第4章 可持续发展（高效培优讲义）科学浙教版九年级下册

该初中科学单元复习讲义以“可持续发展”为核心，通过分类框架梳理人口与环境、能源利用、低碳生活三大模块，运用对比表格呈现化石能源与新能源的成分、形成及利用形式，构建清晰知识脉络，突出重难点内在联系。 讲义亮点在于分层练习设计，从基础跟踪训练（如减少白色污染的生活实例）到中考真题链接（如碳中和实现途径），结合典例分析培养科学思维与态度责任。教师可依托此资料实施精准教学，助力学生系统掌握知识并提升解决实际问题的能力。

第4章 可持续发展 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 人类发展与环境问题 1 题型2 能源及其利用 3 题型3 低碳生活与可持续发展 5 【能力培优练】 8 【链接中考】 14 【重难题型讲解】 题型1 人类发展与环境问题 一、人口的增长 1.人类与环境的关系 (1)自然环境为人类的生存和发展提供各种资源，同时也接纳并转化人类在生存和发展过程中产生的各种废弃物。 (2)人们通过生活和生产等活动不断地影响和改变环境，环境也将这些影响和变化反作用于人类。 2.人口的增长：近百年来，世界人口出现了快速增长。目前，世界人口已超过70亿，按此速度，至2050年将超过100亿。 3.人的需求：人的生存离不开空气、水和食物。除此之外，现代社会上，人们还有多种物质和精神需求。 4.人口与环境 (1)随着人口增长，环境面临的压力越来越大。 (2)地球能供养人口为80亿到150亿，如果人口数量不加以限制，地球将无法维持人类生存的安全和文明的延续。人类最终将受到自然规律的惩罚。 二、人口增长对资源及环境的影响 1.大气污染：燃烧大量的石油等化石燃料，增加大气中、、等含量，造成全球气候变暖及酸雨。 2.水资源危机：水资源减少，影响工业和农业生产，制约经济和社会发展。 3.能源危机：能源消耗与日俱增，化石燃料消耗将殆尽。 4.耕地面积和森林面积减少。 5.环境污染加剧：以大气污染和水质污染表现最为突出。 【典例1】[2025江苏宿迁质检]每年的7月11日是世界人口日，据联合国人口基金会统计，到2022年11月中旬，世界人口已达80亿，人口过度增长会带来诸多问题。下列相关说法中，不正确的是（ ） A.人口过度增长会导致生态平衡失调 B.人口过度增长会导致环境质量下降 C.只要解决粮食问题就可以使人口无限增长 D.人口过度增长会引发多种社会问题 【答案】C 【解析】人口的过度增长会直接导致对自然资源的过度消耗和环境的破坏，从而破坏生态平衡，A正确。随着人口的增长，工业、农业、交通等活动都会增加，从而产生更多的污染和废弃物，导致环境质量下降，B正确。粮食是人口增长的一个关键因素，但仅解决粮食问题并不能支持人口的无限增长，粮食生产需要土地、水资源和其他自然资源，而这些资源是有限的；其他许多因素如医疗、教育、就业等也会影响人口的增长，C错误。人口的过度增长会导致就业压力增大、教育资源紧张、住房短缺等一系列社会问题，D正确。故选C。 跟踪训练1 [2025浙江杭州质检]世界环境日的意义在于提醒全世界注意地球状况和人类活动对环境的危害。下列人类活动对环境友好的是（ ） A.为节约成本，将工业废水直接排放到河中 B.将庄稼秸秆就地焚烧，为土壤增加肥料 C.为使衣物洗得更干净，大量使用含磷洗涤剂 D.尽量少用或不用一次性塑料餐盒，减少“白色污染” 【答案】D 【解析】将工业废水直接排放到河中会造成水体污染，A错误；将庄稼秸秆就地焚烧，会产生烟尘等污染物，B错误；大量使用含磷洗涤剂会造成水体污染，C错误；尽量少用或不用一次性塑料餐盒，减少“白色污染”，对环境友好，D正确。故选D。 题型2 能源及其利用 一、能源的种类 1.根据能源获取方式 (1)一次能源：直接从自然界获取的能源，如化石能源、太阳能、水能、风能、地热能、核能和潮汐能。 (2)二次能源：无法从自然界直接获取，需通过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能。 2.根据能源能否再生 (1)不可再生能源：不可能在短时间内从自然界得到补充的能源，如化石能源、核能。 (2)可再生能源：可以从自然界源源不断得到的能源，如太阳能、水能、风能、生物质能。 3.根据使用程度分为：常规能源，如化石能源(煤、石油、天然气)和新能源，如太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、核能和潮汐能等。 二、化石能源 1.化石能源：煤、石油、天然气等是千百万年前埋藏在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，通常称为化石能源。 2.煤、石油和天然气 成分 形成 煤 主要成分是碳。 地球上古代的陆地植物在沼泽中大量沉积，经长期演变而来。 石油 埋藏在地下的可燃性液体能源，由多种物质组成的混合物。 千百万年前，由低等生物遗骸大量沉积在湖泊和浅海中转变而成。 天然气 混合气体，主要成分是甲烷。 石油形成过程中释放出天然气。 3.新能源 新能源 优点 缺点 利用形式 太阳能 能量大、无污染、可再生 分散性、间断性 光热转换、光电转换 核能 - 裂变能 能量巨大 放射性核废料，公众对核能安全性的担忧 核电站发电 核能 - 聚变能 能量巨大、清洁、安全、易采集 耗资大，技术难度高 —— 潮汐能 干净、无污染 能源密度小，修大坝会阻碍船只和鱼类进出 利用潮汐发电 风能 发电成本较低，无污染 不稳定，变化大，风力发电存在储存和输送问题 风力发电 生物质能 可再生 直接燃烧会导致环境污染，也造成资源浪费 沼气，制取人造石油、生物炭和可燃气体 【典例2-1】我们的生活离不开能源。下列属于“绿色”能源的是（ ） A.天然气 B.风能 C.石油 D.煤 【答案】B 【解析】天然气不完全燃烧时会产生一氧化碳等气体，不属于“绿色”能源，A错误；风能的使用不产生环境污染物，属于“绿色”能源，B正确；石油、煤燃烧时除了产生大量的二氧化碳之外，也会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体，不属于“绿色”能源，C、D错误。故选B。 跟踪训练2-1 煤炭、石油的共同特点是（ ） ①属于可再生能源②来自太阳辐射的能源 ③容易污染环境④由古代生物转变而成 ⑤在世界上的分布比较均匀 A.①③④ B.②④⑤ C.③④⑤ D.②③④ 【答案】D 【解析】煤炭、石油的形成需要古代生物经过漫长的年代演变，是不可再生能源；古代生物贮存的化学能是由太阳能转化而来的；二者都含S、N等元素，燃烧后会产生、等污染性气体；二者的形成需要一定的地质条件，因此在世界上的分布不均匀。②③④正确。故选D。 三、合理利用和开发能源 1.提高能源的利用效率：如循环利用家电和交通工具。 2.增加利用当地的可再生能源：如开发新技术以拓展能源来源，逐步转向以利用核能及可再生能源(太阳能、风能、水能、生物质能)为主的新能源。 【典例2-2】近年来，风电、光伏发电、沿海核电建设等在浙江省大幅度推进。 (1)核电站利用________（填“裂变能”或“聚变能”）来发电。 (2)风力发电机的叶片(图甲)表面比较光滑，这是为了__________. (3)图乙为太阳能光伏发电系统工作示意图，为最大限度地让太阳能电池板接收阳光，根据浙江省的地理位置，应将它的正面朝____(填“东”“南”“西”或“北”)。 【答案】（1）裂变能 （2）减小阻力 （3）南 【解析】（1）目前运行的核电站都是利用裂变能来发电的。 （2）风力发电机的叶片表面比较光滑是为了减小阻力。 （3）浙江省位于北回归线以北，所以太阳能电池板正面应朝南，这样更利于太阳光的接收。 跟踪训练2-2 [2025浙江舟山质检]以和可再生生物资源为原料生产氢气已成为能源研究重点。新型能源的转换与利用模式如图： (1)该模式中能源转化依次为太阳能￫__________￫化学能￫______。 (2)根据生产方法可分为“绿色”氢气和“污染”氢气。下列方法可获得“绿色”氢气的是____(填序号)。 A.用矿石生产锌和硫酸，再相互反应 B.在催化剂作用下，利用太阳能光解水 C.利用煤燃烧发电，再电解水 D.利用风能、水力、潮汐发电，再电解水 【答案】（1）生物质能 电能 （2）BD （3） （4） （5） 【解析】（1）由图可知，该模式中能量变化是太阳能到合成纤维素的生物质能，再到氢气中的化学能，最终变为电池的电能。 （2）用矿石生产锌和硫酸，再相互反应，会产生残留物，A不符合题意；在催化剂作用下，利用太阳能光解水，可获得“绿色”氢气，B符合题意；利用煤燃烧发电，再电解水，煤燃烧时会产生污染物，C不符合题意；利用风能、水力、潮汐发电，再电解水，可获得“绿色”氢气，D符合题意。 题型3 低碳生活与可持续发展 一、低碳生活 1.碳排放：指二氧化碳和其他温室气体的排放。 2.过量碳排放的后果：大气中含量不断上升，带来更强的温室效应，其结果是全球气候发生变化，人类生存环境恶化。 3.控制大气中含量的措施：合理利用化石能源以减少排放量；植树造林以增强生物圈对的吸收能力。 4.控制温室气体排放 2005年2月生效的《京都议定书》，是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体的排放。2009年12月的哥本哈根世界气候大会，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。中国制定了控制温室气体排放的具体方案。 5.低碳生活从我做起 低碳生活是指生活中所消耗的能量要尽力减少，从而减少二氧化碳的排放量，减少对大气的污染。 二、实现可持续发展 1.可持续发展的含义：可持续发展是指既满足我们现今的需求，又不损害子孙后代并能满足他们需求的发展模式。 2.主要内容：可持续发展的主要内容包括生态系统可持续发展、经济可持续发展和社会可持续发展。 3.联系：生态系统可持续发展是可持续发展的必要条件，经济可持续发展是可持续发展的基础，社会可持续发展是可持续发展的最终目的。这三个方面相互依存，不可分割。 4.标志：可持续发展的标志是资源的可持续利用和良好的生态环境。经济建设和社会发展不能超越资源和环境的承载能力。 5.科学与可持续发展 科学为制定可持续发展规划提供必要的理论支持；科学为解决资源危机提供理论基础；科学帮助人们探究自然灾害的成因，为防灾减灾服务；科学为防治环境污染提供理论基础；科学为完善经济结构转型、缓解区域发展不平衡、促进和谐发展提供理论基础。 【典例3】[2025浙江杭州质检]“水循环”“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合下图回答问题。 (1)保持自然界的碳-氧平衡离不开生物的呼吸作用，请写出葡萄糖在人体细胞内参与呼吸作用的文字表达式：________________________________。 (2)自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的，图中消耗二氧化碳的途径有______(填序号)（列举1项即可）。近年来，大气中的二氧化碳不断增加，导致温室效应加剧。请你列出增加二氧化碳排放量的人类活动：__________________________. 【答案】（1）葡萄糖氧气二氧化碳水能量 （2）①⑥ 开私家车出行(合理即可) 【解析】（1）葡萄糖在人体细胞内参与呼吸作用的文字表达式为：葡萄糖+氧气二氧化碳+水+能量。 （2）自然界中的碳循环主要是通过来实现的。题图中⑥是自然界中消耗的主要途径，为光合作用；自然界中消耗的另一主要途径为海水吸收，即题图中的①；增加二氧化碳排放量的人类活动有开私家车出行、使用化石燃料等。 跟踪训练3 [2025浙江杭州质检]阅读下列短文并回答相关问题。 资料一：排入大气中的越来越多，导致温室效应增强。减少排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的四种主要途径。科学家预测，到2050年，四种途径对全球碳中和的贡献率如图所示。 由资料一可知： (1)到2050年，对全球碳中和贡献最大的途径为________ (2)碳中和是指的排放量和减少总量相当。下列做法中，有利于实现此目标的是____(填序号)。 A.用太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料 B.大规模开采可燃冰 C.大力植树造林，严禁乱砍滥伐 资料二：氢气是21世纪正在开发利用的一种清洁能源，使用氢能源能有效减少的排放。我国科学家研究的一种储氢、释氢材料为固体，其中释放氢能原理是利用与发生反应，生成和氢气。 由资料二可知： (3)释放氢能的化学方程式为____________________；生成物中氢元素的化合价为____ (4)释氢材料中，氢元素的质量分数为_____。 【答案】（1）碳替代 （2）AC （3） +1 （4） 10% 【解析】（1）由题图可知，到2050年，碳替代、碳减排、碳封存、碳循环对全球碳中和的贡献率中，碳替代为47%，为贡献率最大途径。 （2）用太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料，能够减少二氧化碳的排放，有利于实现此目标，A正确；可燃冰主要成分是甲烷，完全燃烧后能够生成二氧化碳，大规模开采可燃冰不能减少二氧化碳的排放，B错误；大力植树造林，严禁乱砍滥伐可以增大植物对二氧化碳的吸收，可减少大气中二氧化碳的含量，有利于实现此目标，C正确。 （3）与反应生成和，反应的化学方程式为；氢氧化铝中氢元素的化合价为+1。 （4）中氢元素的质量分数为。 【能力培优练】 1.[2025浙江湖州质检]湖州持续深化“在湖州看见美丽中国”实干争先主题实践，高水平建设生态文明典范城市。下列选项不符合该实践理念的是（ ） A.用电子贺卡代替纸质贺卡 B.将湿地开垦为农田 C.用骑自行车出行和坐公交车出行等方式替代驾驶燃油车出行 D.建立自然保护区，保护生物多样性 【答案】B 【解析】用电子贺卡代替纸质贺卡，减少纸张的浪费，有利于保护环境，A不符合题意。湿地具有强大的生态净化作用，将湿地开垦为农田会破坏湿地生态系统，导致生态环境恶化，B符合题意。用骑自行车出行和坐公交车出行等方式替代驾驶燃油车出行，可以减少二氧化碳的排放，从而减少对大气的污染，有利于保护环境，C不符合题意。建立自然保护区，保护生物多样性，有利于保护环境，D不符合题意。故选B。 2.[2025浙江金华期中]中国将争取在2060年前实现碳中和。碳中和是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列对碳中和的理解不正确的是（ ） A.实现碳中和，中国将整体实现绿色发展 B.中国要实现碳中和，必须停止使用化石燃料 C.中国实现碳中和将有力推进地球碳循环动态平衡，有效遏制全球温室效应 D.中国金属冶炼工业在未来40年里，碳或一氧化碳的使用将大幅度被氢气取代 【答案】B 【解析】实现碳中和，中国将整体实现绿色发展，A正确；要实现碳中和，无法停止使用化石燃料，可以对化石燃料进行合理开发和利用，B错误；中国实现碳中和将有力推进地球碳循环动态平衡，有效遏制全球温室效应，C正确；中国金属冶炼工业在未来40年里，碳或一氧化碳的使用将大幅度被氢气取代，D正确。故选B。 3.[2024原创]下图为《中国能源大数据报告(2023)》中2013-2022年全国电力装机结构图，下列有关说法不正确的是（ ） A.水能、风能、太阳能都是清洁能源 B.减少对煤的使用有利于防止温室效应加剧 C.煤燃烧产生的和都是形成酸雨的污染物 D.我国电力能源结构的变化体现了“低碳”理念 【答案】C 【解析】水能、风能、太阳能都是清洁能源，A正确；减少对煤的使用可减少二氧化碳的排放，有利于防止温室效应加剧，B正确；二氧化碳不是形成酸雨的污染物，C错误；由题图可知，火电装机所占比例逐年减少，太阳能发电装机等所占比例逐年增加，我国电力能源结构的变化可有效减少二氧化碳的排放，体现了“低碳”理念，D正确。根据题意，故选C。 4.“海绵城市”是指降雨时能吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将储存的水“释放”并加以利用的雨洪管理概念。下列做法不符合建设“海绵城市”要求的是（ ）D A.植树种草，增加城市绿地面积 B.疏浚河道、沟渠，建设并保护湿地 C.采用透水材料铺装城市的绿道、广场 D.大量建设水泥道路，改善城市交通 【答案】D 【解析】根据“海绵城市”的含义可知，植树种草，增加城市绿地面积；疏浚河道、沟渠，建设并保护湿地；采用透水材料铺装城市的绿道、广场，都有利于“海绵城市”的建设。而大量建设水泥道路，会影响城市的渗水能力，不符合建设要求。故选D。 5.中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。科研人员正致力于甲醇氢气能源体系（如图）的研究。下列关于该方案的说法错误的是（ ） A.该研究有利于控制二氧化碳排放，实现碳达峰 B.有望解决氢气应用中储存和输送的瓶颈问题 C.经压缩机形成高压氢过程中分子间空隙变小 D.原位制氢过程指将分解成和 加氢站内甲醇原位制氢压缩机直接加注高压氢 【答案】D 【解析】该研究有利于减少对化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，有利于控制二氧化碳排放，实现碳达峰，A正确；利用原位制氢，可解决氢气应用中储存和输送的瓶颈问题，B正确；经压缩机形成高压氢过程中分子间空隙变小，气体体积变小，得到高压氢，C正确；根据质量守恒定律以及甲醇中原子个数比可知，分解不可能只生成和，D错误。 6.小嘉学习了“能源及其利用”一节的知识后，做了以下总结，其中有一条总结内容有错误，是（ ） A.从煤、石油和天然气中获取的能量都来源于太阳能 B.电能是重要的二次能源 C.生物质能主要来自柴薪、人畜粪便、城市生活垃圾、绿色植物等 D.地热能是不可再生能源的典型例子 【答案】D 【解析】根据所学知识可知，煤、石油和天然气等都是千百万年前埋藏在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，从它们中获取的能量都来源于太阳能，A正确；电能应用广泛，无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，是重要的二次能源，B正确；生物质能主要来自柴薪、人畜粪便、城市生活垃圾、绿色植物等，C正确；地热能是来自地球内部，是可再生能源，D错误。故选D。 7.[2024江苏常州中考]下列关于化石燃料的说法正确的是（ ） A.化石燃料都属于可再生能源 B.煤完全燃烧时不会产生污染 C.以石油为原料能制造合成纤维 D.天然气主要成分为一氧化碳 【答案】C 【解析】化石燃料包括煤、石油和天然气，化石燃料在短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源，A说法错误；煤中含有硫元素、氮元素等，完全燃烧时生成的二氧化硫、二氧化氮等会形成酸雨，对环境造成污染，B说法错误；以石油为原料能制造合成纤维，C说法正确；天然气主要成分是甲烷，D说法错误。 8.[2024重庆中考A卷]“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是（ ） A.液氢 B.液氧 C.酒精 D.石油 【答案】A 【解析】氢气燃烧热值高，且产物只有水，清洁无污染，A符合题意；氧气不具有可燃性，不能作燃料，B不符合题意；酒精不充分燃烧会产生一氧化碳和炭粒等污染物，C不符合题意；石油不充分燃烧会产生一氧化碳和炭粒等多种污染物，D不符合题意。 9.[2024江苏常州中考]科学家用淀粉和改性材料制成生物降解塑料，该塑料在自然界条件下最终能完全降解成、等物质。下列说法不正确的是（ ） A.该技术可以减少“白色污染” B.淀粉与碘单质作用呈现红色 C.该塑料的降解参与“碳循环” D.生物降解塑料也需合理使用 【答案】B 【解析】科学家用淀粉和改性材料制成生物降解塑料，该塑料在自然界条件下最终能完全降解成、等物质，该技术可以减少“白色污染”，A正确。淀粉与碘单质作用呈现蓝色，B错误。该塑料在自然界条件下最终能完全降解成、等物质，该塑料的降解参与“碳循环”，C正确。科学家用淀粉和改性材料制成生物降解塑料，该塑料在自然界条件下最终能完全降解成、等物质，该塑料使用过多会加剧温室效应，故生物降解塑料也需合理使用，D正确。 10.科学工作者用计算机模拟研究“人类的境遇”问题。该研究以1900年到1970年世界人口、粮食、自然资源以及工业污染的变化数值为依据，预测曲线变化如图所示，分析并回答下列问题。 (1)图中①~④曲线各表示哪项数值变化：①__________；②______；③__________；④______。 (2)有人预测，如果世界各地的各种物理的、经济的和社会的治理没有重大改变，那么，若干年以后，人口、资源、工业生产、污染将发生的变化是______________________________________________。 (3)从模型曲线可以看出，为了人类的根本利益，应当______________________________ _____________________。 【答案】（1）自然资源 粮食 工业污染 人口 （2） 人口迅速增加后迅速出现下降、资源下降、工业生产增长趋缓后出现下降、污染日趋严重（合理即可） （3）控制人口增长，保护资源，防治环境污染（合理即可） 【解析】（1）1900年后，随着工业的发展，自然资源被大量消耗，不断减少，因此①代表自然资源；工业的发展导致污染不断增大，因此③代表工业污染；由于科技的发展，粮食产量增多，但是由于耕地减少及自然灾害，粮食产量又减少，世界人口由于粮食产量增多而增多，到一定程度后又随粮食产量下降而减少，因此②代表粮食，④代表人口。 （2）若不进行有效治理，则人口的不断增长会使污染加剧、自然资源逐渐枯竭，进而导致工业生产在增长后也开始下降，人口数量在粮食、工业生产减少后也开始下降等。 （3）综合以上分析可知，为了人类的根本利益，要控制人口增长，保护资源，防治环境污染等。 11.为了保护生态环境，针对全球气候变化，中国政府向全球承诺，力争于2060年前实现碳中和。碳中和是指在一定时间内，使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡，实现“零排放”。实现碳中和通常可采取如下措施。 Ⅰ.碳减排：减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。 (1)下列做法不能实现碳减排的是___（填序号）。 A.加高烟囱排放工业废气 B.推进新能源汽车使用 C.废弃物分类投放并回收利用 D.养成节约用水用电习惯 Ⅱ.碳吸收：①利用植物光合作用，这是自然界消耗二氧化碳的最重要途径；②利用“碳捕捉与封存技术”，即通过一定的方法，将工业生产中产生的分离出来进行储存。在实际生产中，经常用NaOH溶液来“捕捉”，流程如图所示（部分条件及物质未标出）。 (2)用该技术进行“碳捕捉”有效利用了原材料，该过程中被循环利用的物质有____________。 (3)分离器中发生的反应：①②。现有溶质质量分数为10.6%的溶液100kg，求完全反应后，理论上可生成的质量（要求根据化学方程式计算）。 Ⅲ.碳转化：指二氧化碳的资源化利用。 【答案】（1）A （2）NaOH、CaO （3）解：设完全反应后，理论上可生成碳酸钙的质量为 。 答：完全反应后，理论上可生成的质量为 。 （4） （5） 【解析】（1）加高烟囱排放工业废气并没有减少废气的排放，不能实现碳减排，A符合题意；推进新能源汽车使用，可以减少二氧化碳的排放，实现碳减排，B不符合题意；废弃物分类投放并回收利用可节约资源且保护环境，实现碳减排，C不符合题意；养成节约用水用电习惯，可节约资源，实现碳减排，D不符合题意。 （2）“碳捕捉”有效利用了原材料，该过程中NaOH、CaO既是某一个反应的反应物，又是另一个反应的生成物，可循环利用。 12.[2025浙江台州质检，中]材料1：玉环市不断推进“渔光互补”光伏发电站，已形成“棚上发电、棚下养鱼”的综合利用新模式，实现节能减排和经济绿色发展。当太阳光激发半导体晶硅中的电子运动，就源源不断产生清洁能源。这种“生态+电能”的模式助力碳中和目标的实现，有效利用了地面资源（如图甲）。 甲 乙 材料2：光伏发电安装结构如图乙，发电主体表面是光滑的钢化玻璃，透光性好，安装时有一定的倾角。光伏发电站还能为海水养殖场增氧泵和智能投喂设备供电，有利于渔业增产，为市场提供优质食物营养来源。结合上述信息并运用所学知识，从能量转化、绿色节能、食物营养等方面，对“棚上发电、棚下养鱼”综合利用新模式作出解释。 【答案】太阳能属于清洁能源，“棚上发电”将太阳能转化为电能，此过程没有二氧化碳产生，这种“生态+电力”的模式能够助力碳中和目标的实现，实现节能减排和经济绿色发展；同时“棚下养鱼”中，太阳能转化为的电能为海水养殖场增氧泵和智能投喂设备供电，有利于渔业增产，为市场提供优质食物营养来源（合理即可）。 【链接中考】 1.[2024江苏镇江中考]如图为氢能开发与利用的示意图。 (1)制氢中的能量转化：太阳能→电能→______能。 (2)燃料电池中发生反应的化学方程式为。 【答案】（1）化学 （2） （3） （4） （5） 【解析】（1）由图示可知，制氢中的能量转化：太阳能→电能→化学能。 （2）燃料电池中氢气与氧气反应生成水，反应的化学方程式为。 2.[2023浙江金华中考]碳达峰指排放量不再增加，碳中和指排放总量与吸收总量相等。我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如图所示。 这一技术如果能应用和推广，将“工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力碳达峰、碳中和目标的实现。完成下列问题。 (1)利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似绿色植物的__________（填“呼吸作用”“光合作用”或“蒸腾作用”）。 (2)下列做法有助于实现碳达峰和碳中和目标的是_____（填序号）。 A.植树造林 B.少用一次性筷子 C.提倡绿色出行 【答案】（1）光合作用 （2）ABC 【解析】（1）绿色植物的呼吸作用消耗氧气并产生二氧化碳，光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，蒸腾作用不涉及二氧化碳，因此利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似绿色植物的光合作用。 （2）植树造林可以加大二氧化碳吸收量，降低大气中二氧化碳的浓度；少用一次性筷子可以减少树木的砍伐，保护树木；提倡绿色出行可以减少化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放，均有助于实现碳达峰和碳中和目标。故选ABC。 3.[2024江苏镇江中考]助力碳中和，的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。 (1)的产生：化石燃料的燃烧排放大量。 ①化石燃料主要包括____、石油和天然气。 ②大气中的含量过高，会造成______________（填环境问题）。 (2)的捕集：工业上可用氨水、溶液等化学物质捕集烟气中的。氨水捕集的实验流程如图甲。 甲 ①转化中可循环使用的物质X的化学式为______。 ②氨水吸收室中反应温度不宜过高，原因是_________________________________ _______。 (3)的利用：和在Ni/CaO表面发生反应生成的原理如图乙所示。 乙 ①整个转化过程中Ni/CaO的作用为____________。 ②生成的总反应化学方程式为______________________________。 【答案】（1）煤 温室效应加剧 （2） 氨水易分解，温度过高，氨水又分解成氨气和水 （3）①催化 ② 【解析】（1）①化石燃料主要包括煤、石油和天然气。 ②二氧化碳在大气中含量过多会造成温室效应加剧。 （2）①由氨水捕集的实验流程图可知，富含的烟气，进入氨水吸收室，生成碳酸铵和碳酸氢铵，碳酸铵和碳酸氢铵加热分解，生成X和高纯度，X能被氨水吸收室吸收，因此X为氨气，化学式为。 ②氨水吸收室中反应温度不宜过高，原因是氨水易分解，温度过高，氨水又分解成氨气和水。 （3）①由和在Ni/CaO表面发生反应生成的原理示意图可知，该反应过程中Ni/CaO属于催化剂，起催化作用。 ②由题图乙可知，生成的反应物是二氧化碳和氢气，在Ni/CaO的催化作用下，生成甲烷和水，总反应的化学方程式为 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4章 可持续发展 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 人类发展与环境问题 1 题型2 能源及其利用 3 题型3 低碳生活与可持续发展 5 【能力培优练】 8 【链接中考】 14 【重难题型讲解】 题型1 人类发展与环境问题 一、人口的增长 1.人类与环境的关系 (1)自然环境为人类的生存和发展提供各种资源，同时也接纳并转化人类在生存和发展过程中产生的各种废弃物。 (2)人们通过生活和生产等活动不断地影响和改变环境，环境也将这些影响和变化反作用于人类。 2.人口的增长：近百年来，世界人口出现了快速增长。目前，世界人口已超过70亿，按此速度，至2050年将超过100亿。 3.人的需求：人的生存离不开空气、水和食物。除此之外，现代社会上，人们还有多种物质和精神需求。 4.人口与环境 (1)随着人口增长，环境面临的压力越来越大。 (2)地球能供养人口为80亿到150亿，如果人口数量不加以限制，地球将无法维持人类生存的安全和文明的延续。人类最终将受到自然规律的惩罚。 二、人口增长对资源及环境的影响 1.大气污染：燃烧大量的石油等化石燃料，增加大气中、、等含量，造成全球气候变暖及酸雨。 2.水资源危机：水资源减少，影响工业和农业生产，制约经济和社会发展。 3.能源危机：能源消耗与日俱增，化石燃料消耗将殆尽。 4.耕地面积和森林面积减少。 5.环境污染加剧：以大气污染和水质污染表现最为突出。 【典例1】[2025江苏宿迁质检]每年的7月11日是世界人口日，据联合国人口基金会统计，到2022年11月中旬，世界人口已达80亿，人口过度增长会带来诸多问题。下列相关说法中，不正确的是（ ） A.人口过度增长会导致生态平衡失调 B.人口过度增长会导致环境质量下降 C.只要解决粮食问题就可以使人口无限增长 D.人口过度增长会引发多种社会问题 跟踪训练1 [2025浙江杭州质检]世界环境日的意义在于提醒全世界注意地球状况和人类活动对环境的危害。下列人类活动对环境友好的是（ ） A.为节约成本，将工业废水直接排放到河中 B.将庄稼秸秆就地焚烧，为土壤增加肥料 C.为使衣物洗得更干净，大量使用含磷洗涤剂 D.尽量少用或不用一次性塑料餐盒，减少“白色污染” 题型2 能源及其利用 一、能源的种类 1.根据能源获取方式 (1)一次能源：直接从自然界获取的能源，如化石能源、太阳能、水能、风能、地热能、核能和潮汐能。 (2)二次能源：无法从自然界直接获取，需通过一次能源的消耗才能得到的能源，如电能。 2.根据能源能否再生 (1)不可再生能源：不可能在短时间内从自然界得到补充的能源，如化石能源、核能。 (2)可再生能源：可以从自然界源源不断得到的能源，如太阳能、水能、风能、生物质能。 3.根据使用程度分为：常规能源，如化石能源(煤、石油、天然气)和新能源，如太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、核能和潮汐能等。 二、化石能源 1.化石能源：煤、石油、天然气等是千百万年前埋藏在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，通常称为化石能源。 2.煤、石油和天然气 成分 形成 煤 主要成分是碳。 地球上古代的陆地植物在沼泽中大量沉积，经长期演变而来。 石油 埋藏在地下的可燃性液体能源，由多种物质组成的混合物。 千百万年前，由低等生物遗骸大量沉积在湖泊和浅海中转变而成。 天然气 混合气体，主要成分是甲烷。 石油形成过程中释放出天然气。 3.新能源 新能源 优点 缺点 利用形式 太阳能 能量大、无污染、可再生 分散性、间断性 光热转换、光电转换 核能 - 裂变能 能量巨大 放射性核废料，公众对核能安全性的担忧 核电站发电 核能 - 聚变能 能量巨大、清洁、安全、易采集 耗资大，技术难度高 —— 潮汐能 干净、无污染 能源密度小，修大坝会阻碍船只和鱼类进出 利用潮汐发电 风能 发电成本较低，无污染 不稳定，变化大，风力发电存在储存和输送问题 风力发电 生物质能 可再生 直接燃烧会导致环境污染，也造成资源浪费 沼气，制取人造石油、生物炭和可燃气体 【典例2-1】我们的生活离不开能源。下列属于“绿色”能源的是（ ） A.天然气 B.风能 C.石油 D.煤 跟踪训练2-1 煤炭、石油的共同特点是（ ） ①属于可再生能源②来自太阳辐射的能源 ③容易污染环境④由古代生物转变而成 ⑤在世界上的分布比较均匀 A.①③④ B.②④⑤ C.③④⑤ D.②③④ 三、合理利用和开发能源 1.提高能源的利用效率：如循环利用家电和交通工具。 2.增加利用当地的可再生能源：如开发新技术以拓展能源来源，逐步转向以利用核能及可再生能源(太阳能、风能、水能、生物质能)为主的新能源。 【典例2-2】近年来，风电、光伏发电、沿海核电建设等在浙江省大幅度推进。 (1)核电站利用________（填“裂变能”或“聚变能”）来发电。 (2)风力发电机的叶片(图甲)表面比较光滑，这是为了__________. (3)图乙为太阳能光伏发电系统工作示意图，为最大限度地让太阳能电池板接收阳光，根据浙江省的地理位置，应将它的正面朝____(填“东”“南”“西”或“北”)。 跟踪训练2-2 [2025浙江舟山质检]以和可再生生物资源为原料生产氢气已成为能源研究重点。新型能源的转换与利用模式如图： (1)该模式中能源转化依次为太阳能￫__________￫化学能￫______。 (2)根据生产方法可分为“绿色”氢气和“污染”氢气。下列方法可获得“绿色”氢气的是____(填序号)。 A.用矿石生产锌和硫酸，再相互反应 B.在催化剂作用下，利用太阳能光解水 C.利用煤燃烧发电，再电解水 D.利用风能、水力、潮汐发电，再电解水 题型3 低碳生活与可持续发展 一、低碳生活 1.碳排放：指二氧化碳和其他温室气体的排放。 2.过量碳排放的后果：大气中含量不断上升，带来更强的温室效应，其结果是全球气候发生变化，人类生存环境恶化。 3.控制大气中含量的措施：合理利用化石能源以减少排放量；植树造林以增强生物圈对的吸收能力。 4.控制温室气体排放 2005年2月生效的《京都议定书》，是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体的排放。2009年12月的哥本哈根世界气候大会，就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议。中国制定了控制温室气体排放的具体方案。 5.低碳生活从我做起 低碳生活是指生活中所消耗的能量要尽力减少，从而减少二氧化碳的排放量，减少对大气的污染。 二、实现可持续发展 1.可持续发展的含义：可持续发展是指既满足我们现今的需求，又不损害子孙后代并能满足他们需求的发展模式。 2.主要内容：可持续发展的主要内容包括生态系统可持续发展、经济可持续发展和社会可持续发展。 3.联系：生态系统可持续发展是可持续发展的必要条件，经济可持续发展是可持续发展的基础，社会可持续发展是可持续发展的最终目的。这三个方面相互依存，不可分割。 4.标志：可持续发展的标志是资源的可持续利用和良好的生态环境。经济建设和社会发展不能超越资源和环境的承载能力。 5.科学与可持续发展 科学为制定可持续发展规划提供必要的理论支持；科学为解决资源危机提供理论基础；科学帮助人们探究自然灾害的成因，为防灾减灾服务；科学为防治环境污染提供理论基础；科学为完善经济结构转型、缓解区域发展不平衡、促进和谐发展提供理论基础。 【典例3】[2025浙江杭州质检]“水循环”“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合下图回答问题。 (1)保持自然界的碳-氧平衡离不开生物的呼吸作用，请写出葡萄糖在人体细胞内参与呼吸作用的文字表达式：________________________________。 (2)自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的，图中消耗二氧化碳的途径有______(填序号)（列举1项即可）。近年来，大气中的二氧化碳不断增加，导致温室效应加剧。请你列出增加二氧化碳排放量的人类活动：__________________________. 跟踪训练3 [2025浙江杭州质检]阅读下列短文并回答相关问题。 资料一：排入大气中的越来越多，导致温室效应增强。减少排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的四种主要途径。科学家预测，到2050年，四种途径对全球碳中和的贡献率如图所示。 由资料一可知： (1)到2050年，对全球碳中和贡献最大的途径为________ (2)碳中和是指的排放量和减少总量相当。下列做法中，有利于实现此目标的是____(填序号)。 A.用太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料 B.大规模开采可燃冰 C.大力植树造林，严禁乱砍滥伐 资料二：氢气是21世纪正在开发利用的一种清洁能源，使用氢能源能有效减少的排放。我国科学家研究的一种储氢、释氢材料为固体，其中释放氢能原理是利用与发生反应，生成和氢气。 由资料二可知： (3)释放氢能的化学方程式为____________________；生成物中氢元素的化合价为____ (4)释氢材料中，氢元素的质量分数为_____。 【能力培优练】 1.[2025浙江湖州质检]湖州持续深化“在湖州看见美丽中国”实干争先主题实践，高水平建设生态文明典范城市。下列选项不符合该实践理念的是（ ） A.用电子贺卡代替纸质贺卡 B.将湿地开垦为农田 C.用骑自行车出行和坐公交车出行等方式替代驾驶燃油车出行 D.建立自然保护区，保护生物多样性 2.[2025浙江金华期中]中国将争取在2060年前实现碳中和。碳中和是指在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列对碳中和的理解不正确的是（ ） A.实现碳中和，中国将整体实现绿色发展 B.中国要实现碳中和，必须停止使用化石燃料 C.中国实现碳中和将有力推进地球碳循环动态平衡，有效遏制全球温室效应 D.中国金属冶炼工业在未来40年里，碳或一氧化碳的使用将大幅度被氢气取代 3.[2024原创]下图为《中国能源大数据报告(2023)》中2013-2022年全国电力装机结构图，下列有关说法不正确的是（ ） A.水能、风能、太阳能都是清洁能源 B.减少对煤的使用有利于防止温室效应加剧 C.煤燃烧产生的和都是形成酸雨的污染物 D.我国电力能源结构的变化体现了“低碳”理念 4.“海绵城市”是指降雨时能吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将储存的水“释放”并加以利用的雨洪管理概念。下列做法不符合建设“海绵城市”要求的是（ ）D A.植树种草，增加城市绿地面积 B.疏浚河道、沟渠，建设并保护湿地 C.采用透水材料铺装城市的绿道、广场 D.大量建设水泥道路，改善城市交通 5.中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。科研人员正致力于甲醇氢气能源体系（如图）的研究。下列关于该方案的说法错误的是（ ） A.该研究有利于控制二氧化碳排放，实现碳达峰 B.有望解决氢气应用中储存和输送的瓶颈问题 C.经压缩机形成高压氢过程中分子间空隙变小 D.原位制氢过程指将分解成和 加氢站内甲醇原位制氢压缩机直接加注高压氢 6.小嘉学习了“能源及其利用”一节的知识后，做了以下总结，其中有一条总结内容有错误，是（ ） A.从煤、石油和天然气中获取的能量都来源于太阳能 B.电能是重要的二次能源 C.生物质能主要来自柴薪、人畜粪便、城市生活垃圾、绿色植物等 D.地热能是不可再生能源的典型例子 7.[2024江苏常州中考]下列关于化石燃料的说法正确的是（ ） A.化石燃料都属于可再生能源 B.煤完全燃烧时不会产生污染 C.以石油为原料能制造合成纤维 D.天然气主要成分为一氧化碳 8.[2024重庆中考A卷]“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是（ ） A.液氢 B.液氧 C.酒精 D.石油 9.[2024江苏常州中考]科学家用淀粉和改性材料制成生物降解塑料，该塑料在自然界条件下最终能完全降解成、等物质。下列说法不正确的是（ ） A.该技术可以减少“白色污染” B.淀粉与碘单质作用呈现红色 C.该塑料的降解参与“碳循环” D.生物降解塑料也需合理使用 10.科学工作者用计算机模拟研究“人类的境遇”问题。该研究以1900年到1970年世界人口、粮食、自然资源以及工业污染的变化数值为依据，预测曲线变化如图所示，分析并回答下列问题。 (1)图中①~④曲线各表示哪项数值变化：①__________；②______；③__________；④______。 (2)有人预测，如果世界各地的各种物理的、经济的和社会的治理没有重大改变，那么，若干年以后，人口、资源、工业生产、污染将发生的变化是______________________________________________。 (3)从模型曲线可以看出，为了人类的根本利益，应当______________________________ _____________________。 11.为了保护生态环境，针对全球气候变化，中国政府向全球承诺，力争于2060年前实现碳中和。碳中和是指在一定时间内，使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡，实现“零排放”。实现碳中和通常可采取如下措施。 Ⅰ.碳减排：减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。 (1)下列做法不能实现碳减排的是___（填序号）。 A.加高烟囱排放工业废气 B.推进新能源汽车使用 C.废弃物分类投放并回收利用 D.养成节约用水用电习惯 Ⅱ.碳吸收：①利用植物光合作用，这是自然界消耗二氧化碳的最重要途径；②利用“碳捕捉与封存技术”，即通过一定的方法，将工业生产中产生的分离出来进行储存。在实际生产中，经常用NaOH溶液来“捕捉”，流程如图所示（部分条件及物质未标出）。 (2)用该技术进行“碳捕捉”有效利用了原材料，该过程中被循环利用的物质有____________。 (3)分离器中发生的反应：①②。现有溶质质量分数为10.6%的溶液100kg，求完全反应后，理论上可生成的质量（要求根据化学方程式计算）。 Ⅲ.碳转化：指二氧化碳的资源化利用。 12.[2025浙江台州质检，中]材料1：玉环市不断推进“渔光互补”光伏发电站，已形成“棚上发电、棚下养鱼”的综合利用新模式，实现节能减排和经济绿色发展。当太阳光激发半导体晶硅中的电子运动，就源源不断产生清洁能源。这种“生态+电能”的模式助力碳中和目标的实现，有效利用了地面资源（如图甲）。 甲 乙 材料2：光伏发电安装结构如图乙，发电主体表面是光滑的钢化玻璃，透光性好，安装时有一定的倾角。光伏发电站还能为海水养殖场增氧泵和智能投喂设备供电，有利于渔业增产，为市场提供优质食物营养来源。结合上述信息并运用所学知识，从能量转化、绿色节能、食物营养等方面，对“棚上发电、棚下养鱼”综合利用新模式作出解释。 【链接中考】 1.[2024江苏镇江中考]如图为氢能开发与利用的示意图。 (1)制氢中的能量转化：太阳能→电能→______能。 (2)燃料电池中发生反应的化学方程式为。 2.[2023浙江金华中考]碳达峰指排放量不再增加，碳中和指排放总量与吸收总量相等。我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸，大致原理如图所示。 这一技术如果能应用和推广，将“工厂化”地吸收和利用二氧化碳，有效助力碳达峰、碳中和目标的实现。完成下列问题。 (1)利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似绿色植物的__________（填“呼吸作用”“光合作用”或“蒸腾作用”）。 (2)下列做法有助于实现碳达峰和碳中和目标的是_____（填序号）。 A.植树造林 B.少用一次性筷子 C.提倡绿色出行 3.[2024江苏镇江中考]助力碳中和，的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。 (1)的产生：化石燃料的燃烧排放大量。 ①化石燃料主要包括____、石油和天然气。 ②大气中的含量过高，会造成______________（填环境问题）。 (2)的捕集：工业上可用氨水、溶液等化学物质捕集烟气中的。氨水捕集的实验流程如图甲。 甲 ①转化中可循环使用的物质X的化学式为______。 ②氨水吸收室中反应温度不宜过高，原因是_________________________________ _______。 (3)的利用：和在Ni/CaO表面发生反应生成的原理如图乙所示。 乙 ①整个转化过程中Ni/CaO的作用为____________。 ②生成的总反应化学方程式为______________________________。 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $