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，获取方便；清洁不会造成环境污染。

举一反三：【变式】太阳之所以被人们称为核能火炉，是由于太阳内部的_____元素在_________条件下发生___________从而释放出巨大的能量。

【答案】氢；超高温；聚变类型四、能源与可持续发展4、下列能源中，属于可再生能源的一组是①天然气；②核燃料；③太阳能；④石油；⑤水能（）A．①②③B．③⑤C．①③④D．②③⑤【答案】A【解析】像天然气、核燃料、石油等一旦使用，在短期内不能再生，故是不可再生能源；像风能、水能、太阳能等能及时的补充，故是可再生能源；故选B。

【总结升华】本题主要考查学生对常见的可再生能源和不可再生能源的了解和掌握。

举一反三：【变式】能源问题是现代社会发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、水能5、风能6、太阳能7、地热能等，在大量耗用各种能源时，会造成空气污染的有___________；会造成水土流失和沙漠化的有___________（填序号）【答案】1、2、3；15、下列有关能量转化或转移的说法中正确的是（）A．电动机通过热传递的方式将电能转化为机械能B．古人钻木取火是通过做功将机械能转化为内能C．内燃机是通过做功的方式将机械能转化为内能D．冷天搓手感到手掌发热，这是通过热传递的方式将机械能转移为内能【思路点拨】注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。

【答案】B【解析】A、电动机工作时，消耗了电能，得到了机械能，是通过做功将电能转化为机械能，故A说法错误；B、人钻木取火是消耗了机械能，得到了内能，是通过做功的方式将机械能转化为内能的，故B说法正确；C、内燃机工作时是将燃料燃烧释放出的内能通过燃气膨胀对外做功，转化成机械能，故C说法错误；D、冷天搓手感到手掌发热，是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能，故D说法错误。

【总结升华】在自然界中，能量转化的现象很多，并且能量的转化也是有规律可循的，例如用电器都是将电能转化成了其它形式的能。

在日常的学习中我们要注意总结归纳。

6、“能源危机”和“环境污染”是当今世界面临的两大难题．下列选项中，不利于解决这两大难题的是（）A．煤和石油的开发、利用B．氢气燃料的开发、利用C．太阳能的开发、利用D．风能的开发、利用【答案】A【解析】过度开发、利用煤和石油，既能够造成能源危机，又能够污染环境，不利于解决这两大难题；氢气燃料、太阳能、风能的开发、利用，既有利于解决能源危机，又能够防止环境污染。

故选A。

【总结升华】“能源危机”和“环境污染”是当今世界面临的两大难题，解决好这两大难题，对人类的生存、发展具有重要意义。

举一反三：【变式】如图分别是某一年中国与世界能源消耗结构图，从图和所学的知识可知（）A．在这一年中国水电消耗的比例比世界的大B．世界消耗的能源以可再生能源为主C．因为煤炭是可再生能源，所以中国以煤炭为主要能源D．多烧煤少用天然气符合建设生态文明城市的要求【答案】A。