源。根據(jù)氫元素在自然界的存在形式及氫氣的性質(zhì)分析，在氫能源的開發(fā)和利用中，需解決的課題有 ( )
①探索廉價的制備氫氣的方法；②研究氫氣燃燒產(chǎn)物的處理技術(shù)；③開發(fā)安全、高效的儲氫技術(shù)
A．只有① B．只有② C．①② D．①③
6．關(guān)于太陽能的優(yōu)點，下列描述正確的是 ( )
①能量十分巨大；②對環(huán)境有一定的污染；③是一種取之不盡的能源；④大規(guī)模利用的技術(shù)要求低
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
7．如圖所示的是1990年和2050年世界各種能源在能源消費總量中所占的比例。根據(jù)所學(xué)的有關(guān)能源的知識和圖中的信息判斷，下列敘述正確的是。 ( )
A．石油在1990年和2050年的世界能源消費中所占的比例均最大
B．煤炭和石油等能源燃燒產(chǎn)生的二氧化碳是產(chǎn)生酸雨的主要原因
C．2050年石油的需求量小于1990年石油的需求量
D．圖中的水能是指水的化學(xué)能
8．人們將一次能源的煤加工制成二次能源的電，下列關(guān)于其主要目的的敘述，錯誤的是 ( )
A．為了便于運輸 B．為了提高利用率 C．為了使用方便 D．為了增加能量
9．保護環(huán)境、節(jié)約能源要從我做起，下列做法需要改正的是 ( )
A．及時關(guān)掉未關(guān)緊的水龍頭，養(yǎng)成人走燈滅的習(xí)慣
B．盡可能用太陽能熱水器代替電熱水器
C．及時將生活垃圾、廢電池裝在一起丟棄到垃圾箱中
D．用洗臉?biāo)疀_廁所；將廢報紙、酒瓶送到廢品收購站
10．我國現(xiàn)已建成投產(chǎn)和已開工興建的核電站主要分布在浙江、廣東、遼寧、江蘇等省，這些核電站都選址在沿海島嶼的主要目的是 ( )
A．便于運輸設(shè)備
B．便于核廢料處理
C．考慮輻射安全
D．減小可能的核泄漏所造成的影響
11．下列關(guān)于環(huán)境問題的敘述正確的是 ( )
A．環(huán)境問題是工業(yè)社會的產(chǎn)物
B．固體廢棄物不會造成環(huán)境污染．
C．清潔生產(chǎn)主要解決清潔產(chǎn)品問題
D．環(huán)境問題的本質(zhì)是發(fā)展問題
12．煤是一種常用的化石燃料，家庭用煤經(jīng)過了從“煤球”到“蜂窩煤”的變化，以前人們把煤粉加工成乒乓球大小的球體，后來人們把煤粉加工成圓柱體，并在圓柱體內(nèi)打上一些孔(如圖所示)，你認為這種變化的優(yōu)點是 。煤在燃燒時會產(chǎn)生許多污染物，為了減少煤燃燒時對環(huán)境的污染，可設(shè)法把煤轉(zhuǎn)化成清潔的燃料，將水蒸氣通過熾熱的煤層可制得較潔凈的水煤氣(主要成分為CO和H 2)，請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。煤氣廠常在家用煤氣中特意摻入少量有難聞氣味的氣體，其目的是 。
同步訓(xùn)練B組
13．沼氣是當(dāng)今已開發(fā)使用的最潔凈的氣體燃料之一，使用沼氣是解決農(nóng)村能源不足問題的一條重要途徑。下圖是沼氣產(chǎn)生和應(yīng)用的示意圖。
(1)請?zhí)顚憟D示過程中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化：
光能
生物能 化學(xué)能
能
(2)打開沼氣灶的開關(guān)，沼氣能自行噴出，從氣壓的角度分析是由于 。
(3)沼氣中除含有甲烷外，還含有二氧化碳及少量的氫氣、氮氣、硫化氫、一氧化碳、水蒸氣等。沼氣略帶臭味，你認為臭味可能來自 等氣體。
(4)從安全方面考慮，使用沼氣時一定要防止沼氣中混入 。
14．下表為“部分國家人均水資源擁有量及每萬元GDP耗水量表”。據(jù)此回答下列問題。
中國
美國
澳大利亞
法國
世界平均
人均水資源擁有量(米3)
2200
8952
18245
3357
8900
每萬元GDP耗水量(米3)
5045
514
387
288
1344
(1)由表分析可以看出 ( )
A．我國人均水資源擁有量和水資源總量均低于法國
B．我國每萬元GDP耗水量約是美國的10倍
C．我國人均水資源擁有量約占世界平均水平的l／3
D．澳大利亞人均水資源擁有量高是因為水資源特別豐富
(2)我國每萬元GDP耗水量高的主要原因是 ( )
A．工業(yè)發(fā)達，耗水量大
B．技術(shù)水平低和節(jié)水意識淡薄
C．人口眾多，生活用水量大
D．水污染嚴重
(3)建設(shè)節(jié)水型社會的主要措施是 ( )
A．加大水利建設(shè)投入
B．控制城市規(guī)模
C．提高水資源利用率
D．優(yōu)先發(fā)展工業(yè)
15．能源問題是現(xiàn)代社會發(fā)展的三大基本要素之一。
(1)在大量耗用各種能源時，會造成空氣污染的有 ；會造成水土流失和沙漠化的有
。(填序號) 。
①柴薪；②煤炭；③石油；④天然氣；⑤水能；⑥風(fēng)能；⑦太陽能；⑧地?zé)崮?br/> (2)某市城區(qū)正在進行天然氣工程建設(shè)，有人表示贊同，有人表示反對，小剛同學(xué)收集了如下兩組有關(guān)數(shù)據(jù)：
熱值(焦／米3)
當(dāng)?shù)貎r格(元／米3)
每戶月平均用氣量(米3)
更換灶具費用(元)
煤氣
約4×107
9
6
0
天然氣
約8X107
15
3
70
請你決策： (填字母)。
A．繼續(xù)使用煤氣 B．更換使用天然氣
簡單說明你作出這樣決策的理由： 。
4.2 能源的開發(fā)和利用
1．A 2．B 3．B 4．A 5．D 6．D 7．A 8．D 9．C l0．D 11．D l2．使煤與空氣的接觸面積增大，燃燒更為充分C+2O2CO +H2便于及早發(fā)現(xiàn)煤氣泄漏 l3．(1)內(nèi) (2)發(fā)酵池內(nèi)的氣壓大于外界大氣壓 (3)硫化氫 (4)空氣(或氧氣) 14．(1)B (2)B (3)C[解析：(1)我國人均水資源擁有量約占世界平均水平的l／4，而水資源總量大于法國，澳大利亞人均水資源擁有量高是人口稀少的緣故。(2)由表中數(shù)據(jù)可知，每萬元GDP耗水量較少的均為發(fā)達國家，是因其技術(shù)水平高。中國為發(fā)展中國家，技術(shù)水平低，節(jié)水意識淡薄，導(dǎo)致每萬元GDP耗水量高。(3)中國每萬元GDP耗水量大，人均水資源擁有量少，故建設(shè)節(jié)水型社會的主要措施是提高水資源的利用率。] 15．(1)①②③④ ① (2)A(或B) 更換原灶具浪費，還需要新投入(或從長遠看，更經(jīng)濟)[解析：能源分為可再生能源和不可再生能源兩大類。使用可再生能源有利于環(huán)保，大量使用化石能源(煤炭、石油)會造成環(huán)境污染，目前人類使用的能源主要是化石能源，為了降低對環(huán)境的影響，人類正積極探索開發(fā)新能源。在解答第 (2)問時要通過計算對比，然后尋找對應(yīng)的理由。由圖表可知，若使用煤氣，每個月的費用為54元；若使用天然氣，每個月的費用為45元，費用比煤氣要少，但需要70元的灶具投資，短期內(nèi)看不如使用煤氣劃算，但從長遠觀點看更劃算一些。所以，可以選擇A(或B)。]

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