能源和资源讲座学习教案.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,能源和资源(zyun)讲座,第一页，共47页。,地球(dqi)上的资源,地球(dqi)上的能源,能量及其转化,原材料的开发利用,学习方法建议(jiny)：以自学为主,第1页/共46页,第二页，共47页。,第一节知识点分析(fnx),自然资源的概念和类型,资源问题,土地资源和水资源的特征(tzhng)和现状,第2页/共46页,第三页，共47页。,自然资源(z rn z yun)的概念和类型,1、概念：,自然环境的组成部分,可利用的部分,其范围随着(su zhe)人类利用能力的增强而扩大,第3页/共46页,第四页，共47页。,2、类型,自然要素分类：,土地资源、水资源、生物资源(shn w z yun)、矿产资源,再生性质分类：,不可更新的资源（矿产）,可更新的资源（水、森林、土壤）,永可更新的资源（太阳能、风能）,第4页/共46页,第五页，共47页。,资源(zyun)问题,1、两层含义：,可再生资源被强烈破坏和过度利用，再生速,度和能力逐渐降低，导致环境质量下降xijing),不可再生资源随着人类工业活动的不断加强,变得越来越少,第5页/共46页,第六页，共47页。,是资源供需方面的两种“不平衡”造成(zo chn)的,第一种：是人类发展对自然资源的总需求和 地球能够提供的自然资源总量之间,第二种：是资源供需上的地区不平衡,2、造成(zo chn)原因,第6页/共46页,第七页，共47页。,土地(td)资源和水资源,1、土地资源(zyun),具有双重属性的独特资源(zyun),既有自然因素的一面，也越来越爱到社会经济因素的影响。,以特征(tzhng)和现状为主,第7页/共46页,第八页，共47页。,我国土地(td)资源的特点,土地类型多样,可利用土地相对(xingdu)数量少,各类土地资源分布极不均衡,具有(jyu)生产能力,数量有限,具有(jyu)时间性（季节性）,有固定的空间和地域,基本特征,：,第8页/共46页,第九页，共47页。,2,、水资源,基本特征：,淡水资源(zyun)所占比例小,水资源(zyun)是可再生的自然资源(zyun),水资源(zyun)与人类关系最密切,第9页/共46页,第十页，共47页。,我国水资源的特点：,用水需求(xqi)与水资源状况之间存在许多矛盾,总量丰富，但人均数量少,空间分布不均匀,时间上分配不均,第10页/共46页,第十一页，共47页。,生物资源(shn w z yun),1.生物资源的特征:再生性,有限性,多效益 性,2.森林资源:我国位世界第五(d w),3.草地资源:,4.野生动物资源,第11页/共46页,第十二页，共47页。,矿产资源,1.矿产资源的特点:,(1)在地区分布上不均匀(jnyn),(2)属不可再生资源,数量是有限的,(3)具有伴生性,2.矿产资源现状,第12页/共46页,第十三页，共47页。,第二节知识点分析(fnx),能源(nngyun)问题及分类,几种能源(nngyun),第13页/共46页,第十四页，共47页。,能源(nngyun)问题及分类,1、能源(nngyun)问题,一方面：面临着能源(nngyun)的日益短缺,另一方面：对能源(nngyun)的需要不断增长，且要解决污染问题,解决方法：,开源：用再生资源和原子核能代替矿产能源,节流：节约能源，特别(tbi)重视节约矿物燃料,提高利用率,控制人口增长,第14页/共46页,第十五页，共47页。,2、能源(nngyun)分类,一次能源(y c nn yun),二次能源,再生能源(nngyun)和非再生能源(nngyun),常规能源(nngyun)和新能源(nngyun),第一、第二、第三能源(nngyun),（教材,P317-318,，表,5-6,、,7,、,8,）,第15页/共46页,第十六页，共47页。,几种(j zhn)能源,煤、石油、天然气、核能等均是来自地球的能源,1、煤,主要问题：供应不足、使用浪费、造成污染,合理(hl)使用途径：,干馏：,气化：得到无公害的煤气（脱硫、脱氮、除尘等）,液化：人造石油,高温干馏（9000C）：得到焦炭(jiotn)、煤焦油、焦炉气,低温干馏（6000C）：得到焦油,第16页/共46页,第十七页，共47页。,2、石油(shyu)和天然气,石油(shyu)成分：各种碳氢化合物（烷烃、环烷烃和芳香烃）,石油(shyu)炼制：,分馏：原理：按沸点不同在分馏塔的不同部位出口,产物：汽油、煤油和轻柴油,裂化和裂解：目的不同,提高汽油的产量和质量,（5000C以下）得到石油(shyu)化工原料,重整：改变汽油成分，提高汽油质量,第17页/共46页,第十八页，共47页。,3、核能(hnng),裂变：重原子核分裂成两个中等质量(zhling)的原子核,聚变：两个氢原子核聚合成一个较重的原子核,第18页/共46页,第十九页，共47页。,4、太阳能（来自地球(dqi)以外的能源）,是再生资源,优点(yudin):能量很大,没有污染,缺点：受昼夜和天气影响,目前利用成本高,太阳能利用,将太阳能转化(zhunhu)为内能：太阳能热水器等,将太阳能直接转化(zhunhu)为电能：太阳能电池,将太阳能转化(zhunhu)为生物能：光合作用,第19页/共46页,第二十页，共47页。,第三节知识点分析(fnx),氧化作用,机械能、内能及其转化(zhunhu)热力学第一定律,电功、功率及代谢率,电流的效应及能的转化(zhunhu)和守恒定律,第20页/共46页,第二十一页，共47页。,氧化作用,剧烈氧化(ynghu)、缓慢氧化(ynghu)和生物氧化(ynghu),从能量转化角度来理解：,剧烈氧化(ynghu)（爆炸、燃烧）：反应速度快，化学能转化成大量的光和热,缓慢氧化(ynghu)（自燃）：反应速度慢，化学能转化成热,生物氧化(ynghu)：属缓慢氧化(ynghu)（有酶参与）,第21页/共46页,第二十二页，共47页。,理解机械能、内能(ni nn)、电能及其它们之间的转化,机械能,动能、重力势能和弹性势能（相互(xingh)转化）,机械能转化和守恒定律在重力势能和动能相,互转化过程中，总机械能不变,第22页/共46页,第二十三页，共47页。,动能：物体由于运动反映出它做功(zugng)的本领,EK=1/2 mv02质量跟它的速度平方的乘积的一半,势能（重力势能）：物体因为相对于地球的位置而具有的能,EP=GH=mgh,等于物体的质量、重力加速度跟它的高度的乘积,当物体自由下落时，势能转化为动能,第23页/共46页,第二十四页，共47页。,分子动能和分子势能,温度影响分子动能、体积影响分子势能,内能是物体固有的属性,改变内能的方法：,做功：钻头钻孔、活塞压缩空气、电流通过(tnggu)电阻丝,热传递：灼热的火炉、,内能的表示：做功的大小、热量的交换,对系统做功或对系统传递热量，系统内能增加；,系统对外做功或向外界传递热量，系统内能减少,内能(ni nn),第24页/共46页,第二十五页，共47页。,热力学第一(dy)定律,定义：包括热现象在内的能量守恒与转换定律(dngl),内容：系统由外界吸收的热量，一部分使系统,的内能增加，另一部分是系统对外作功,Q=（E2-E1）+W,第25页/共46页,第二十六页，共47页。,电功、功率(gngl)及代谢率,功 率：P=W/t(焦耳(jio r)/秒瓦特),代谢率：N=W/t（动物）,电功:W=U I t,(焦耳(jio r)、伏特、安培、秒）,电功率：P=W/t=U I=I 2 R,第26页/共46页,第二十七页，共47页。,解:第一步求出某人1分钟放出(fn ch)的能量,0.62.0 104 焦耳,第二步求代谢率,N=W/t=0.62.0 104 /60=200 瓦特,例：人体一般每消耗 1 升氧平均(pngjn)释放 2.0104 焦耳,能量,如果某人步行上班,每分钟呼出全部气体,中含氧0.6升,试计算某人步行时的代谢率.,第27页/共46页,第二十八页，共47页。,1、热效应,电流通过金属导体(dot)产生热量，电能转化为内能,（电灯、电烙铁、电热水器等）,焦耳愣次定律：Q=I 2R t,（焦耳、安培、欧姆、秒）,电流(dinli)的效应,第28页/共46页,第二十九页，共47页。,例：一台提升重物用的电动机，其线圈电阻r 为,2欧姆，如果电动机输入电流为10安培，问,电动机的发热功率(gngl)为多少？3分钟内产生多,少热量？,解：第一步求线圈发热功率 P,P=I 2 r=10 22=200 瓦特,第二步求热量(rling),Q=I 2 r t=10 2 2 3 60=36000 焦耳,第29页/共46页,第三十页，共47页。,2、电能的化学效应,电能转为化学能,（电解食盐水制取氯气(l q)和氢氧化钠、电筹、电镀、电冶）,3、电能的磁效应：,电能转化为磁场,第30页/共46页,第三十一页，共47页。,第四节知识点分析(fnx),无机物原材料,金属材料,合成(hchng)高分子材料,第31页/共46页,第三十二页，共47页。,无机物原材料,1、合成氨工业,重点(zhngdin)：,结合合成氨工业反应搞清影响化学反应速度的因素和化学平衡原理,第32页/共46页,第三十三页，共47页。,N2+3H2 2NH3 +92.3 J,（可逆反应(kn-fnyng)）,5 0 0,0,C,，,310,7,Pa,催化剂,如何(rh)使合成氨的产率较高？,第33页/共46页,第三十四页，共47页。,影响化学反应速度(sd)的因素：,升高温度、增加压强、催化剂,影响化学反应平衡的因素,提高温度和加催化剂：缩短氨的平衡时间,达到平衡时，催化剂对平衡产率没有影响,温度升高：平衡向吸热方向移动,提高压强:平衡向体积减小的方向移动,第34页/共46页,第三十五页，共47页。,从速度考虑要采取高温、高压,从平衡原理考虑要采取低温、高压,提高压力，有利于加快反应速度和提高氨的平衡产率。,但要考虑设备的而压和成本。,提高温度，有利于缩短氨的平衡时间但降低产出率；,选择(xunz)催化剂最适合的温度 500 0 C,合成氨最适条件(tiojin)的分析：,第35页/共46页,第三十六页，共47页。,2、电解(dinji)食盐水,重点(zhngdin)：电极反应和电解产物,电解过程自习,两极上分别发生的氧化、还原(hun yun)反应,阴极：2H+2e=H2（还原(hun yun)）,阳极：2Cl-+2e=Cl2（氧化）,第36页/共46页,第三十七页，共47页。,金属材料,1、铁,重点：铁的化学性质和钢铁冶炼(ylin)的主,要原理,第37页/共46页,第三十八页，共47页。,化学性质,铁元素在化合物中显示的化合价为+2或+3,（FeO Fe2 O3）,炼铁的主要原理(yunl),利用CO的还原氧化铁，炼得生铁,Fe2 O3 +CO =2Fe+3 CO2,炼钢的主要原理(yunl),用 O2 氧化生铁中的一部分碳及硫磷等杂质，炼得碳钢,第38页/共46页,第三十九页，共47页。,2,、铝,重点：铝的性质和用途(yngt),主要性质：,优良的导体、传热性、延展性、对光的反向性,用途(yngt)：,制造电线、炊具、门窗、飞机、汽车等,第39页/共46页,第四十页，共47页。,3、金属腐蚀(jn sh f sh)及其防护,原因：,化学腐蚀(fsh)：直接发生化学反应而引起的,电化学腐蚀(fsh)：发生原电池反应而引起的,防护方法：,覆盖保护层,改变金属结构,电化学保护,第40页/共46页,第四十一页，共47页。,合成(hchng)高分子材料,塑料：聚乙烯、聚氯乙烯(j l y x)、聚苯乙烯,（聚乙烯可制成食用塑料）,合成纤维：聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯晴纤维,合成橡胶：,第41页/共46页,第四十二页，共47页。,课 后 小 结,第42页/共46页,第四十三页，共47页。,第一节：地球上的资源,资源的分类(fn li)（按再生性质分类(fn li)）,第二节：地球上的能源：,能源的分类(fn li),太阳能的优缺点,第43页/共46页,第四十四页，共47页。,第三节：能量及其转化,机械能、内能,电功、功率、电能(dinnng)等计算,第四节：原材料的开发利用,合成氨的反应条件,金属的腐蚀与防护,第44页/共46页,第四十五页，共47页。,作业(zuy)：,P374,，,D 1,，,5,，,20,，,21,，,45,，,46,第45页/共46页,第四十六页，共47页。,内容(nirng)总结,能源和资源讲座。重整：改变汽油成分，提高汽油质量。裂变：重原子核分裂成两个中等质量的原子核。剧烈氧化、缓慢氧化和生物(shngw)氧化。生物(shngw)氧化：属缓慢氧化（有酶参与）。分子动能和分子势能。系统对外做功或向外界传递热量，系统内能减少。内容：系统由外界吸收的热量，一部分使系统。解:第一步求出某人1分钟放出的能量。能量,如果某人步行上班,每分钟呼出全部气体。提高压力，有利于加快反应速度和提高氨的平衡产率。资源的分类（按再生性质分类）,第四十七页，共47页。,