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第二十二章 能源與可持續(xù)發(fā)展,一、能源的分類 1.一次能源:可以_____從自然界獲得的能源。如風(fēng) 能、水能、地?zé)崮?、核能、太陽能等?2.二次能源:無法從自然界直接獲取,必須通過消耗 _________才能得到的能源。如電能等。,直接,一次能源,3.化石能源:動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成,如煤、石油、天然氣等。 4.21世紀(jì)的能源趨勢:開發(fā)新能源,更好地利用已知能源。,二、核能 1.概念:質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時釋放出的巨大能量。,2.獲得途徑:裂變和聚變。 (1)裂變。 ①定義:用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核,使其發(fā)生裂變,變成兩個質(zhì)量中等大小的原子核,同時釋放出巨大的能量。,②應(yīng)用:核電站。 a.利用核能發(fā)電,核心設(shè)備是_________。 b.能量轉(zhuǎn)化:核能→___能→_____能→電能。 c.核反應(yīng)堆發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是_____控制的。 ③原子彈爆炸時發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是不加_____的。,核反應(yīng)堆,內(nèi),機(jī)械,可以,控制,(2)聚變。 ①定義:如果將某些質(zhì)量很小的原子核,例如氘核(由一個質(zhì)子和一個中子構(gòu)成)與氚核(由一個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成),在超高溫下結(jié)合成新的原子核——氦核,也會釋放出巨大的核能,這就是聚變。 ②應(yīng)用:_____利用的就是聚變在瞬間釋放的能量。,氫彈,三、太陽能 1.太陽——巨大的“核能火爐”:在太陽內(nèi)部,氫原 子核在超高溫下發(fā)生_____,釋放出巨大的核能。 2.太陽是人類能源的寶庫:地球在這50億年中積累的 太陽能是我們今天所用大部分能量的源泉。煤、石 油、天然氣是地球給人類提供的最主要的一次能源。,聚變,3.太陽能的利用: (1)太陽能轉(zhuǎn)化為_____:如用集熱器加熱水。 (2)太陽能轉(zhuǎn)化為_____:如太陽能電池。 (3)太陽能轉(zhuǎn)化為_______:綠色植物的光合作用。,內(nèi)能,電能,化學(xué)能,四、能源與可持續(xù)發(fā)展 1.能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性:能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化 過程是有_____性、_______的。 2.能源的可持續(xù)發(fā)展: (1)_____能源的利用率,減少能源使用對環(huán)境的 破壞。 (2)發(fā)展新的理想能源。,方向,不可逆,提高,3.不可再生能源:消耗后_____在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源。如化石能源、核能等。 4.可再生能源:_____從自然界源源不斷地得到的能源。如風(fēng)能、太陽能、水能等。,不能,可以,【教材圖解診斷自測】 1.如圖所示的核反應(yīng)是_____,可利用此反應(yīng)制造 _____。,聚變,氫彈,2.目前直接利用太陽能的方式主要有兩種。如圖甲, 樓頂上的太陽能集熱器為住戶提供熱水,將太陽能轉(zhuǎn) 化為___能;如圖乙,太陽能涼帽上的電池板把太陽能 轉(zhuǎn)化為扇葉的___能。,內(nèi),動,3.如圖,汽車散失的熱不能收集起來,說明能量的轉(zhuǎn) 移和轉(zhuǎn)化的過程是不可逆的,具有_____性。,方向,考點1 能源的分類,【特別提醒】 (1)“不可再生能源”和“可再生能源”是對于一次能源而言的。 (2)常規(guī)能源與新能源的劃分是相對的,它們的區(qū)別是利用時間上的差異,隨著時間的推移和科技的進(jìn)步,現(xiàn)在所說的新能源會逐漸成為常規(guī)能源。,【典例1】(2017棗莊中考)下列能源屬于可再生能源的是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號59944259( ) A.風(fēng)能 B.煤 C.核能 D.石油,【解題探究】解答本題時思考以下兩個問題: (1)什么是可再生能源? (2)什么是不可再生能源? 提示:(1)可以長期提供或可以再生的能源屬于可再生能源。 (2)消耗后很難再生的能源屬于不可再生能源。,【精講精析】選A。本題考查能源的分類。能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源;一旦消耗,短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源。煤、石油、核能是不可再生能源,風(fēng)能是可再生能源,故選A。,【典例2】(2016百色中考)下列四種能源中屬于二次能源的是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號59944260( ) A.電能 B.風(fēng)能 C.水能 D.太陽能,【精講精析】選A。提取題中信息 信息1:一次能源:能夠從自然界中直接取得的能源,例如風(fēng)能、水能、太陽能。 信息2:二次能源:無法從自然界直接獲取,必須通過消耗一次能源才能得到,例如電能。,【備選例題】 1.(2016揚(yáng)州中考)下列能源中屬于可再生能源的 是 ( ) A.煤炭 B.太陽能 C.石油 D.核能,【精講精析】選B。本題考查能源的分類。煤、石油、天然氣、核能等在地球的儲量是有限的,消耗后不可能再生,屬不可再生能源;太陽能、風(fēng)能、水能等可從自然界不斷獲得且可重復(fù)利用,屬可再生能源,故選B。,2.(2016齊齊哈爾中考)新能源的開發(fā)來源于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,太陽能作為新能源廣泛應(yīng)用于實際生活中,該能源屬于 (選填“可再生”或“不可再生”)能源,其優(yōu)點是 (說出一點即可)。,【精講精析】太陽能短時間內(nèi)可以再生,故是可再生能源,太陽能環(huán)保節(jié)能,且利用方便。 答案:可再生 節(jié)能環(huán)保,【知識拓展】生物質(zhì)能 生物質(zhì)能,就是太陽能以化學(xué)能形式儲存在生物質(zhì)中的能量形式,即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用,可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源,同時也是唯一一種可再生的碳源。,考點2 核能及其應(yīng)用 1.裂變和聚變的比較:,2.應(yīng)用——核電站(核反應(yīng)堆): (1)原理:核反應(yīng)堆裂變→高溫高壓蒸汽→汽輪機(jī)→發(fā)電機(jī)→電能。 (2)能流圖: 核能 → 內(nèi)能 → 機(jī)械能 → 電能,,,,,【典例3】(2016瀘州中考)我國核動力潛艇“長城號”利用核反應(yīng)堆中發(fā)生的 (選填“核裂變”或“核聚變”)提供動力。核能屬于 (選填“可再生”或“不可再生”)的新能源。,【解題關(guān)鍵】解答本題抓住以下關(guān)鍵: 關(guān)鍵1:知道核能利用的兩種方式。 關(guān)鍵2:明確能源的分類。,【精講精析】本題考查了核能的特點及能源的分類。 核能屬于不可再生的新能源。核能蘊(yùn)藏著巨大的能量,可控的核裂變可以用于核電站發(fā)電,核動力潛艇“長城號”利用核反應(yīng)堆中發(fā)生的核裂變提供動力。 答案:核裂變 不可再生,【典例4】(2017煙臺中考)核能的釋放有 和 兩種方式,太陽能的產(chǎn)生 是通過 方式。,【精講精析】本題考查核能的利用。獲得核能有兩個途徑:核裂變和核聚變,兩種核反應(yīng)都可產(chǎn)生很大的能量;在太陽內(nèi)部不斷發(fā)生核聚變,釋放出大量的能量,給我們帶來光和熱。 答案:核裂變 核聚變 核聚變,【備選例題】 (2016內(nèi)江中考)“低碳環(huán)?！笔钱?dāng)今世界的主題, 太陽能已被人們廣泛利用。太陽能來自于太陽內(nèi)部 的 (選填“核裂變”或“核聚變”),太陽發(fā) 出的光以 km/s的速度向周圍空間傳播(不計 空氣的影響)。,【精講精析】由較輕的原子核聚合成較重的原子核時,會釋放出巨大的能量,這是太陽內(nèi)部每時每刻進(jìn)行的核聚變反應(yīng);光在真空中的傳播速度為3108m/s,即3105km/s。 答案:核聚變 3105,【知識拓展】當(dāng)今的核武器 原子彈是第一代核武器,“原子彈”是利用核裂變原理——由中子轟擊鈾235或钚239,使其原子核裂開產(chǎn)生巨大能量,包括沖擊波、瞬間核輻射、電磁脈沖干擾、核污染、光輻射等殺傷作用。,“氫彈”是第二代核武器,是利用原子彈爆炸的能量點燃?xì)涞耐凰仉?、氚等輕原子核的聚變反應(yīng)瞬時釋放出巨大能量的核武器。氚和氘聚變產(chǎn)生比原子彈更加巨大的能量,對于相同質(zhì)量的核燃料,氫彈的聚變反應(yīng)放出的能量是鈾核裂變反應(yīng)放出能量的4倍以上;而且氫彈爆炸實際上是兩顆核彈爆炸(原子彈和氫彈),所以說氫彈的威力比原子彈更大。當(dāng)然,不能用大當(dāng)量的原子彈與小當(dāng)量的氫彈來比較了。,第三代核武器是中子彈,以氘和氚聚變原理制作,以高能中子為主要?dú)Φ暮藦棥?第四代核武器是核定向能武器,正在研制中,因為這 些核彈不產(chǎn)生剩余核輻射,因此可作為“常規(guī)武器”使用,主要種類有:反物質(zhì)彈、粒子束武器、激光引爆核炸彈、干凈的聚變彈、同質(zhì)異能素武器等。,第四代的另一特點是突出某一種效果,如突出電磁效應(yīng)的電磁脈沖彈,使通訊信號混亂。它可以使高能激光束、粒子束、電磁脈沖等離子體定向發(fā)射,有選擇地攻擊目標(biāo)。能量更集中,有可控制的特殊殺傷破壞作用。,