五章节资源能源及其利用

,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,*,第五章 资源、能源及其利用,1,地球上的资源,地球上的能源,能量及其转化,原材料的开发利用,学习方法建议：以自学为主,2, 第一节知识点分析 ,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和现状,3,自然资源的概念和类型,1、概念：,自然环境的组成部分,可利用的部分,其范围随着人类利用能力的增强而扩大,4,2、类型,自然要素分类：,土地资源、水资源、生物资源、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）,5,资源问题,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,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,6,是资源供需方面的两种“不平衡”造成的,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、造成原因,7,土地资源和水资源,1、土地资源,具有双重属性的独特资源,既有,自然因素,的一面，也越来越爱到,社会经济因素,的影响。,以特征和现状为主,8,我国土地资源的特点,土地类型多样,可利用土地相对数量少,各类土地资源分布极不均衡,具有生产能力,数量有限,具有时间性（季节性）,有固定的空间和地域,基本特征,：,9,2、水资源,基本特征：,淡水资源所占比例小,水资源是可再生的自然资源,水资源与人类关系最密切,10,我国水资源的特点：,用水需求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,11, 第二节知识点分析 ,能源问题及分类,几种能源,12,能源问题及分类,1、能源问题,一方面：面临着能源的日益短缺,另一方面：对能源的需要不断增长，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，特别重视节约矿物燃料,提高利用率,控制人口增长,13,2、能源分类,一次能源,二次能源,再生能源和非再生能源,常规能源和新能源,第一、第二、第三能源,（教材P317-318，表5-6、7、8）,14,几种能源,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（900,0,C）：得到焦炭、煤焦油、焦炉气,低温干馏（600,0,C）：得到焦油,15,2、石油和天然气,石油成分：各种碳氢化合物（烷烃、环烷烃和芳香烃）,石油炼制：,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,（,500,0,C以下）,得到石油化工原料,重整：改变汽油成分，提高汽油质量,16,3、核能,裂变：重原子核分裂成两个中等质量的原子核,聚变：两个氢原子核聚合成一个较重的原子核,17,4、太阳能（,来自地球以外的能源,）,是再生资源,优点: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,将太阳能转化为内能,：太阳能热水器等,将太阳能直接转化为电能,：太阳能电池,将太阳能转化为生物能,：光合作用,18, 第三节知识点分析 ,氧化作用,机械能、内能及其转化,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和守恒定律,19,氧化作用,剧烈氧化、缓慢氧化和生物氧化,从能量转化角度来理解：,剧烈氧化（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（自燃）,：反应速度慢，化学能转化成热,生物氧化：属缓慢氧化（有酶参与）,20,理解机械能、内能、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,21,动能：物体由于运动反映出它做功的本领,E,K,= 1/2 mv,0,2,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,E,P,= 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,22,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,23,热力学第一定律,定义：包括热现象在内的能量守恒与转换定律,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,24,电功、功率及代谢率,功 率：P = W / t(焦耳 / 秒瓦特),代谢率：N = W / t（动物）,电功: W = U I t,(焦耳、伏特、安培、秒）,电功率：P = W / t = U I = I,2,R,25,解:第一步求出某人1分钟放出的能量,0.62.0 10,4,焦耳,第二步求代谢率,N = W / t = 0.62.0 10,4,/ 60 = 200 瓦特,例：人体一般每消耗 1 升氧平均释放 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.,26,1、热效应,电流通过金属导体产生热量，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,2,R t,（焦耳、安培、欧姆、秒）,电流的效应,27,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 = 10,2,2 = 200,瓦特,第二步求热量,Q = I,2,r t = 10,2, 2 3 60 = 36000 焦耳,28,2、电能的化学效应,电能转为化学能,（电解食盐水制取氯气和氢氧化钠、电筹、电镀、电冶）,3、电能的磁效应：,电能转化为磁场,29, 第四节知识点分析 ,无机物原材料,金属材料,合成高分子材料,30,无机物原材料,1、合成氨工业,重点：,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,31,N,2,+3H,2,2NH,2,+ 92.3 J,（可逆反应）,5 0 0,0,C，310,7,Pa,催化剂,如何使合成氨的产率较高？,32,影响化学反应速度的因素：,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,33,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；,选择催化剂最适合的温度 500,0,C,合成氨最适条件的分析：,34,2、电解食盐水,重点：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、还原反应,阴极： 2,H,+,+ 2e = H,2,（,还原）,阳极： 2,Cl,-,+ 2e = Cl,2,（,氧化）,35,金属材料,1、铁,重点：铁的化学性质和钢铁冶炼的主,要原理,36,化学性质,铁元素在化合物中显示的化合价为+ 2或+ 3,（,FeO,Fe,2,O,3,）,炼铁的主要原理,利用,CO,的还原氧化铁，炼得生铁,Fe,2,O,3,+ CO = 2Fe + 3 CO,2,炼钢,的,主要原理,用,O,2,氧化生铁中的一部分碳及硫磷等杂质,，,炼得碳钢,37,2、铝,重点：铝的性质和用途,主要性质：,优良的导体、传热性、延展性、对光的反向性,用途：,制造电线、炊具、门窗、飞机、汽车等,38,3、金属腐蚀及其防护,原因：,化学腐蚀,：直接发生化学反应而引起的,电化学腐蚀,：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,39,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）,合成纤维：聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯晴纤维,合成橡胶：,40,课 后 小 结,41,第一节：地球上的资源,资源的分类（按再生性质分类）,第二节：地球上的能源：,能源的分类,太阳能的优缺点,42,第三节：能量及其转化,机械能、内能,电功、功率、电能等计算,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,43,作业：,P374 ，D 1，5，20，21，45，46,44,