48能源的利用與開發(fā)學(xué)案粵教版必修2

1、4.8能源的利用與開發(fā)學(xué)案粵教版必修課前自主預(yù)習(xí)1. 在一定條件下能夠提供可利用的物質(zhì)資源叫能源，按能源的利用可劃分為一次能源和二次能源，一次能源按是否能再生可分為能源（如太陽能、風(fēng)能、水能等）和 能源（如煤、石油、天然氣等）（1）一次能源：能 的能源，如煤、太陽能等 .（2）二次能源：從一次能源直接或間接而來的能源，如電能、氫能、焦炭等答案：能量可再生不可再生直接利用轉(zhuǎn)化2. 人類對能源的需求越來越大，但化石能源卻越來越少，新能源的利用還沒有完全發(fā)展起來.能源的過度利用同時伴隨著對自然環(huán)境的和，如溫室效應(yīng)、酸雨等.答案：污染破壞3. 能源危機與環(huán)境污染使得開發(fā)能源成為必要.解決能源危機與環(huán)境

2、污染的辦法：（1）能源，提高能源利用率.（2）開發(fā)新能源、綠色能源及能源，如開發(fā)水能、太陽能、風(fēng)能和核能答案：節(jié)約可再生4. （單選）下列能源屬于常規(guī)能源的是（）煤核能太陽能石油A. B.C.D.解析：常規(guī)能源是指埋在底下的動植物經(jīng)過數(shù)億年的地質(zhì)演變而形成的煤、石油、天然氣。太陽能和核能屬于新能源。所以本題應(yīng)該選D。答案：D點評：本題考查了對能源分類的識記內(nèi)容。要求同學(xué)全面理解能源的幾種分類方式。5. （雙選）下列關(guān)于太陽能的說法中錯誤的是（）A. 太陽能十分巨大，供應(yīng)時間長久B. 太陽能分布廣闊，處處可以利用C. 太陽能到達(dá)地面的功率穩(wěn)定，不會受氣候和季節(jié)的影響D. 太陽能也會造成環(huán)境污染解

3、析：太陽能在不同的天氣和季節(jié)，到達(dá)地面的功率是不一樣的，太陽能不會造成污染。答案：CD課堂互動探究知識點1能源危機與環(huán)境污染新知探究情景一：聯(lián)合國氣候變化框架公約（ Un ited Natio ns Framework Conven tion on Climate Cha nge, 簡 稱公約）是1992年5月在聯(lián)合國紐約總部通過的，同年 6月在巴西里約熱內(nèi)盧舉行的 聯(lián)合 國環(huán)境與發(fā)展大會期間正式開放簽署。公約的最終目標(biāo)是“將大氣中溫室氣體的濃度穩(wěn)定在防止氣候系統(tǒng)受到危險的人為干擾的水平上”。公約說：“感到憂慮的是，人類活動已 大 幅增加大氣中溫室氣體的濃度，這種增加增強 了自 然溫室效應(yīng)，平

4、均而言將引起地球表面和大 氣進(jìn) 一步增溫，并可能對自然生態(tài)系統(tǒng)和人類產(chǎn) 生不 利影響。"公約是世界上第一個為全面控制二氧化碳等溫室氣體排放，應(yīng)對全球氣候變暖給人 類 經(jīng)濟(jì)和社會帶來不利影響的國際公約，也是國際社會在應(yīng)對全球氣候變化問題上進(jìn)行國 際合作 的一個基本框架。目前已有 192個國家批準(zhǔn)了公約，這些國家被稱為公約締 約方。此 外，歐盟作為一個整體也是公約的一個締約方。公約締約方作出了許多旨在解決氣候變化問題的承諾。每個締約方都必須定期提交 專 項報告，其內(nèi)容必須包含該締約方的溫室氣體排放信息， 并說明為實施公約所執(zhí)行的計劃及 具體措施。情景二：能源危機是指因為能源供應(yīng)短缺或是價

5、格上漲而影響經(jīng)濟(jì)。這通常涉及到石油、電力或 其 他自然資源的短缺。能源危機通常會造成經(jīng)濟(jì)衰退。從消費者的觀點，汽車或其它交通工 具所 使用的石油產(chǎn)品價格的上漲降低了消費者的信心和增加了他們的開銷世界經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化，得益于化石能源，如石 油、天然氣、煤炭與核裂變能的廣泛的投入 應(yīng)用。 因而它是建筑在化石能源基礎(chǔ)之上的一 種經(jīng)濟(jì)。 然而，由于這一經(jīng)濟(jì)的資源載體將在 21世紀(jì)上 半葉迅速地接近枯竭。石油儲量的綜合估算，可 支配的化石能源的極限， 大約為1180-1510億噸， 以1995年世界石油的年開采量33.2億噸計算，石油儲量大約在 2050年左右宣告枯竭。天然氣 儲備估計在 131800? 1

6、52900兆立方米。年開采量維持在2300兆立方米，將在 57-65年內(nèi)枯竭。煤的儲 上海世博會石油館量約為5600億噸。1995年煤炭開采量為 33億噸，可以供圖 4-8-2應(yīng)169年。鈾的年開采量目前為每年6萬噸，根據(jù)1993年世界能源委員會的估計可維持到21世紀(jì)30年代中期。核聚變到 2050年還沒有實現(xiàn)的希望?；茉磁c原料鏈條的中斷，必將導(dǎo)致世界經(jīng)濟(jì)危機和沖突的加劇，最終葬送現(xiàn)代市場經(jīng)濟(jì)。事實上，近10年來，中東及海灣地區(qū)與非洲的戰(zhàn)爭都是由化石能源的重新配置與分配而引發(fā)。這 種軍 事沖突，今后還將更猛烈、 更頻繁；在國內(nèi)，也可能出現(xiàn)由于能源基地工人下崗而引發(fā)的許 多新的矛盾和沖突?？?/p>

7、之，能源危機遲早會爆發(fā)；它的爆發(fā)將具有爆炸性!重點歸納1. 能源危機：目前世界上消耗的能源主要是煤、石油、天然氣等不可再生能源，按目前的消耗速度，煤可用 200年左右，石油可用 40年左右，天然氣可用 60年左右，而其他可 再生能源 還不能大規(guī)模應(yīng)用，世界正面臨能源危機2. 我國的能源危機：能源儲量有限，人口眾多，人均能源占有量和消費量均處于較低水平；經(jīng)濟(jì)增長和生活水平的提高，使能源消耗量急劇增加，目前我國能源消費總量已位居世界第二位.3. 環(huán)境污染：大量使用煤、石油、天然氣等化石能源給人類的生存環(huán)境帶來了災(zāi)難，如酸雨、溫室效應(yīng)、臭氧層的破壞、城市熱島效應(yīng)、土壤酸性化、生態(tài)平衡的破壞、海平面升

8、高等.(1)溫室效應(yīng)：溫室效應(yīng)加劇主要是由于現(xiàn)代化工業(yè)社會燃燒過多煤炭、石油和天然 氣, 這些燃料燃燒后放岀大量的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入大氣造成的。二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔 熱的功 能。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無形的玻璃罩，使太陽輻射到地球上的熱量無 法向外層 空間發(fā)散，其結(jié)果是地球表面變熱起來。因此，二氧化碳也被稱為溫室氣體。(2)酸雨污染：酸雨是工業(yè)高度發(fā)展而岀現(xiàn)的副產(chǎn)物，由于人類大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，燃燒后產(chǎn)生的硫氧化物或氮氧化物，在大氣中經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成硫酸 或硝酸氣溶膠，或為云、雨、雪、霧捕捉吸收，降到地面成為酸雨。其主要作用(3) 臭氧層破壞：臭氧層是指大氣層

9、的平流層中臭氧濃度相對較高的部分,是吸收短波紫外線。 對于大氣臭氧層破壞的原因， 科學(xué)家中間有多種見解。 但是大多數(shù)人 認(rèn)為， 人類過多地使用氯氟炷類化學(xué)物質(zhì)（用CFCs 表示）是破壞臭氧層的主要原因。氯氟炷是一種人造化學(xué)物質(zhì)， 1930 年由美國的杜邦公司投入生產(chǎn)。 在第二次世界大戰(zhàn)后， 尤其 是進(jìn)入 60 年以后， 開始大量使用，主要用作氣溶膠、制冷劑、發(fā)泡劑、化工溶劑等。另外 , 哈龍類物質(zhì)（用于滅火 器）、氮氧化物也會造成臭氧層的損耗。（ 4 ） 城市熱島效應(yīng)： 城市熱島效應(yīng)（ Urbanheatislandeffect ）是指城市中的氣溫明顯高于 外 圍郊區(qū)的現(xiàn)象。城市熱島效應(yīng)形成的

10、原因：城市內(nèi)擁有大量鍋爐、加熱器等耗能裝置以及各 種機動車輛。 這些機器和人類生活活動都消耗大量能量， 大部分以熱能形式傳給城市大氣空 間。 城區(qū)大量的建筑物和道路構(gòu)成以磚石、水泥和瀝青等材料為主的下墊層，這些材料熱容 量、導(dǎo) 熱率比郊區(qū)自然界的下墊層要大得多，而對太陽光的反射率低、 吸收率大； 因此在白 天， 城市下 墊層表面溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣溫，其中瀝青路面和屋頂溫度可高岀氣溫8°C17 C-此 時下墊層的熱量主要以湍流形式傳導(dǎo)，推動周圍大氣上升流動，形成"涌泉風(fēng)" ，并使城區(qū)氣 溫升高;在夜間城市下墊面層主要通過長波輻射 , 使近地面大氣層溫度上升。4. 能源稀

11、缺：雖然能量是守恒的、不可能消滅的，但我們?nèi)匀灰?jié)約能源. 因為自然 界中能量的轉(zhuǎn)化過程具有一定的方向性，能成為能源的很少 .例 1（雙選）二氧化碳對長波輻射有強烈的吸收作用，行星表面發(fā)岀的長波輻射到大氣 以后被二氧化碳截獲，最后使大氣增溫，大氣中的二氧化碳和暖房的玻璃一樣，只讓太陽的熱輻射進(jìn)來，卻不讓室內(nèi)的長波熱輻射岀去，二氧化碳的這種效應(yīng)叫溫室效應(yīng)，這是目前科學(xué)界對地球氣候變暖進(jìn)行分析的一種觀點，根據(jù)這種觀點，以下說法成立的是（）A. 在地球形成的早期，火山活動頻繁，排岀了大量的二氧化碳?xì)怏w，當(dāng)時地球的氣溫彳艮高B. 二氧化碳是空氣的組成成分， 人們可以放心大膽地使用煤、 石油、 天然氣等

12、化石能 源， 不會對環(huán)境造成任何影響C. 由于工業(yè)的發(fā)展和人類的活動，導(dǎo)致二氧化碳在空氣中的含量增大，地球上的氣溫正在升高D. 氣候變暖的原因是工業(yè)用電和生活用電的急劇增加，地球上的氣溫正在升高解析：空氣中的二氧化碳?xì)怏w，可以讓太陽光熱輻射進(jìn)入地球大氣層，而會阻止地球自身的長波熱輻射離開地球，這樣會造成地球上的溫度升高，由此可知，A、C選項正確.答案： AC觸類旁通1. （雙選）能源短缺和環(huán)境惡化指的是（）A. 煤炭和石油的開采與技術(shù)有關(guān)，在當(dāng)前技術(shù)條件下，煤炭和石油的開采是有限的，這叫能源短缺B. 煤炭和石油資源是有限的，以今天開采和消耗的速度，石油儲量將在百年內(nèi)用盡，煤炭資源也不可能永續(xù)，

13、這叫能源短缺C. 煤炭和石油具有大量的氣味，在開采、存放和使用過程中這些氣味會聚存在空氣中污染空氣，使環(huán)境惡化D. 大量煤炭和石油產(chǎn)品在燃燒時排岀的有害氣體污染空氣，改變了空氣成分使環(huán)境惡化解析：能源短缺不是開采技術(shù)問題，而是存儲量少的問題，故A 錯誤， B 正確；環(huán)境污染主要是來源于燃料的燃燒產(chǎn)生大量的有害氣體污染空氣，故C錯誤，D正確答案：BD知識點2能源的利用與開發(fā)新知探究情景一：2012年8月23日，廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳、省財政廳聯(lián)合在湛江市召開太陽能光電建筑應(yīng)用示范項目一一廣東粵電湛江生物質(zhì)電廠光伏發(fā)電項目驗收評估會。廣東粵電湛江生物質(zhì)電廠光伏發(fā)電項目是國家2011年度光電建筑應(yīng)用

14、示范項目，該項目由廣東省粵電集團(tuán)有限公司下屬子公司廣東粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電有限公司投資建設(shè)，項目總裝機容量為1MW,總投資1710.35萬元。該項目建設(shè)選址 位于遂溪白泥 坡工業(yè)區(qū)，利用生物質(zhì)發(fā)電廠建筑群屋頂，安裝3582塊共7122平方米的多晶硅光 伏板，太陽能光伏發(fā)電 系統(tǒng)通過光伏組件轉(zhuǎn)化為 直流電力，再通過并網(wǎng)型逆變器將直流電能轉(zhuǎn)化為頻率、 用電系統(tǒng)。情景二：太陽能光伏發(fā)電圖 4-8-3廠相位符合要求的正弦波電流并入工黑龍江省2012年6月14日頒布黑龍江測開發(fā)風(fēng)能及太陽能資源必須經(jīng)過氣象部省氣候資源探測與保護(hù)條例，其中規(guī)定企業(yè)探門批：.準(zhǔn)，而且探測岀來的資源屬國家所有。這是我國首個規(guī)范氣

15、候資源利用的地方法規(guī)。據(jù)黑龍江省人大法制工作委員會副主任王去奇介紹，近年來，黑龍江省一些企業(yè)隨 意探測 開發(fā)風(fēng)能、太陽能資源問題非常突 岀，針對這一 問題，黑龍江省在全國率先發(fā) 布了黑龍江省氣 候資源探測與保護(hù)條例，對企業(yè)開發(fā)探測風(fēng)能、太陽能資源進(jìn)行規(guī)范。太陽能風(fēng)能發(fā)電圖 4-8-4按照黑龍江省氣候資源探測與保護(hù)條例規(guī)定，企業(yè)探測開發(fā)風(fēng)能及太陽能資源必須過氣象部門批準(zhǔn)，而且探測岀來的資源屬國家所有。重點歸納1. 能源的利用常規(guī)能源石油 > 燃燒A內(nèi)能電熱器一電能-天然氣J熱機風(fēng)能一風(fēng)生一機械能廠一發(fā)電機水能一水輪機t r電動機一熱機地?zé)崮躹核能一反應(yīng)堆一內(nèi)能太陽能一太陽灶J光伏發(fā)電2. 未來的能源(1) 節(jié)約能源，開發(fā)可替代煤、石油、天然氣等常規(guī)能源的新能源，研究清潔能源是緩解當(dāng)前能源危機及保護(hù)和改善人類環(huán)境的有效措施(2) 現(xiàn)在人類正致力于開發(fā)核能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、生物能、海洋能、氫能等新能?例2水能是可再生能源，可持續(xù)地利用它來發(fā)電，為人類提供“清潔”的能源，若一水力發(fā)電站水庫的平均流量為Q?/s，落差為hm,發(fā)電效率為q,則全年發(fā)電量 A是多少kW