資源簡介

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第2節 能源的開發和利用
聯想情景導入
我們已經認識了各種形式的能。運轉的發電機產生電能，燈泡發光產生光能……我們生活中利用了這些能量，它們的來源在哪里 或者說我們利用了哪些種類的能源
重點知識詳解
一、人類離不開能源
能源的種類是多種多樣的。煤、石油、天然氣等都是埋藏在地底下能夠提供能量的
物質，通常被稱為礦物能源。人們常常將在自然界采集到的能源轉化為其他形式的能量
用于生產和生活。隨著人類社會的不斷發展，人們對能源的需求量也在不斷地增加。
二、煤和石油
1．煤：煤的主要成分是碳，它是由地球上古代的陸地植物在沼澤中大量沉積，經長期
演變而成的。煤的能量是由太陽能轉化而來的。世界上的煤主要分布在亞歐大陸、 北
美洲中部、南非。21世紀教育網
2．石油：石油是埋藏在地下的一種可燃性液體能源，是由多種物質組成的混合物。我
們平時使用的汽油、煤油和柴油都是從石油中提煉出來的。世界上石油比煤的貯量
少得多，分布也更不均衡。
各國基礎能源中原油所占比例
三、原子能和太陽能
1．原子能：核能是通過原子核的裂變和聚變而釋放出能量。l千克鈾235通過裂變反
應釋放的能量相當于燃燒2500噸標準煤所釋放的能量，1千克氘、氚發生聚變反應
釋放的能量比裂變鈾235釋放的能量還要大4倍。由于核動力的燃料是核燃料，相
比于煤或石油的優點是無空氣污染，無漏油等問題。它的唯一缺點是存在放射性污
染。21世紀教育網
2．太陽能：太陽每秒鐘照射到地球上的能量相當于600萬噸的標準煤釋放的能量。太
陽能是一種取之不盡、用之不竭的能源，而且不會污染環境。
太陽灶 太陽能熱水器
航天器 太陽能發電裝置
四、合理利用和開發能源
能源的大量使用，大大提高了人們的生活質量，推動著人類社會不斷向前發展。但是，對能源不合理的開發和使用，也對人類文明的進程產生了一定的負面影響。改變現有能源利用的不合理結構和能源利用方式，探究能源利用新途徑，是解決當前人類能源問題的又一重要出路。
經典例題解析21世紀教育網
[例l] 為防止環境污染和溫室效應的加劇，下列燃料最理想的是 ( )
A．煤 B．氫氣 C．石油 D．酒精
[解析] 燃燒煤和石油容易產生有害氣體，對空氣造成污染。同時煤和石油燃燒后產生二氧化碳，使溫室效應加劇。酒精燃燒后生成二氧化碳，使溫室效應加劇。而氫氣燃燒后只生成水，既不污染空氣，也不使溫室效應加劇。
[答案] B
[例2] 能源問題是現代社會發展的三大基本要素之一。能源家族中有：①柴薪 ②煤炭
③石油 ④天然氣 ⑤水能 ⑥風能 ⑦太陽能 ⑧地熱能等，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) 21世紀教育網
[解析] 以柴薪、煤炭、石油作燃料會產生有害氣體或粉塵，對空氣造成污染。以柴薪為燃料，會造成地表植物遭到大量破壞，造成水土流失和沙漠化。21世紀教育網
[答案] ①②③ ①
[例3] 目前，我國的能源供應面臨著許多問題，如能源的消費結構不合理、區域分布不均
衡、利用率不高等，這已成為整個社會發展的制約因素。
(1)下圖是2002年我國與世界能源的消費結構對比圖。從圖中可以看出，我國與世界能源消費結構的主要差異是___________。
我國的這種能源消費結構對空氣造成的污染十分嚴鶯。某校科學興趣小組為測定校園附近空氣SO2的含量，采用如圖所示的實驗裝置，反應的化學方程式為：Br2+2H20+S02=H2S02+2HBr。21世紀教育網
(黃色) (無色)
實驗中，當觀察到——時，應立即停止通人空氣。
(2)我國能源生產和消費的地區差異很大。下圖是l998年我國東、中、西部的能源生產和消費占全國的比例情況。從圖中可以看出，能源相對短缺的是__________地區。為了達刮區域發展與能源資源間的平衡，近年來國家出臺了很多政策，推出了許多重大建設工程，試舉一例：_________________。
生產量占全國百分比 消費量占全國百分比
[解析] 本題要求根據信息應用化學知識，是一題綜合題，主要考查了我國煤炭資源的利用情況。
[答案] (1)我國以煤炭為主要能源，而世界的主要能源是石油和天然氣(寫出我國的主要能源是煤炭均可)瓶中液體由黃色變為無色
(2)東部 西氣東輸(或西部大開發、三峽工程、西電東送等)
考點應試必備21世紀教育網
1．氫氣是未來的理想能源。根據氫元素在自然界的存在形式及氫氣性質分析，在氫能源的開發和利用中，需解決的課題有 ( )
①探索廉價的制氧氣的方法；②研究氫氣燃燒產物的處理技術；③開發安全、高效的儲氫技術。
A．只有① B．只有② C．①和② D．①和③
2．下列做法中最有利于環境保護的是 ( )
A．多用天然氣代替煤和石油 B．廢電池與其他廢品一起填埋
C．用核能代替水力發電 D．開發太陽能取代煤、天然氣供熱
3．下列不屬于化石燃料的是 ( )
A．天然氣 B．煤 C．石油 D．乙醇
4．下圖所示的是1990年和2050年世界各類能源在消費總量中所占的比例。根據你所學的有關能源的知識和圖中的信息判斷下列敘述，正確的是 ( )
1990年 2050年
A．石油在1990年和2050年的世界各類能源消費中所占的比例最大
B．煤炭和石油等能源燃燒產生的二氧化碳是產生酸雨的主要原因
C．2050年石油的需求量大于1990年石油的需求量
D．圖中的水能是指水的化學能21世紀教育網
5．為緩解電力緊張的狀況，開發利用新能源，我國陸續建成了一些核電站。關于核電站，下列說法正確的是 ( )
A．核電站使用的核燃料是石油或天然氣
B．核反應堆中發生的是不可控制的核裂變
C．核電站發電的能量轉化過程是：核能→內能→機械能→電能
D．核電站產生的核廢料可以像生活垃圾那樣被處理或進行二次加工利用
6．下列能源在利用時對環境污染最厲害的是 ( )
A．太陽能 B．風能 C．煤 D．電能
7．北京奧運會“綠色、科技、人文”的理念已落實到梧關工作中，奧運圣火在珠穆朗瑪峰的傳遞中創造了諸多奧運圣火傳遞的奇跡。設在海拔5200米處的大本營把太陽能作為工作和生活的能源：建起如下圖所示的由太陽能光伏板(太陽電池)組成功率達到10kW的光伏小電站。關于太陽能光伏發電站，下面說法正確的是 ( )
A．這個發電站工作時將太陽能轉化為內能
B．這個發電站工作時將電能轉化為光能
C．這個發電站工作時不會對周圍環境產生污染
D．這個發電站在任何時候都能正常工作21世紀教育網
8．下列裝置中不是直接利用太陽能的是 ( )
A．電冰箱 B．太陽灶
C．光電池 D．太陽能熱水器
9．關于太陽能的下列說法中，不正確的是 ( )
A．太陽能分布廣闊，獲取比較方便
B．太陽能安全、清潔，利用太陽能不會給環境帶來污染
C．太陽能是可供人類利用的一種新能源，但無法被人類直接利用
D．對于人類來說，太陽能幾乎是一種取之不盡、用之不竭的永久性能源
10．下列能源中，在使用時最安全、最清潔的是 ( )
A．煤氣 B．核能 C．電能 D．太陽能
11．在青島設立的2008年奧運會帆船比賽場地，采用的是風力發電機給路燈供電。風力發電是將________能轉化為__________能。21世紀教育網
12．人類的生產和生活都離不開燃料。下面是人類大規模使用燃料的大致順序：木柴→木炭→煤→石油、天然氣。這些燃料中屬于化石燃料的是____________。這些化石燃料屬于 ______________(填“純凈物”或“混合物”)，其中通常被稱為“清潔能源”的是___________。
13．能源是人類社會存在和繁榮的物質基礎之一，下圖甲為近兩個多世紀以來，人類能源消耗曲線圖，下圖乙為某燃煤電廠全景圖。
(1)由圖甲可知，自1950年以來，人類能源消耗的情況是 ( )
A．顯著增長 B．平穩增長
C．穩中有降 D．顯著減少
(2)圖乙中的電廠發電功率為1×107kW，要維持這樣的發電功率，該廠每小時約需燃燒5×106kg煤，這些煤完全燃燒可產生的熱量大約是___________J，煤燃燒過程中，排放到大氣中的有害物質可達l.2×106kg，從環保角度分析，這種燃煤電廠存在的主要問題是 _________________________。(煤的熱值是3×107J／kg) 21世紀教育網
(3)為了減少有害物質二氧化硫(SO2)的排放，該電廠在原煤中加人生石灰，使煤中的硫在燃燒中轉化為CaS04而混入爐渣被除去。該反應的化學方程式是______________
______________________________。
14．2008年北京奧運會的標志性工程——國家體育館(“鳥巢”工程)采用太陽能電力這一綠色能源。2007年年底在紐約交易所上市的無錫尚德太陽能電力有限公司被選中為“鳥巢”的十二個主通道安裝太陽能發電系統。
(1)若為“鳥巢”工程提供的130kw太陽能發電系統連續正常工作1h，可得到多少電能
(2)尚德公司今年的產品將達到2．4×104w的發電功率，進入全球第四名。若這些產品提供的電能改由火力發電來提供，則每秒鐘將增加約99kg的二氧化碳排放量，造成大氣污染。已知在通常情況下二氧化碳氣體的密度為1．98kg／m3，則一秒鐘增加的二氧化碳氣體在通常情況下的體積有多大
(3)尚德公司產品的光電轉化率(光能轉化為電能的效率)目前在國內同行處于領先水平。現有該公司生產的接收面積為2m2的太陽能電池板，其光電轉化率為17％。如果太陽光照射到該電池板時每平方米面積上的輻射功率為1．0×103W，則它的發電功率是多大
15．社會發展到今天，能源危機開始困擾人類。人們正在尋找各種可能的未來能源，以維持人類社會的持續發展。2006年5月24日，歐盟、美國、中國、日本、韓國、俄羅斯和印度在布魯塞爾歐盟總部草簽了一系列關于國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)的協議。這是人類開發新能源的一個重大嘗試，也是中國以完全平等的地位參加的最大的國際科技合作項目。
熱核聚變是在上億攝氏度的高溫條件下利用氫的同位素氘、氚在可控情況下發生的核聚變。聚變反應中釋放出來的核能提供大量的熱量，就像造出一個“人造太陽”。反應后的生成物是無放射性污染的氮。
預期于2010年建成的實驗反應堆，可以在16min產生l.44×1012J的熱量。據媒體報道：1L海水提取的氫的同位素，在完全聚變反應中釋放的能量，相當于300L汽油完全燃燒所釋放的熱量。請根據所提供的數據進行估算，21世紀教育網
并回答以下問題：
(1)若汽油的密度約為0.7×103kg／m3，300L汽油的質量是多少 (1L=1×10-3m3)
(2)若汽油的熱值約為5× 107J／kg，300L汽油完全燃燒能釋放多少熱量
(3)需要從多少L海水中提取氫的同位素，在發生聚變時才可以產生1.44×1012J的熱量 若這些熱量轉化為電能的效率為50％，則它可以供給一臺 功率是2kW的空調正常工作多少h 21世紀教育網
(4)你知道嗎 在安徽省合肥市科學島上也有一臺“人造太陽”。閱讀了上述材料和數據后，你一定會有很多感受，談談你對“人造太陽”的認識。21世紀教育網
參考答案：
第2節 能源的開發和利用
1．C 2．D 3．D 4．A 5．C 6．C 7．C 8．A 9．C l0．D
ll．風 電 l2．煤、石油、天然氣混合物天然氣
l3．(1)A
(2)1.5×1014 向空氣中排放粉塵和含SO2的廢氣，造成空氣污染
(3)2CaO+2S+3O2===2CaSO4
l4．(1)130kW·h (2)50m3 (3)340W
15．(1)210kg (2)1.05×1010 J (3)1.37×102L 1×105h (4)提示：從人類的可持續發展、環保、對中國國力的認識、安全等各方面回答均可。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品資料·第 9 頁 （共 9 頁） 版權所有@21世紀教育網

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