2017屆高中物理第三章熱力學(xué)基礎(chǔ)第五講能源與可持續(xù)發(fā)展第六講能源的開(kāi)發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)教案粵教版選修.docx

第五講能源與可持續(xù)發(fā)展第六講研究性學(xué)習(xí)能源的開(kāi)發(fā)利用與環(huán)境保護(hù)目標(biāo)定位1.知道一些常規(guī)能源.2.知道溫室效應(yīng)和酸雨形成的原因、危害及防治措施.3.了解新能源開(kāi)發(fā)與利用. 一、能源與環(huán)境1.常規(guī)能源：煤、石油、天然氣.2.大量消耗常規(guī)能源造成的危害(1)空氣質(zhì)量惡化，危害生態(tài)環(huán)境.(2)大氣污染最突出的影響是：溫室效應(yīng)和酸雨.二、溫室效應(yīng)1.溫室效應(yīng)是人類(lèi)過(guò)多地排放二氧化碳，干擾了地球的熱量平衡造成的.2.控制全球變暖的對(duì)策：調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，控制二氧化碳的過(guò)量排放.三、酸雨1.定義：pH值小于5.6的降水.2.酸雨形成原因：人為排放的二氧化硫和氮氧化合物是酸雨形成的根本原因.3.酸雨的危害：酸雨影響人的健康，危害生態(tài)系統(tǒng)，使土壤酸化和貧瘠，腐蝕建筑物和藝術(shù)品.4.防治酸雨的措施(1)健全法規(guī)，強(qiáng)化管理，控制排放.(2)發(fā)展清潔煤技術(shù)，減少燃燒過(guò)程SO2的排放.(3)改造發(fā)動(dòng)機(jī)，安裝汽車(chē)尾氣凈化器.四、能量降退與節(jié)約能源1.能量降退：能量可利用程度降低的現(xiàn)象.2.節(jié)約能源：由于常規(guī)能源是不可再生的能源，不是用之不竭的.五、新能源的開(kāi)發(fā)和利用1.化石能源的短缺和利用常規(guī)能源帶來(lái)的環(huán)境污染，使得新能源的開(kāi)發(fā)成為當(dāng)務(wù)之急.2.新能源主要有下列幾種(1)太陽(yáng)能(2)生物質(zhì)能(3)風(fēng)能(4)水(河流、潮汐)能太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能是清潔能源.風(fēng)能和水能是可再生能源.溫馨提示能量耗散雖然不會(huì)使能的總量減少，卻會(huì)導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，它實(shí)際上將能量從高度有用的形式降級(jí)為不大可用的形式.煤、石油、天然氣等能源儲(chǔ)存著高品質(zhì)的能量，在利用它們的時(shí)候，高品質(zhì)的能量釋放出來(lái)并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能.解決學(xué)生疑難點(diǎn)_一、能源的特點(diǎn)及分類(lèi)能源分類(lèi)方法能源分類(lèi)名稱(chēng)特點(diǎn)舉例按形成或轉(zhuǎn)換特點(diǎn)分一次能源自然形成，未經(jīng)加工太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑四堋⒊毕芏文茉从梢淮文茉唇?jīng)加工轉(zhuǎn)換而成焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能按利用技術(shù)分常規(guī)能源已大規(guī)模正常使用煤、石油、天然氣、水能新能源正在開(kāi)發(fā)，或有新的利用方式太陽(yáng)能、核能、地?zé)崮?、海洋能、沼氣、風(fēng)能按可否再生分可再生能源可循環(huán)使用、不斷補(bǔ)充水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮懿豢稍偕茉炊唐趦?nèi)無(wú)法轉(zhuǎn)換獲得煤、石油、天然氣、核燃料按對(duì)環(huán)境污染情況分清潔能源對(duì)環(huán)境基本上沒(méi)有污染太陽(yáng)能、海洋能、風(fēng)能、水能污染能源會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境化石燃料(煤、石油、天然氣)例1水力發(fā)電站的電能最終來(lái)自于()A.太陽(yáng)能B.水的動(dòng)能C.水的勢(shì)能D.水的內(nèi)能答案A二、能量降退與節(jié)約能源1.能量降退(1)概念：能量可利用程度降低的現(xiàn)象.(2)對(duì)能量降退的理解由于自然界中的宏觀(guān)過(guò)程的方向性，使能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，可利用程度逐漸降低.內(nèi)燃機(jī)不可能把燃料燃燒釋放的內(nèi)能全部用來(lái)對(duì)外做功，總有散失到環(huán)境中的能量，這些能量很難重新利用，可利用程度很低，若用內(nèi)燃機(jī)輸出的機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，又有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)的內(nèi)能，發(fā)電機(jī)溫度升高，把這些內(nèi)能散失到周?chē)臻g，這些彌散的能量可利用程度也很低，由此看來(lái)，能量的可利用程度是逐漸降低的.2.節(jié)約能源的原因(1)煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源都是不可再生能源，都存在能量降退的現(xiàn)象.(2)隨著生產(chǎn)力的飛速發(fā)展，能源的消耗急劇增長(zhǎng).(3)地球上的石油、煤炭等能源儲(chǔ)藏量有限，能源需求的成倍增長(zhǎng)與常規(guī)能源的有限性的矛盾將不斷引起能源危機(jī).例2下列供熱方式最有利于環(huán)境保護(hù)的是()A.用煤做燃料供熱B.用石油做燃料供熱C.用天然氣或煤氣做燃料供熱D.用太陽(yáng)能灶供熱答案D解析煤、石油、天然氣等燃料的使用，使人類(lèi)獲得大量能源，但是由于這些燃料中含有雜質(zhì)以及燃燒的不充分，使得廢氣中含有粉末、一氧化碳、二氧化硫等物質(zhì)污染大氣，而太陽(yáng)能是一種無(wú)污染的能源.借題發(fā)揮太陽(yáng)能是一種清潔能源，不會(huì)污染環(huán)境.不會(huì)污染環(huán)境的能源還有：風(fēng)能、海洋能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能和氫能等.針對(duì)訓(xùn)練下列對(duì)能量降退的理解正確的是()A.能量降退說(shuō)明能量在不斷減少B.能量降退遵守能量守恒定律C.能量降退說(shuō)明能量不能憑空產(chǎn)生，但可以憑空消失D.能量降退從能量角度反映出自然界的宏觀(guān)過(guò)程具有方向性答案BD解析能量降退是在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中可利用程度逐漸降低，散失的部分無(wú)法再回收利用，但不違反能量守恒定律，能量既沒(méi)有減少，也沒(méi)有消失，它只是從能量角度反映出自然界的宏觀(guān)過(guò)程具有方向性，故B、D選項(xiàng)正確.能源與環(huán)境1.下列情況可引起大氣污染的是()A.太陽(yáng)能熱水器的使用B.工業(yè)廢氣的排放C.燃放鞭炮D.風(fēng)車(chē)在發(fā)電答案BC解析太陽(yáng)能與風(fēng)能是清潔能源，而工業(yè)廢氣及燃放鞭炮都可能會(huì)引起大氣污染，選B、C.2.關(guān)于“溫室效應(yīng)”，下列說(shuō)法正確的是()A.太陽(yáng)能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”B.石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，由此產(chǎn)生了“溫室效應(yīng)”C.“溫室效應(yīng)”使得地面氣溫上升，兩極冰雪熔化D.“溫室效應(yīng)”使得土壤酸化答案BC解析“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量.它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪熔化、海平面上升淹沒(méi)沿海城市、海水向河流倒灌、耕地鹽堿化等，故正確答案為B、C.能源開(kāi)發(fā)與利用3.下列關(guān)于能量耗散的說(shuō)法，不正確的是()A.能量耗散使能的總量減少，違背了能量守恒定律B.能量耗散是指耗散在環(huán)境中的內(nèi)能再也不能被人類(lèi)利用C.各種形式的能量向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，是能夠自動(dòng)全額發(fā)生的D.能量耗散導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低答案A解析能量耗散是能量在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中有一部分以?xún)?nèi)能的形式被周?chē)h(huán)境吸收，遵守能量守恒定律，但使得能量品質(zhì)降低，故A錯(cuò)、D對(duì)；耗散的內(nèi)能無(wú)法再被利用，B項(xiàng)對(duì)；其他形式的能在一定的條件下可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但相反過(guò)程卻不能夠全額進(jìn)行，C項(xiàng)對(duì)；故選B、C、D.(時(shí)間：60分鐘)題組一能源的分類(lèi)1.以下說(shuō)法正確的是()A.煤、石油、天然氣等燃料的最初來(lái)源可追溯到太陽(yáng)能B.汽油是一種清潔能源C.水能是可再生能源D.煤、石油等常規(guī)能源是取之不盡、用之不竭的答案AC解析煤、石油、天然氣等是動(dòng)植物轉(zhuǎn)化成的，其來(lái)源可追溯到太陽(yáng)能，A正確；汽油燃燒會(huì)引起一些化合物的產(chǎn)生，導(dǎo)致有毒氣體的生成，B錯(cuò)誤；水能是可再生能源，C正確；煤、石油等存量是有限的，是不可再生能源，D錯(cuò)誤.2.作為新型燃料，從環(huán)保角度來(lái)看，氫氣具有的突出特點(diǎn)是()A.在自然界里存在氫氣B.氫氣輕，便于攜帶C.燃燒氫氣污染小D.氫氣燃燒發(fā)熱量高答案C解析氫氣燃燒生成水，所以對(duì)環(huán)境污染小.題組二能源與環(huán)境3.你認(rèn)為下列能源中，最適合作為未來(lái)能源的是()A.太陽(yáng)能B.風(fēng)能C.柴薪能源D.潮汐能答案A4.關(guān)于能源的開(kāi)發(fā)和節(jié)約，你認(rèn)為下列哪些觀(guān)點(diǎn)是錯(cuò)誤的()A.常規(guī)能源是有限的，無(wú)節(jié)制地利用常規(guī)能源，如石油之類(lèi)，是一種盲目的短期行為B.根據(jù)能量守恒定律，擔(dān)心能源枯竭是一種杞人憂(yōu)天的表現(xiàn)C.能源的開(kāi)發(fā)和利用，必須要同時(shí)考慮其對(duì)環(huán)境的影響D.通過(guò)核聚變和平利用核能是目前開(kāi)發(fā)新能源的一種新途徑答案B解析能量雖然守恒，但能量的耗散導(dǎo)致能量的品質(zhì)降低及不可再利用，也往往對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞，從而應(yīng)開(kāi)發(fā)新型的清潔型的能源，故B選項(xiàng)錯(cuò).5.下列敘述中不正確的是()A.市區(qū)禁止摩托車(chē)通行是為了提高城區(qū)空氣質(zhì)量B.無(wú)氟冰箱的使用會(huì)使臭氧層受到不同程度的破壞C.大氣中CO2含量的增多是引起溫室效應(yīng)的主要原因D.“白色污染”是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)亟待解決的問(wèn)題之一答案B解析城市的空氣污染一方面來(lái)自工業(yè)，另一方面來(lái)自機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣的排放；氟是促使臭氧分解的催化劑，所以無(wú)氟冰箱的使用會(huì)降低對(duì)臭氧層的破壞；二氧化碳的性質(zhì)決定了它能引起溫室效應(yīng)，現(xiàn)在大氣中二氧化碳的濃度日益增大；由于塑料極難分解，所以“白色污染”成了當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的重大問(wèn)題之一.題組三能源的開(kāi)發(fā)與利用6.下面關(guān)于能源的說(shuō)法中正確的是()A.一切能源是取之不盡，用之不竭的B.能源是有限的，特別是常規(guī)能源，如煤、石油、天然氣等C.大量消耗常規(guī)能源會(huì)使環(huán)境惡化，故提倡開(kāi)發(fā)利用新能源D.核能的利用對(duì)環(huán)境的影響比燃燒石油、煤炭大答案BC解析盡管能量守恒，但耗散的內(nèi)能無(wú)法重新收集利用，所以能源是有限的，特別是常規(guī)能源，A錯(cuò)、B對(duì)；常規(guī)能源的利用比核能的利用對(duì)環(huán)境的影響大，C對(duì)、D錯(cuò).7.為了減緩大氣中CO2濃度的增加，可以采取的措施有()A.禁止使用煤、石油和天然氣B.開(kāi)發(fā)利用核能、太陽(yáng)能C.將汽車(chē)燃料由汽油改為液化石油氣D.植樹(shù)造林答案BD解析能源與環(huán)境是相互制約的，在目前能源比較短缺的情況下還不能禁止使用常規(guī)能源，A、C錯(cuò)，B正確；通過(guò)植樹(shù)造林，可以把太陽(yáng)輻射到地球的能量轉(zhuǎn)化為生物的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，又能吸收大氣中的CO2，釋放出O2，D正確.8.關(guān)于能量和能源，下列說(shuō)法中正確的是()A.化石能源是清潔能源，水能是可再生能源B.人類(lèi)在不斷地開(kāi)發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造C.在能源的利用過(guò)程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源D.能量耗散現(xiàn)象說(shuō)明：在能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，雖然能量的總量并不減少，但能量品質(zhì)降低了答案D解析化石能源在燃燒時(shí)放出SO2、CO2等氣體，形成酸雨和溫室效應(yīng)，破壞生態(tài)環(huán)境，不是清潔能源，A項(xiàng)錯(cuò)；能量是守恒的，既不能創(chuàng)造也不可能消失，但能量品質(zhì)會(huì)下降，故要節(jié)約能源，B、C均錯(cuò)，D項(xiàng)正確.9.有一位柴油機(jī)維修師傅，他介紹說(shuō)不用任何儀器，只要將手伸到柴油機(jī)排氣管附近，感知一下排出尾氣的溫度，他就能夠判斷這臺(tái)柴油機(jī)是否節(jié)能，關(guān)于尾氣的溫度跟柴油機(jī)是否節(jié)能之間的關(guān)系，你認(rèn)為正確的是()A.尾氣的溫度越高，柴油機(jī)越節(jié)能B.尾氣的溫度越低，柴油機(jī)越節(jié)能C.尾氣的溫度高低與柴油機(jī)是否節(jié)能無(wú)關(guān)D.以上說(shuō)法均不正確答案B解析氣體的內(nèi)能不可能完全轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的機(jī)械能，柴油機(jī)使柴油在它的氣缸中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，是一個(gè)高溫?zé)嵩?；而柴油機(jī)排氣管排出的尾氣是一個(gè)低溫?zé)嵩?，根?jù)能量守恒定律，這兩個(gè)熱源之間的能量差就是轉(zhuǎn)換的機(jī)械能，燃燒相同質(zhì)量的柴油，要想輸出的機(jī)械能越多，尾氣的溫度就要越低.10.煤是重要的能源和化工原料，直接燃燒既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境.最近，某企業(yè)利用“煤粉加壓氣化制備合成氣新技術(shù)”，讓煤變成合成氣(一氧化碳及氫氣總含量90%)，把煤“吃干榨盡”.下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是()A.煤粉加壓氣化制備合成氣過(guò)程涉及化學(xué)變化和物理變化B.煤粉加壓氣化制備合成氣過(guò)程涉及化學(xué)變化但沒(méi)有物理變化C.該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤的清潔利用D.該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤的高效利用答案B解析煤粉加壓汽化制備合成氣中既有物理變化，又有化學(xué)變化，A正確；該技術(shù)使煤得以良好利用又環(huán)保，C、D正確，故選B.11.CO2氣體有個(gè)“怪脾氣”，它幾乎不吸收太陽(yáng)的短波輻射，大氣中CO2濃度增加，能使地表溫度因受太陽(yáng)輻射而上升；另外，它還有強(qiáng)烈吸收地面紅外熱輻射的作用，阻礙了地球周?chē)臒崃肯蛲鈱涌臻g的排放，使整個(gè)地球就像一個(gè)大溫室一樣.因此，大氣中CO2濃度的急劇增加已導(dǎo)致氣溫的逐步上升，使全球氣候變暖.(1)這種大氣中以CO2為主的氣體產(chǎn)生的效應(yīng)稱(chēng)為()A.光熱效應(yīng)B.光電效應(yīng)C.光氣效應(yīng)D.溫室效應(yīng)(2)導(dǎo)致大氣中CO2濃度增加的主要原因是()A.大量植物和生物物種滅絕B.大量燃料如石油、煤炭、天然氣等的燃燒C.人口劇增，呼出的二氧化碳增多D.自然因素破壞了地球環(huán)境生態(tài)平衡答案(1)D(2)B解析以CO2為主的氣體產(chǎn)生的效應(yīng)稱(chēng)為溫室效應(yīng)，導(dǎo)致這種效應(yīng)產(chǎn)生的重要原因?yàn)榇罅咳剂先缡汀⒚禾?、天然氣等的燃?12.能源問(wèn)題是當(dāng)前熱門(mén)話(huà)題，傳統(tǒng)的能源煤和石油，由于儲(chǔ)量有限，有朝一日要被開(kāi)采完畢，同時(shí)在使用過(guò)程中也會(huì)帶來(lái)污染，尋找新的、無(wú)污染的能源是人們努力的方向，利用潮汐發(fā)電即為一例.如圖1表示的是利用潮汐發(fā)電，左方為陸地和海灣，中間為大壩；其下有通道，水經(jīng)通道可帶動(dòng)發(fā)電機(jī).漲潮時(shí)，水進(jìn)入海灣，待內(nèi)外水面高度相同時(shí)，堵住通道如圖甲；