PAGEPAGE8課時5能源和可持續發展學問點一·能源與環境1．水力發電站的電能最終來自于()A．太陽能B．水的動能C．水的勢能D．水的內能答案A解析地球上的一切能源(除核能)均來自太陽，故選A。2．當前，世界上日益嚴峻的環境問題主要源于()A．溫室效應B．厄爾尼諾現象C．人類對環境的污染和破壞D．火山噴發和地震答案C解析溫室效應和厄爾尼諾現象也是人類對環境的污染和破壞造成的，故選C。3．凡是能夠供應某種形式的能量的物質，統稱為能源。“能源分類相關圖”如圖所示，四組能源選項中，全部符合圖中陰影部分的能源是()A．煤炭、石油、沼氣B．水能、生物能、自然氣C．太陽能、風能、潮汐能D．地熱能、海洋能、核能答案C解析煤炭、石油、沼氣不是可再生能源，A錯誤；自然氣不是可再生能源，也不是新能源，B錯誤；核能不是來自太陽輻射的能源，D錯誤。4．關于能源的開發和利用，下列觀點不正確的是()A．能源是有限的，無節制的利用能源，是一種盲目的短期行為B．依據能量守恒定律，能源是取之不盡、用之不竭的C．能源的開發和利用，必需同時加強對環境愛護D．不斷開發新能源，是緩解能源危機、加強環境愛護的主要途徑答案B解析能量是守恒的，但由于能量的耗散，使得能源越來越少，故B說法錯誤。5．作為新型燃料，從環保角度來看，氫氣具有的突出特點是()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．氫氣燃燒發熱量高答案C解析氫氣燃燒生成水，所以對環境污染小，故C正確。6．能源利用的過程實質上是()A．能量的消逝過程B．能量創建過程C．能量的轉化和轉移過程D．能量的轉化傳遞并且漸漸消逝的過程答案C解析能源利用的過程是做功或熱傳遞的過程，前者是能量的轉化，后者是能量的轉移，故C正確。7．下列供熱方式最有利于環境愛護的是()A．用煤作燃料供熱B．用石油作燃料供熱C．用自然氣或煤氣作燃料供熱D．用太陽能灶供熱答案D解析煤、石油、自然氣等燃料的利用，使人類獲得大量的內能。但由于這些燃料中含有雜質以及燃燒的不充分，使得廢氣中含有粉塵、一氧化碳、二氧化硫等物質污染了大氣。而太陽能是一種無污染的能源，應大力推廣，故D正確。8．(多選)下列關于能量耗散的說法，正確的是()A．能量耗散使能的總量削減，違反了能量守恒定律B．能量耗散是指散失在環境中的內能再也不能被人類利用C．各種形式的能量向內能的轉化，是能夠自動全額發生的D．能量耗散導致能量品質的降低答案BCD解析能量耗散是能量在轉化的過程中有一部分以內能的形式被四周環境汲取，遵守能量守恒定律，但使得能量品質降低，故A錯誤，D正確；耗散的內能無法再被利用，B正確；其他形式的能在肯定的條件下可以全部轉化為內能，但相反過程卻不能夠全額進行，C正確。學問點二·新能源和可持續發展9．黨的十六屆三中全會明確提出：“堅持以人為本，樹立全面、協調、可持續的發展觀，促進經濟社會和人的全面發展”。(1)氫能源是21世紀極具開發前景的新能源之一，它既是綠色能源，又可循環利用。請在圖的兩個空框中填上循環過程中反應物和生成物的分子式，以完成志向的氫能源循環體系圖(循環中接受太陽能的物質在自然界中廣泛存在)，從能量轉換的角度看，過程Ⅱ主要是________能轉化為________能。(2)“能源危機”是當今世界各國共同面臨的問題。對此，以下措施可行的是()A．人人都要自覺做到節約用水、節約用電，不奢侈和人為毀壞物品B．關閉現有的火力發電站C．各地都要興建水力和風力發電站D．停止運用石油資源，而以核能和太陽能取代答案(1)完成的氫能源循環體系圖如下圖所示化學電(2)A解析(1)H2是一種綠色能源，因為它燃燒的產物為H2O，對環境沒有污染；H2O在肯定條件下分解又可以得到H2，所以H2是一種可循環運用的可再生能源。在合適的催化劑存在時，H2O可以汲取太陽能，發生分解得到H2和O2，H2、O2通過燃料電池可以供應電能。例如，以KOH為電解質的H2、O2燃料電池工作時，正極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－；負極反應為H2－2e－＋2OH－=2H2O，燃料電池工作時將化學能轉變成電能。(2)節約能源，提高效率，可有效應對能源危機，A正確；風力、水力受地域環境的限制，不能在各地推廣，因而不能關閉火力發電站，故B、C錯誤；核能和太陽能受技術限制，尚未大規模利用，所以石油也不能停止運用，故D錯誤。10．小明同學原來家住農村，八年前隨父母搬到了某市的向陽小區，住進了居民樓。小明家在農村時，燒水做飯用煤，進了城市后用上了自然氣；在農村時，冬季取暖家家戶戶也依靠燒煤，但在小區卻集中供暖。請依據小明家的改變(燒煤→自然氣；單家單戶取暖→小區集中供暖)，結合自己的切身體驗，從科學和人文的角度對此改變加以評價。答案(1)從爐具的改變上，提高了能源的利用率；(2)從燃料的改變上，提高了能源的利用率，削減了環境污染；(3)從取暖方式上，提高了能源的利用率，削減了污染。小明家的進步反映了整個社會的進步，節約能源，愛護環境，人人有責。11．(1)在英國進行的一項探討結果表明：高煙囪可有效地降低地面SO2濃度。在20世紀的60～70年頭的10年間，由發電廠排放的SO2增加了35%，但由于建立高煙囪的結果，地面濃度降低了30%之多，請你從全球環境愛護的角度，分析這種做法是否可取？說其理由。(2)用傳統的煤、石油作燃料，其主要缺點是什么？與傳統的煤、石油做燃料相比，哪種物質可以作為新能源？主要優點是什么，缺點又是什么？答案(1)不行取，因為SO2的排放總量并沒有削減，進一步形成的酸雨仍會造成對全球的危害。(2)煤、石油是不易再生的化工燃料，其資源是有限的，其次燃燒后產生的SO2、NO2等嚴峻污染大氣，進而形成酸雨，燃燒后產生的CO2又會造成溫室效應。第一，H2可以用水作為原料來制取；其次，H2燃燒時放熱多，放出的熱量約為同質量汽油的3倍；第三，氫燃料的最大優點是燃燒產物為水，不易污染環境，還可循環運用。常規能源儲存量有限，在利用過程中會帶來環境污染，新能源的開發和利用成為當務之急。解析本題涉及能源、環保等社會熱點問題，我們要從化學視角去關注這些與生態環境、人們的健康親密相關的問題，環境污染的惡果是干脆影響人類的持續和發展，酸雨是影響全球的問題。削減酸雨的產生是要杜絕污染源，而不是建立高煙囪轉移污染，而杜絕酸雨的污染途徑一般有三個：一是對煤、石油等傳統能源進行處理，使其在燃燒過程中不產生SO2；二是對污染物SO2進行回收利用，三是開拓新能源。而目前最志向的能源為氫能源，因為它原料來源豐富，燃燒的產物又是水，既不污染環境，又可以循環利用。[提升訓練]一、選擇題1．熱現象過程中不行避開地出現能量耗散的現象。所謂能量耗散是指在能量轉化的過程中無法把流散的能量重新收集、重新加以利用。下列關于能量耗散的說法中正確的是()A．能量耗散現象是指能量在四周環境中消逝了B．能量耗散不符合熱力學其次定律C．能量耗散過程中能量仍守恒D．運用清潔的能源可以削減能量耗散答案C解析能量守恒定律是自然界無條件成立的普適定律，并不是指能量消逝了，A錯誤，C正確；熱力學其次定律說明白能量在轉化過程中不行逆，因此能量無法重新收集加以利用，B錯誤；清潔能源的運用過程中，能量同樣發生耗散，不行避開，D錯誤。2．(多選)關于“溫室效應”，下列說法中正確的是()A．太陽能源源不斷地輻射到地球上，由此產生了“溫室效應”B．石油和煤炭燃燒時產生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量，由此產生了“溫室效應”C．“溫室效應”使得地面氣溫上升，兩極冰雪溶化D．“溫室效應”使得土壤酸化答案BC解析“溫室效應”的產生是由于石油和煤炭燃燒時產生的二氧化碳，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、兩極冰雪溶化、海平面上升、沉沒沿海城市、海水河流倒灌、耕地鹽堿化等，故應選B、C。3．下列說法中，正確的是()A．從甲物體自發傳遞熱量給乙物體，說明甲物體的內能比乙物體多B．熱機的效率從原理上講可達100%C．因為能量守恒，所以“能源危機”是不行能的D．以上說法均不正確答案D解析發生熱傳遞的條件是兩物體間存在溫度差，A錯誤。熱機的效率不能達到100%，B錯誤。由于能量耗散后不行收集，依舊要珍惜現有能源，C錯誤。4．(多選)下列關于能量耗散的說法，正確的是()A．電能通過燈泡中的燈絲轉化為光能屬于能量耗散B．火爐把房子烤暖屬于能量耗散C．各種形式的能量向內能的轉化是能夠自動全額發生的D．能量耗散導致能量品質降低答案BCD解析能量耗散是指其他形式的能轉化為內能，最終流散到四周環境中無法重新收集并加以利用的現象，故A錯誤，B正確；能量耗散是能量在轉化的過程中有一部分以內能的形式被四周環境汲取，遵守能量守恒定律，但使得能量品質降低，故D正確；其他形式的能在肯定的條件下可以全部轉化為內能，但相反過程卻不能夠全額進行，C正確。5．煤是重要的能源和化工原料，干脆燃燒既奢侈資源又污染環境。最近，某企業利用“煤粉加壓汽化制備合成氣新技術”，讓煤變成合成氣(一氧化碳及氫氣總含量≥90%)，把煤“吃干榨盡”。下列有關說法中正確的是()①煤粉加壓汽化制備合成氣過程涉及化學改變和物理改變'②煤粉加壓汽化制備合成氣過程涉及化學改變但沒有物理改變'③該技術實現了煤的清潔利用④該技術實現了煤的高效利用A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④答案C解析煤粉加壓汽化制備合成氣中既有物理改變，又有化學改變，①正確；該技術使煤得以良好利用又環保，③、④正確，故C正確。6．(多選)下面關于能源的說法中正確的是()A．能源是取之不盡，用之不竭的B．能源是有限的，特殊是常規能源，如煤、石油、自然氣等C．大量消耗常規能源會使環境惡化，故提倡開發利用新能源D．核能的利用對環境的影響比燃燒石油、煤炭大答案BC解析盡管能量守恒，但耗散的內能無法重新收集利用，所以能源是有限的，特殊是常規能源。A錯誤，B正確。常規能源的利用比核能的利用對環境的影響大。C正確，D錯誤。7．在探討性學習的過程中，針對能源問題、大氣污染問題，同學們提出了如下四個活動方案，從理論上講可行的是()A．利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的全部內能轉化為機械能是可能的B．制作一種制冷設備，使溫度降至肯定零度以下C．將房屋頂蓋上太陽能板，可干脆用太陽能來解決照明和熱水問題D．汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴峻污染了空氣，想方法使它們自發地分別，既清潔了空氣，又變廢為寶答案C解析本題考查的是對熱力學相關問題的探討。利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的全部內能轉化為機械能是不行能的，因為它違反了熱力學其次定律，A錯誤；制作一種制冷設備，使溫度降至肯定零度以下是不行能的，B錯誤；將房屋頂蓋上太陽能板，可干脆用太陽能來解決照明和熱水問題是可行的，C正確；汽車尾氣中各類有害氣體排入大氣后嚴峻污染了空氣，使它們自發地分別是不行能的，D錯誤。8．(多選)CO2氣體有個“怪脾氣”，它幾乎不汲取太陽的短波輻射，大氣中CO2濃度增加能使地表溫度因受太陽的輻射而上升；另外，它還有劇烈汲取地面紅外熱輻射的作用，阻礙了地球四周的熱量向外層空間的排放，使整個地球就像一個大溫室一樣，因此，大氣中二氧化碳氣體濃度的急劇增加已導致氣溫的逐步上升，使全球氣候變暖。為了減緩大氣中CO2濃度的增加，可以實行的措施有()A．禁止運用煤、石油和自然氣B．開發運用核能、太陽能C．將汽車燃料由汽油改為液化石油氣D．植樹造林答案BD解析開發新能源以便削減對常規能源的利用，削減CO2的排放，植樹造林可以汲取空氣中的CO2，故B、D正確。二、非選擇題9．能源按其是否自然存在來分，可以分為________和________，以自然的形式存在于自然界的能源叫做________，如________、________、________、________、________、________、________等。須要人工制取的能源叫做________，如________、________、________、________等。太陽是一個巨大的能源，它不斷地向外輻射能量，其中輻射到地面的總功率為8×1023kW，干脆利用太陽能不會污染環境。答案一次能源二次能源一次能源煤石油自然氣風流水地熱太陽能二次能源電能汽油氫能酒精10．開發利用太陽能，將會滿意人類長期對大量能源的需求。太陽能的光熱轉換是目前技術最為成熟、應用最廣泛的形式。太陽能熱水器的構造示意圖如圖1所示，下方是像日光燈管似的集熱管，由導熱性能良好的材料制成，在黑色管和外面透亮管間有空隙，并抽成真空，集熱管的下方是一塊光亮的鋁合金板子，做成凹凸肯定的曲面。試分析下列有關太陽能的利用問題：(1)說明太陽能熱水器哪些結構與其功能相適應，水箱為何安裝在頂部而非下部？(2)圖2中A是集熱器，B是儲水容器，在陽光直射下水將沿________時針方向流淌，這是因為________。C是協助加熱器，其作用是________。請在圖中適當位置安上進水閥門和出水閥門，并說明選擇位置的理由。答案(1)日光燈管似的集熱管面積較大，便于汲取較多