1、第二十二章 能源与可持续发展22.1 能源【学习目标】1了解人类利用能源的历程。2初步认识常见的化石能源。3了解一次能源、二次能源及其特点。4了解 21 世纪的能源趋势，初步产生节约能源的意识。重点难点：一次能源、二次能源的分类及特点。学习内容一：人类利用能源的历程学习指导：阅读课本 P166P167 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1生产和生活中需要的能量是由能源提供的。2煤、石油、天然气统称化石能源。3可以直接从自然界中获取的能源叫一次能源，觉见的一次能源有风能、水能、太阳能、地热能、核能等。4像电能一样无法直接从自然界中获取，需要消耗一次能源才能获得的能源叫做二
2、次能源。【合作探究】 教师巡视辅导1使用 PPT 展示金属冶炼、机器运转、各种交通工具运动等各种消耗能量进行生产和生活的图片。从这些图片我们发现，在这些生产和生活中，都要消耗能量，这些能量是哪来的？( 都是由能源提供的)2使用 PPT 展示图 22.11、图 22.12.图 22.13，了解人类利用能源的一般历程 ，并完成下表中的填空。三次能源革命标志 意义 主要能源钻木取火 从自然火到人工火的转变 柴薪蒸汽机的发明 机械动力代替人力和畜力 化石能源核能请学生课后上网查找第三次能源革命的相关知识，并将上表填写完整。3使用 PPT 展示人类利用风能、水能、太阳能、地热能、核能的图片，了解这些常规
3、能源在人类生产和生活中的应用。除了这些能源，你还知道哪些能源？请举例说明。4使用 PPT 展示图 22.14，想一想：我们生活中的电能是怎么来的？使用电能的优点是什么？答：我们生活中的电能是由发电机发出的。发电机将风能、水能、太阳能、地热能、核能等转化为电能，通过导线输送到千家万户，再转化成光能、内能、机械能等其他形式的能。使用电能的优点是：便于输送和转化。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】沼气属于二次能源。在自然界中，沼气最早发现在沼泽中所以命名为沼气。沼气在自然界中是原有的便是一次能源。但沼泽中的沼气并不能被人所利用，所以它还是二次能源。【即时练习】完成 P169 第 1、2 题。学习内
4、容二：21 世纪的能源趋势 学习指导：阅读课本 P168P169 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】20 世纪 40 年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。【合作探究】 教师巡视辅导1观察图 22.15，从这幅图中你获取了哪些信息？答：人类对能源的消耗水平在急剧上升。2由于人类社会的主要能源 化石能源的储量是有限的，为了应对由此产生的能源问题，我们应该怎么做？答：更好利用已知能源，开发新能源，节约能源。3阅读 P169 科学、技术、社会的内容，了解石油危机是怎么一回事。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】回顾本节的学习内
5、容。【即时练习】 1完成 P169 第 3 题。2下列属于化石能源的是(C)A水能 B电能C石油 D核能3下列不属于一次能源的是(B)A .风能 B电能C .太阳能 D核能【当堂练习】见训练案基础部分222 核能【学习目标】1了解核能的由来，知道核能的优点和可能带来的问题。2了解原子、原子核的结构。3了解核裂变和了解核聚变。重点难点：1核能的由来、核能的优点和可能带来的问题。2核裂变和聚变的概念。学习内容一：核能学习指导：阅读课本 P170 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1原子核是由质子和中子组成的。质子带正电荷，中子不带电。2质子和中子依靠强大的核力结合在一起，如
6、果质量较大的原子核分裂或质量较小的原子核相互结合，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。【合作探究】 教师巡视辅导1使用 PPT 展示原子结构图片，认识原子内部的结构。2仔细观察 P22.21 的图片，你获取了哪些信息，相互交流一下。答：原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，核外电子带负电，中子不带电，质子所带的正电荷的数量等于核外电子所带的负电荷的数量。3使用 PPT 展示核裂变和核聚变的图片，找出它们的共同点和差异。共同点：要释放出巨大有能量核能。差异：裂变质量较大的原子核分裂聚变质量较小的原子核聚合【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】熟记核裂变和核聚变的共同点和差异。【即时练习】完成 P
7、173 第 1、2 题。学习内容二：裂变和聚变 学习指导：阅读课本 P171P173 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1下列说法不正确的是(D)A原子核在分裂或者聚合时释放的能量叫做核能B用中子轰击比较大的原子核可以使其发生裂变获取核能C核电站里的链式反应是可以控制的D原子弹发生爆炸时发生的链式反应也是可以控制的2获取核能有两条途径：一是原子核的核裂变，二是核聚变；用人工控制的办法释放核能的装置叫做核反应堆，利用核能发电的电站叫做核电站。【合作探究】 教师巡视辅导1想一想：像图 22.22 那样，点燃第一根火柴，会发生什么现象？答：第一根火柴燃烧完，它的二根火柴开始燃
8、烧，这二根火柴燃烧完，后面的四根火柴开始燃烧2观察图 22.23，结合图 22.22 的现象，想象一下，中子撞击第一个铀核后会发生什么？相互说一说。3科学家怎么描述这种现象。(链式反应)4利用链式反应获取核能的方式叫什么？(核裂变)5看图 22.25，了解人类利用核能的另一种方式核聚变。阅读图片左侧的文字，相互说一说核聚变是怎么一回事。6阅读“科学、技术、社会”核电站和核废料处理。说一说，人类在利用核能的时候，可能带来哪些问题？答：核电站如果发生核泄漏事故，会带来严重的环境污染；核废料如果处理不当也会带来严重的环境问题。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】1使用 PPT 展示图 22.24 和
9、原子弹爆炸的图片。讲解：核裂变有可控和不可控二种情况：利用核反应堆来发电时，其中发生的链式反应是可控的。原子弹爆炸时的链式反应是不可控的。2利用核反应堆来发电时，能量是这样转化的：(可使用视频展示核反应堆发电的一般过程)核能内能 机械能 电能3目前来说，核聚变都是不可控的，人类利用核聚变制成威力强大的武器 氢弹。【即时练习】1完成下面的表格。核裂变和核聚变的区别比较 裂变 聚变定义 较大原子核分裂为较小原子核的过程 质量小的原子核结合成较大原子核的过程条件 中子轰击较大原子核 超高温释放核能的大小 巨大 更加巨大是否可控 裂变的链式反应可控 聚变目前不可控应用 原子弹、核电站 氢弹、太阳内部爆
10、炸2.完成 P173 第 3、4、5 题。【当堂练习】见训练案基础部分223 太阳能【学习目标】1知道太阳能的由来及特点。2大致了解太阳能的利用方式。重点难点：知道人类利用太阳能的方式。学习内容一：太阳巨大的“核能火炉”太阳是人类能源的宝库。学习指导：阅读课本 P174P175 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。2大部分太阳能以光和热的形式向四周辐射。3我们今天利用的大部分能量实际上都是地球在 50 亿年中积累的太阳能。【合作探究】教师巡视辅导1使用 PPT 展示右图，结合课本上的相关文字，了解太阳的一些基本知
11、识 ，完成下列填空。太阳距地球 1.5 亿千米，直径大约是地球的 110 倍，体积是地球的 130 万倍，质量是地球的 33 万倍。表面温度约为 6000，内部温度高达 1500 万。2认识太阳的结构。从内到外分别是：太阳核心 辐射层 对流层 太阳大气。3使用 PPT 展示图 22.32 和图 22.33，结合课本上的文字 ，说一说石油、天然气和煤是怎么形成的？完成下列填空。远古时候陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体内的化学能，它们死后，躯体埋在地下和海底，经过几百万年的复杂的化学变化，形成我们今天大量使用的石油、天然气和煤。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】使用 PPT
12、 展示图 22.34，说一说，太阳辐射到地球上的能量是如何被人类利用的。讲述：地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太阳。地球上任何地方都在吸收太阳的热能量，但是由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样，于是，暖空气膨胀变轻后上升；冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。地球表面的一部分水吸收太阳的能量经过蒸发形成水蒸气，暖湿气流从地面升起，因绝热达到过饱和而凝结成云，遇到冷空气就形成雨。植物通过光合作用从太阳获取能量，以化学能的形式存储在植物体内，人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命。【即时练习】完成 P177 第 1、2 题。学习内容二：太阳能的
13、利用学习指导：阅读课本 P176P177 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】人类直接利用太阳能的方式有两种：利用集热器把水等物质加热；用太阳电池把太阳能转化为电能。【合作探究】教师巡视辅导1观察图 22.35 和图 22.36，说一说，它们分别是怎么利用太阳能的？答：图 22.35 是利用集热器把水等物质加热；图 22.36 是用太阳电池把太阳能转化为电能。2结合你的生活体验，说一说，在生活中还有哪些地方在利用太阳能？答：太阳能电站，太阳能汽车等。3实验：自制太阳集热器。按 P176“想想议议”的步骤来完成实验，想一想，为什么要用黑色的盘子？为什么盘子上要盖玻璃板？答：
14、黑色的物质吸收热量的本领强。在上面盖玻璃板是为了即让阳光射入让水受热，又防止水分受热蒸发影响实验效果。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】观察图 22.37 和 22.38，结合你对太阳电池的了解，说一说太阳电池的优缺点。优点：寿命长，清洁无污染。缺点：光电转换效率低，制造成本较高。【即时练习】 完成 P177 第 3、4 题。【当堂练习】见训练案基础部分224 能源与可持续发展【学习目标】1知道能量转移和能量转化是有方向的。2认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题。3了解未来理想能源的特征。重点难点：1世界和我国的能源状况。2未来理想能源的特征。学习内容一：能量转移和能量转化的方向性。学习指导
15、：阅读课本 P178 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1汽车制动时，由于摩擦，动能转化为内能，能的总量虽然没有发生变化，但是由于这些被转化而成的内能不能被重新回收利用，所以我们可以利用的能量在减少。2无论是能量的转化，还是能量的转移，它们都是有方向性的，人们只能在能量的转化和转移的过程中来利用能量，能量的利用是有条件的，有代价的。【合作探究】教师巡视辅导1展示图片 22.41，观察图片，说一说，汽车要工作时要消耗什么能量？这些能量发生了怎样的转化？答：汽车工作时要消耗燃料的化学能。燃料燃烧将化学能转化为内能，这些内能的一部分再转化为汽车的机械能，一部分通过散热的方式散
16、失到空气中去了。2讨论：我们能不能把转化而成的机械能或散失到空气中的内能再收集起来重新利用呢？答：不能。3看右图，在用电水壶烧水时，我们消耗了什么能，这些能量转化成了什么能量？我们能否将这个过程逆转。答：消耗电能。电能转化成水和水壶的内能。我们很难将水和水壶的内能再重新转化成电能，要想把这些内能再转化成电能，需要再消耗别的能量。小结：能量的转化或转化是有方向的。能量的利用是有代价的。我们要节约能源。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】一粒绿豆，从发芽，长大，到成熟，这个过程是不能倒过来的，能量的利用也是如此，我们只能在能量的转化和转移的过程中利用能量。在此过程中能的总量是守恒的，但我们可以利用
17、的能源在减少，所以我们要节约能源。【即时练习】完成 P181 第 1 题。学习内容二：能源消耗对环境的影响 学习指导：阅读课本 P178P180 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1大量使用下列能源能造成空气污染加剧的是(A)A化石能源 B太阳能 C风能 D核能2化石能源在现代生活中有广泛应用，燃料燃烧产生了大量的二氧化碳，加剧了地球的温室效应。【合作探究】教师巡视辅导1使用 PPT 展示图 22.42，观察图片，你获取了什么信息？答：汽车会产生大量的尾气，这些尾气会污染空气。2展示图 22.43，这些汉白玉柱上面的雕刻为什么会变得模糊不清？这是什么造成的？答：酸雨。3
18、酸雨的形成过程：煤、石油、天然气燃烧产生二氧化硫和一氧化碳，它们与空气中的水结合会形成酸雨。4酸雨的危害：水、土壤酸化，植物、动物可能死亡，建筑物等被腐蚀。5观察右图，结合你的了解，想一想：雾霾天气的形成跟哪些因素有关？答：煤在燃烧时会产生大量粉尘，酸雨会造成植物死亡，土地沙漠化，这些都粉尘和沙土飘荡在空气中，严重时就会形成雾霾天气。【展示交流】教师掌握情况【即时练习】1在下列空格中打“”能源种类产生的 环境问题 石油和天然气 煤 水力发电 核能 柴薪空气污染废物有害辐射水土流失和沙漠化2.完成 P181 第 4 题。学习内容三：能源与可持续发展学习指导：阅读课本 P180 文字内容与插图，基
19、本概念、定义用红笔作上记号。【自学检测】1能源的利用要考虑可持续发展，一方面要提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏；另一方面，还需要发展新的理想能源。2像化石能源、核能这些的能量会越用越少，在短期内不能从自然界中得到补充，这样的能源叫做不可再生能源。3像水能、风能、太阳能可以在自然界中源源不断地得到的能源叫做可再生能源。【合作探究】 教师巡视辅导1除了书本上列出这些能源，你还知道哪些能源？它们分别属于可再生能源还是不可再生能源。答：地热能、潮汐能等，它们都是可再生能源。2以火力发电站为例，说一说，怎么提高煤的利用率。答：把火力发电站与供暖中心结合在一起，利用发电时的余热来加热水，给城市供暖等。3讨论：你心中未来的理想能源是什么？它要满足哪些条件？答：理想能源要满足以下几个条件：(1)数量巨大，足够便宜； (2)技能成熟，能保证安全；(3)清洁无污染，不能带来严重的环境问题。【展示交流】教师掌握情况【精讲点拨】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。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。【即时练习】完成 P180 第 2、3、5 题。【当堂练习】见训练案基础部分
