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第二十二章　能源与可持续发展
第1节　能源
学习目标
1.了解什么是能源。
2.了解什么是一次能源、二次能源。
3.了解21世纪的能源趋势。
自主探究
1.煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的,称为　　　　。?
2.可以直接从自然界获得的能源,称为　　　　。无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源才能得到的能源,称为　　　　。?
3.化石能源的储量是有限的,而且不能再生,将来会消耗殆尽,　　　　是全球范围内的重要课题。?
合作探究
一、人类利用能源的历程
自主学习:阅读课本P166~P167的内容,学习有关的知识。回答下列问题。
1.钻木取火在人类利用能量的历史上有什么重要意义?
2.蒸汽机的工作过程中能量是怎么转化的?蒸汽机的发明在人类利用能量的历史上有什么重要意义?
3.什么是化石能源?哪些是一次能源?
二、21世纪的能源趋势
自主学习:阅读课本P167~P168的内容,学习有关的知识,回答下列问题。
1.化石能源作为当今世界的主要能源,是否是取之不尽用之不竭的?
2.使用化石能源有什么缺点?
3.怎样解决能源问题?
课堂检测
1.下列物质是能源的是(　　)
2.下列不属于一次能源的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.风能 B.电能 C.太阳能 D.核能
3.关于能源,下列说法中正确的是(　　)
A.能量就是能源
B.空气和水是能源
C.汽油和木柴是能源
D.化肥和阳光是能源
4.在下列能源中,属于化石能源的是(　　)
A.太阳能、地热能、风能 B.煤、石油、天然气
C.核能、生物质能、水能 D.电能、汽油、柴油
5.从人类生存的环境考虑,下列能源最理想的是(　　)
A.氢气 B.煤 C.石油 D.天然气
6.关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是(　　)
A.组成水的氢和氧均为燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢气成为二级能源
B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解成为氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气
D.寻找特殊的化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气
7.高铁动车组在高速行驶时利用车上电动机提供的动力,到站前可以先停止供电,车速从200 km/h减至90 km/h,这段时间利用车的惯性前进,磁场中线圈随车轮一起转动,产生感应电流,在90 km/h以下才进行机械刹车,这样既可以减少机械磨损又可以节约能源。整个过程中没有涉及的能量转化是(　　)
A.电能转化为机械能 B.机械能转化为电能
C.机械能转化为内能 D.内能转化为机械能
8.下列说法错误的是(　　)
A.现阶段,人类所用能量,大部分来源于燃料燃烧
B.燃料燃烧时化学能转化为内能
C.热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量
D.汽车在行驶时,发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能
9.在下列有关能或能源的讨论中错误的是(　　)
A.人类社会面临能量危机,总有一天能量会被消耗殆尽
B.煤、石油、天然气等的储量有限,人类面临能源危机
C.很多传统能源已走向枯竭,但我们可以开发新的能源
D.太阳能、风能、水力、地热能、潮汐能实际是无限的
10.能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一,能源家族有:①柴薪;②煤炭;③石油;④天然气;⑤水能;⑥风能;⑦太阳能;⑧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　　　　　。(填题中序号) ?
11.阅读下列材料,回答问题。
煤作为燃料,是天经地义的事情。近几十年来,随着社会的发展和科技的进步,人们发现煤浑身是宝,不仅是一种重要能源,而且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”。
就连燃烧煤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的变质程度,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)根据你对煤的用途的了解,设想一下,假若地球上的煤没有了,我们的生活会有什么变化?请列举三例。
参考答案
自主探究
1.化石能源
2.一次能源　二次能源
3.开发新能源
合作探究
一、人类利用能源的历程
自主学习:1.钻木取火使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变,结束了人类茹毛饮血的时代,开启了人类以柴薪为主要能源的时代。
2.蒸汽机的工作过程是将燃烧获取的内能转化为机械能。蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑,实现了以机械动力大规模代替人力和畜力,人类的主要能源从柴薪转向煤。
3.煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的,称为化石能源。像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源,称为一次能源。风能、水能、太阳能、地热能以及核能等属于一次能源。
二、21世纪的能源趋势
1.已探测的数据表明,目前作为人类主要能源的化石能源的储量并不丰富,而且化石能源开发利用后不能再生,如果长期大规模开采,不久的将来会消耗殆尽。
2.在开采化石能源的过程中会对环境造成破坏,化石能源的使用过程中会对空气造成污染。
3.在节约已有能源的基础上,开发新能源、合理地利用已知能源。
课堂检测
1.C　2.B　3.C
4.B　解析:化石能源是经过漫长的地质年代形成的。
5.A
6.A　解析:用水制取二级能源氢气过程中,水必然要分解。
7.D　解析:高铁动车组高速行驶时,利用车上电动机提供的动力,电能转化为机械能。到站前停止供电后,利用车的惯性前进,磁场中线圈随车轮一起转动,产生感应电流,机械能转化为电能。动车行驶过程中,克服机械部件间摩擦,机械能转化为内能。
8.D　解析:汽车行驶时,燃料没有完全燃烧,损失一部分能量,经过燃烧后转化为内能的部分,汽缸吸收、废气带走、克服摩擦等又会造成损失,所以汽车发动机中油料的化学能只有一部分转化为机械能。
9.A　解析:人类消耗能量的过程,是能量的转化过程,其总量是保持不变的,总有一天能量会被消耗殆尽的说法是错误的,A项符合题意;煤、石油、天然气属于不可再生能源,总量不断减少,人类面临能源危机,B项不符合题意;随着科学技术的发展,人类会发现和利用新能源以代替传统的化石能源,C项不符合题意;太阳能、风能、水力、地热能、潮汐能等都是可再生能源,是取之不尽的,D项不符合题意。
10.①②③　①
11.答案:(1)无烟煤　烟煤　褐煤　无烟煤
(2)焦炭　煤焦油　焦炉气　焦炭　二
(3)如果地球上的煤没有了,就无法用焦炭冶炼钢铁,无法生产煤气、电极、合成氨等,无法为制造染料、香料、塑料等提供原料,等等。

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