【大学课件】资源、能源及其利用

1、第五章 资源、能源及其利用http:/ 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http:/ 第一节知识点分析 v 自然资源的概念和类型v 资源问题v 土地资源和水资源的特征和现状http:/ 自然资源的概念和类型1、概念：o 自然环境的组成部分o 可利用的部分o 其范围随着人类利用能力的增强而扩大http:/ 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）http:/ 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

2、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http:/ 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http:/ 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http:/ 我国土地资源的特点o 土地类型多样o 可利用土地相对数量少o 各类土地资源分布极不均衡o 具有生产能力o 数量有限o 具有时间性（季节性）o 有固定的空间和地域基本特征：http:/ 基本特征：o 淡水资源所

3、占比例小o水资源是可再生的自然资源o水资源与人类关系最密切http:/ 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o总量丰富，但人均数量少o空间分布不均匀o时间上分配不均http:/ 第二节知识点分析 能源问题及分类 几种能源http:/ 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http:/ 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

4、：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（9000c）：得到焦炭、煤焦油、焦炉气低温干馏（6000c）：得到焦油http:/ （5000c以下）得到石油化工原料重整：改变汽油成分，提高汽油质量http:/ 是再生资源v优点:能量很大没有污染v缺点：受昼夜和天气影响目前利用成本高v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http:/ 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http:/ 氧化作用 剧烈氧化、缓慢氧化和生物氧化 从能

5、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）http:/ 理解机械能、内能、电能及其它们之间的转化 机械能o 动能、重力势能和弹性势能（相互转化）o 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http:/ = 1/2 mv02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ep = 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http:/ 分子动能和分子势能v 温度影响分子动能、体

6、积影响分子势能v 内能是物体固有的属性v 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、v 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http:/ 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 ） + whttp:/ 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

7、率：p = w / t = u i = i 2 rhttp:/ 104 焦耳第二步求代谢率n = w / t = 0.62.0 104 / 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.http:/ 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 2r t（焦耳、安培、欧姆、秒） 电流的效应http:/ 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 pp =

8、 i 2 r = 10 22 = 200 瓦特 第二步求热量q = i 2 r t = 10 2 2 3 60 = 36000 焦耳http:/ 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http:/ 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http:/ 2nh2 + 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？http:/ 影响化学反应速度的因素：升高温度、增加压强、催化剂v 影响化学反应平衡的因素o提高温度和加催化剂：缩短氨的平衡时间o达到平衡时，催化剂对平衡产率没有影响o温度升

9、高：平衡向吸热方向移动o提高压强，平衡向体积减小的方向移动http:/ 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：http:/ 电解过程自习v 两极上分别发生的氧化、还原反应 阴极： 2h+ + 2e = h2 （还原）阳极： 2cl- + 2e = cl2 （氧化）http:/ 金属材料1、铁重点：铁的化学性质和钢铁冶炼的主 要原理http:/ 化学性质 铁元素在化合物中显示的化合价为+ 2或+ 3（feo fe2 o3） 炼铁的主要原理 利用co的还原氧化铁，炼得生铁 fe2 o3 + co = 2fe + 3 co2 炼钢的主要原理 用 o2 氧化生铁中的一部分碳及硫磷等杂质，炼得碳钢http:/ 原因：化学腐蚀：直接发生化学