第22章能源与可持续发展综合题专题

《第22章能源与可持续发展》专题练习题知识点回顾：22.1能源1、能源：凡是能为人类提供的物质资源，都可以叫做能源。

A：能源的分类：一次能源：可以直接从获取的能源，主要包括柴草、煤，石油，天然气，风能，太阳能，地热能，核能等；二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过才能得到的能源，如电力、蒸汽、焦炭、煤气等。

B：可再生能源，不可再生能源C：生物能源：由提供的能量称为生物质能。

化石能源：在地下的经过漫长的地质年代形成的如煤，天然气等。

2、三次能源革命：第一次能源革命：。

第二次能源革命：的发明。

第三次能源革命：可控利用。

22.2核能1、核能原子核或时释放的巨大能量叫做能。

2、裂变用中子轰击较大原子核，使其成两个中等大小的原子核并释放出巨大能量的现像叫做。

应用：弹、核电站。

3、链式反应原子核发生裂变时，裂变下去的现象叫做反应。

4、聚变质量很小的原子核在超高温下成新的原子核，释放出更大的核能叫做，也称为热核反应。

应用：弹、太阳。

5、核能的优缺点优点：、、产生能量。

缺点：有可能带来性污染。

22.3太阳能1、太阳的结构太阳的结构主要包括：太阳、层、层和太阳。

2、太阳能的优缺点优点：①太阳能十分；②太阳能供应时间；③太阳能分布、获取、无需、和；④太阳能、无。

缺点：太阳能的辐射功率、；目前转换效率还较。

利用方式：转换------太阳灶、太阳能热水器；转换------太阳能电池；转换------绿色植物.22.4能源与可持续发展1、能量转移和转化的性能量的转移和转化都是有性的，能量的利用是有条件的，也是有代价的，并不是什么能量都可利用。

2、能源消耗时对环境的影响①污染；②产生；③物质；④流失及化。

3、人类未来的理想能源①必须足够，可以保证使用；②必须足够，可以保证多数人用得起；③相关技术必须，可以保证规模使用；④必须足够、，可以保证不会严重影响环境。

专题练习：综合题22.1能源1.阅读下列材料,回答问题。

随着社会的发展和科技的进步,人们发现煤浑身都是宝,它不仅是一种重要能源,还是一种十分重要的有机化工原料。

“煤三兄弟”中变质程度最深的是无烟煤,它的发热量最高,火力强,烟尘很少,燃烧后灰渣不多,是一种很好的燃料。

烟煤虽说变质程度比无烟煤差,发热中等,却是三兄弟中最有出息的,它不仅可以用来炼焦冶炼钢铁,而且还可以被汽化、液化用于生产和生活的许多方面;褐煤变质程度最差,发热量最低,却是很好的化工原料。

把煤放到炼焦炉里,隔绝空气,加热到1 000 ℃左右时,可得到焦炭、煤焦油和焦炉气等产品。

焦炭可用于生产煤气、电极、合成氨、电石等,电石除了照明、切割和焊接外,还是生产塑料、纤维橡胶的重要化工原料。

焦炉气是气体燃料和化工原料。

煤焦油是制造染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等的“原料仓库”。

就连煤燃烧过程中产生的硫氧化物也可用来生产出优质硫酸;煤灰和煤渣,可用来制造水泥等建筑材料。

噢!从煤里竟能得到这么多宝贝,怪不得它被人们誉为“万能的原料、黑色的金子”呢!(1)根据煤在形成过程中变质程度,可将煤分为、和。

其中是最好的燃料。

(2)煤焦化后的产物为、和,它们都是重要的化工原料。

煤气是用生产出来的,属次能源。

(3)试想象一下,假若地球上的没有煤了,生活会有什么变化?请列举三例。

2.困扰人类可持续发展的一个重要因素就是能源问题，它的开采、开发、储存和综合利用是世界各国科学家关注的重大课题。

(1)目前,从一次能源消耗的构成看,我国及世界主要消耗的能源是煤、石油和天然气。

如右图所示是我国与世界能源消耗结构对比图,从图中可以看出,我国与世界能源消耗结构的主要差是。

(2)目前世界能源结构中仍以化石燃料为主,但化石燃料燃烧直接排放的气体会对环境产生影响。

其影响体现在:一是;二是。

(3)据报道,科学家在深海发现了一种外表像冰的固态物质,成分是甲烷水合物(CH4·x H2O),我们称为可燃冰。

通常状况下,可燃冰不稳定,易分解、易燃,在低温或高压下呈固态。

其储量超过煤和石油的总储量,是一种很有前途的待开发能源。

①请你分析可燃冰作为能源有什么优点?②目前,可燃冰未得到广泛应用的原因是什么?22.2核能1.我国虽然有丰富的煤炭、水力和石油资源，但由于我国人口众多，人均拥有量并不多，而且资源分布很不均匀：水力资源70%分布在西南地区，煤炭已探明的储量80%分布在北方；南方人口占全国63%，能量消耗约占全国65%，而核电站具有消耗的“燃料”少，成本低等特点，只需要很少的核燃料，就能产生大量的电能；1 kWh电能的成本要比火电站低20%以上.因此，为消除我国能源储藏与消耗上的不平衡，在华东、华南等地区发展核电站是迫切需要的。

通过阅读上面这段话，回答下列问题:（1）核电站具有、等特点。

（2）为了消除我国在能源储藏与消耗上的不平衡性，在、等地区发展核电站是迫切需要的。

2.随着社会发展到今天,能源危机开始困扰人类。

人们正在寻找各种可能的未来的能源,以维持人类社会的持续发展。

2006年5月24日,欧盟、美国、中国、俄罗斯等国在布鲁塞尔欧盟总部草签了一系列关于国际热核聚变试验反应堆的协议。

这是人类开发新能源的一个重大尝试。

热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下,利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变。

聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就像造出一个“人造太阳”。

反应后的生成物是无放射性污染的氦。

于2010年建成的实验反应堆,可以在16min产生1.44×1012J的热量。

据媒体报道:1L海水提取的氢的同位素,在完全聚变反应中释放的能量,相当于300L汽油完全燃烧所释放的热量。

请根据所提供的数据进行估算,并回答以下问题:(1) 若汽油的热值为5×107J/kg,300L汽油完全燃烧时能释放多少热量?(2) 若汽油的密度为0.7×103kg/m3,300L汽油的质量是多少?(1L=1×10-3m3)(3)需要从多少升海水中提取氢的同位素,在发生聚变时才可以产生1.44×1012J的热量?若这些热量转化为电能的效率为50%,则它可以供给一台功率是2kW的空调正常工作多少小时?3.请阅读下列材料,回答相关问题。

常规化石能源非常紧缺的今天,核能受到越来越高的重视。

如今美国电力的21%是来自核电。

核电站的大体组成如下图所示,核材料在原子反应堆中发生核反应产生大量的热能,冷却剂将这些热能带到热交换器将水变成水蒸气,水蒸气推动蒸汽轮机,蒸汽轮机带动发电机发电,最终实现了核能到电能的转换。

(1) 发电机发电时让线圈在中旋转而产生电流,这种现象在物理学中称之为现象。

(2) 从能源的分类来看,核能是属于(选填“一次能源”或“二次能源”)，核电站所需的核能是利用原子核(选填“裂变”或“聚变”)所产生的。

(3)核电站的核废料具有性,对环境会造成相当大的危害,因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。

22.3太阳能1.2008年北京奥运会在我国举行，各个奥运场馆的设计处处渗透着“绿色、科技、人文”的理念。

安装在屋顶的太阳能集热管生活热水系统，每年可以节约电力500万千瓦时。

在奥运场馆的玻璃幕墙、太阳能草坪灯、路灯设计中，大量安装了新型太阳能光电池板，即使只有微弱的月光，新型太阳能电池板也可以照常发电。

如果太阳光垂直照射到地面，在每平方米的面积上，平均每分钟能得到8.4×104的热量，我们能利用太阳光热的效率是10%，那么：（1）在面积为100平方米的屋顶上可以利用太阳能的功率为多少千瓦？（2）如果每天获取太阳能按3小时算，一年（365天）此屋顶得到的可以利用的热量相当于多少千克优质原煤完全燃烧的热量？（已知1千克优质原煤完全燃烧放出的热量为2.7×107J）2.请阅读下列短文,回答相关问题。

太阳能飞机2015年3月9日,全球最大太阳能飞机“阳光动力2号”(如下图所示)从阿联酋首都阿布扎比起程,开始环球飞行。

2016年7月26日“阳光动力2号”成功降落在阿布扎比机场,完成人类史上首次太阳能环球飞行计划。

“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。

它的翼展达到72 m,比波音747-8型的翼展还要宽3.5 m。

机长22.4 m,接近一个篮球场的长度,而质量仅有2 300 kg,跟一辆中型轿车相差无几。

它的起飞速度为46 km/h,最大速度约140 km/h。

“阳光动力2号”的机翼、机身和水平尾翼上共贴敷了17 248片135 μm厚的单晶硅薄膜太阳能电池。

这些电池可以产生最大70 kW的功率,这些电力可以输出给四台单台功率为13.5 kW的电动机带动四扇4 m直径的双叶螺旋桨给飞机提供动力。

“阳光动力2号”白天会爬升到8 500 m的高度以避开气流并最大化利用太阳能,此时的温度急剧升高,而夜晚则半滑翔飞行,逐渐降低到1 500 m的高度,其速度并不大,因此夜里对能源的需求也大大减少。

(1)“阳光动力2号”的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料。

“极轻”的物理含义指的是。

(2)“阳光动力2号”吸收能转化为电能,电能再转化为飞机需要的其他形式能。

(3) “阳光动力2号”从夜晚航行转为白天航行过程中,飞机的重力势能逐渐。

(4)在狭小的机舱内,两名瑞士飞行员将轮流驾驶,飞行5个昼夜,速度按80 km/h计算,飞行的距离是多少km？3.随着社会的发展，能源危机越来越困扰人类。

为了维持人类社会的持续发展，各个国家都在寻找各种可能的未来能源,热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变。

聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就像一个“人造太阳”。

反应后的生成物是无放射性污染的氦。

预计建成的核聚变实验反应堆,可以在16 min产生1.44×1012J的热量。

据媒体报道:1 L海水提取的氢的同位素,在完全聚变反应中释放的能量,相当于300 L汽油完全燃烧所释放的热量。

请根据所提供的数据进行计算,并回答以下问题:(1)若汽油的密度约为0.7×103 kg/m3,300 L汽油的质量是多少?(1 L=1×10-3 m3)(2)若汽油的热值为4.6×107 J/kg,300 L汽油完全燃烧能释放多少热量?(3)从1.49×102 L海水中提取氢的同位素,在发生聚变时可以产生1.44×1012 J的热量,若这些热量转化为电能的效率为50%,则它可以供给一台功率是100 W的节能灯正常工作多少小时?4.太阳能属于________能源(选填“可再生”或“不可再生”).学校物理兴趣小组的同学们猜想太阳电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关，那么究竟有什么关系呢？为此他们进行了如下探究：探究设计：用太阳电池给手机电池充电.所需器材：相同型号的太阳电池4个，相同型号的手机电池4块(电池电量已耗完)，硬纸板1张，手表1块.实验步骤：a.用太阳电池在阳光充足光照强的地方给手机电池充电至满，用时5h；b.在与a同一光照强度的地方用另一个太阳电池给另一块手机电池充电3h，未能充满；c.在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三个太阳电池接收面的一半，再给第三块手机电池充电5h，未能充满；d.用第四个太阳电池在背阴处给第四块手机电池充电5h，未能充满.根据他们的探究，请回答：①比较步骤a和d，可以得出：_____ __ _________________.②比较步骤________可以得出：光照强度及接收光照时间相同时，太阳电池发电量随接收光照面积增大而增大.5. 光伏发电就是利用太阳能电池在太阳光照射下发电。