能源与可持续发展知识结构和典型例题解析

能源与可持续发展知识结构和典型例题解析

【考纲要求】

1、了解日常生活中的各种能源，人类利用能源的过程，不同形式能量的相互转化，新能源的开发与利用；

2、了解核能的优点和可能带来的问题；

3、了解能源与人类生存和社会发展的关系；

4、能说出不同能源的特点；

5、了解在现实生活中能量转化与转移有一定的方向性。

【知识网络】

【考点梳理】

考点一、能源

凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源。

要点诠释：

1、人类利用能源的历程：

（1）钻木取火是人类从利用自然火到利用人工火的转变，导致了以柴薪为主要能源的时代的到来。

（2）蒸汽机的发明使人类以机械动力代替人力和畜力，人类的主要能源从柴薪向煤、石油、天然气等化石能源转化，利用化石燃料的各种新型热机的问世，使化石能源成为当今世界的主要能源。

（3）物理学家发明了可以控制核能释放的装置---反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。

2、一次能源和二次能源

像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。

我们今天使用的煤、石油、天然气是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。

常见的化石能源有：煤、石油、天然气。

常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。

常见的二次能源有：电能。

考点二、核能

质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式：核裂变能和核聚变能。

要点诠释：

1、核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。

2、核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与

氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时聚变也称为热核反应。

3、核能的利用：我国是核能资源丰富的国家，现已具备了建造核电站的物质和技术基础，现已在

浙江和广东建设了核电站，分别是浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站。核电站的建立给人类解决能源危机带来了希望，在不可再生资源日趋珍贵之时，适度发展核电是人类的一种选择，全世界已经建成几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。

考点三、太阳能

1、太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、

地球上的风能、生物质能都来源于太阳。

2、太阳能的利用

（1）间接利用太阳能：化石能源（光能----化学能）

生物质能（光能----化学能）

（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能----内能）

太阳能电池：（光能----电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。

（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。

考点四、能源与可持续发展

1、能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。

我们是在能量的转化和转移中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有条件的，也是有代价的，所以我们应节约能源。

2、能源的消耗给环境带来了负面影响：燃料燃烧时产生的有害气体、大量的粉末污染了环境，

危害人体健康，影响植物正常生长，还会使水土流失，土地沙漠化，加剧温室效应，核能的使用也可造成辐射污染。

3、能源与可持续发展

（1）不可再生能源和可再生能源

化石能源、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源。

而水的动能、风能、太阳能、生物能，可以在自然界里源源不断地得到，所以它们属于可再生能源。

人类生活中，还广泛利用食物等生命物质中存储的化学能，这类生命物质提供的能量称为生物质能。

常见的不可再生能源有：煤、石油、天然气、核能等。

常见的可再生能源有：风能、水能、太阳能、生物质能等。

（2）21世纪能源消耗增长速度明显加快，世界化石能源的使用年限存在严重危机，人们期待未来的理想能源的开发。未来的理想能源必须满足以下条件：必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。

【典型例题】

类型一、能源

1、在下列能源中，不属于一次能源的是（）

A．风能B．水能C．煤气D．太阳能

【思路点拨】直接从自然界得到的能源叫一次能源；通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源。【答案】C

【解析】风能、水能以及太阳能都是能够从自然界直接获得的，属于一次能源；煤气以煤为原料加工制得的含有可燃组分的气体，属于二次能源；故选C。

【总结升华】此题考查的是一次能源和二次能源的辨别，是基础题。

类型二、核能

2、（多选）随着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关原子核与核能的理解，正确的是（）

A．原子是由原子核和电子组成的

B．原子核是不带电的

C．核能是可再生的清洁能源

D．核能是原子核发生变化时放出的能量

【答案】AD

【解析】A、原子是由位于原子中心的原子核和核外电子组成的，故该选项说法正确；B、原子核带正电，电子带负电，故该选项说法不正确；C、核能越用越少，短时间内不可再生，所以核能是不可再生资源，故该选项说法不正确；D、原子核结构发生变化时会释放出大量能量，这种能量称核能，故该选项说法正确,故选AD。

【总结升华】本题考查了原子的内部结构以及内部的原子核发生变化时产生核能，属于识记性内容，是基础知识的考查。

举一反三：

【变式】原子弹与核电站的根本区别是（）

Ａ、原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变

Ｂ、原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变

Ｃ、原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率

Ｄ、原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率

【答案】C

类型三、太阳能

3、下列关于太阳能的说法中，错误的是（）

A．太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是一次能源

B．太阳能分布广阔，获取方便

C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染

D．因为太阳能巨大，所以不需要开发其他新能源了

【答案】D

【解析】A．太阳能是由自然界直接提供的，是一次能源，故A正确，不符合题意；B．太阳能分布广阔，获取方便，是太阳能的一些优点，故B正确，不符合题意；C．太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境带来污染，是太阳能的一些优点，故C正确，不符合题意；D．虽然太阳能巨大，但从长远利用能源来讲，还要努力开发其他新能源，故D项不正确，符合题意,故选D。

【总结升华】本题主要考查对太阳能优点的掌握和理解，太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用。它的优点很多，比如：太阳能分布广阔，