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第十八章能源与可持续发展知识点1能源及其分类课标要求结合实例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。列举常见的不可再生能源和可再生能源分类标准类别特点举例可否再生_______能源可从自然界源源不断地得到_______、风能、水能_________能源一旦消耗,很难再生___、石油、天然气可再生太阳能不可再生煤分类标准类别特点举例利用历史的长短_____能源大规模生产,已被广泛利用水能、____________能源尚未大规模使用太阳能、_____是否污染_____能源无污染或污染很小_______、水能_______能源污染较大___、石油常规化石能源新核能清洁太阳能非清洁煤知识点2核能太阳能课标要求知道核能等新能源的特点和可能带来的问题1.核能:(1)定义:_______的结构发生变化时,所释放出的巨大能量。(2)获取途径:_________和_________。(3)核裂变和链式反应。①裂变:质量_____的原子核分裂成两个或两个以上_____质量的原子核的过程。②链式反应:原子核发生裂变时,裂变不断_________的现象,_______是利用核裂变的链式反应不加控制的原理制成的。(4)核聚变:_____的原子核结合成_____原子核并释放能量的过程,也叫热核反应,由这个原理制成了_____。(5)核电站：利用_________提供的能量发电。原子核重核裂变轻核聚变较大中等自行继续原子弹较轻较重氢弹核反应堆2.太阳能:(1)特点。①无比巨大;②供应时间_____;③分布_____,获取方便;④安全、清洁、_______。(2)利用。①直接利用:太阳能_______、太阳能电池、_________。②间接利用:_____能源。长久广阔无污染热水器绿色植物化石知识点3能量转化与守恒、能源与可持续发展课标要求知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。知道能量的转化与转移有一定的方向性。了解我国和世界的能源状况。对于能源的开发利用有可持续发展的意识1.能量转化的基本规律:(1)能量的转化和守恒定律:能量既不会凭空_____,也不会凭空_____。它只会从一种形式_____为其他形式,或者从一个物体_____到其他物体,而在转化或转移的过程中,其总量_________。(2)能量转化与转移过程有一定的_______。产生消失转化转移保持不变方向性2.能源与可持续发展:(1)能量转化效率公式:效率=____________________。(2)热机的效率。①定义:对于热机来说,转化为_____________与______________________________之比。②提高热机效率的主要途径:减少热机工作过程中________________。100%输出的有用能量输入的总能量有用功的能量燃料完全燃烧后所释放出的能量各种能量的损失(1)核电站是利用原子核发生(选填“裂变”或“聚变”)释放能量来发电的。(2)核电站所用的核燃料属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源,核反应堆是将能转化为内能的装置。(3)发电机工作过程中,能转化为能。参考答案:(1)裂变(2)不可再生核(3)机械电高频考点1核能的应用中考题眼①裂变及其链式反应②聚变与裂变的区分③核能的和平利用④核废料的处理1.应用——核电站(核反应堆):(1)原理:(2)能流图:核反应堆裂变→高温高压蒸汽→汽轮机→发电机→电能核能→内能→机械能→电能2.特点:(1)消耗的燃料少、废渣少;(2)成本低,在一些发达国家核能已成为常规能源,我国的核电事业发展也很快;(3)特别适合缺少煤、石油和水力资源的地方;(4)需防止放射性物质的泄漏,避免放射性污染,确保安全;(5)核电站使用过的核燃料——核废料,由于具有放射性,一般深埋在人烟稀少的地方。【拓展延伸】当今的核武器原子弹是第一代核武器,“原子弹”是利用核裂变原理——由中子轰击铀235或钚239,使其原子核裂开产生巨大能量,包括冲击波、瞬间核辐射、电磁脉冲干扰、核污染、光辐射等杀伤作用。“氢弹”是第二代核武器,是利用原子弹爆炸的能量点燃氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器。氚和氘聚变产生比原子弹更加巨大的能量,对于相同质量的核燃料,氢弹的聚变反应放出的能量是铀核裂变反应放出能量的4倍以上;而且氢弹爆炸实际上是两颗核弹爆炸(原子弹和氢弹),所以说氢弹的威力比原子弹更大。当然,不能用大当量的原子弹与小当量的氢弹来比较了。第三代核武器是中子弹,以氘和氚聚变原理制作,以高能中子为主要杀伤力的核弹。第四代核武器是核定向能武器,正在研制中,因为这些核弹不产生剩余核辐射,因此可作为“常规武器”使用,主要种类有:反物质弹、粒子束武器、激光引爆核炸弹、干净的聚变弹、同质异能素武器等。第四代的另一特点是突出某一种效果,如突出电磁效应的电磁脉冲弹,使通讯信号混乱。它可以使高能激光束、粒子束、电磁脉冲等离子体定向发射,有选择地攻击目标。能量更集中,有可控制的特殊杀伤破坏作用。【典例1】(2013·梅州中考)下列说法正确的是()A.核能是指原子核发生变化时所释放的能量B.煤炭、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源C.原子弹和氢弹都利用了核裂变D.目前正在运行的核电站获得核能的途径是核聚变【思路导引】解答本题的关键点:(1)核能的理解;(2)裂变与聚变的区别;(3)原子弹、核电站的原理。【精讲精析】选A。本题考查核能及利用。原子核十分牢固,一旦使原子核分裂或聚合,就可以释放出惊人的能量,这就是核能,故A正确;煤炭、石油、天然气是化石能源,不可再生,而太阳能及水能、风能、生物质能等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,故B错误;原子弹是利用核裂变,氢弹是利用核聚变,故C错误;核聚变会释放出更大的能量,目前的科技水平很难控制核聚变的能量,所以核电站的核反应堆利用的是可控核裂变,故D错误。【失误档案】核能是原子核发生变化时释放的能量,不是原子核具有的内能,也不是物质发生化学反应的化学能。【变式训练】(2011·岳阳中考)2011年3月11日,日本地震导致福岛核电站发生爆炸,引起人们极度恐慌,向全球敲响安全利用核能的警钟。核电站的核反应堆中发生的是核(选填“聚变”或“裂变”),此次核电站爆炸引起人们恐慌的原因是(写出一点即可)。【解析】本题考查核裂变和核聚变的问题。核能的利用有裂变和聚变两种方式,裂变分:可控核裂变,如核电站的核反应堆的核裂变;不可控核裂变,如原子弹爆炸时的裂变。聚变是不能控制的。由于核电站爆炸后会发生核泄漏,发生核辐射,故引起人们的恐慌。答案:裂变发生核辐射2011年3月11日,日本发生了里氏9.0级特大地震,福岛第一核电站机组相继发生爆炸,原因是冷却系统故障。即使停堆,反应堆的温度也会快速升高,进而发展到燃料熔化等事故发生。如图是正常状态核电站的示意图。(1)从反应堆到发电机,能量的转化过程是:核燃料的能→水的能→汽轮机的机械能→发电机的能。(2)用水作循环冷却剂,原因是水的较大。【解析】本题考查核能利用中的能量转换。(1)反应堆释放出的是核能,在反应堆中转化为水的内能;水受热变成高温高压的蒸汽冲出涡轮,转化为机械能,从而带动发电机发电,输出电能。(2)水的比热容较大,相同质量的水和其他物质作冷却剂,水能带走更多的热量。答案:(1)核内电(2)比热容高频考点2能量的转化与守恒中考题眼判断能的形式、在实例中找出能量的转移或转化、判断能量的转移或转化过程中是否守恒1.分析某过程中能量转化的步骤:(1)明确研究的对象和所要研究的过程。(2)物体在起始位置所具有的能量的形式。(3)物体在最终位置所具有的能量的形式。(4)物体在运动中是否有内能或其他不易察觉的能量产生和转化。2.理解能量守恒定律应注意以下五点:(1)每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度,任何能量转化都遵循能量守恒定律。(2)各种运动形式可以在一定条件下互相转化,而运动形式的转化过程中必然伴随着能量的转化和守恒。(3)能量也能够以同种形式从一个物体转移到另一个物体。(4)在能量守恒中,“转化”和“转移”是有区别的,转化是一种能转变为另一种能,而转移则是能量从一个物体转移到另一个物体上,或从物体的一部分转移到另一部分。(5)能量的转化和转移是有方向性的。例如,永动机不可能制成,是因为机械在运动过程中,不可避免地存在摩擦,将机械能转化为热,向四周扩散,称为“无用的能量”,所以任何运动着的机械需要不断补充能量。【典例2】(2012·济南中考)如图所示的国产“和谐号”动车进站前的减速过程分两个阶段进行:第一阶段采用“再生刹车”技术,这期间关闭动车,列车依靠惯性前行并带动发电机发电,速度从250km/h减至90km/h;第二阶段采用传统的“机械刹车”,速度从90km/h不断减小直至停下来。国产“和谐号”动车在进站前减速的整个过程中,发生的能量转化情况主要是()A.第一阶段:动能转化为电能;第二阶段:动能转化为内能B.第一阶段:电能转化为动能;第二阶段:动能转化为内能C.第一阶段:动能转化为电能;第二阶段:内能转化为动能D.第一阶段:电能转化为动能;第二阶段:内能转化为动能【思路导引】解答本题注意以下两个阶段:【精讲精析】选A。本题考查动能、电能和内能之间的转化。当“和谐号”关闭发动机后,列车依靠惯性向前运动并带动发电机发电时,是将动能转化为电能,所以B、D选项均错。当采用传统的“机械刹车”时,是将动能转化为内能,所以A选项正确,C选项错误。【失误档案】(1)在动能和势能的相互转化过程中,忽略“克服摩擦做功、机械能转化为内能”,错误地认为机械能守恒;(2)不理解能量转化的方向性,误认为永动机可以制成。【变式训练】(2013·丽水中考)下列有关能量转化和守恒的说法正确的是()A.用电器通电工作时,将其他形式的能转化为电能B.氢氧化钠与盐酸反应是放热反应,该反应将内能转化为化学能C.植物光合作用合成有机物,说明能量可以创生D.“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律【解析】选D。本题考查的是能量的转化与守恒。用电器通电工作时,将电能转化为其他形式的能,A错;B是将化学能转化为内能;植物光合作用是利用光能,并没有能量创生,C错;“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,故D正确。高频考点1能源的分类中考题眼①化石能源②一次能源、二次能源③可再生能源、不可再生能源分类标准类型区分标准实例产生方式一次能源是否可直接获得化石能源、地热能、核能、生物质能等二次能源电能等是否可再生可再生能源消耗后能否短期内获得水能、风能、太阳能、生物质能等不可再生能源化石能源、核能等构成化石能源提供的方式煤、石油、天然气等生物质能动植物体内存储的化学能等开发先后顺序常规能源是否新开发煤、石油等新能源太阳能、地热能、核能等【拓展延伸】氢能氢能是通过氢气和氧气反应所产生的能量。氢在地球上主要以化合态的形式出现,是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得,因此是二次能源。工业上生产氢的方式很多,常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等。氢能主要具有以下优点:燃烧热值高,每千克氢燃烧后的热量,约为汽油的3倍,酒精的3.9倍,焦炭的4.5倍。燃烧的产物是水,是世界上最干净的能源。资源丰富,氢气可以由水制取,而水是地球上最为丰富的资源。目前,氢能技术在美国、日本、欧盟等国家和地区已进入系统实施阶段。【典例1】某市的能量资源正在逐步得到应用。下列能源中属于不可再生能源的是()A.太阳能B.潮汐能C.天然气D.风能【思路导引】判断关键是分析能否在短期内得到补充。【精讲精析】选C。本题考查能源的分类。使用之后可以在短时间内从自然界中再次产生的能源是可再生能源,使用之后短时间内无法在自然界中再次产生的能源是不可再生能源。因此,煤、石油、天然气等化石能源和核能是不可再生能源。太阳能、水能、风能、潮汐能等是可再生能源,故选C。【方法归纳】能源的种