第一篇:九年级化学复习课教案 化学与社会发展
九年级化学复习课教案
第二轮
课题:第四单元 化学与社会发展
一、考标解读:
1、认识燃烧、缓慢氧化和爆炸的条件及防火灭火、防范爆炸的措施。认识燃料完全燃烧的重要性,了解使用氢气、天然气(或沼气)、石油液化气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料。
2、理解水对生命活动的重大意义,认识水是宝贵的自然资源,形成保护水资源和节约用水的意识。
3、知道化石燃料(煤、石油、天然气)是人类社会重要的自然资源,了解海洋中蕴藏着丰富的资源。
4、知道常见的合成纤维、塑料、合成橡胶及其应用。了解使用合成材料对人和环境的影响(白色污染)。
二、典例分析:
例
1、(09年 湘潭)人类通过化学反应获得的能量,大多来自化石燃料,而化石燃料资源是有限的,目前人们正在开发和利用新能源,下列哪种是新能源 A 山西大同的煤 B 新疆塔里木的天然气
C 黑龙江大庆的石油 D 湖南湘电集团开发的风能 例
2、(09年 湘潭)生活中处处有化学,下列做法正确的是
A 发现厨房煤气泄漏,迅速打开排气扇通风
B 用甲醛浸泡水产品,以防其变质 C 为提高农作物的产量,应大量使用化肥和农药
D 不随意丢弃废旧电池 例
3、(09年 湘潭)用下列物质的序号填空:
①熟石灰
②氢气
③石墨
④硝酸钾(KNO3)⑤蛋白质
⑴未来最理想的清洁能源是_________;⑵具有优良导电性的非金属单质是_________; ⑶农业上常用来改良酸性土壤的是_________;
⑷属于与人类生命、健康密切相关的营养素的是_________; ⑸属于农业上用的复合肥料是_________。例
4、(08年 湘潭)学好化学知识有助于我们更好地爱护环境,健康生活。请运用所学化学知识进行填空。
⑴从去年6月1日起,在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的超薄塑料,同时对塑料购物袋实行有偿使用制度。这一“限塑”的目的是_______________ ____________________。请你提出一条符合该理念的合理化建议___________________。⑵高温煅烧石灰石得到的固体A可用作食品干燥剂,且能与水反应生成一种碱,并放出大量的热。试回答:
①A的化学式为__________;
②A可用作干燥剂的原因___________________________(用化学方程式表示)。
⑶人体缺乏维生素C(简写“Vc”)就会患坏血病。右下图所示为某种“维生素C”片说明书的一部分。请你回答:
①每片维生素C片中含“Vc”_________mg;
②成人每天需“Vc”的量为60 mg。如所需“Vc”完全来 自右图“维生素C”片时,每天每次要服用_______片。中考要求:
1、题型:以选择、填空、简答题为主
2、要求:(1)知道三大化石燃料、三大合成材料,能区分常见的材料
(2)知道化学与环境、社会发展、人体健康的关系,认识科学是一把“双刃剑”。
(3)知道物质燃烧的条件,能解释生活中常见的灭火原理。
三、知识要点:
1、燃烧
(1)条件:可燃物、氧气、温度达到着火点(2)灭火原理:清除或隔离可燃物、隔绝氧气、降温至着火点以下
2、燃料:
(1)三大化石燃料:煤(工业的粮食)、石油(工业的血液)、天然气
(2)新能源:太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等,几种新型燃料:乙醇、沼气、氢气(最清洁的能源:来源广、热值高、无污染)。
3、有机合成材料:合成纤维、合成橡胶、塑料
4、保护环境:
空气污染及其防治、水污染及其防治、“白色污染”
5、化学与人体健康(1)元素与人体健康(2)六大营养素
四、达标练习:
1、下列物质不属于混合物的是()
A 煤粉
B 石油
C 天然气
D 酒精
2、下列能源中,既属于新能源,又不会污染环境的是()
A 煤
B 石油
C 氢能
D 核能
3、日常生活中的下列物质,属于合成材料的是()
A 羊毛
B 棉线
C 尼龙绳
D 真丝巾
4、水污染是当代的一个社会问题。下列措施可以减少水污染的是()
①工业生产的废水和城市生活污水要经过处理再排放;②农业上要控制化肥和农药的使用;③减少硫的氧化物和氮的氧化物等气体的排放;④提倡不使用含磷洗衣粉。A 只有①②
B 只有②③
C 只有②④
D 全部
5、日常生活中下列常用的酸、碱、盐的说法,错误的是()A 食用的白醋中因含有醋酸,显酸性
B 石灰水中存在生石灰 C 酸雨能腐蚀建筑中大理石的饰品
D 纯碱不是碱,属于盐类
6、泡沫灭火器里的二氧化碳是由__________跟________反应制取的。反应方程式为_______;能灭火的原因是___________________。
7、三大合成材料是__________、_________、_________,它们都是人工合成的_____化合物。
8、我们穿的衣服通常是由纤维织成的,棉和羊毛等属于________,绦纶、腈纶等属于_______。
9、钙是人体必需的元素,它是构成骨骼、牙齿的重要成分,人们可以从牛奶、蔬菜等食物中得到所需的钙元素,如果从食物中摄取的钙元素不足,还可以用含葡萄糖酸钙、碳酸钙等的药物来补充,俗称“补钙”。
(1)葡萄糖酸钙[化学式是Ca(C6H11O7)2]的式量是_____________,其中钙、碳、氢、氧四种元素的质量比是____________;
(2)某人每天需用含1g碳酸钙药物“补钙”,则化每天补充的钙元素是___________g。
五、拓展与提高
1、《三国演义》中的“赤壁之战”,曹操率百万水师乘船横渡长江,声势浩大,却被周瑜的火攻和孔明的“借”来的东风弄得大败而逃。用燃烧三要素回答以下问题:
(1)周瑜使用了“火箭”射进曹军的连环木船上,“火箭”能使木船着火的原因是:。
(2)起火后,曹军的部分船只逃脱,这些船没有被烧的原因是。
(3)孔明“借”来的“东风”不仅使火势吹向曹营,还为燃烧提供了,使火势烧得更旺。
(另附试卷)
第二篇:九年级化学溶液复习课教案
第3单元 溶液(复习提纲)
一、溶液
概念:分散到里,形成就是溶液。特征:性;
溶液概念:叫做溶质。
溶质状态:态、态、组成概念: 叫做溶剂。
溶剂水是常用的溶剂,但 等也可以做溶剂。
二、溶解过程:
吸热过程:溶质的分子(或离子)的过程。
1、溶解过程放热过程:溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子)的过程。
2、溶解过程中温度的变化
(1)当吸收热量< 放出热量时,溶液温度升高。
(2)当吸收热量> 放出热量时,溶液温度降低。
(3)当吸收热量= 放出热量时,溶液温度。
三、饱和溶液和不饱和溶液
1、饱和溶液:里加入某种 时,所得的溶液叫做这种
2、不饱和溶液:
3、相互转化:不饱和溶液饱和溶液
()、()
四、溶解度
1、固体的溶解度
(1)概念:,某固体物质在里所溶解的,叫做这种溶质在这种溶剂里的溶解度。
(2)溶解度曲线
概念:表示物质的随。
两曲线的交点:表示两物质在该点所示温度下的。线:表示同一种物质在不同下的或表示
随而变化的情况。
曲线下面所表示的溶液为
面曲线上面(包括曲线)所表示的溶液为。
2、气体的溶解度:是指这种气体在压强为时,溶解在 水里达到时的气体体积。
五、溶液中溶质的质量分数 溶质质量
1、含义:之比。2╳100%
溶液质量
3溶液的稀释:溶液稀释(浓溶液与水混合或浓溶液与稀溶液混合)时,稀释后溶液里所含溶质等于稀释前各溶液里所含溶质质量之和。
第三篇:九年级化学第一轮复习教案
第一轮复习教案
第一单元 走进化学世界
复习目标:
一、探究空气中二氧化碳含量和与二氧化碳相关的问题。
(1)怎样检验二氧化碳?
(2)怎样证明吸入的空气中二氧化碳含量比呼出的气体低?
(3)如何证明蜡烛的组成中含有碳、氢元素?
二、药品的取用
(1)如何取用密度较大的块状固体药品?如何取用粉末状固体药品?没有说明用量一般取多少?
(2)用细口瓶向试管中倾倒液体时应注意哪些问题?
(3)量筒应该怎样正确读数?如果采用了俯视或仰视读数测量值与真实值的关系?如何准确量取一定体积的液体?
(4)如何称取粉末状的药品或易潮解的固体?用天平如何称量未知质量固体或定质量固体?砝码和游码应按什么样的顺序使用?如果药品和砝码的位置颠倒,且使用了游码,能否知道药品的实际质量?
三、物质的加热
(1)如何正确地点燃或熄灭酒精灯?洒出的酒精在桌面上燃烧,应如何处理?它的火焰哪一部分温度最高?怎样证明这一点?
(2)加热试管里的液体或固体时,分别应注意哪些问题?两者有何区别?
(3)给药品加热时,发现试管炸裂,可能原因有哪些?
四、药品和仪器的处理
(1)玻璃仪器洗涤干净的标志是什么?如何放置?
(2)实验后药品能否放回原瓶?
第二单元 我们周围的空气
复习目标:
一、空气的主要成分及作用
空气中主要含有哪些气体?每种气体分别有哪些用途?
二、实验探究空气中氧气的体积分数
(1)燃烧匙中一般放什么物质?给物质的量有什么要求?目的是什么?
(2)能否用木炭、硫磺代替红磷?为什么?能否用铁丝来代替红磷?为什么?如用木炭来做实验,又如何改进实验?
(3)产生什么实验现象?得到什么结论?实验原理是什么?
(4)若测定的氧气的体积分数明显偏小,有哪些可能原因?
三、大气污染物的来源和危害
空气中的污染物主要有哪些?原因是什么?空气被污染后会造成什么危害?
四、能从组成上区分纯净物和混合物
纯净物和混合物有什么区别?例举几种常见的混合物?
五、化学变化的基本特征
物理变化与化学变化有什么区别?如何判断“硫在氧气中燃烧”属于化学变化?
六、化合反应
氧化物
什么叫化合反应?化合反应有什么特点?例举几个化合反应?什么叫氧化物?学会识别氧化物
七、探究S、Fe的燃烧有关问题
(1)S在空气中燃烧和在氧气中燃烧的现象有什么不同?说明什么?集气瓶内为什么要装少量的水?还可用什么溶液效果更好?
(2)Fe燃烧时,火柴在什么时机插入集气瓶中,为什么?伸入时应注意什么问题?集气瓶底内为什么也要放些水?
八、分解反应
什么叫分解反应?分解反应有什么特点?例举几个分解反应?
知道催化剂的重要作用催化剂在化学反应中能起到什么作用?如果要证明MnO2是某个反应的催化剂,需要做哪些实验?
九、探究氧气的实验室制法
(1)有三种方法制取氧气,原料分别是什么?反应原理分别是什么?三种方法的优缺点?
(2)用KMnO4制取氧气的装置需要哪些仪器?如何检查该装置的气密性?
(3)用KMnO4制取氧气时,棉花的作用?试管口为什么略向下倾斜?什么时候开始收集?为什么?结束时,如何操作?为什么这样?
十、探究碳和铁的燃烧
(1)在空气和纯氧中的现象分别是什么?
(2)为什么木炭点燃后要缓缓插入集气瓶中。
(3)铁丝为什么要盘成螺旋状?如未发现“火星四射”的现象,原因有哪些?分别应如何改进?
(4)通过上述实验得出氧气的什么化学性质?
十一、本单元的化学方程式:
(1)碳、硫、磷、铁分别与氧气反应的化学方程式?
(2)实验室制取氧气的三个反应的化学方程式?
第三单元
构成物质的奥秘
复习目标:
一、认识物质的微粒性
构成物质的粒子有哪几种?它们之间存在什么关系?
二、探究分子的性质
分子的特征有哪些?列举几个实例证明分子是不断运动的?列举几个实例证明分子间有间隔的?
三、原子的构成
(1)知道原子是由原子核和核外电子的构成?
(2)原子是由哪几种粒子构成的?它们是怎样构成原子的?为什么整个原子不显电性?原子的空间分布和质量分布分别有什么特点? 记住一些常见元素的名称和符号
四、知道元素的简单分类
元素可以分为哪三类?分类的依据是什么?不同类别的元素的最外层电子数和化学性质各有什么特点?
五、能根据原子序数在元素周期表中找到指定的元素,如:8、18、28、38、48等 化学反应前后,元素的种类和质量是否改变?微观原因是什么?形成“化学过程中元素不变”的观念。
六、核外电子
初步认识核外电子在化学反应中的作用,为什么说最外层电子数决定元素的化学性质?
七、原子与离子
知道同一元素的原子和离子可以相互转化。如:Na与Na+、S与S2-如何相互转化?在转化过程中,质子数、中子数、最外层电子数变化情况?知道离子是构成物质的微粒,NaCl是由什么粒子构成的?
第四单元
自然界的水
复习目标:
一、水的组成
根据什么现象可以推断出水是由氢、氧两种元素组成的化合物?
二、单质和化合物
单质和化合物有什么相同点?有什么不同点?要学会区别?各举几个例子,并写出化学式?
三、水的净化
(1)纯水与天然水的区别是什么?硬水与软水的区别是什么?
(2)有哪些净化水的操作?净化程度最高的是何种操作?
(3)明矾和活性炭的净水的原理分别是什么?
(4)什么样的混合物可以用过滤的方法进行分离?过滤的操作要领“一贴两低三靠”的含义是什么?
四、水污染:水污染的主要来源是什么?应如何防治?
五、节约用水:认识节约标志,列举生活中常见的节约用水的做法?
六、说出几种常见元素和原子团的化合价
K、Na、Ca、Zn、Mg、Cl、Al、SO4、OH、NO3、NH4、CO3等。
七、能用化学式表示常见物质的组成(1)根据俗名写化学式;(2)根据用途写化学式;(3)根据化合价写化学式。
八、能利用相对原子质量、相对分子质量进行物质组成的简单计算
(1)计算相对分子质量;(2)计算元素间的质量比;(3)计算某一元素的质量分数;(4)根据计算来确定有机物的组成中除C、H元素之外是否含有氧元素;
当 M(有机物)= M(H)+M(C),不含有O元素;> M(H)+M(C),含有O元素;差值即为氧元素的质量。
十一、能懂商品标签上的物质成分及含量
(1)要注意标示的是物质的质量还是元素的质量,如:加钙盐CaCO3-Ca,加碘盐KIO3-I;
(2)要注意标示的单位质量与所给的质量或体积单位是否一致。
十二、能根据某种氮肥包装袋或产品说明书标示的含氮量推算它的纯度
(1)标示的含氮量即实际含氮量(不纯),根据化学式计算含氮量即理论含氮量(纯),则纯度=实际含氮量/理论含氮量×100%(2)判断广告其真实性:若“标示的含氮量”大于“理论含氮量”,则是虚假广告。
十三、平均值问题
两种不等量物质混合,所得实际结果必介于两种之间。
第五单元 化学方程式
复习目标:
一、认识质量守恒定律,认识常见反应中的质量关系
(1)铁钉生锈后质量为什么增加?
(2)高锰酸钾加热一段时间后,剩余固体质量为什么减少?
二、用微观的观点对质量守恒定律作出解释
(1)知道质量守恒的微观原因?
(2)会推断未知物质的化学式(注意有无系数)
三、探究化学反应中的质量关系
在什么情况下,必须在密闭体系中进行实验。
四、能正确书写简单的化学方程式
(1)查化学式---根据化合价;(2)查配平---数原子数,尤其氧原子;
(3)查条件和箭头----根据所学知识或题目所给信息。
五、能根据化学方程式进行简单的计算
(1)化学方程式的配平必须要查;(2)比例式必须要列;
(3)设答必须要完整;(4)单位,x---不带单位,数字---必须带。
第六单元
碳和碳的氧化物
复习目标:
一、认识物质的多样性
(1)碳的单质:金刚石、石墨、C60、碳纳米管;认识同种元素可以形成不同单质;
(2)无定形碳:木炭、活性炭、焦碳、碳黑的特性和用途;
(3)金刚石和石墨性质有什么显著的特点?主要原因是什么?分别有什么用途?
二、初步学习实验室制取CO2
(1)用什么药品?固体能否选用CaCO3或Na2CO3粉末?液体能否选用稀盐酸或稀硫酸?原理是什么?用什么装置?
(2)依据什么选择发生装置和收集装置?常见的发生装置有哪些?常见的收集装置有哪些?
(3)如何进行气体的检验和验满、验纯(可燃性气体)?
三、知道自然界的氧和碳循环,如何实现?
四、温室效应:知道温室效应的成因和防治;注意与空气污染、酸雨污染的防治区别。
五、探究CO2的主要性质及其用途
(1)CO2的物理性质有哪些?如何通过实验来说明?由此性质决定它有什么用途?
(2)探究CO2与水、澄清水灰水反应,学会设计实验说明CO2既不能燃烧也不能支持燃烧?由此性质决定它有什么用途?
六、知道CO的主要性质及其用途
1)物理性质有哪些?(2)化学性质有哪三个?(3)如何检验CO?
七、本单元间联系的化学方程式(11个)要熟练掌握。
第七单元
燃料及其利用
复习目标:
一、认识燃烧、缓慢氧化和爆炸的条件及防火、灭火、防爆炸的措施
(1)燃烧的条件及可燃物燃烧的条件;(2)缓慢氧化的条件
(3)爆炸发生的条件;
(4)防火灭火的原理和方法;
(5)防爆炸的措施(列举实例)
二、实验探究燃烧的条件
(1)与氧气接触,温度达不到着火点;(2)温度达到着火点,不与氧气接触;(3)两者皆满足
三、控制变量法证明的必要条件,例:A、B、C三个条件;
具备B、C,不具备A,不成立,说明A是必要的;
具备A、C,不具备B,不成立,说明B是必要的;具备B、A,不具备C,不成立,说明C是必要的;同时具备A、B、C,成立,说明ABC同时具备时,结论就可以成立;例:铁生锈,铜生锈;
四、燃料有关问题
石油的几种产品及主要用途(汽油、柴油、液化石油气等);知道石油是由沸点不同的 有机物组成的混合物;了解我国能源和资源短缺的国情;知道化石燃料是人类重要的自然资源;形成?利用?主要组成元素?所属物质类别?了解使用H2、CH4、C2H5OH、液化石油气、汽油、煤等燃料对环境的影响?懂得选择对环境污染较小的燃料;认识新能源开发的重要意义。
五、认识燃料完全燃烧的重要性:意义?不完全燃烧的后果?措施?
六、本单元有关的反应化学方程式要熟记
第八单元 金属和金属材料
复习目标:
一、了解金属的物理性质,能区分常见金属和非金属(实验探究金属的物理性质,金属有哪些区别于一般非金属的物理性质?举例说明金属具有导电性、导热性、延展性、硬度大、熔点高等性质?列举常见的金属之最。
二、认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用
从性质决定用途的观点出发,列举金属的用途。了解常见金属的特性及用途;如:Cu、Fe、Al。
三、认识加入其他元素可以改良金属的特性
举例说明在金属中加入其它元素可以改变金属的性能。
四、知道生铁和钢等重要的合金
生铁和钢的主要区别是什么?”百炼成钢“蕴涵着什么化学知识?列举常见的生铁和钢制品。
五、知道常见金属与氧气反应
从“金属与氧气反应的难易程度不同”的观点出发举例说明金属的活动性不同。
六、能用金属活动性顺序表对有关的置换反应进行简单的判断,并能解释日常生活中的一些现象
(1)回忆金属活动性顺序表
(2)能否用铝锅长时间盛放食醋,为什么?
(3)天然水中溶解有一些铁盐,为什么新买来的铝锅烧开水后,在水面会留下一道黑色的印痕?
(4)农业上常用硫酸铜溶液和熟石灰来配置农药波尔多液,为什么一般选用木通而不用铁铜来配制?如何检验配好的波尔多液是否含有硫酸铜?
七、实验探究酸溶液、盐溶液跟金属发生置换反应的规律:(1)金属与酸溶液的置换反应:对金属的要求?对酸溶液的要求?
(2)金属与盐溶液的置换反应:对金属的要求?对盐的要求?置换与被置换的顺序:
Zn、Fe与CuSO4反应,置换时---金属先强后弱,所以Zn先与CuSO4反应;Fe与Cu(NO3)2、AgNO3混合溶液反应,置换时---盐先弱后强,所以Fe先与AgNO3溶液反应
八、知道一些常见金属的矿物
有哪些常见的铁矿石和铝矿石,写出它们主要成分的化学式。
九、了解金属锈蚀的条件,讨论防止锈蚀的方法
(1)铁生锈与氧气和水有关,如何设计实验证明?
只与水接触,不与氧气接触,不生锈,说明:生锈与氧气有关,氧气必不可少;
只与氧气接触,不与水接触,不生锈,说明:生锈与水有关;水必不可少
同时与水和氧气接触,生锈,说明:生锈的条件是:氧气和水两个必不可少。
(2)防止锈蚀的原理?方法?说出几种具体做法?
十、了解从铁矿石中铁还原出来的方法(用实验方法将铁还原出来)
(1)炼铁的原理;(2)方程式;(3)实验:步骤,现象,尾气处理;
十一、知道废弃金属对环境的污染,认识回收金属的重要性
(1)废电池随意丢弃对环境有什么影响?
(2)回收废弃金属具有什么重要的现实意义?
第九单元 溶液
复习目标:
一、认识溶解现象,溶液的组成与特征;
二、知道水、酒精、汽油等是常见的溶剂(如何用简单的方法将衣服上的油污洗去)
三、能说出一些常见的乳化现象
(1)举例说明乳化现象;(2)用洗涤剂去油污与用汽油去油污的原理有什么不同?
四、了解溶液在生产和生活中的重要意义
(1)化工生产与化学实验;(2)无土栽培的营养液;(3)医疗上各种注射液
五、知道一些物质在水溶液中是以离子的形式存在的 蔗糖溶液和食盐水中溶质分别以什么形式存在?
六、探究NaC、NH4NO3、NaOH 溶解时的温度变化
为什么物质溶于水后会使溶液的温度表现不同的变化?温度的变化有哪几种情况?各举一个典型的例子?
七、了解饱和溶液
(1)了解饱和溶液和不饱和溶液有什么区别?如何判断溶液是否饱和?
(2)一瓶接近饱和的NaCl /KNO3 /Ca(OH)2溶液分别可以采用什么措施变成饱和溶液。
八、了解溶解度的涵义?查看溶解度性或溶解度数据绘制溶解度曲线?
(1)什么叫溶解度?“20℃,KNO3的溶解度为31.6g”的含义是什么?
(2)溶解度曲线上横坐标和纵坐标的含义分别是什么?A、B两条交于一点,交点的含义是什么?
(3)温度对固体溶解度的影响可分为哪三种情况?各举一个例子?
九、知道气体溶解度及其影响因素
7(1)气体的溶解度受哪些因素的影响?举例说明?
(2)20℃,O2的溶解度为0.031表示什么意义?
十、了解结晶现象,胆矾晶体的形成,海水制盐?
(1)常见的结晶方法有哪些?分别适用于什么类型的溶液?
(2)如何将KNO3和少量 NaCl的混合物中分离出较纯净的KNO3晶体?
(3)过滤和结晶这两种分离固体混合物的方法分别适用于什么样的混合物?
十一、初步学会配制一定质量分数的溶液
(1)需要哪些仪器?主要步骤?
(2)固体作溶质和液体作溶质(或浓溶液稀释)的区别?
十二、能进行溶质质量分数的简单的计算
(1)溶质质量分数=溶质质量/溶剂质量* 100%;
(2)稀释:溶质质量不变
M浓 *C浓% = M稀 *C稀% 或
M浓 *C浓% =(M浓 + M水)*C稀%
(3)与方程式的综合计算
反应后溶液质量 = 反应前各物质的总质量-生成气体质量-生成沉淀质量
第十单元 酸和碱
复习目标:
一、会用酸碱指示剂检验溶液的酸碱性。
(1)常用的酸碱指示剂有哪两种?它们遇酸性或碱性溶液分别显示什么颜色?(2)什么样的花朵汁液适合做酸碱指示剂?
二、认识酸碱的腐蚀性
(1)酸和碱都有不同程度的腐蚀性;
(2)浓H2SO4和NaOH不慎沾到皮肤上或衣服上应如何处理?
三、初步学会稀释常见的酸或碱溶液:如何稀释浓硫酸?
四、实验探究酸的重要性质和用途
(1)盐酸、硫酸的主要性质和用途:探究浓盐酸的挥发性?造酒时调节酸度,为何使用稀硫酸,而不用盐酸?实验室制取二氧化碳为何不用浓盐酸?(2)盐酸的用途有哪些?
(3)学会探究浓硫酸的吸水性?浓硫酸的用途有哪些?O2、H2、CO2、CO、NH3、CH4是否都能用浓硫酸做干燥剂?
(4)稀盐酸和稀硫酸的共同的化学性质有哪些?与酸碱指示剂;与活泼金属;与金属氧化物;与碱;与某些盐;为什么它们具有相似的化学性质?
五、实验探究碱的主要性质和用途
8(1)实验探究NaOH固体的吸水性?NaOH固体的用途?O2、H2、CO2、CO、NH3、CH4是否都能用NaOH做干燥剂?
(2)NaOH和Ca(OH)2的俗称,Ca(OH)2的用途?使用NaOH应注意什么?
六、学会通过实验探究NaOH和Ca(OH)2的化学性质?
(1)与指示剂;(2)与酸;什么叫中和反应?(3)与某些非金属氧化物;(4)与某些盐;为什么它们具有相似的化学性质?
七、知道酸碱性对生命活动和农作物生长的影响
(1)了解溶液的酸碱性在实际生产和生活中有哪些重要意义?
(2)中和反应在实际生产和生活中有哪些应用?如:胃酸过多,如何治疗?如何处理废液中硫酸?被蚊虫叮咬如何处理?
八、会用PH试纸检验溶液的酸碱性
(1)如何用PH试纸测试溶液或土壤的酸碱性?
九、熟练掌握本单元的化学方程式。重点在反应规律。
第十一单元 盐 化肥
复习目标:
一、了解NaCl、NaCO3、NaHCO3、CaCO3等盐的名称、俗称以及在日常生活中的用途。
二、学会粗盐提纯,粗盐提纯过程中蒸发操作需要哪些仪器?步骤?都要用到哪个仪器?蒸发什么时候停止加热为什么?
三、如何检验CO32-?常见的沉淀有哪些?
四、初步认识常见的复分解反应,能用于解释与日常生活相关的一些现象
(1)复分解反应在什么条件下可以发生?
(2)学会判断一些物质能否发生复分解反应? 五、知道一些常见化肥的名称和作用
(1)植物生长需求量较大的几种元素是什么?
(2)氮肥/磷肥/钾肥的作用分别什么?什么叫复合肥?举几例?
(3)如何鉴别氮肥/磷肥/钾肥?
六、认识合理使用化肥、农药对保护环境的重要意义;不合理使用会带来什么样的环境问题?应该采取什么措施?
第十二单元 化学与生活
复习目标:
一、了解对生命活动具有重要意义的有机物,如:糖、淀粉、油脂、氨基酸、蛋白质、维生素等。
(1)糖类、油脂、蛋白质、维生素的生理功能分别是什么?哪些食物富含糖类或油脂或蛋白质或纤维素?
(2)氨基酸在体内的作用是什么?(3)淀粉的代谢过程。
二、知道某些物质(CO、甲醛、黄曲霉毒素有损人体健康,认识掌握化学知识能帮助人们抵御有害物质的侵害。
(1)CO如何使人中毒?(2)甲醛使人中毒的原因是什么?(3)黄曲霉毒素使人中毒原因是什么?
三、了解某些元素如:Ca、Fe、Zn、I、F等对人体健康的作用 人体缺乏Ca、Fe、Zn元素对人体分别有什么影响?
四、初步认识在化学科学的发展在帮助人们战胜疾病与营养保健方面的重大贡献
五、能从组成上区分有机物和无机物。列举生活中一些常见的有机物,认识有机物对人类生活的重要性。
六、了解常见的合成纤维、塑料、合成橡胶及其应用;了解合成材料对人和环境的影响;认识新材料的开发与社会发展的密切关系。
七、用简单的实验区分棉线维、羊毛纤维和合成织成的不料?
八、用简单的实验区分热固性和热塑性塑料?用简单的实验区分聚乙烯塑料和聚氯乙烯塑料?
第四篇:九年级化学第7单元复习课教案
九年级化学复习课教案
第一轮 课题: 课题:燃料及其利用
一、目标解读:
1、理解可燃物燃烧的条件及其灭火的原理和方法
2、认识煤、石油、天然气等化石燃料及其对环境的影响
3、认识使用和开发新燃料及能源与化学反应中的能量变化
二、要点回顾: 要点回顾:
(一)燃烧和灭火
1、燃烧的条件:(缺一不可)(1)可燃物(1)消除可燃物(2)氧气(或空气)(3)温度达到着火点
2、灭火的原理:(只要消除燃烧条件的任意一个即可)(2)隔绝氧气(或空气)(3)降温到着火点以下
3、影响燃烧现象的因素:可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积 使燃料充分燃烧的两个条件:(1)要有足够多的空气(2)燃料与空气有足够大的接触面积。
4、爆炸:可燃物在有限的空间内急速燃烧,气体体积迅速膨胀而引起爆炸。
(二)、燃料和能量
1、三大化石燃料: 煤、石油、天然气(混合物、均为不可再生能源)(1)煤: “工业的粮食”(主要含碳元素); 煤燃烧排放的污染物:SO2、NO2(引起酸雨)、CO、烟尘等(2)石油: “工业的血液”(主要含碳、氢元素); 汽车尾气中污染物:CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘(3)天然气是气体矿物燃料(主要成分:甲烷),是较清洁的能源。
2、两种绿色能源:沼气、乙醇(1)沼气的主要成分:甲烷 甲烷的化学式: CH4(最简单的有机物,相对分子质量最小的有机物)物理性质:无色,无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。化学性质: 可燃性 CH +2O 点燃 CO +2H O(发出蓝色火焰)4 2 2 2(2)乙醇(俗称:酒精, 化学式:C2H5OH)化学性质: 可燃性 C H OH+ 3O 点燃 2CO +3H O 2 5 2 2 2 工业酒精中常含有有毒的甲醇 CH3OH,故不能用工业酒精配制酒!乙醇汽油:优点(1)节约石油资源(2)减少汽车尾气(3)促进农业发展(4)乙醇可以再生
3、化学反应中的能量变化(1)放热反应:如所有的燃烧(2)吸热反应:如一般条件为“高温”的反应
4、新能源:氢能源、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能 氢气是最理想的燃料:(1)优点:来源广,热值高,无污染。(2)需解决问题:①如何大量廉价的制取氢气? ② 如何安全地运输、贮存氢气?
三、典例分析: 典例分析:
例
1、海湾战争期间,科威特大批油井被炸起火燃烧,我国救援人员在灭火工作中作出了杰出 的贡献。下列措施不能考虑用于油井灭火的是()A 设法降低石油着火点 B 设法使火焰隔绝空气 C 设法阻止石油喷射 D 设法降低油井井口温度 例
2、石油、煤、天然气是当今世界上最重
要的化石燃料,对这三种燃料的叙述不正确的是()A 都是混合物 B 燃烧都会放出热量 C 都是可再生能源 D 都是重要的化工原料
四、达标练习: 达标练习: 1、2009 年“世界环境日”的主题是“团结起来应对气候变化”。下列认识不正确的是()A 植树造林,严禁乱砍滥伐 B 在生产和生活中提倡使用节能技术和节能用具 C 提倡以乘坐公交车、骑自行车或步行的方式出行 D 开发新能源,禁止开采和使用化石燃料
2、调查统计表明,火灾伤亡事故很多是因为缺乏自救常识造成的,缺氧窒息是致人残废的首 要原因。下列自救措施中不合理的是()A 遇到意外的情况,可用掌握的知识进行有效处理,同时拨打电话求救 B 室内起火,不要急于打开所有门窗 C 在山林中遇到火灾时,向顺风方向奔跑,脱离火灾区 D 所处地烟雾较浓时,应用湿毛巾捂住口鼻,并尽量贴近地面逃离
3、汽车尾气(含有烃类、CO、SO2、和 NO 等物质)是城市空气的污染源,治理的方法之一 是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”。它的特点是使 CO 与 NO 反应生成可参与大气生 态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及 SO2 的转化。)(1)写出 NO 和 CO 反应的化学方程式______________________________________。(2)控制城市空气污染源的方法中不可行的是()A 开发氢能源 B 使用电动车 C 植树造林 D 戴上呼吸面具
五、拓展提高:
4、汽油是多种碳氢化合物组成的混合物,取 11.4g 样品,在氧气中充分燃烧,经分析测定产生 了 16.2gH2O 和 35.2gCO2。汽油样品中碳、氢元素的质量分数各是多少?
第五篇:社会发展与化学论文模版
论文
郑州轻工业学院
社会发展与化学(论文)
题 目:学生姓名:专业班级:学 号:院 系:教 师:完成时间:
人类能源史及新能源的发展 刘 冬 热能与动力工程 机电工程学院 朱 学 文 —12 1
541102020227
2012--05论文
中文摘要
能源资源是指为人类提供能量的天然物质。它包括煤、石油、天然气、水能、太阳能、风能、核能等。能源资源是一种综合的自然资源。纵观社会发展史,人类经历了柴草能源时期、煤炭能源时期和石油天然气能源时期,目前正向新能源时期过渡。我们人类从远古时代就发现并开始利用自然界里的能源,经过几千年的进化,我们使用的能源也从低级发展到高级。人们从最开始利用太阳能取暖,到利用火种来烧烤食物,到煤.石油.天然气的利用,再到电能的发现和使用,又到现在核能的利用。虽然能源的种类越来越多,但是能源的污染也越来越严重,为了社会的可持续发展,保护我们赖以生存的地球家园,无数学者在不懈地为社会进步寻找开发更新更安全的能源,可以相信能源的多元时代即将来临。
我国已把能源作为战略重点建设部门,以保证我国社会主义现代化建设顺利进行。煤、石油、天然气和水能等常规能源是当代世界上最主要的能源资源;而核能、太阳能、氢能、海洋能等新能源也是当前人类努力探索开发的能源资源。
本文主要介绍了人类能源史用的全过程,随着人类的不断进化,能源的利用也在不断发生变化,从低级到高级,能源的使用越来越先进,能利用的能量越来越大。包括了说有人类使用过的能源,各种能源的优势和劣势。另外,就是新能源的发展,当前我们使用的能源多数污染比较大,使我们的生活环境越来越差,对我们的健康造成了巨大的危害。为了我们的身体健康以及子孙后代的幸福,我们必须开发清洁,污染较小的新能源。现在看来,能利用的新能源有很多,但是有的技术没有达到,利用起来还有一定的难度,本文将作一一介绍。
关键词:选修论文;摘要;目录;正文;致谢;附录
英文摘要(略)
论文
目录
第一部分:太阳的赏赐----------------------4 1:火与烹煮------------------------4 2:耕种----------------------------5 3:哥伦布带来的东西半球交流--------5 第二部分:化石能源时代--------------------7 4:煤炭与蒸汽----------------------7 5:石油与内燃机--------------------9 6:电-----------------------------10 第三部分:第三个千年之交的能源-----------12 7:核裂变-------------------------12 8:核聚变-------------------------14 9:人类世-------------------------16 第四部分:新能源的发展-------------------19 新能源的种类--------------------20 未来的几种新能源----------------24 参考文献-26 致 谢-26 3
论文
一·太阳的赏赐
1·火与烹煮
人类对火的认识、使用和掌握,是人类认识自然,并利用自然来改善生产和生活的第一次实践。火的应用,在人类文明发展史上有极其重要的意义。从100多万年前的元谋人,到50万年前的北京人,都留下了用火的痕迹。火是饮食烹饪的根本。应该说,有了火,才有了饮食文化。在能够熟练使用火之前,先民们只能过原始 的、禽兽一般的生活。所谓“食草木之食,鸟兽之肉,饮其血,茹其毛。”如《韩非子》中所说:“民食果菰蚌蛤,腥臊恶臭而伤害腹胃,民多疾病。”但在人类能够熟练使用火进行后,人类的饮食便发生了天翻地覆的变化,就是所谓的“炮生为熟,令人无腹疾,有异于禽兽。”按中国传说来讲,钻燧取火的燧人氏是最早能够使用火的中国古代先民。考古学家从周口店北京猿人所用石器初步推测,中国猿人开始自觉用火的时间,大约在五十万年以前。人类最初使用的都是自然火。人工取火发明以后,原始人掌握了一种强大的自然力,促进了人类的体制和社会的发展,而最终把人与动物分开。人类最初与动物一样,对火是害怕的。后来,逐渐发现了火的好处--被烧烤过的兽肉味道更鲜美,于是便主动地利用火。
火的使用,首先使人类形成和推广熟食生活。特别是人工取火的发明,使人类随时都可以吃到熟食,减少疾病,促进大脑的发育和体制的进化。而熟食的推广,还扩大了食物的来源和种类,使人类最终摆脱了“茹毛饮血”的时代。火还给人类带来了温暖,从而扩大了人类的活动范围,使人不再受气候和地域的限制,并能够在寒冷的地区生活。
火是原始人狩猎的重要手段之一。用火驱赶、围歼野兽,行之有效,提高了狩猎生产能力。焚草为肥,促进野草生长,自然为后起的游牧部落所继承。最初的农业耕作方式--刀耕火种,就是依靠火来进行的。至于原始的手工业,更是离不开火的作用。弓箭、木矛都要经过火烤矫正器身。以后的制陶、冶炼等,没有火是无法完成的。
17世纪时,法国化学家波义耳用粘有硫磺的细木棒与涂磷的粗纸摩擦而起火,产生了火柴的雏形。然后在18世纪,威尼斯出现像敲鼓木槌一样的巨型
论文
火柴。因价高,常出现几人合买一根的情况,而且使用时必须有一瓶硫酸。1830年,出现用白磷制成的小巧的摩擦火柴。日本人因此而早时称火柴为“磷寸”。但是白磷有剧毒且不安全。所幸,25年后,瑞典的伦塔斯脱姆发现了红磷,它更安全且无毒,然后他发明了世界上第一批安全火柴。火柴从1880年起进入中国,由英国人理查在上海开办了第一个火柴经营处。1890年,瑞典人在上海开办了中国第一个火柴厂“瑞商洋行”。中国第一种生产的火柴的商标印有慈禧半身像,据说出中国第一合火柴时正值慈禧六十大寿。因为火柴是从国外引进的,中国人就称之为“洋火”。
2·耕种
耕种是一种古老的民族生产文化现象,自从人类诞生以来,就为了自己生产而奋斗或者寻找更多能够使用的实物而忙碌。由于时代的发展和变化,时代的进步的需要,人们都在创造着这个时代的进步,很多很多的耕种文化随着时代的发展而被淘汰,或者消失。
耕种是人类直接利用土地获取各种作物产品的活动。逢人类开始意识到所需需要物质可以直接利用生物的特性提供丰富的物质以来,人类一直在研究如何更好的让土地和植物巧妙结合,达到产品最大化的理想而奋斗。这个奋斗过程就完整反应出人类的各种耕种文化现象。按照人们的生产动机,耕种文化可以分为粮食作物产生文化和经济作物生产文化两大类。按照耕种方式,又可分为旱田耕种文化和水田耕种文化。还可以按照其它需要进行分类。而不同的耕种方式都充分体现强烈的地域性和气候性特点。所以,在世界各地,人类的耕种起源,历史演变等情况是有很大差异的,导致人们种植的作物类型,规模组建等性质也不尽相同。而这些,正好组成丰富多彩的耕种文化。
经济作物又称技术作物、工业原料作物。指具有某种特定经济用途的农作物。广义的经济作物还包括蔬菜、瓜果、花卉等园艺作物。经济作物通常具有地域性强、经济价值高、技术要求高、商品率高等特点,对自然条件要求较严格,宜于集中进行专门化生产。
3·哥伦布带来的东西半球交流
论文
哥伦布是意大利著名航海家,地理大发现的先驱者。1451年8月或10月生于意大利热那亚,1506年5月20日卒于西班牙巴利亚多利德。一生从事航海活动。先后移居葡萄牙和西班牙。相信大地球形说,认为从欧洲西航可达东方的印度和中国。在西班牙国王支持下,先后4次出海远航(1492~1493年,1493~1496年,1498~1500年,1502~1504年)。开辟了横渡大西洋到美洲的航路。先后到达巴哈马群岛、古巴、海地、多米尼加、特立尼达等岛。在帕里亚湾南岸首次登上美洲大陆。考察了中美洲洪都拉斯到达连湾2000多千米的海岸线;认识了巴拿马地峡;发现和利用了大西洋低纬度吹东风,较高纬度吹西风的风向变化。证明了大地球形说的正确性。促进了旧大陆与新大陆的联系。他误认为到达的新大陆是印度,并称当地人为印第安人。第一次航行
始于1492年8月3日,哥伦布率船员约90人,分乘3艘船从西班牙巴罗斯港出发。10月12日他到达并命名了巴哈马群岛的圣萨尔瓦多岛。10月28日到达古巴岛,他误认为这就是亚洲大陆。随后他来到西印度群岛中的伊斯帕尼奥拉岛(今海地岛),在岛的北岸进行了考察。1493年3月15日返回西班牙。第二次航行
始于1493年9月25日,他率船17艘从西班牙加的斯港出发。目的是要到他所谓的亚洲大陆印度建立永久性殖民统治。参加航海的达1500人,其中有王室官员、技师、工匠和士兵等。1494年2月因粮食短缺等原因,大部分船只和人员返回西班牙。他率船3艘在古巴岛和伊斯帕尼奥拉岛以南水域继续进行探索“印度大陆”的航行。在这次航行中,他的船队先后到达了多米尼加岛、背风群岛的安提瓜岛和维尔京群岛,以及波多黎各岛。1496年6月11日回到西班牙。第三次航行
是1498年5月30日开始的。他率船6艘、船员约200人,由西班牙塞维利亚出发。航行目的是要证实在前两次航行中发现的诸岛之南有一块大陆(即南美洲大陆)的传说。7月31日船队到达南美洲北部的特立尼达岛以及委内瑞拉的帕里亚湾。这是欧洲人首次发现南美洲。此后,哥伦布由于被控告,于1500年10月被国王派去的使者逮捕后解送回西班牙。因各方反对,哥伦布不久获释。第四次航行
论文
始于1502年5月11日,他率船4艘、船员150人,从加的斯港出发。哥伦布第三次航行的发现已经震动了葡萄牙和西班牙,许多人认为他所到达的地方并非亚洲,而是一个欧洲人未曾到过的“新世界”。于是斐迪南国王和伊萨伯拉王后命令哥伦布再次出航查明,并寻找新大陆中间通向太平洋的水上通道。他到达伊斯帕尼奥拉岛后,穿过古巴岛和牙买加岛之间的海域驶向加勒比海西部,然后向南折向东沿洪都拉斯、尼加拉瓜、哥斯达黎加和巴拿马海岸航行了约1500公里,寻找两大洋之间的通道。他并从印第安人处得知,他正沿着一条隔开两大洋的地峡行驶。由于1艘船在同印第安人冲突中被毁,另3艘也先后损坏,哥伦布于1503年6月在牙买加弃船登岸,1504年11月7日返回西班牙。
哥伦布的远航是大航海时代的开端。新航路的开辟,改变了世界历史的进程。它开创了在新大陆开发和殖民的新纪元。当时欧洲人口正在膨胀,有了这一发现,欧洲人就有了可以定居的两个新大陆,就有了能使欧洲经济发生改观的矿藏资源和原材料。这一发现,导致了美国印地安人文明的毁灭。从长远的观点来看,还致使西半球上出现了一些新的国家。这些国家与曾在该地区定居的各个印地安部落截然不同,它们极大地影响着旧大陆的各个国家。它使海外贸易的路线由地中海转移到大西洋沿岸。从那以后,西方终于走出了中世纪的黑暗,开始以不可阻挡之势崛起于世界,并在之后的几个世纪中,成就海上霸业。一种全新的工业文明成为世界经济发展的主流。
二·化石能源时代 4·煤炭与蒸汽
煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质,由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。煤作为一种燃料,早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高,标准煤的发热量为 7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的储量丰富,分布广泛,一般也比较容易开采,因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。
我国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅,魏、论文
晋时称煤为石墨或石炭。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》,其中记载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。
我国煤炭资源分布广泛但不均匀。全国除上海外,其他省(区)、市均有探明储量。从地区分布看,储量主要集中分布在山西、内蒙古、陕西、云南、贵州、河南和安徽,七省储量占全国储量的81.8%,分布呈现出“北多南少”、“西多东少”的特点。
我国煤炭资源人均可采储量仅为世界平均水平的一半,已发现的煤炭资源勘探程度低,精查储量少,用于规模建设的资源供给能力不足。现有生产矿井后备资源不足。按目前开采水平,世界煤炭剩余储量可供开采192年,而我国仅可供开采110年。而且,煤炭加工利用率低,造成无效运输加大;煤炭加工有了较大的发展,但规模普遍较小;开采的过程中煤炭资源浪费严重;煤炭资源综合利用率低;煤炭行业产业布局不合理;开采机械化程度低;原煤入洗率低;煤炭开发所带来的生态环境问题依然严峻。
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗(Hero of Alexandria)于1世纪发明的汽转球(Aeolipile),不过它只不过是一个玩具而已。1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。自18世纪晚期起,蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用,在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍,为市场提供了大量消费商品,加速了资金的积累,并对运输业提出了迫切要求。
现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。不象内燃机那样它对其燃料不挑剔。此外没有蒸汽机的话原子能无法被使用。原子反应堆即不直接产生机械能,又不直接产生电能,原子反应堆实际上只是加热水,这个水被沸腾后的蒸汽通过蒸汽机来转化为有用的功。蒸汽不一定需要通过燃烧来产生,比如使用太阳能聚热器也可以产生蒸汽推动蒸汽机。另一种有类似优点的小巧的外燃机是斯特林发动机。其缺点是它在许多情况下难以运行。现代的混合动力汽车就是为了弥补这个缺点而设计的。尤其在高山上蒸汽机机车的优点显著,因为它们也可以在比较低的气压下运行。当南美洲将用柴油-电力机车取代它们的蒸汽机车后这一点就被发现了。在高山上他们不得不放弃使用功率比较高的柴油机车,取而代之的还是功率虽然不如柴油机车
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但不受海拔限制的蒸汽机车。在瑞士和奥地利新的齿轨铁路使用现代的蒸汽机,这些蒸汽机只需要一个人来运行,比起过去的蒸汽机它节省60%的燃料,比起电力机和柴油机它轻50%,因此对齿轨的磨损小得多。在日内瓦湖上也有一艘新的蒸汽机船,它是世界上第一艘遥控的蒸汽机船。
蒸汽机的弱点是:离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。因此,抛弃了笨重锅炉的内燃机,最终以其重量轻,体积小、热效率高和操作灵活等优点,在船舶和机车上逐渐取代了蒸汽机。汽轮机则以其热效率高、单机功率大、转速高、单位功率重量轻和运行平稳等优点,将蒸汽机排挤出了电站。接着电动机又以其使用方便,代替了蒸汽机在工业设备中的应用。然而小功率蒸汽机热效率比汽轮机高,所以在产煤区或只有劣质燃料的地区或某些特殊场合,蒸汽机仍有发挥作用的余地。
蒸汽机有很大的历史作用,它曾推动了机械工业甚至社会的发展。随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础;汽轮机继承了蒸汽机以蒸汽为工质的特点,和采用凝汽器以降低排汽压力的优点,摒弃了往复运动和间断进汽的缺点;内燃机继承了蒸汽机的基本结构和传动形式,采用了将燃油直接输入汽缸内燃烧的方式,形成了热效率高得多的热力循环;同时,蒸汽机所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器,阀门和密封件等,均是构成多种现代机械的基本元件。
5·石油与内燃机
中国是世界最早发现和利用天然气和石油的国家之一。关于中国石油的最早记载,首先见于东汉历史学家班固(公元32∽92年)所著的《汉书·地理志》中有“高奴有洧水可”。高奴,秦置县名,在今陕西延长一带,洧水是延河的一条支流。北魏郦道元(?-公元527年)在其《水经注》中作了更为详细的记述:“高奴县有洧水,肥可燃。水上有肥,可接取用之。”这里所说“肥”即石油。
开采石油是非常昂贵的,也可能对环境带来破坏。海上探油和开采会打扰海洋环境。尤其以清理海底的挖掘工作破坏环境最大。油轮事故后泄漏的原油或提炼过的油在阿拉斯加、加拉帕戈斯群岛、西班牙和许多其它地区脆弱的海岸生态系统造成严重的破坏。石油燃烧时向大气层释放二氧化碳,导致全球变暖。每能量单位石油释放的
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二氧化碳低于煤,但是高于天然气。但是作为交通用燃料要减少焚油导致的二氧化碳的释放尤其棘手。一般只有大的发电厂才能够装配吸收二氧化碳的装置,单个车辆无法装配这样的装置。虽然现在也有可再生能源作为选择,但是可再生能源能够取代多少石油以及可再生能源本身可能导致的环境破坏还不肯定和有争议。阳光、风、地热和其它可再生能源无法取代石油作为高能量密度的运输能源。要取代石油这些可再生能源必须转换为电(以蓄电池的形式)或者氢(通过燃料电池或内燃)来驱动运输工具。另一个方案是使用生物质能产生的液体燃料(乙醇、生物柴油)来驱动运输工具,但是目前的技术还无法让生质燃料够环保。总而言之要取代石油作为主要运输能源是一件非常不容易的事情。
内燃机(Internal combustion engine)是将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入汽缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。这也是将热能转化为机械能的一种热机。内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。但是内燃机一般使用石油燃料,同时排出的废气中含有害气体的成分较高。
内燃机的使用极大地推动了能源的发展,使能源的利用变得清洁,但是使用过程中会利用到煤,也会对空气造成污染,而且利用效率也不高,又经过长时间的发展,人们又发现了更好的能源来源。
6·电
发电机,1831年9月23日由法拉第发明,是将机械能转变成电能的电机。通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。电能是现代社会最主要的能源之一。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。
电能的利用是第二次工业革命的主要标志,从此人类社会进入电气时代,电能是表示电流做多少功的物理量 电能指电以各种形式做功的能力(所以有时也叫 电功)。分为直流电能、交流电能,这两种电能均可相互转换。
论文
2l世纪新一代发电技术将逐步取代传统发电技术,它是高效、环境相容、经济、可满足多目标的能源系统,意味着可大幅提高能源利用率,实现区域环境污染物近零排放,对温室气体进行有效控制,提高经济竞争力,满足终端对电、热、氢、清洁燃料等的需求。基于我国能源需求特点和发电技术现状,为适应世界发电技术发展潮流,应在突破洁净煤技术中有战略地位的重大关键技术的基础上,加紧新一代未来主流发电系统的研发。
l 煤炭联产系统
目前人们已对煤炭联产的概念及其对未来能源利用的战略意义取得共识,美国能源部的21世纪前景发展计划(Ⅵsion21)和国际上著名公司的都在大力推进其研究和示范工程。
联产系统其有高效、洁净、经济、灵活等特点,其基本流程是煤加压气化,粗煤气经净化及调比后得到的合成气用于生产气体和液体燃料、热、基础化工原料等产品;净化脱硫后的煤气和化工品生产的末反应气用做动力生产的燃料,化工品生产的副产蒸汽除自用外,也可用于动力输出;各产品生产过程的热流和冷流通过优化匹配,达到减小公用工程负荷、降低投资、提高能源利用率的目的。不同的关键单元技术及其组合形成了多种联产概念,但核心都是强调多种先进技术的集成,以解决燃料和电独立生产时效率低、产品制造成本高的问题,同时在系统内部控制污染,大大降低各种污染物的排放,从而大力推进煤炭的高效洁净综合利用技术,以期最终实现近零排放的煤炭利用系统。
煤炭联产系统集中体现了能源的洁净利用与煤炭下游能源产品的多样化,在经济上达到充分的弹性结构,具有非常强劲的市场竞争力,是实现煤基洁净能源与化石优质能源竞争的关键途径,可以弥补正在开发的煤炭发电和利用单项新技术(超临界燃煤发电、增压流化床燃烧、煤液化、整体煤气化联合循环、先进燃气轮机和燃料电池、天然气制液体燃料等)难以同时满足效率、成本和环境等多方面要求的不足。与常规燃煤发电和煤基化工相比,煤炭联产技术是一种跨越式发展,并且与氢能用、削减co2排放的长远可持续发展目标相容,使煤基洁净能源可与常规能源竞争,是未来洁 11
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净煤利用技术发展的主要方向之一。由于今后相当长时期里,我国以煤为主的能源格局不会改变,煤炭联产技术将占有重要地位。
煤炭联产系统庞大复杂,涉及煤化工和动力等多项关键技术,有大量内容急需研究,包括系统集成技术、关键单元技术(煤气化、燃气轮机、甲醇液相合成技术、膜分离技术等)。根据我国洁净煤技术发展的现状,煤炭联产应遵循分步骤实施的战略:从独立生产到部分联产,再到完全联产(见图1~图3);从单燃料(化工品)生产过渡到多种燃料和化工品生产;从降低氮氧化物和硫化物排放过渡到包括削减cO2排放在内的近零排放系统。近零排放发电系统
未来能源生产与能源消费都将围绕全球性关注的气候变化及温室效应这~敏感问题。已有的高效联合循环发电技术虽可大幅度削减So2和NO2排放,但对控制c02排放大都无能为力,只是提高系统供电效率而减小一些排放量。因此高效、洁净、生态、灵活的近零排放发电技术成为研究热点。
21世纪新一代发电技术将逐步取代传统发电技术,为适应这一趋势应加紧新一代未来主流发电系统研发。煤炭联产系统、控制cO2排放系统、煤直接制氢发电系统由于在效率、污染物排放控制、经济竞争力等多方面的巨大发展潜力,是未来主流发电系统的重要组成部分。通过系统集成和关键单元技术研发可望进一步提高其性能和竞争力。
三·第三个千年之交的能源 7·核裂变
核裂变,又称核分裂,是指由重的原子,主要是指铀或钚,分裂成较轻的原子的一种核反应形式。原子弹以及裂变核电站或是核能发电厂的能量来源都是核裂变。其中铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其它原子,从而形成链式反应而自发裂变。只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更 12
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多个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变„„,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量称为原子核能,俗称原子能。1吨铀-235的全部核的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量(足以让20兆瓦的发电站运转1000小时,与燃烧300万吨煤释放的能量一样多。
铀裂变在核电厂最常见,加热后铀原子放出2到4个中子,中子再去撞击其它原子,从而形成链式反应而自发裂变。撞击时除放出中子还会放出热,再加快撞击,但如果温度太高,反应炉会熔掉,而演变成反应炉融毁造成严重灾害,因此通常会放控制棒(硼制成)去吸收中子以降低分裂速度。一个重原子核分裂成为两个(或更多个)中等质量碎片的现象。按分裂的方式裂变可分为自发裂变和感生裂变。自发裂变是没有外部作用时的裂变,类似于放射性衰变,是重核不稳定性的一种表现;感生裂变是在外来粒子(最常见的是中子)轰击下产生的裂变。
核裂变是在1938年发现的,由于当时第二次世界大战的需要,核裂变被首先用于制造威力巨大的原子武器——原子弹。原子弹的巨大威力就是来自核裂变产生的巨大能量。目前,人们除了将核裂变用于制造原子弹外,更努力研究利用核裂变产生的巨大能量为人类造福,让核裂变始终在人们的控制下进行,核电站就是这样的装置。
1934年,E.费米等人用中子照射铀,企图使铀核俘获中子,再经过β衰变得到原子序数为93或更高的超铀元素,这引起了不少化学家的关注。在1934~1938年间,许多人做了这种实验,但是不同的研究者得到了不同的结果,有的声称发现了超铀元素,有的却说得到了镭和锕。1938年,O.哈恩和F.斯特拉斯曼做了一系列严格的化学实验来鉴别这些放射性产物,结论是:所谓的镭和锕实际上是原子量远比它们为小的镧和钡。对这种现象,只有假设原子核分裂为两个或两个以上的碎块才能给予解释。这种分裂过程被称为裂变。
1939年L.迈特纳和O.R.弗里施首先建议用带电液滴的分裂来解释裂变现象。同年N.玻尔和J.A.惠勒在原子核液滴模型和统计理论的基础上系统地研究了原子核的裂变过程,奠定了裂变理论的基础。1940年,K.A.彼得扎克和Γ.Η.弗廖罗夫观察到铀核会自行发生裂变,从而发现了一种新的放射性衰变方式──自发裂变。1947年,钱三强等发现了三分裂(即分成三个碎片,第三个可以是 α
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粒子,也可以是和另外两个碎片质量相近的碎片)。1955年,A.玻尔根据原子核的集体模型提出了裂变道的概念,把裂变理论推进了一步。1962年,С.М.波利卡诺夫等发现了自发裂变同质异能态。1967年,B.M.斯特鲁金斯基提出了在液滴模型基础上加壳修正的 “宏观-微观”方法,导出了双峰裂变势垒,这是裂变研究史上的又一新成果。
对裂变现象的研究,几十年来始终是核物理的一个活跃的分支。这是由于:
①裂变有着重大的实用价值;
②裂变是一个极复杂的核过程,研究这一过程有助于原子核物理学的发展。
在裂变发现后,很快就弄清楚了,裂变时不但释放出巨大的能量,而且同时还发射出几个中子。既然中子能引起裂变,裂变又产生更多的中子,因此可以通过链式反应(见裂变反应堆)在宏观尺度上使原子核释放出能量来。这就找到了大规模利用核能的途径。除了巨大的核能在军事和能源方面的实际应用之外,随着反应堆的建立,放射性同位素开始大规模生产并广泛应用于工农医等各部门。从发现衰变到掌握原子能,是20世纪科学史上的重要一页。
裂变是核的大形变集体运动的结果,弄清它的机制,了解裂变过程的各种复杂的现象,到现在仍然是一个需要继续努力研究的方向。因此对于核物理本身,裂变也具有很重要的意义。此外,自发裂变是决定最重的那些核素的稳定性的重要因素;裂变产物提供了大量的丰中子远离β稳定线的核素;裂变研究又提供了原子核在大形变条件下的各种特性(如变形核的壳效应)等等。所有这些都说明裂变是核物理的一个重要研究领域。
8·核聚变
核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。核聚变程序于1932年由澳洲科学家马克‧欧力峰爵士(Mark 14
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Oliphant)所发现。随后于1950年代早期,他在澳洲国立大学(ANU)成立了至今依旧活跃的等离子体核聚变研究机构(Fusion Plasma Research)。
D(氘)和T(氚)聚变会产生大量的中子,而且携带有大量的能量(14.1),中子对于人体和生物都非常危险。聚变反应中子的真正麻烦之处在于中子可以跟反应装置的墙壁发生 核反应。用一段时间之后就必须更换,很费钱。而且换下来的墙壁可能有放射性(取决于墙壁材料的选择),成了核废料。还有一个不好的因素是氚具有放射性,而且氚也可能跟墙壁反应。氘氚聚变只能算”第一代”聚变,优点是燃料无比便宜,缺点是有中子。“第二代”聚变是氘和氦3反应。这个反应本身不产生中子,但其中既然有氘,氘氘反应也会产生中子,可是总量非常非常少。如果第一代电站必须远离闹市区,第二代估计可以直接放在市中心。“第三代”聚变是让氦3跟氦3反应。这种聚变完全不会产生中子。这个反应堪称终极聚变。目前人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用,必须能够合理的控制核聚变的速度和规模,实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变,但是现在看来还有很长的路要走。
应用:
《1》.可控核聚变的发生条件
产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太阳系带来光和热,其中心温度达到1500万摄氏度,另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应,而地球上没办法获得巨大的压力,只能通过提高温度来弥补,不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受,只能靠强大的磁场来约束。此外这么高的温度,核反应点火也成为问题。不过在2010年2月6日,美国利用高能激光实现核聚变点火所需条件。中国也有“神光2”将为我国的核聚变进行点火。《2》.核聚变的反应装置
目前,可行性较大的可控核聚变反应装置就是托卡马克装置。
托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tokamak 来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈 15
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(kotushka)。最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。
托卡马克的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。
我国也有两座核聚变实验装置。
《3》.核聚变的优劣势
优势:
(1).核聚变释放的能量比核裂变更大
(2).无高端核废料
(3).可不对环境构成大的污染,而且反应过程容易控制,核事故风险 极低!
(4).燃料供应充足,地球上重氢有10万亿吨(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油)
(5).无法用作核武器材料 也就没有了政治干涉!(后证实,氢弹是根据核聚变反应制造的)
劣势:
反应要求极高,技术要求极高
从理论上看,用核聚变制造武器和提供部分能源,是非常有益的。但目前人类还没有办法,对它们进行较好的利用。
(对于核裂变,由于原料铀的储量不多,政治干涉很大,放射性与危险性大,核裂变的优势无法完全利用。截至2006年,核能(核裂变能)发电占世界总电力约15%。说明了核裂变的应用的规模之大,更能说明优势比核裂变更大的核聚变能源前景更加光明。科学家们估计,到2025年以后,核聚变发电厂才有可能投入商业运营。2050年前后,受控核聚变发电将广泛造福人类。)
9·人类世
人类世是指地球的最近代历史,人类世并没有准确的开始年份,可能是由18世纪末人类活动对气候及生态系统造成全球性影响开始。这个日子正与詹姆斯·瓦特(James Watt)于1784年发明蒸汽机吻合。一些学者则将人类世拉到更早的时期,论文
例如人类开始务农的时期。2010年6月,澳大利亚国立大学微生物学著名教授、人类消灭天花病毒的功臣弗兰克·芬纳称人类可能在100年内灭绝,“人类世”将终结。
自260万年前以来是第四纪。第四纪又分为两个世,一个叫更新世(The Pleistocene),一个叫全新世(The Holocene)。更新世指的是从260万年前到一万多年前的地质年代;而从一万多年前直到现在的则叫全新世。从地质学的角度看,人类生活的地质时期是显生宙新生代第四纪中的全新世。全新世是在一万多年前最近的一个冰川期结束后来临的,与其它的地质世动辄百万年甚 至千万年的跨度相比,这似乎是一个刚刚开始的地质时期。早在1873年之前,人类就意识到自身对环境的影响。意大利地质学家安东尼奥·斯托帕尼将它称为“人类世时代”。因为在过去的两百多年中,人类已经成为了主导的地质学因素。诺贝尔化学奖得主保罗·克鲁岑认为,人类已不再处于全新世了,已经到了“人类世”(The Anthropocene)的新阶段。也就是说,他提出了一个与更新世、全新世并列的地质学新纪元——“人类世”。
地质学上,依据所对应地层的生命特征将地球46亿年的历史分成了前后两个部分:前面是没有明显生命迹象的隐生宙,后面是有了明显生命痕迹的显生宙。显生宙中又根据动植物形态的重大变化划分出三个代,分别是古生代、中生代和新生代;中生代是裸子植物兴盛和恐龙等爬行动物横行的时代,分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪三个纪。新生代则是被子植物和哺乳动物兴盛的时代,包括第三纪和第四纪两个纪。第四纪是现代动植物活动的时期,分为更新世和全新世。从地质学的角度看,我们人类生活的地质时期是显生宙新生代第四纪中的全新世。全新世是在一万多年前最近的一个冰川期结束后来临的,与其它的地质世动辄百万年甚至千万年的跨度相比,这似乎是一个刚刚开始的地质时期。然而,从2000年开始,越来越多的科学家们逐渐接受了这样的观点:地质史上一个新时期已经开始,这就是“人类世”。
人类活动已经成为一种重要的地质推动力,在已经持续了200年的人类世中,地球环境发生的许多重要变化无法与人的活动分开,包括沉积物的腐蚀和类型发生巨变;碳循环出现大的波动;生物从开花时间到新迁徙类型均发生大规模 17
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改变;海洋酸性化,海洋中所含的碳酸气比空气中的高出50%,位于食物链底层的小型海洋生物生存受到威胁;等等。
如果说我们这些普通人对这些生涩的科学术语所反映的事实很难有什么共鸣的话,那么,科学家提醒我们留意一下气候的变化。因为今天,全球变暖不只是科学家笔下单调的上升数字,而是人们不得不体验的实际过程。
在20世纪,地球表面的平均气温大约上升了0.6℃,全球气候变暖导致地球上大部分地区的冰正在融化,南北极冰的面积在快速缩小,高山冰川不断后退。按照目前的融化速度,就在21世纪,就在眼前,我们将看到北冰洋无冰的夏季,看到没有积雪的乞力马扎罗山。
科学家们警告说,如果全球平均气温继续上升,气候变化可能导致地球主要的物理学基础发生变化,并使地球进入危险状态,将出现海平面大幅上涨、灾害天气频发等现象。前不久发生在我国南方的低温雨雪冰冻灾害,以及世界其他地区的极端天气,已经让人们见识了天气的无常。
工业革命以来人类对环境的影响是巨大的,已经达到了不容忽略的程度,“人类世”概念的提出,正是地质学界对这一事实的应对。
虽然“人类世”只是一个尚未得到公认的地质学概念,然而它的影响却不会仅仅局限在地质学内部,因为它涉及了现实的人与自然的关系。
当得知人类活动能够在地球系统上打下明显烙印的时候,我们也许会有一点自得,毕竟地球有史以来还没有哪一个单独的物种能够做到这点。可是要知道地球是一个非常复杂的系统,各因素之间的相互作用在时间和空间上都是无比精妙的,我们对地球系统施加的影响必将反过来作用于我们,更何况这种影响本身就对人类自身不利。根据IPCC 2007年的评估报告,在现存各种不同的经济社会模式照旧运行的前提下,未来50~100年,全球气候仍将继续向变暖的方向发展,预计到本世纪末,全球地表的平均增温1.1℃~6.4℃,海平面相应上升0.18~0.59米。这种增温如果持续千年,将会造成最大幅度达7米的海平面的上升。
“人类世”的提出给了人类一个警示,也给了一个机会。过去人们在无知的状态下影响环境,未来人们将会在清醒的状态下控制和引导自己的行为,通过温室气体减排等措施,阻止气候继续变暖的趋势,努力维系地球亿万年才进化出的这个刚好适于人类生活居住的环境,避免自毁家园。
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四·新能源的发展
新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,重点开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能。
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能,以及海洋表面与深层之间的热循环等;此外,还有氢能、沼气、酒精、甲醇等,而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、核电等能源,称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特祉的新能源越来越得到各国的重视。
日前在中国,可以形成产业的新能源上要包括水能(主要指小型水电站)、风能、生物质能、太阳能、地热能等,是可循环利用的清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段,也是环境治理和生态保护的重要措施,是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。
一般地说,常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源,而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此,煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源,而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立,过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识,作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用,因此,废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源,相对于常规能源而言,在不同的历史时期和科技水平情况下,新能源有不同的内容。当今社会,新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
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按类别可分为:太阳能,风能,生物质能,核能,氢能,地热能,海洋能,小水电,化工能(如醚基燃料)等。
新能源概况:
据估算,每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦,其中可开发利用500~1000亿度。但因其分布很分散,目前能利用的甚微。地热能资源指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能资源为140万吨标准煤,目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦,因风力断续分散,难以经济地利用,今后输能储能技术如有重大改进,风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等,理论储量十分可观。限于技术水平,现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟,故只占世界所需总能量的很小部分,今后有很大发展前途。
新能源共同的特点:
1)资源丰富,普遍具备可再生特性,可供人类永续利用;比如,陆上估计可开发利用的风力资源为253GW, 而截止2003年只有0.57GW被开发利用,预计到2010年可以利用的达到4GW, 到2020年到20GW,而太阳能光伏并网和离网应用量预计到2020年可以从目前的0.03GW增加1至2个GW。
2)能量密度低,开发利用需要较大空间;
3)不含碳或含碳量很少,对环境影响小;
4)分布广,有利于小规模分散利用;
5)间断式供应,波动性大,对继续供能不利;
6)目前除水电外,可再生能源的开发利用成本较化石能源高。新能源包括: 《1》·太阳能
简介:太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等由太阳能导致或转化成的能量
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形式。利用太阳能的方法主要有:太阳能电池,通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能;太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水,并利用热水发电等。太阳能清洁环保,无任何污染,利用价值高,太阳能更没有能源短缺这一说法,其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。
《2》·核能
简介: 核能是通过转化其质量从原子核释放的能量,符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2;,其中E=能量,m=质量,c=光速常量。核能的释放主要有三种形式:
A.核裂变能:所谓核裂变能是通过一些重原子核(如铀-235、铀-238、钚-239等)的裂变释放出的能量
B.核聚变能:由两个或两个以上氢原子核(如氢的同位素—氘和氚)结合成一个较重的原子核,同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应,其释放出的能量称为核聚变能。
C.核衰变:核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式,因其能量释放缓慢而难以加以利用。
《3》·海洋能
简介: 海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点,是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。
特点:1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大,而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说,要想得到大能量,就得从大量的海水中获得。
2.海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,只要太阳、月球等天体与地球共存,这种能源就会再生,就会取之不尽,用之不竭。
3.海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律,编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报,预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。
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4.海洋能属于清洁能源,也就是海洋能一旦开发后,其本身对环境污染影响很小。
《4》·风能
简介:风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电目前有两种思路,水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛,为风力发电的主流机型。
《5》·铀能
简介:铀能是原子能的一种。这种能源在地球上虽然储量稀少,但功效却大大高于其他能源。
在一座普通发电站,一天大约要用1000吨左右的煤,但如果使用铀,只需要大约0.5千克就可以了。这样即环保还能节省煤炭消耗,对地球环保有着巨大贡献。
《6》·生物质能
简介:生物质能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式,它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。生物质能(又名生物能源)是利用有机物质(例如植物等)作为燃料,通过气体收集、气化(化固体为气体)、燃烧和消化作用(只限湿润废物)等技术产生能源。只要适当地执行,生物质能也是一种宝贵的可再生能源,但要看生物质能燃料是如何产生出来。
《7》·地热能
简介:地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。中国地热资源丰富,分布广泛,已有5500处地热点,地热田45个,地热资源总量约320万兆瓦。
《8》·氢能
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简介:安全环保:氢气分子量为2, 仅为空气的1/14, 因此,氢气泄漏于空气中会自动逃离地面,不会形成聚集。而其他燃油燃气均会聚集地面而构成易燃易爆危险。氢气无味无毒,不会造成人体中毒,燃烧产物仅为水,不污染环境。
高温高能:1kg氢气的热值为34000Kcal, 是汽油的三倍。氢氧焰温度高达2800度,高于常规液气。
热能集中:氢氧焰火焰挺直,热损失小,利用效率高。
自动再生:氢能来源于水,燃烧后又还原成水。
催化特性: 氢气是活性气体催化剂,可以与空气混合方式加入催化燃烧所有固体,液体、气体燃料。加速反应过程,促进完全燃烧,达到提高焰温、节能减排之功效。
还原特性:各种原料加氢精炼。
变温特性:可根据加热物体的熔点实现焰温的调节。
来源广泛:氢气可由水电解制取,水取之不尽,而且每kg水可制备1860升氢氧燃气。
即产即用:利用先进的自动控制技术,由氢氧机按照用户设定的按需供气,不贮存气体。
应用范围广:适合于一切需要燃气的地方。
氢能的缺点:(1)制取成本高,需要大量的电力;
(2)生产、存储难:氢气密度小,很难液化,高压存储不安全。《9》·海洋渗透能
简介:如果有两种盐溶液,一种溶液中盐的浓度高,一种溶液的浓度低,那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后,会产生渗透压,水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水,而海洋中存在的是咸水,两者也存在一定的浓度差。在江河的入海口,淡水的水压比海水的水压高,如果在入海口放置一个涡轮发电机,淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。
海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源,它既不产生垃圾,也没有二氧化碳的排放,更不依赖天气的状况,可以说是取之不尽,用之不竭。而在盐分浓度更大的水域里,渗透发电厂的发电效能会更好,比如地中海、死海、中国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据挪威能
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源集团的负责人巴德·米克尔森估计,利用海洋渗透能发电,全球范围内发电量可以达到16000亿度。
《10》·水能
简介: 水能是一种可再生能源,是清洁能源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源;狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用,它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环,使之持续进行。地表水的流动是重要的一环,在落差大、流量大的地区,水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少,水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。可以利用电解水分子和光以及化学分解水分子的方式,来分解到可燃烧的氢气,它可作为新的,多用途的能源来替代现有的矿物质能源。水分子的分解过程简而易行,投资少见效快。这给水能的综合利用带来了广泛的前景,在地球上,水是一种到处可见的液态物质。通过水的分解装置,制备出氢燃料,可用于汽车,航天航空,热力发电等工业和民用方面,在较大的程度上,缓解了人类对矿物质资源的过分依赖。新能源...的意义...:
中国能源需求的急剧增长打破了中国长期以来自给自足的能源供应格局,自1993年起中国成为石油净进口国,且石油进口量逐年增加,使得中国接入世界能源市场的竞争。由于中国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足,未来中国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。
国际贸易存在着很多的不确定因素,国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定,但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响中国的石油供给,对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少中国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的依赖程度,提高中国能源、经济安全。
此外,可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。未来的几种新能源
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波能:即海洋波浪能。这是一种取之不尽,用之不竭的无污染可再生能源。据推测,地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来,在各国的新能源开发计划中,波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高,需要进一步完善,但目前的进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年,电厂的发电成本虽高于其它发电方式,但对于边远岛屿来说,可节省电力传输等投资费用。目前,美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站,且均运行良好。
可燃冰:这是一种甲烷与水结合在一起的固体化合物,它的外型与冰相似,故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态,冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算,可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。
煤层气:煤在形成过程中由于温度及压力增加,在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤,每吨煤产生68m3气;从泥炭到肥煤,每吨煤产生130m3气;从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计,地球上煤层气可达2000Tm3。
微生物:世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等,利用微生物发酵,可制成酒精,酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点,用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”,而且制作酒精的原料丰富,成本低廉。据报道,巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆,减轻了大气污染。此外,利用微生物可制取氢气,以开辟能源的新途径。
第四代核能源:当今,世界科学家已研制出利用正反物质的核聚变,来制造出无任何污染的新型核能源。正反物质的原子在相遇的瞬间,灰飞烟灭,此时,会产生高当量的冲击波以及光辐射能。这种强大的光辐射能可转化为热能,如果能够控制正反物质的核反应强度,来作为人类的新型能源,那将是人类能源史上的一场伟大的能源革命。
随着科技的不断发展和进步,我们的能源将越来越清洁,污染会越来越小,我们的家园将恢复绿色,我们的生活环境一定会越来越好。
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参考文献
1.中国青年出版社 2009———01版
2. 李方
正
《
新
能
源阿尔弗雷德·克劳士比 《人类能源史》
》
化学工业出版社
2008—05—01版
致谢
本文是由本人编写后,经过朱学文老师的指导和修改,在他导下才完成的,向朱学文老师表示感谢!
感谢朱学文老师!
附录(略)的精心指