【正文】 1 第 17 章 能源與可持續(xù)發(fā)展 17． 1 能源家族 中 國能源資源的現(xiàn)狀是人均能源占有量極低，優(yōu)質(zhì)能源資源（石油、天然氣等）嚴(yán)重短缺，能源結(jié)構(gòu)不合理。相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)還得以煤為主，以煤為主要能源有什么優(yōu)缺點(diǎn)？未來的能源具有什么特征？ 智 能 提 要 問：怎樣區(qū)別能源的種類？ 答：（ 1）辨別一次能源與二次能源的依據(jù)． 一次能源是從自然界中直接獲得的天然能源．一次能源經(jīng)過加轉(zhuǎn)換成人們需要的另一種形式的能源叫做二次能源，如電力、蒸汽、焦炭、煤氣等． （ 2）常規(guī)能源和新能源的劃 分是相對的． “常規(guī)”是通常使用的意思．“新”的含義有兩層：一是 20 世紀(jì)中葉以來才被利用；二是以前利用過，現(xiàn)在又有新的利用方式．它們本質(zhì)的區(qū)別是利用時(shí)間有差異．當(dāng)然，隨著時(shí)間推移和科技的進(jìn)步，現(xiàn)在的新能源會(huì)逐步成為常規(guī)能源．例如，石油在 19 世紀(jì)下半葉，是一種了不起的新能源，現(xiàn)在也是常規(guī)能源了．又如核能在發(fā)展中國家還算新能源，而在發(fā)達(dá)國家已看成是常規(guī)能源了． （ 3）可再生能源和不可再生能源都是對一次能源而言的． 我們所講的“可再生能源”和“不可再生能源”，都是對一次能源而言的，即只有對自然界中現(xiàn)成存在，可直接 取用的能源來講，才能說其是屬于“可再生能源”或“不可再生能源”． （ 4）注意“煤 — 煤氣”、“核能 — 核電”、“波浪能、風(fēng)能與潮汐能”的區(qū)別．例如，煤是一次能源，而煤氣是經(jīng)過加工的，是二次能源；又如，波浪能和風(fēng)能來自于太陽，而潮汐能的形成卻與月球的引力有關(guān)． 中 考 擷 要 本節(jié)內(nèi)容是新課程新增的知識(shí)，以前的中考中涉及較少．本節(jié)的內(nèi)容不多，要求不高．在學(xué)習(xí)的過程中只要了解能源的分類情況即可，并要注意了解現(xiàn)在開發(fā)的新能源． 智 能 拓 展 我國的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 我國能源資源的基本特點(diǎn)可概括為六個(gè)字：“富煤、 貧油、少氣”． 從儲(chǔ)量看，我國現(xiàn)已探明的能源儲(chǔ)量，煤炭約 1012t(其中經(jīng)濟(jì)可開采量約 109t)，石油約 1010t（其中可開采量約占41），天然氣約 1012m3． 從占世界總儲(chǔ)量的比例看：我國煤炭儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的 11%，石油約占 %，天然氣僅占 %． 據(jù)報(bào)道，目前我國能源消耗總量已位居世界第二位，約占世界能源消耗總量的 11%． 2020 年，我國能源消耗總量為 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤．其中煤炭占 %，原油占 %，天然氣占 %，可再生能源占 %．由于我國人口眾多，人均能源的占有量和消費(fèi)量均處于較低水平．我國能源消耗以煤為主（我國煤炭消費(fèi)量每年約占全世界煤炭消耗總量的 %，可以稱為全球煤炭消費(fèi)的第一大戶，約占我國能源消耗總量的 67%，世界平均水平是 25%），且能源利用率低．專家預(yù)測，在本世紀(jì) 30 年內(nèi)，煤炭在我國一次能源構(gòu)成中仍將占主體地位，這種以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)是環(huán)境污染的主要原因． 我國作為一個(gè)迅速崛起的發(fā)展中國家，面臨著經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境保護(hù)的雙重任務(wù)．為了保護(hù)環(huán)境并實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，改變能源的生產(chǎn)和消費(fèi)方式， 開發(fā)和利用可再生、清潔的能源是必然的選擇． 中考典題精析（略） 說明：由于本節(jié)內(nèi)容是新教材新增的內(nèi)容，以前的中考沒有考過，所以該部分內(nèi)容沒有編寫．（以下各節(jié)相同） 智 能 歸 例 題型一 知道什么叫能源，能區(qū)分各種能源 例 判斷下列說法是否正確？ （ 1）能量就是能源； （ 2）電能是一種二次能源； （ 3）石油是一種常規(guī)能源． 闖關(guān)點(diǎn)撥 能源是提供能量的物質(zhì)資源．能源的利用過程，實(shí)質(zhì)上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程，但不能說能源就是能量，說法（ 1）是不正確的．能源的分類方法很多，所謂一次能源和二次能源是 按能源是否由自然界直接提供來分的，如煤、石油、草木燃料、風(fēng)、流水等都是屬于一次能源；而電能是一種再造能源，是由自然界提供的能源轉(zhuǎn)化而來的，屬于二次能源，所以說法（ 2）是正確的．所謂常規(guī)能源和新能源是按人們發(fā)現(xiàn)和利用能源的進(jìn)程來劃分的，石油是人類已經(jīng)利用多年的一種能源，屬常規(guī)能源，因而說法（ 3）也是正確的． 解 （ 1）錯(cuò)誤，（ 2）（ 3）正確． 題型二 能區(qū)分可再生能源和不可再生能源、一次能源和二次能源 例 下列能源中，屬于可再生能源的是（ ） A．石油 B．水能 C．天然 氣 D．煤 闖關(guān)點(diǎn)撥 所謂不可再生能源是指不可能在短時(shí)期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源，可再生能源是指可以在自然界里源源不斷地得到的能源． 析 石油、天然氣和煤等化石能源會(huì)越用越少，屬于不可再生能源；水能屬于可再生能源． 答 選 B 智 能 訓(xùn) 練 基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練 1．煤、石油、天燃?xì)?、水能、風(fēng)能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮苤校瑢儆谛履?源 的 是 _____________ 、 ______________ 、 ______________ 、____________，其余的是 __________________能源。 （題型一） 2．解決能源問題的主要出路是 和利用 能源，特別是 能 和 能． （題型一） 3．下列幾個(gè)例子中不屬于能源的是（ ） （題型一） A．汽油 B．柴油機(jī) C．流動(dòng)的水 D．干木柴 4．下列能源中，屬于二次能源的是（ ） （題型二） A．煤 B．汽油 C．太陽能 D．石油 5．下列能源中，屬于新能源的是（ ） （題型一） A．電能 B．煤和石油 C．潮汐能 D．地?zé)崮? 6．在下列能源中，屬于化石能源的是（ ） （題型一） A．核能、生物質(zhì)能、水能 B．電能、汽油、柴油 C．太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能 D．煤、石油、天然氣 綜合提高訓(xùn)練 1．下列關(guān)于能源的說法正確的是（ ） （題型二） A．煤、石油是當(dāng)今人類利用的主要能源，它們是可再生能源 B．天然氣是一種清潔的能源，人類可以無盡地開發(fā)利用 C．如果大量利用太陽能，可能使太陽能在短期內(nèi)消耗殆盡 D．水能和風(fēng)能可以從自然界里得到，是可再生能源 區(qū)別一次能源和二次能源的關(guān)鍵是看其是否經(jīng)過加工轉(zhuǎn)換． 能源的分類 一次能源和二次能源 可再 生能源和不可再生能源 2 2．現(xiàn)代社會(huì)中，尤其是我國使用的能量主要來源于（ ） （題型一） A．太陽能 B．風(fēng)能 C．水能 D．燃料燃燒得到的內(nèi)能 3．節(jié)約能源主要的措施是（ ） （題型一） A．大力開發(fā)新能源 B．大量利用太陽能、地?zé)崮? C．大量利用水能、風(fēng)能 D．采用新技術(shù)、新設(shè)備，更新落后的技術(shù)裝備 4．如圖甲、乙所示為各種能源的名稱，填出其交疊區(qū)域的能源名稱． （題型二） A可以包括哪些能源？ B 可以包括哪些能源？ 5．小明調(diào)查了自己家庭目前的能源使用狀況和能源使用的變遷情況．請你幫他完成下表： 表一 上月能源使用狀況 表二 五年前某月能源使用狀況 17． 2 核能 1964 年 10 月 16 日 15 時(shí)（北京時(shí)間），中國第一顆原子彈爆炸成功。 你知道原子彈為什么會(huì)突然放出那么大的能量的呢？隨后， 1967 年 6 月 17 日上午 8 時(shí) 20 分，我國西部地區(qū)新疆羅布泊上空，我國第一顆氫彈爆炸試驗(yàn)獲得完全的成功 ，氫彈和原子彈的原理相同嗎？ 智 能 提 要 問： 怎樣認(rèn)識(shí)核電站？ 答：核電站與其他類的發(fā)電廠（如火力發(fā)電廠）的不同點(diǎn)，僅僅是汽輪發(fā)電機(jī)所用蒸汽產(chǎn)生的方法、“燒”的燃 料不同而已． 核電站“燒”的核燃料，是只有小手指的 31 大小的核燃料芯塊，而它所釋放出來的能量就相當(dāng)于 10t 優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的內(nèi)能． 反應(yīng)堆工作時(shí)釋放出大量的內(nèi)能使水汽化，蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了核能向電能的轉(zhuǎn)化，這就是核電站的作用． 問： 核電站會(huì)像原子彈那樣發(fā)生爆炸嗎？ 答：核電站和原子彈都是應(yīng)用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)將核能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪艿难b置．不同的是：原子彈對鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程不加控制，在極短的時(shí)間內(nèi)放出巨大的能量，引起威力強(qiáng)大的爆炸；而核電站重的核反應(yīng)堆是使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在 人工控制下緩慢地進(jìn)行的． 核電站的核燃料重有效成分有鈾 235，鈾 235 同樣也是原子彈中的核炸藥，那么核電站會(huì)不會(huì)像原子彈那樣爆炸呢？不必?fù)?dān)心，絕沒有這種可能性！ 核電站的核燃料中鈾 235 的含量約為 3%，而原子彈中核炸藥中的鈾 235含量高達(dá) 90%以上，正像啤酒和白酒都含有酒精，白酒因酒精含量高可以點(diǎn)燃，而啤酒則因酒精含量低卻不能點(diǎn)燃一樣． 應(yīng)該看到，原子彈是一項(xiàng)高科技產(chǎn)品，形成核爆炸有非常嚴(yán)格的條件．原子彈必須用高濃度的鈾 235 或钚 239 作核裝料，并以一套精密復(fù)雜的系統(tǒng)引爆高能烈性炸藥，利用爆炸力 在瞬間精確地改變核裝料的形狀或位置，才能形成不可控制的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)，發(fā)生核爆炸．這種苛刻的條件，在核電站里是不可能有的． 目前我國所采用的壓水型反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)原理就具有內(nèi)在安全的特性，更何況核反應(yīng)堆還有多重的安全保護(hù)系統(tǒng)，確保反應(yīng)堆不會(huì)失控． 中 考 擷 要 本節(jié)內(nèi)容也是新課程新增的知識(shí)，以前的中考中沒有出現(xiàn)過．按照中考新考綱的要求，主要是要了解核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題． 智 能 拓 展 核能的本質(zhì) 質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或重新組合是極其困難的．但是 ，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能．那么核能是從哪兒來的呢？ 在居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳以后不久，物理學(xué)家盧瑟福就指出，放射性元素在釋放看不見的射線后，會(huì)變成別的元素，在這個(gè)過程中，原子的質(zhì)量會(huì)有所減輕．那么，這些失蹤了的質(zhì)量到哪里去了呢？大科學(xué)家愛因斯坦 1905年在提出相對論時(shí)指出，物質(zhì)的質(zhì)量和能量是同一事物的兩種不同形式，質(zhì)量可以消失，但同時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量．兩者之間有一定的定量關(guān)系；轉(zhuǎn)化成的能量 E等于損失的質(zhì)量 m乘以光速 c的平方，即 2m