第2节 能源及其利用（培优教学课件）科学浙教版九年级下册

该初中科学课件系统梳理了“能源及其利用”单元核心知识，涵盖能源的定义、分类（一次/二次能源、可再生/不可再生能源等）、化石能源与新能源特点及合理开发利用，通过分类对比、实例分析构建知识网络，体现各知识点内在逻辑联系。 其亮点在于结合生活实例设计“思考与讨论”（如电能是否可再生的推理论证）和分层训练（基础练习到综合提升题），培养科学观念（能源分类与特点认知）、科学思维（证据分析与推理）及态度责任（节能与环保意识），助力学生巩固知识，教师精准开展分层复习教学。

第四章 可持续发展 九年级下册•浙教版 第2节 能源及其利用 能够提供某种形式能量的物质或物质的运动都可以称为能源。 能源是产生能源是人类生存和发展不可缺少的物质基础，人类的生活和生产都离不开能源。 导入新课 什么是能源？ 能源是人类生存和发展不可缺少的物质基础， 人类的生活和生产都离不开能源。 能够提供某种形式能量的物质或物质的运动都可以称为能源。 导入新课 想一想 无论是做饭、取暖、照明，还是出行，我们都要消耗大量能源。那么，这些能源来自哪里？我们已经利用了哪些种类的能源呢？ 学习目标 1. 了解能源的分类 2. 了解煤和石油的分布及消费情况 3. 矿石燃料的主要特点 4. 核能和太阳能的主要特点 5. 了解合理利用和开发能源的重要性 6. 提升训练 能源及其利用 重点难点 重点 1.了解能源的分类。 2.了解煤和石油的分布及消费情况。 3.了解矿石燃料的主要特点。 4.了解核能和太阳能的主要特点；了解合理利用和开发能源的重要性 难点 认识新能源的开发和利用的重要意义，树立节能和提高能源利用效率的意识。 1. 能源的种类 2. 化石能源 3. 新能源 4. 合理利用和能源开发 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 能源及其利用 一、能源的种类 第2节 能源及其利用 一、能源的种类 什么是能源？ 煤 石油 天然气 太阳能发电 风力发电 核电站 能够为人类提供能量的物质资源，我们把它们都叫做能源。 一、能源的种类 结合生产和生活上能源使用情况，说说能源大致分为哪几类？ 煤的开采 石油的开采 水力发电 植物光合作用 化石能源 化石能源 水能、电能 太阳能、生物质能 能源的种类有很多。 在人们的生产和生活中涉及的能源有：化石能源（煤、石油、天然气）、太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、核能和潮汐能等。 读图 一、能源的种类 能源的分类 1. 按是否能从自然界直接获取，将能源分为：一次能源、二次能源。 ①一次能源：可以从自然界直接获取的能源； 如，化石能源（煤、石油、天然气）、太阳能、风能、地热能、核能和潮汐能等； ②二次能源：不能从自然界直接获取的能源； 如，电能、汽油、柴油、沼气、氢能、焦炭、激光、煤气等。 注：二次能源是必须通过一次能源的消耗才能得到的能源。 一、能源的种类 2. 按能否再生，可将一次能源分为：可再生能源、不可再生能源。 ①可再生能源： 能够重复产生的天然能源，称为可再生能源；如，太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能等； ②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，称为不可再生能源；如，化石能源、核能等。 一、能源的种类 3. 按能源的利用情况，可将能源分为：常规能源、非常规能源 ①常规能源： 日常生活、生产中主要的能源，称为常规能源。 如，现在常规能源有化石能源、电能、水能、煤气等； ②非常规能源： 非常规能源又称新能源，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。 一、能源的种类 电能是否属于不可再生能源？ 电能既不是可再生能源也不是不可再生能源。 可再生能源和不可再生能源都是针对一次能源进行的分类；而电能是二次能源，是经过一次能源加工而成的，经过的形式的转化。 思考与讨论 二、化石能源 第2节 能源及其利用 二、化石能源 煤、石油、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，通常称为化石能源。 煤 煤的主要成分是碳。 由地球上古代的陆地植物在沼泽中大量沉积，经长期演变而成的。 距今几千万年至几亿年之间 温暖湿润、植物生长茂盛 地壳运动，植物被埋藏地下 缺氧的条件下，压力作用 复杂的变化，逐步形成煤。 二、化石能源 二、化石能源 石油 石油是埋藏在地下的一种可燃性液体能源，是由多种物质组成的混合物。 我们平时使用的汽油、煤油和柴油等都是从石油中提炼出来的。 千百万年以前，低等生物遗骸大量沉积，随着沉积层的不断增加，导致温度和压力上升，经过漫长的地质年代这些有机物慢慢变成了石油。 在石油形成过程中还释放出天然气。 天然气 天然气是多种成分组成的混合气体燃料，其主要成分是甲烷。 二、化石能源 石油 天然气 石油和天然气渗流到坚硬的岩石层，并在岩层下面集聚起来。 古代海洋生物死亡 层层泥沙掩埋 高温高压作用 形成沉积岩 经过漫长的地质年代 世界上石油的贮量比煤少得多，分布也更不均衡。 二、化石能源 根据三大能源的形成过程,请推测组成它们的元素？ 煤 石油 天然气 所含元素 C、 H 、 S 、N 等 C、H 、 S 、N 等 C、H 等 那它们在空气中完全燃烧后的产物可能有哪些？你认为平时作为燃料用哪种能源较好？为什么？ 煤 石油 天然气 燃烧产物 CO、CO2 、H2O 、 SO2 、氮氧化物 等 CO、CO2 、H2O 、 SO2 、氮氧化物 等 CO2 、H2O等 二、化石能源 煤、石油和天然气在工业生产和人们的生活中消耗量很大。它们都是不可再生的化石能源，在自然界的蕴藏量是有限的，消耗一点就少去一点。 科学家估计，以人类目前对能源的消费量计算，目前已探明的石油储量仅能满足人类今后几十年的需要。 由于煤和石油在使用过程中都会对环境造成比较严重的污染，因此，节约能源，积极寻找替代煤和石油的新能源，已被世界各国高度重视。 二、化石能源 你能从图中看出从 1990~2050 年期间，世界对各类能源的需求有哪些变化吗？ 1990~2050年世界各类能源需求量变化 ①人类对能源的需求量都是呈迅速增长的趋势。 ②在人类发展的不同发展阶段,各类能源在需求中所占的比例不同的。 ③人类对各类清洁能源的需求在增加。 读图 二、化石能源 思考与讨论 从 1990 年到 2050 年各类能源在消费总量中所占比例有何变化？ 煤、石油在消费总量中所占比例在减少，而天然气、水电、核能所占比例在增加。 三、新能源 第2节 能源及其利用 三、新能源 随着人类社会的不断发展，人们对能源的需求量也在不断地增加。当今世界正从以化石能源为主的常规能源时期，向着以核能及可再生能源（太阳能、风能、水能、生物质能）为主的新能源时期过渡。 三、新能源 太阳能 ①太阳几乎是我们所使用的各种能量的源泉。 ②地球上每年获得的太阳能十分巨大的。 太阳每秒钟辐射到地球上的能量相当于 600 万吨标准煤燃烧释放出的能量。 化石能源：实际上就是在开采上亿年前地球所接收的太阳能。 水能：太阳辐射→水蒸发→降水→汇流成江河； 风能：太阳辐射→空气密度不同气压高低空气运动； 三、新能源 人类对太阳能的利用有着悠久的历史，人们很早以前就知道利用太阳能取暖、晒衣物、发展农业。 ③太阳能的利用。 随着科学技术的发展，人类找到了更多利用太阳能的方法和途径。 太阳灶煮饭 太阳能发电 太阳能供电的卫星 太阳能热水器 太阳能→热能 太阳能→电能 我国大部分地区纬度较低，太阳光照强，太阳能资源丰富。尤其是西部地区和广大农村，开发利用太阳能解决能源不足的问题大有可为。 三、新能源 1．从图 4-12 可以看出，我国太阳能的分布有什么规律？ 2．我国哪些地区具有太阳能资源的优势？ 我国太阳能最丰富的地区是青藏地区,具有利用太阳能的优势，西藏的拉萨有日光城之称，其次是西北地区。 我国太阳能大致由东南沿海向西北内陆递增，西多东少。 这是由于西部地势高,大气清洁,晴天多，日照时间长,而东部地区阴雨天气的时间长。 读图 三、新能源 核能 ①裂变能：裂变能是指较重的原子核裂变时释放出来的能量。目前运行的核电站都是利用裂变能来发电的。由于原子核裂变时会产生放射性较强的核废料和公众对核能安全性的担心等因素的存在，限制了这类核电站的进一步发展。 原子核发生改变时所产生的能量。 ②聚变能：聚变能是指较轻的原子核聚合成较重的原子核而释放出能量，如氢的同位素氘和氚聚合成氦核会释放出巨大能量。由于聚变的废料是氦，聚变能就变得更清洁、安全。 三、新能源 阅读 三、新能源 潮汐能 从海水面昼夜间的涨落中获得的能量，称为潮汐能。 ①产生：海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。 ②潮汐发电：潮汐发电就是利用海湾、河口等有利地形，建筑水坝，形成水库，大量蓄积海水，并利用安装在大坝中的水轮发电机进行发电。 三、新能源 风能 生物质能 风具有能量，是一种天然能源。空气流动速度越快，风能就越大。风力发电就是利用风力推动叶轮转动，然后叶轮带动发电机转动产生电能。 风力发电无污染，再加之建造风力发电厂比较方便，很少占用土地资源。因此，风力发电是最廉价的发电方式之一。 生物质能是以化学能的形式储存在生物体中的太阳能，它来源于绿色植物的光合作用。生物质能主要来自于柴薪、人畜粪便、城市生活垃圾、绿色植物等。 通过生物质能热分解技术，可以制取人造石油、生物炭和可燃气体，使生物质能得到充分利用。 三、新能源 四、合理利用和开发能源 第2节 能源及其利用 四、合理利用和开发能源 自工业革命以来，人们对能源的需求迅速增长，能源利用的方式也在不断地发生变化。 刀耕火种 畜力 水力 煤炭 汽油、柴油 航空煤油 氢 四、合理利用和开发能源 化石能源是不可再生的能源，储藏量有限，但目前世界各国仍然以持续增长的速度消耗着这些有限的能源。 ①最好途径是提高能源的利用效率， 合理利用能源： ②增加利用当地的可再生能源。 如循环利用家电和交通工具；购买能提高能源利用效率的新产品；在房屋上安装绝热材料、太阳能电池板或安装新型窗户来提高能源利用效率；发电厂使用可就近获取的替代型能源以减少对化石能源的依赖等。 ③开发、利用新能源。 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。 四、合理利用和开发能源 能源的大量使用，极大地提高了人们的生活质量，推动人类社会不断向前发展。 但是，对常规能源的过度开发和利用，也不可避免地给人类生存环境造成了严重影响。 为保障人类不断增长的能源需求，需要改变现有能源利用的不合理结构和能源利用方式，探究能源利用的新途径，开发出人类可持续发展的理想能源，最终实现人类与自然、环境的和谐发展。 四、合理利用和开发能源 1、我国的能耗明显高于西方发达国家的原因有哪些？怎样提高我国的能源利用率？ 2．列举家庭节电省能的几种方法。 主要原因：生产技术落后，生产规模偏小，产业结构以初加工产品，低附加值产品为主，这些产品都是高能耗、低价值的， 提高我国能源利用率的方法：发展科技；提高节能意识；改善产业结构。 随手关灯、尽量用节能灯、尽量减少用电器待机时间、夏天可以将空调温度调得高些、尽可能手洗衣服，……。 思考与讨论 五、课堂总结 第2节 能源及其利用 五、课堂总结 六、练习与应用 第2节 能源及其利用 六、练习与应用 煤、石油、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，通常称为 能源。煤的主要成分是 ，它是由地球上古代的陆地 ⁠在沼泽中大量沉积，经长期演变而成 的。石油是埋藏在地下的一种可燃性 ⁠体能源，是由多种物质组成 的 ⁠物。在石油形成过程中，还释放出天然气，天然气的主要成 分是 ⁠。煤、石油和天然气在工业生产和人们的生活中消耗量很 大，由于自然界的蕴藏量有限，属于不可再生能源。 化石　 碳　 植物　 液　 混合　 甲烷　 七、提升训练 第2节 能源及其利用 七、提升训练 1. 有一种新型薄膜太阳能电池，厚度只有几微米，可弯曲，1g薄膜太阳 能电池每小时可提供6×10－3kW·h的电能，它可以贴在玻璃上，制成太 阳能发电窗户。下列有关说法正确的是（　C　） A. 太阳能不是清洁能源 B. 太阳能从太阳传递到薄膜电池上没有能量损失 C. 1g薄膜太阳能电池每小时可提供2.16×104J的电能 D. 薄膜太阳能电池将电能直接转化为光能 C 七、提升训练 2. 一种“绿色电池”——燃料电池，是将H2、CO、CH4等燃料和空气不 断输入，直接氧化使化学能转化为电能，被称为21世纪“绿色发电 站”。这三种气体可以作为燃料的原因是（　C　） A. 都是无毒、无害的气体 B. 燃烧产物均是CO2和H2O C. 都可燃烧并放出大量的热 D. 均在自然界大量存在 C 七、提升训练 3. 科学家们正在努力开发利用风能发电，主要是因为（　C　） A. 风能发电的电力较强 B. 风能发电不需要任何自然条件 C. 石油和煤等能源的蕴藏量是有限的，且在使用中会对环境造成污染 D. 风能发电所产生的电能很稳定 C 七、提升训练 4. 我国目前的能源结构仍存在不足，下列措施有利于优化我国能源结构 的是（　D　） A. 继续发挥产煤大国的优势 B. 不使用石油和天然气 C. 控制核能和水能的开发 D. 加大可再生能源的开发利用 D 七、提升训练 5、合理开发和利用资源，有利于社会的可持续发展．下列做法不合理的是（　　） A．开发和利用太阳能、水能、风能等能源 B．开采出来的石油应该经过加工后再综合利用 C．为保护环境，严禁开采煤、石油和天然气等化石燃料 D．在汽油中加入适量乙醇制成汽车使用的燃料乙醇汽油  C 七、提升训练 6. 目前正在开发利用的新能源有风能、地热能、海洋能、生物质能、氢 能等。 （1） 风能：太阳辐射能使空气流动而产生的 ⁠。风能是一种清 洁的能源，具有不要运输、不要开采、清洁无污染、可以再生等优点。 （2） 地热能：地球内部具有的 ⁠，它主要来源于地球内部各 种 ⁠元素的衰变放热。 （3） 海洋能：通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、 波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。利用海洋能的主要途 径： ⁠。 （4） 生物质能：生物及生物派生、排泄和代谢的有机质。生物质能可 以再生，但滥用会破坏生态平衡。 ⁠是农村利用生物质能的 成功技术。 动能　 内能　 放射性　 进行发电　 沼气工程　 七、提升训练 7. 查阅资料发现，古代低等生物遗骸大量沉积，经漫长地质年代形成 石油及天然气，海底天然气与水在高压、低温条件下形成了类冰状的固 体物质，即可燃冰。可燃冰为甲烷的水合物，遇火即可燃烧且热值高， 是一种环保、高效的新能源。 （1） 可燃冰储存的化学能量来自古代的绿色植物通过 ⁠固 定的太阳能。 （2） 甲烷燃烧的化学方程式为 ⁠。 光合作用　 CH4＋2O2CO2＋2H2O　 七、提升训练 （3） 可燃冰在海底没有燃烧的原因是 ⁠ （写出一点即可）。 （4） 人类正面临能源危机，下列有关能源的认识，正确的有 ⁠ （填字母）。 A. 要提高能源利用效率 B. 要积极开发新能源 C. 自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源 不与氧气接触（或温度没有达 到着火点）　 ABC　 七、提升训练 8. 我国西部地区的青海省塔拉滩，土地呈半荒漠化，寸草不生，不适 宜人们居住，但中国建设者们通过多年的努力，将这里打造成了全球装 机容量最大的光伏发电园区，年均发电量达100亿千瓦时，减少二氧化 碳排放约780万吨，生态环境得到极大的改善（如图）。 七、提升训练 资料一：塔拉滩地势平缓，土地辽阔，阳光辐射强烈，日照时间长。光 伏发电板板面太阳辐射越强或遮挡越少，发电量越多；温度越高，发电 量越低。 资料二：建设者们将光伏发电板朝南倾斜一定角度；聘请当地牧民定期 适时给光伏发电板清洗；植物长出后，牧民将羊群赶至园区吃掉过于茂 盛的杂草。在附近的龙羊峡水电站修建水库，将日间剩余发电量输送过 去，利用水泵将水库蓄满。 七、提升训练 结合上述信息并综合运用所学知识，对建设者们打造光伏园区的相关措 施作出解释。 解：塔拉滩地势平缓，土地辽阔，阳光辐射强烈，日照时间长，有利于 发电；建设者们将光伏发电板朝南倾斜一定角度，可以增加太阳辐射面 积，有利于发电；聘请当地牧民定期适时给光伏发电板清洗，可以给周 围植物提供水分，并且保证植物的存活，可以通过植物的蒸腾作用，降 低周围的温度，提高发电量，而且带动了当地的就业；植物长出后，牧 民将羊群赶至园区吃掉过于茂盛的杂草，可以减少杂草对光伏发电板的 遮挡，提高其发电量；在附近的龙羊峡水电站修建水库，将日间剩余发 电量输送过去，利用水泵将水库蓄满，待夜间和阴雨天时，通过水电站 将水的机械能再转化为电能，合理利用资源。 $