新材料、能源和可持續(xù)發(fā)展1

第九單元能源與可持續(xù)發(fā)展一、新材料1、半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，硅和鍺都是半導(dǎo)體應(yīng)用：二極管、三極管、LED燈等2、超導(dǎo)體某些材料的電阻突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，叫超導(dǎo)現(xiàn)象應(yīng)用：遠(yuǎn)距離輸電、大功率輸電、磁懸浮技術(shù)等3、納米材料：應(yīng)用在醫(yī)療器材、電子材料等方面2012廣東6．2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了發(fā)現(xiàn)石墨烯的兩位俄裔科學(xué)家。石墨烯由一層碳原子組成，它是目前世界上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，它的熔點(diǎn)超過2000℃，它具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等屬性?？梢灶A(yù)見，石墨烯未來的應(yīng)用將相當(dāng)廣闊。根據(jù)石墨烯的屬性，你認(rèn)為石墨烯不能用來制成()A．隧道掘進(jìn)機(jī)的鉆頭B．炒菜鍋C．高壓輸電線D．家用保險(xiǎn)絲D2011廣東8.硅、鍺等半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力比銅、鐵等金屬的導(dǎo)電能力

（選填“強(qiáng)”或“弱”）。某些物質(zhì)在溫度很低時(shí)，電阻變?yōu)?/p>

，這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。如果能制造出常溫下的超導(dǎo)體，它可以在下列哪些情境得到應(yīng)用的是

（選填序號(hào)）。①用作電吹風(fēng)的電熱絲 ②用作白熾燈的燈絲 ③用作輸電線纜弱零③2010廣東8、在鋁、銅、硅、塑料等材料中，屬于絕緣體的是＿＿＿＿＿＿；20世紀(jì)初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，鋁在－271.76℃以下時(shí)，電阻就變成了＿＿＿＿＿＿，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象；納米（nm）是＿＿＿＿＿＿單位。（2009廣東）10．就導(dǎo)電性能來說，金屬的導(dǎo)電性能一般比非金屬

（選填“強(qiáng)或弱）；有些元素如硅、鍺等的導(dǎo)電性能介于金屬和非金屬之間，常稱作

。某些物質(zhì)在溫度極低時(shí)，電阻會(huì)變成零，這就是

現(xiàn)象。塑料零長度強(qiáng)半導(dǎo)體超導(dǎo)二、能源家族1．按能源產(chǎn)生的方式分類：直接獲取

(1)一次能源：可以從自然界____________的能源，如化石能源(煤、石油、天然氣)、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮芤约昂四艿?，其中化石能源是?dāng)今世界的主要能源．

(2)二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過__________的消耗才能得到的能源，如電能、酒精、汽油、柴油等．一次能源

2．按人類開發(fā)早晚和使用情況分類：

(1)常規(guī)能源：人類已經(jīng)利用多年的能源，如煤、石油、天然氣以及水能等．

(2)新能源：如核能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿热祟惤鼛啄瓴砰_始利用的能源．水能太陽能核能

3．從能源是否可再生分類：

(1)可再生能源：指可以在自然界里源源不斷地得到的能源，如________、風(fēng)能、________、生物質(zhì)能等．

(2)不可再生能源：指越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源，如化石能源、________等．三、核能1．原子、原子核：質(zhì)子電子

原子由原子核、電子組成．原子核由質(zhì)子和中子組成．________帶正電荷，________帶負(fù)電荷，中子不帶電．

2．核能的定義：由于原子核________或________而釋放的巨大能量．分裂聚合聚變裂變3．獲得核能的途徑：________和________．4．應(yīng)用：核電站、原子彈、氫彈等．

5．核能的優(yōu)點(diǎn)以及可能帶來的問題：(1)優(yōu)點(diǎn)：核能發(fā)電不會(huì)造成大氣污染、燃料成本較低、便于運(yùn)輸?shù)龋?2)可能帶來的問題：放射性物質(zhì)如果釋放到外界環(huán)境，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害．2011廣東9.目前釋放核能的方式有兩種：一是使原子核裂變，二是使原子核＿＿＿。1938年，科學(xué)家首次用＿＿＿（選填“電子”、“中子”或“質(zhì)子”）轟擊比較大的原子核，使其發(fā)生裂變，變成兩個(gè)中等大小的原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量。（2010廣東）如圖9所示是太陽能LED照明路燈。它主要由太陽能電池板、LED燈頭等部分構(gòu)成。LED是一種發(fā)光二極管，通過電流能夠發(fā)光，可以把電能直接轉(zhuǎn)化成＿＿＿＿＿＿能。太陽能是＿＿＿＿＿＿能源（填“一次”或“二次”）、清潔無污染，它是在太陽內(nèi)部，氫原子核發(fā)生

（填“裂變”或“聚變”），釋放出的核能。聚變中子光一次聚變2008廣東關(guān)于能源，下列說法正確的是()A．煤、石油屬于可再生能源 B．天然氣屬于可再生能源C．太陽能屬于不可再生能源 D．核能屬于不可再生能源D三、太陽能

1．產(chǎn)生和輻射：由于太陽內(nèi)部的大量氫原子核發(fā)生_____，釋放出巨大的核能，以________和________的形式向四周輻射開去．聚變熱光2．太陽能的利用方式：(1)我們開采化石燃料來獲取能量，是間接利用存貯在化石燃料中的太陽能．

(2)目前直接利用太陽能有兩種方式，一種是用____________把水等物質(zhì)加熱，如太陽能熱水器、太陽灶等；另一種是用______________把太陽能轉(zhuǎn)化為電能．集熱器太陽電池四、三次能源革命人工取火蒸汽機(jī)核能第一次第二次第三次以柴薪為燃料化石燃料鈾一萬年二百年幾十年五、能源與可持續(xù)發(fā)展方向性新空氣污染1．能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性：溫室效應(yīng)

能量的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移都是有________的．我們是在能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能量的利用是有條件的，也是有代價(jià)的．

2．21世紀(jì)的能源趨勢：能源消耗增長速度明顯加快，出現(xiàn)能源危機(jī)．我們要積極開發(fā)________能源．水土流失

3．能源消耗對(duì)環(huán)境的影響：大量燃燒化石能源勢必造成______________和______________的加??；過分依靠柴薪能源會(huì)加劇______________和______________．沙漠化考點(diǎn)1能源的分類[例1](2012年桂林)下面所列的各種能源中，屬于可再生能源的是()BA．煤炭B．太陽能C．核能D．石油

思路點(diǎn)撥：煤炭、石油和核原料的消耗不可能在短期內(nèi)得到補(bǔ)充，屬于不可再生能源．

獲得核能的兩種方式的對(duì)比(1)原子彈為不可控核裂變，核電站為可控核裂變．(2)氫彈、太陽內(nèi)部的核反應(yīng)為核聚變，都不可控制．比較裂變聚變(熱核反應(yīng))定義較大原子核分裂為較小原子核的過程小原子核結(jié)合成較大原子核的過程條件中子轟擊較大原子核超高溫釋放核能大小巨大更加巨大是否可控裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可控聚變目前不可控應(yīng)用原子彈、核電站氫彈、太陽內(nèi)部爆炸考點(diǎn)2核能

[例2](2011年廣東)目前釋放核能的方式有兩種：一是使原子核裂變，二是使原子核____________.1938年，科學(xué)家首次用____________(填“電子”、“中子”或“質(zhì)子”)轟擊比較大的原子核，使其發(fā)生裂變，變成兩個(gè)中等大小的原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量.1kg鈾全部裂變釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量．如果煤的熱值為3×109J/kg，那么1kg鈾全部裂變釋放的能量至少為__________J.思路點(diǎn)撥：獲得核能有兩種方式：核裂變和核聚變，其中中子轟擊較大原子核較大原子核分裂為較小原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量的過程是核裂變；在超高溫的條件下，質(zhì)量小的原子核結(jié)合成較大原子核，同時(shí)釋放出巨大的能量的過程是核聚變【答案】聚變中子6×1015考點(diǎn)3太陽能

[例3]如圖9－1所示的是利用太陽能的三種方式．請你在空白方框內(nèi)填上相關(guān)的科學(xué)術(shù)語． 圖9－1【答案】光電轉(zhuǎn)換內(nèi)能化學(xué)能考點(diǎn)4能源的開發(fā)利用和環(huán)境保護(hù)[例4](2011年無錫)關(guān)于能源的利用，下列說法正確的是()

A．大量使用石油產(chǎn)品會(huì)造成大氣污染，所以應(yīng)該停止開采石油

B．和平利用核能特別要注意防止核泄漏，以免造成環(huán)境污染

C．修筑攔河壩建造水電站利用水能發(fā)電，有百利而無一害

D．天然氣是一種清潔能源，人類可以無窮無盡地開發(fā)【答案】B

1．(2012年梅州)如圖9－2

所示的是太陽能LED照明路燈，它主要由太陽能電池板、LED燈頭等部分構(gòu)成．LED是一種發(fā)光二極管，通過電流可以把電能直接轉(zhuǎn)化成________能．太陽能是________能源(填“一次”或“二次”)，清潔無污染，是在太陽內(nèi)部氫原子核發(fā)生________(填“裂變”或“聚變”)時(shí)釋放出的核能．光一次聚變

2．(2012年茂名)在高州北部山區(qū)正在建設(shè)茂名市第一個(gè)風(fēng)力發(fā)電站．風(fēng)力發(fā)電將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為________能，風(fēng)能屬于________(填“可”或“不可”)再生能源．發(fā)電機(jī)是利用______________原理發(fā)電的．電可電磁感應(yīng)3．(2010年廣州)下列能源中屬于可再生能源的是()AA．風(fēng)能C．石油B．核能D．天然氣

4．(2010年梅州)自然界中有些能源一旦被消耗就很難再生，因此我們要節(jié)約能源．在下列能源中，屬于不可再生能源的是()DA．風(fēng)能C．太陽能B．水能D．石油

5．(2010年肇慶)上海世博園區(qū)的太陽能總裝機(jī)容量達(dá)到4700kW，生產(chǎn)太陽能電池的主要原材料是硅，硅屬于__________(填“導(dǎo)體”或“半導(dǎo)體”)材料．若將能源分為可再生能源和不可再生能源，則太陽能屬于________能源；下列四種能源——木柴