【知识点详解】
1. 化石燃料:化石燃料主要包括煤、石油和天然气,它们是由远古生物遗体经过亿万年地壳运动和地质变化形成的,因此在自然界的储量是有限的,属于不可再生能源。从化学角度来看,这三种化石燃料都属于有机化合物,主要由碳、氢元素构成。
2. 环境影响:化石燃料燃烧时会释放出大量的二氧化碳,这是导致全球气候变暖(温室效应)的主要原因之一。此外,燃烧过程中还会产生二氧化硫、氮氧化物,这些气体是酸雨的主要成因。不完全燃烧时,还会产生一氧化碳,这是一种有毒气体,对空气质量造成严重污染。
3. 新能源:随着化石燃料的逐渐枯竭和环境保护的需求,人类开始开发利用新能源,如太阳能、风能、核能、潮汐能、生物质能、地热能等。这些新能源大多具有可再生性,对环境影响小,是未来能源发展的重点。
4. 能量转化:化学能可以转化为热能,如燃料燃烧;也可以转化为电能,例如在电池中,化学反应驱动电子流动产生电流。这两种转化形式在日常生活和工业生产中广泛应用。
5. 能源选择:尽管化石燃料的使用对环境带来负面影响,但在目前的技术条件下,完全禁止使用化石燃料是不现实的,需要逐步过渡到更清洁、可持续的能源。
6. 能源类型:风能是一种可再生能源,而煤、石油、天然气、核能则属于非可再生能源。液化石油气、木材、石油、天然气的利用都与化学反应密切相关。
7. 能源利用:化学反应在能源的获取和利用中起着关键作用,比如石油的精炼和燃烧、陶瓷的烧制等。但风力发电是通过机械能转化为电能的过程,没有涉及化学反应。
8. 能源与环保:开发和利用新能源,如潮汐能,有利于减少对化石燃料的依赖,减轻环境污染,同时也能推动科技发展,提高能源利用率。
9. 水循环系统:在宇宙飞船中,通过电解水产生氢气和氧气,再通过燃料电池将氢气和氧气转化为电能和水,实现了水的循环利用,减少了对飞船载水量的需求。
10. 太阳能应用:“阳光动力2号”飞机利用太阳能进行飞行,展示了太阳能作为清洁能源的潜力。虽然化石燃料燃烧会造成污染,但完全燃烧并不意味着没有污染物排放,如二氧化硫、氮氧化物等。
11. 光合作用与能源:植物通过光合作用将太阳能转化为化学能,储存在有机物中,这个过程的化学方程式为:6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2。氢气可以通过电解水得到,并作为清洁能源使用,能将光能或电能高效转化为化学能。
12. 风能利用:风能是一种可再生能源,风力发电可以替代传统的燃煤发电,减少煤炭消耗,降低温室气体排放,同时不会产生有害物质,有利于环境保护。
13. 太阳能燃料电池:太阳能燃料电池通过光伏效应将太阳光转化为电能,提供持续的电力供应,这种转换方式既环保又高效。
总结:本节内容主要涉及了化石燃料的性质、对环境的影响、新能源的种类及其利用,以及能量转换的不同形式,强调了环境保护和可持续能源的重要性。通过学习,学生应了解化石燃料的不可再生性和对环境的潜在危害,同时掌握新能源的特征和利用前景。