第五章資源、能源及其利用

第五章資源、能源及其利用

地球上的資源

地球上的能源

能量及其轉(zhuǎn)化

原材料的開(kāi)發(fā)利用學(xué)習(xí)方法建議：以自學(xué)為主[第一節(jié)知識(shí)點(diǎn)分析]

自然資源的概念和類型

資源問(wèn)題

土地資源和水資源的特征和現(xiàn)狀自然資源的概念和類型1、概念：自然環(huán)境的組成部分可利用的部分其范圍隨著人類利用能力的增強(qiáng)而擴(kuò)大2、類型自然要素分類： 土地資源、水資源、生物資源、礦產(chǎn)資源再生性質(zhì)分類：不可更新的資源（礦產(chǎn)） 可更新的資源（水、森林、土壤） 永可更新的資源（太陽(yáng)能、風(fēng)能）資源問(wèn)題1、兩層含義：可再生資源被強(qiáng)烈破壞和過(guò)度利用，再生速度和能力逐漸降低，導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量下降不可再生資源隨著人類工業(yè)活動(dòng)的不斷加強(qiáng)，變得越來(lái)越少是資源供需方面的兩種“不平衡”造成的第一種：是人類發(fā)展對(duì)自然資源的總需求和 地球能夠提供的自然資源總量之間第二種：是資源供需上的地區(qū)不平衡2、造成原因土地資源和水資源1、土地資源具有雙重屬性的獨(dú)特資源既有自然因素的一面，也越來(lái)越愛(ài)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的影響。

以特征和現(xiàn)狀為主我國(guó)土地資源的特點(diǎn)土地類型多樣可利用土地相對(duì)數(shù)量少各類土地資源分布極不均衡具有生產(chǎn)能力 數(shù)量有限具有時(shí)間性（季節(jié)性）有固定的空間和地域基本特征：2、水資源基本特征：淡水資源所占比例小 水資源是可再生的自然資源 水資源與人類關(guān)系最密切

我國(guó)水資源的特點(diǎn)：

用水需求與水資源狀況之間存在許多矛盾 總量豐富，但人均數(shù)量少 空間分布不均勻 時(shí)間上分配不均

[第二節(jié)知識(shí)點(diǎn)分析]

能源問(wèn)題及分類

幾種能源能源問(wèn)題及分類1、能源問(wèn)題一方面：面臨著能源的日益短缺另一方面：對(duì)能源的需要不斷增長(zhǎng)，且要解決污染問(wèn)題解決方法：

開(kāi)源：用再生資源和原子核能代替礦產(chǎn)能源

節(jié)流：節(jié)約能源，特別重視節(jié)約礦物燃料 提高利用率 控制人口增長(zhǎng)2、能源分類一次能源二次能源再生能源和非再生能源常規(guī)能源和新能源第一、第二、第三能源（教材P317-318，表5-6、7、8）幾種能源煤、石油、天然氣、核能等均是來(lái)自地球的能源1、煤主要問(wèn)題：供應(yīng)不足、使用浪費(fèi)、造成污染合理使用途徑：

干餾：

氣化：得到無(wú)公害的煤氣（脫硫、脫氮、除塵等）

液化：人造石油高溫干餾（9000C）：得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣低溫干餾（6000C）：得到焦油2、石油和天然氣石油成分：各種碳?xì)浠衔铮ㄍ闊N、環(huán)烷烴和芳香烴）石油煉制：

分餾：原理：按沸點(diǎn)不同在分餾塔的不同部位出口

產(chǎn)物：汽油、煤油和輕柴油

裂化和裂解：目的不同 提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量 （5000C以下）得到石油化工原料 重整：改變汽油成分，提高汽油質(zhì)量3、核能裂變：重原子核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核聚變：兩個(gè)氫原子核聚合成一個(gè)較重的原子核4、太陽(yáng)能（來(lái)自地球以外的能源）是再生資源優(yōu)點(diǎn): 能量很大 沒(méi)有污染缺點(diǎn)： 受晝夜和天氣影響 目前利用成本高太陽(yáng)能利用

將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能：太陽(yáng)能熱水器等 將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能：太陽(yáng)能電池

將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物能：光合作用[第三節(jié)知識(shí)點(diǎn)分析]

氧化作用

機(jī)械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化

熱力學(xué)第一定律

電功、功率及代謝率

電流的效應(yīng)及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律氧化作用劇烈氧化、緩慢氧化和生物氧化

從能量轉(zhuǎn)化角度來(lái)理解：劇烈氧化（爆炸、燃燒）：反應(yīng)速度快，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成大 量的光和熱緩慢氧化（自燃）：反應(yīng)速度慢，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱生物氧化：屬緩慢氧化（有酶參與）理解機(jī)械能、內(nèi)能、電能及其它們之間的轉(zhuǎn)化

機(jī)械能

動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能（相互轉(zhuǎn)化）機(jī)械能轉(zhuǎn)化和守恒定律——在重力勢(shì)能和動(dòng)能相 互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，總機(jī)械能不變動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)反映出它做功的本領(lǐng) EK=1/2mv02 質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半勢(shì)能（重力勢(shì)能）：物體因?yàn)橄鄬?duì)于地球的位置而具有的能 EP=GH=mgh 等于物體的質(zhì)量、重力加速度跟它的高度的乘積當(dāng)物體自由下落時(shí)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能分子動(dòng)能和分子勢(shì)能溫度影響分子動(dòng)能、體積影響分子勢(shì)能內(nèi)能是物體固有的屬性

改變內(nèi)能的方法：

做功：鉆頭鉆孔、活塞壓縮空氣、電流通過(guò)電阻絲

熱傳遞：灼熱的火爐、

內(nèi)能的表示： 做功的大小、熱量的交換

對(duì)系統(tǒng)做功或?qū)ο到y(tǒng)傳遞熱量，系統(tǒng)內(nèi)能增加； 系統(tǒng)對(duì)外做功或向外界傳遞熱量，系統(tǒng)內(nèi)能減少內(nèi)能熱力學(xué)第一定律定義：包括熱現(xiàn)象在內(nèi)的能量守恒與轉(zhuǎn)換定律內(nèi)容：系統(tǒng)由外界吸收的熱量，一部分使系統(tǒng) 的內(nèi)能增加，另一部分是系統(tǒng)對(duì)外作功 Q=（E2-E1）+W電功、功率及代謝率功率：P=W/t (焦耳/秒 瓦特)代謝率：N=W/t （動(dòng)物）電功:W=UIt (焦耳、伏特、安培、秒）電功率：P=W/t=UI=I2R解: 第一步 求出某人1分鐘放出的能量 0.6×2.0×104焦耳 第二步 求代謝率 N=W/t=0.6×2.0×104/60=200瓦特例：人體一般每消耗1升氧平均釋放2.0104焦耳能量,如果某人步行上班,每分鐘呼出全部氣體中含氧0.6升,試計(jì)算某人步行時(shí)的代謝率.1、熱效應(yīng)電流通過(guò)金屬導(dǎo)體產(chǎn)生熱量，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（電燈、電烙鐵、電熱水器等）

焦耳—愣次定律：Q=I2Rt （焦耳、安培、歐姆、秒）電流的效應(yīng)例：一臺(tái)提升重物用的電動(dòng)機(jī)，其線圈電阻r為2歐姆，如果電動(dòng)機(jī)輸入電流為10安培，問(wèn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為多少？3分鐘內(nèi)產(chǎn)生多少熱量？解：第一步 求線圈發(fā)熱功率P P=I2r=102×2=200瓦特

第二步 求熱量 Q=I2rt=102×2×3×60=36000焦耳2、電能的化學(xué)效應(yīng)

電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能（電解食鹽水制取氯氣和氫氧化鈉、電籌、電鍍、電冶）3、電能的磁效應(yīng)： 電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)[第四節(jié)知識(shí)點(diǎn)分析]

無(wú)機(jī)物原材料

金屬材料

合成高分子材料無(wú)機(jī)物原材料 1、合成氨工業(yè)重點(diǎn)：結(jié)合合成氨工業(yè)反應(yīng)搞清影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素和化學(xué)平衡原理N2+3H22NH2+92.3J（可逆反應(yīng)）5000C，3×107Pa催化劑如何使合成氨的產(chǎn)率較高？影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素：

升高溫度、增加壓強(qiáng)、催化劑影響化學(xué)反應(yīng)平衡的因素

提高溫度和加催化劑：縮短氨的平衡時(shí)間

達(dá)到平衡時(shí)，催化劑對(duì)平衡產(chǎn)率沒(méi)有影響

溫度升高：平衡向吸熱方向移動(dòng) 提高壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動(dòng)從速度考慮要采取高溫、高壓從平衡原理考慮要采取低溫、高壓提高壓力，有利于加快反應(yīng)速度和提高氨的平衡產(chǎn)率。 但要考慮設(shè)備的而壓和成本。提高溫度，有利于縮短氨的平衡時(shí)間但降低產(chǎn)出率； 選擇催化劑最適合的溫度5000C合成氨最適條件的分析：2、電解食鹽水重點(diǎn)：電極反應(yīng)和電解產(chǎn)物電解過(guò)程自習(xí)兩極上分別發(fā)生的氧化、還原反應(yīng)陰極：2H++2e=H2↑（還原） 陽(yáng)極：2Cl-+2e=Cl2↑（氧化）

金屬材料 1、鐵重點(diǎn)：鐵的化學(xué)性質(zhì)和鋼鐵冶煉的主 要原理化學(xué)性質(zhì)鐵元素在化合物中顯示的化合價(jià)為+2或+3（FeOFe2O3）煉鐵的主要原理利用CO的還原氧化鐵，煉得生鐵Fe2O3+CO=2Fe+3CO2煉鋼的主要原理用O2氧化生鐵中的一部分碳及硫磷等雜質(zhì)，煉得碳鋼2、鋁重點(diǎn)：鋁的性質(zhì)和用途主要性質(zhì)： 優(yōu)良的導(dǎo)體、傳熱性、延展性、對(duì)光的反向性用途： 制造電線、炊具、門窗、飛機(jī)、汽車等3、金屬腐蝕及其防護(hù)原因：

化學(xué)腐蝕：直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的 電化學(xué)腐蝕：發(fā)生原電池反應(yīng)而引起的防護(hù)方法： 覆蓋保護(hù)層 改變金屬結(jié)構(gòu) 電化學(xué)保護(hù)合成高分子材料塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯 （聚乙烯可制成食用塑料）合成纖維：聚酯纖維、聚酰胺纖維、聚丙烯晴纖維合成橡膠：課后小結(jié)第一節(jié)：地球上的資源 資源的分類（按再生性質(zhì)分類）第二節(jié)：地球上的能源： 能源的分類 太陽(yáng)能的優(yōu)缺點(diǎn)第三節(jié)：能量及其轉(zhuǎn)化 機(jī)械能、內(nèi)能 電功、功率、電能等計(jì)算第四節(jié)：原材料的開(kāi)發(fā)利用 合成氨的反應(yīng)條件 金屬的腐蝕與防護(hù)作業(yè)：P374，D1，5，20，21，45，469、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開(kāi)的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽(yáng)光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。3月-253月-25Saturday,March22,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。15:55:1015:55:1015:553/22/20253:55:10PM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無(wú)以廣才，非志無(wú)以成學(xué)。3月-2515:55:1015:55Mar-2522-Mar-2512、越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。15:55:1015:55:1015:55Saturday,March22,202513、志不立，天下無(wú)可成之事。3月-253月-2515:55:1015:55:10March22,202514、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。22三月2