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  4. 酸雨环境和能源空气的污染和防治燃料的利用和新能源的开发

环境保护是当前世界发展的重要课题.下列治理相关污染的措施可行的是()ABCD污染温室效应水体污染酸雨沙尘暴防治措施使用天然气代替煤禁止使用化肥和农药工厂废气直接排放植树

一、题文

环境保护是当前世界发展的重要课题.下列治理相关污染的措施可行的是(  )
ABCD
污染温室效应水体污染酸 雨沙尘暴
防治措施使用天然气代替煤禁止使用化肥和农药工厂废气直接排放植树造林
A.①B.②C.③D.④

考点提示:酸雨,环境和能源,空气的污染和防治,燃料的利用和新能源的开发

二、答案

D

三、考点梳理

知名教师分析,《环境保护是当前世界发展的重要课题.下列治理相关污染的措施可行的是()ABCD污染温室效应水体污染酸雨沙尘暴防治措施使用天然气代替煤禁止使用化肥和农药工厂废气直接排放植树》这道题主要考你对 酸雨环境和能源空气的污染和防治燃料的利用和新能源的开发 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:酸雨,环境和能源,空气的污染和防治,燃料的利用和新能源的开发

考点名称:酸雨
  • 概念:
    酸雨是指PH值小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中,吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化物等物质,形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质造成的。我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的,多为硫酸雨,少为硝酸雨,此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。

  • 酸雨形成的化学反应过程:

    (1)酸雨多成于化石燃料的燃烧:
    含有硫的煤燃烧生成二氧化硫 S+O2SO2
    二氧化硫和水作用生成亚硫酸 SO2+H2O==H2SO3
    亚硫酸在空气中可氧化成硫酸 2H2SO3+O2→2H2SO4

    (2)氮氧化物溶于水形成酸:雷雨闪电时,大气中常有少量的二氧化氮产生。
    闪电时氮气与氧气化合生成一氧化氮 N2+O22NO
    一氧化氮结构上不稳定,空气中氧化成二氧化氮 2NO+O2=2NO2
    二氧化氮和水作用生成硝酸 3NO2+H2O=2HNO3+NO

    (3)酸雨与大理石反应:
    CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2↑ CaSO3+SO2+H2O==Ca(HSO3)2

    (4)此外还有其他酸性气体溶于水导致酸雨,例如氟化氢,氟气,氯气,硫化氢等其他酸性气体。
  • 酸雨防治:
    (1)开发新能源,如氢能,太阳能,水能,潮汐能,地热能等。
    (2)使用燃煤脱硫技术,减少二氧化硫排放。
    (3)工业生产排放气体处理后再排放。
    (4)少开车,多乘坐公共交通工具出行。
    (5)使用天然气等较清洁能源,少用煤。
  • 知识拓展:
    1. 酸雨区
    某地收集到酸雨样品,还不能算是酸雨区,因为一年可有数十场雨,某场雨可能是酸雨,某场雨可能不是酸雨,所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中,但一般认为:年均降水pH高于5.65,酸雨率是0-20%,为非酸雨区;pH在5.30--5.60之间,酸雨率是10--40%,为轻酸雨区;pH在5.00--5.30之间,酸雨率是30-60%,为中度酸雨区;pH在4.70--5.00之间,酸雨率是50-80%,为较重酸雨区;pH小于4.70,酸雨率是70-100%,为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实,北京、拉萨、西宁、兰州和乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨,但年均pH和酸雨率都在非酸雨区标准内,故为非酸雨区。

    2. 我国三大酸雨区
    我国酸雨主要是硫酸型
    我国三大酸雨区分别为:
    (1)西南酸雨区:是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。
    (2)华中酸雨区:目前它已成为全国酸雨污染范围最大,中心强度最高的酸雨污染区。
    (3)华东沿海酸雨区:它的污染强度低于华中、西南酸雨区。

考点名称:环境和能源
  • 1. 环境:
         环境既包括以空气、水、土地、植物、动物等为内容的物质因素,也包括以观念、制度、行为准则等为内容的非物质因素;既包括自然因素,也包括社会因素;既包括非生命体形式,也包括生命体形式。环境是相对于某个主体而言的,主体不同,环境的大小、内容等也就不同。
    2. 能源:
         能源就是向自然界提供能量转化的物质(矿物质能源,核物理能源,大气环流能源,地理性能源)。能源是人类活动的物质基础。在某种意义上讲,人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。
  • 节能减排:
    1. 概念:节能减排有广义和狭义定义之分,广义而言,节能减排是指节约物质资源和能量资源,减少废弃物和环境有害物(包括三废和噪声等)排放;狭义而言,节能减排是指节约能源和减少环境有害物排放。
    2. 生活实例
    一些简单易行的改变,就可以减少能源的消耗。例如,离家较近的上班族可以骑自行车上下班而不是开机动车;短途旅行选择火车而不搭乘飞机;在不需要继续充电时,随手从插座上拔掉充电器;如果一个小时之内不使用电脑,顺手关上主机和显示器;每天洗澡时用盆浴代替淋浴,每人全年可以减少约0.1吨二氧化碳的排放……还可以根据不同的环境、地点,进行适当的调整。

    一、居家
    (1)照明用电
    注意随手关灯。使用高效节能灯泡。美国的能源部门估计,单单使用高效节能灯泡代替传统电灯泡,就能避免四亿吨二氧化碳被释放。 节能灯最好不要短时间内开关,节能灯在开关时是最耗电的,对于保险丝的损伤也是最大的。 白天可以干完的事不留着晚上做,洗衣服、写作业在天黑之前做完。早睡早起有利于身体健康,又环保节能。
    (2)低碳烹调法
    尽量节约厨房里的能源。食用油在加热时产生致癌物,并造成油烟污染居室环境。减少煎炒烹炸的菜肴,多煮食蔬菜。不要把饭锅和水壶装得太满,否则煮沸后溢出汤水,既浪费能源,又容易扑灭灶火,引发燃气泄漏。调整火苗的燃烧范围,使其不超过锅底外缘,取得最佳加热效果。如果锅小火大的话,火苗烧在锅底四周只会白白消耗燃气。 自家煮饭炒菜,量足够吃就好,不多炒。路上看到被人丢弃的食物,可以捡起来喂野狗、野猫和小鸟等小动物。变质的饭菜可以埋在地里做肥料。
    (3)节水妙招
    淘米水是很好的去污剂,可以留下来洗碗或者浇花。 沾了油的锅和盘子要先用用过的餐巾纸擦干净,洗起来既节水省时,又可少用洗涤剂,减少水污染。 冲洗衣服时,可以加入少量肥皂粉,因为洗衣粉遇到肥皂会减少很多泡沫,既省水又节约清洗的时间。 洗脸、洗手用小脸盆接住水,然后倒进大桶收集起来。 洗手、洗澡、洗衣、洗菜的水和较干净的洗碗水,都可以收集起来洗抹布、擦地板、冲马桶。 刷牙时要用多少水就盛多少水,不要开着水龙头让水一直流个不停。 可以把装满水的饮料瓶(或一块砖)放到马桶的水箱里,既可以减少每次用的冲水量,也能冲干净马桶。
    (4)爱惜衣物之道
    穿衣以大方、简洁、庄重为美,加少量的时尚即可。相比那些时尚的服饰,传统衣着的保鲜度和耐用性更好。 外出时穿的正式服装和家居服分开,回家就换上宽松舒适的家居服,可以延长正装的寿命。 吃饭、走路时注意照管衣服,避免溅上油污和泥渍。 做饭、干活时穿上围裙或劳动服,保护衣服不被损污。 洗头、洗脸时,用毛巾遮护衣领,卷起袖子,避免衣服被水打湿。 脱下来的衣服要折叠好,放在衣柜里或者挂进衣橱,不要在外面乱堆乱放,以免落上尘埃杂秽。
    (5)家用电器的节能使用
    购买洗衣机、电视机或其他电器时,选择可靠的低耗节能产品。电视、电脑不用时及时切断电源,既节约用电又防止插座短路引发火灾的隐患。不用时关掉饮水机的电源。保持冰箱处于无霜状态。
    (6)循环再利用
    靠循环再利用的方法来进行材料的循环使用,可以减少生产新原料的数量,从而降低二氧化碳排放量。例如,纸和卡纸板等有机材料的循环再利用,可以避免从垃圾填埋地释放出来的沼气(一种能引起温室效应的气体,大部分是甲烷)。据统计,回收一吨废纸能生产800千克的再生纸,可以少砍17棵大树,节约一半以上的造纸原料,减少水污染。因此,节约用纸就是保护森林、保护环境。回收塑料及金属制品,一公斤铝的重新利用可以避免十一公斤二氧化碳排放。尽量少消耗铝膜包装的利乐砖包装,以及其他一次性用品。
    (7)节能的健身方式
    假如所住楼房的楼梯通风采光状况良好,安全设施齐备,可以每天做「爬梯运动」,在节电的同时,健身、健心一次完成。手洗轻便的衣服,也是一种很好的运动。以站桩的姿势在洗衣池前站定,既锻炼腿力,又可使经常处于紧张状态的腰部和背部放松。双手同时搓洗衣服,节水节电的同时锻炼了手指灵活性和左右脑的协调能力。
    (8)节省取暖和制冷的能源
    大部分家庭的能源都消耗在取暖和制冷上。只要有效地使用自然通风和避免房间过暖,就能简单地减少10%的费用和二氧化碳排放量。检查阁楼和空心墙隔热材料的质量。冬季检查门和窗边的缝隙是否密闭。夏季天气不算十分炎热时,最好用扇子或电风扇代替空调。使用空调时,不要把温度调得太低。
    (9)可再生能源
    用各种可再生能源的技术,能大大地减少我们在使用能源的过程中产生的二氧化碳。太阳能可以加热水和发电。在一些欧洲国家越来越多地采用生物质采暖系统,还有一些新式的小型风力涡轮发电机已经可以供家庭使用。
    (10)垃圾分类处理
    垃圾分类可以回收宝贵的资源,同时减少填埋和焚烧垃圾所消耗的能源。例如,废纸被直接送到造纸厂,用以生产再生纸;饮料瓶、罐子和塑料等也可以送到相关的工厂,成为再生资源;家用电器可以送到专门的厂家,进行分解回收。家里可以准备不同的垃圾袋,分别收集废纸、塑料、包装盒、厨余垃圾等。每天进行垃圾分类和回收,不仅是我们应尽的责任,也有利于培养孩子爱护环境的习惯和自觉性。
    (11)交流捐赠多余物品
    将多余或不用的物品集中起来,通过交换和捐赠的办法,达到重复利用的目的。

    二、在路上
    (1)经济型汽车
    高能效汽车每公里产生更少二氧化碳。一般说来,汽车重量越大越耗油,产生的二氧化碳越多。与经济型的小汽缸车相比,大型SUV汽车和豪华汽车排放至少两倍以上的二氧化碳。越野型汽车安全系数高,但比较耗油。自动档汽车的动力传递通过液压完成,在工作中会造成动力损失,尤其是在低速行驶或堵车中走走停停时,油耗更大。
    (2)燃料
    汽油和柴油:环保型的汽油和柴油能提高汽车的性能。它能清洁汽车的引擎,减少引擎的摩擦力,并使燃油能更充分燃烧,从而降低对空气的污染。 生物液体燃料:生物液体燃料与传统车用燃料相比,可以潜在地带来二氧化碳减排。中国已经是世界燃料乙醇的第三大生产国和使用国。燃料乙醇在全国9个省的车用燃料市场得以推广和使用。
    (3)明智的旅行
    先计划好最佳路线再出发。 仔细想想你旅行需求。尽量使用公共交通工具。 你有想过跟家人和朋友共乘一辆汽车吗?你真的需要飞行吗?可能一个电话会议更节省时间、金钱和降低二氧化碳排放量。
    (4)汽车保养
    做好汽车的日常养护,确保它能在最佳状态下行使。检察轮胎气压和机油。不需要的时候,把车顶行李架和箱子拆下来,因为这些都会使车子的效率降低超过10%。
    (5)开车时
    行驶时注意油离配合,保持在经济时速。试验显示,油门踩到底比中速行驶费油2—3倍,所以在行驶中猛刹车、猛起步都是大忌,尽量做到平稳起步。 在排队、堵车或等人时,尽量避免发动机空转。发动机空转3分钟的油耗可以让汽车行驶1公里。因此,如果滞留时间超过1分钟,就应该熄火。
    (6)提高出门办事效率
    除非必需,不单独驾车出门。每次出门之前,把要办的事列出来,争取一口气办完。这样可以减少塞车造成的能源浪费和环境污染。

    三、购物时
    (1)自备购物袋或重复使用塑料袋购物 塑料的原料主要来自不可再生的煤、石油、天然气等矿物能源,节约塑料袋就是节约地球能源。我国每年塑料废弃量超过一百万吨,「用了就扔」的塑料袋不仅造成了资源的巨大浪费,而且使垃圾量剧增。
    (2)购买本地的产品 购买本地的产品能减少在产品运输时产生的二氧化碳。例如:根据环境、食品和乡村事务部公布的一份报告,在英国,8%从车子释放的二氧化碳来自运送非本地产品的车辆。
    (3)购买季节性的产品
    购买季节性的水果和蔬菜能减少温室生长的农作物。很多温室都消耗大量的能源来种植非季节性的产品。 一方水土养一方人,本地的食品最适合当地人食用。本地生产的其他商品,维修保养方便且成本低廉。季节性的食品是在最适宜该物种生长的自然生态下成熟的,最富营养,同时也少有各种催生的添加品。而反季节食品不仅价格贵而且营养较少,添加的农药、化肥和催生剂也危害健康。
    (4)减少肉、蛋、奶等动物性食品的采购 地球上人为产生的温室气体,畜牧业排放的甲烷就占37%,氧化亚氮占65%(平均以100年为单位,甲烷和氧化亚氮的暖化效能分别是二氧化碳的25倍和298倍)。肉类的生产、包装、运输和烹饪所消耗的能量比植物性食物要多得多,并且植物性食物也更有利健康。
    (5)少用一次性制品 商场里充斥着一次性用品:一次性餐具、一次性牙刷、一次性雨衣、一次性签字笔……一次性用品给人们带来了短暂的便利,却给生态环境带来了灾难。它们加快了地球资源的耗竭,所产生的大量垃圾造成环境污染。以一次性筷子为例,我国每年向日本和韩国出口约150万立方米,需要损耗200万平方米的森林资源。
    (6)不要掉进奢侈品的陷阱 越时尚的商品,更新换代的速度越快。无论是电子产品还是时髦的服装,商家通过不断地推陈出新,刺激人们的购买欲。那些追求奢侈品消费的“月光族”和“车奴”、“卡奴”,不仅浪费资源,还使自己背上沉重的经济枷锁,究竟是富人还是“负人”,只能冷暖自知。
    (7)过度包装 注意购买包装简单的产品。这代表在包装的生产过程中,消耗了较少的能量。减少了送往垃圾填埋地的垃圾,也减少消费者的经济负担。
    (8)使用再循环材料的好处
    比起用原始材料制造的产品,用再循环材料制造的产品,一般消耗较少的能源。例如:使用回收钢铁来生产所消耗的能源比使用新的钢铁少75%。
  • 低碳生活:
    1.  概念:低碳生活,就是指生活作息时所耗用的能量要尽力减少,从而减低碳,特别是二氧化碳的排放量,从而减少对大气的污染,减缓生态恶化,主要是从节电节气和回收三个环节来改变生活细节。可以理解为:减少二氧化碳的排放,就是低能量、低消耗、低开支的生活方式。

    2. 养成低碳习惯
    从若干个环节来改变生活细节,包括以下一些低碳的良好生活习惯:倡导低碳,呵护地球。
    (1)每天的淘米水可以用来洗手、洗脸、洗去含油污的餐具、擦家具、浇花等。干净卫生,天然滋润。
    (2)将废旧报纸铺垫在衣橱的最底层,不仅可以吸潮,还能吸收衣柜中的异味;还可以擦洗玻璃,减少使用污染环境的玻璃清洁剂
    (3)用过的面膜纸可以用它来擦首饰、擦家具的表面或者擦皮带,不仅擦得亮还能留下面膜纸的香气
    (4)浸泡过后的茶叶渣,把它晒干,做一个茶叶枕头,既舒适,又能帮助改善睡眠;还可以用来洗碗、手工皂的原材、晒干后可吸异味
    (5)出门购物,尽量自己带环保袋,无论是免费或者收费的塑料袋,都减少使用 保护地球——低碳生活保护地球——低碳生活
    (6)出门自带喝水杯,减少使用一次性杯子
    (7)多用永久性的筷子、饭盒,尽量自带餐具,避免使用一次性的餐具
    (8)养成随手关闭电器电源的习惯,避免浪费电力。
    (9)尽量不使用冰箱、空调、电风扇,热时可用蒲扇或其他材质的扇子
    (10)夏天开空调前,应先打开窗户让室内空气自然更换,开电风扇让室内先降温,开空调后调至室温25~26°之间(最好26°以上),用小风,这样既省电也低碳
    (11)用过的塑料瓶,把它洗干净后可用来盛各种液体物质(也可以盛放一些豆类)
    (12)食物废料、残渣,可以用作肥料用

    3. “低碳生活,从我做起”的生活方式:
    (1)每天使用传统的发条闹钟,替代电子闹钟。
    (2)用节能灯替换60瓦的灯泡;一旦不用电灯、空调,随手关掉。
    (3)在午休和下班后关掉电脑电源;手机一旦充电完成,立即拔掉手机充电插头。
    (4)使用电脑时,尽量使用低亮度,开启程序少些。
    (5)尽量少看电视。建议多看书,既节电,又可以增长知识。
    (6)选择晾晒衣物,避免使用滚筒式干衣机;用在公园等适合跑步的空气清新的地方中慢跑取代在跑步机上的45分钟锻炼。
    (7)冰箱内存放食物的量以占容积的80%为宜,放得过多或过少,都费电。食品之间留10毫米以上的空隙。
    (8)用剩的小块肥皂香皂,收集起来装在不能穿的小丝袜中,可以接着用。
    (9)尽量在出行时选择步行或骑脚踏车,即低碳,又健康。不开汽车而改骑自行车或步行。
    (10)少坐飞机,飞机从停机坪上升到空中所排出的二氧化碳等于3600台汽车的排放量。
    (11)少买不必要的衣服。服装在生产、加工和运输过程中,要消耗大量的能源,同时产生废气、废水等污染物。在保证生活需要的前提下,每人每年少买一件不必要的衣服可节能约2.5千克标准煤,相应减排二氧化碳6.4千克。如果全国每年有2500万人做到这一点,就可以节能约6.25万吨标准煤,减排二氧化碳16万吨。
    (12)联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)主席暨2007年诺贝尔奖得主帕乔里博士(Dr.RajendraK.Pachauri)表示:“不吃肉、骑脚踏车、少消费,就可以协助遏止全球暖化”。他说:这是IPCC早先不敢表达,但是我们必须公诸于世的概念。他呼吁全球民众,“请少吃肉!肉食是排碳量极大的产品。”
    (13)减少使用塑料物品,塑料废物去到垃圾处理厂及堆田区,一般需要20~30年才能被土壤稀释及完全氧化。泥石流、土地下沉等问题并不是自然现象,而是人为造成的,请爱护我们的土地,爱护地球。
    (14)旅游时,请自带清洁用品,减少更换被铺的需要,因酒店每次回收的毛巾、被单、床铺都需要用大量的水和清洁剂来清洗,造成水质污染。一次性的洗刷用品都要经历回收、再造的过程里产生废物及废料地球是需要好几十年才能氧化掉。
    (15)旅游观光区,避免接触海洋生物,会破坏海洋生态平衡。
考点名称:空气的污染和防治
  • 空气污染:
        即空气中含有一种或多种污染物,其存在的量、性质及时间会伤害到人类、植物及动物的生命,损害财物、或干扰舒适的生活环境,如臭味的存在。换言之,只要是某一种物质其存在的量,性质及时间足够对人类或其他生物、财物产生影响者,我们就可以称其为空气污染物;而其存在造成之现象,就是空气污染。换言之,某些物质在空气中不正常的增量就产生空气污染的情形。
  • 空气污染治理:

    1. 空气污染及来源
    导致空气质量下降的污染物很多。目前量多且危害严重的空气污染物主要有二氧化硫(SO2)、氮氧化物 (NO2)、一氧化碳(CO)和可吸入颗粒物等。如下表所示:
    空气污染物主要来源
    二氧化硫煤、石油等燃料的燃烧,生产硫酸等工厂排放的尾气
    一氧化碳化石燃料等不完全燃烧
    氮氧化物机动车辆等排放的废气
    可吸入颗粒物地面扬尘、燃煤排放的粉尘等

    2. 空气污染的危害
    ①酸雨:SO2、NOx等气体形成酸雨。
    ②臭氧层破坏:氟利昂的释放,加速臭氧分解。
    ③其他危害:空气污染严重危害了人体健康,影响了农作物生长,破坏了生态平衡。

    3. 空气污染的防治
    ①改善燃料结构,尽量充分燃烧液体燃料和气体燃料。
    ②对化石燃料进行脱硫、脱氮处理,工厂的废气要经过处理再排放。
    ③开发新能源,如太阳能、风能、水能、地热能等。
    ④大力开展植树造林活动,提高环境的自我净化能力。
  • 空气质量日报:
    空气质量日报的主要内容:空气污染指数,首要污染物,空气质量级别,空气质量状况。
    计入空气污染指数的项目:二氧化硫,一氧化碳,二氧化氮,可吸入颗粒物,臭氧等。
    空气质量级别:
    污染指数50以下51-100101-150151-200201-250251-300300以上
    质量级别Ⅲ⑴Ⅲ⑵Ⅳ⑴Ⅳ⑵
    质量状况轻微污染轻度污染中度污染中度重污染重度污染

    PM2.5
    (1)什么是PM2.5:PM2.5是指大气中小于或等于2.5微米的颗粒物,也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但对空气质量和能见度等有重要影响。

    (2)PM2.5的性状:与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,富含大量的有毒,有害物质且能在大气中停留时间长,输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

    (3)PM2.5的来源:主要来源是日常发电,工业生产,汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属的等有毒物质。一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等,2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(机动车尾气,燃烧)、挥发性有机物等。

    (4)2012年2月,国务院同意发布新修订的《环境空气质量标准》增加了PM2.5监测指标。

    室内空气污染:

    指由于各种原因导致的室内空气中有害物质超标.进而影响人体健康的室内环境污染。有害物质包括甲醛、苯、氨、放射性物质等。
考点名称:燃料的利用和新能源的开发
  • 新能源:
         在合理开发、综合利用化石能源的同时,积极开发氢能、核能.太阳能、生物质能(沼气)、风能、水能、地热能、潮汐能等新型能源,以应对能源危机,减轻环境污染,促进社全可持续发展.
  • 几种常见的新能源: 
    (1)车用乙醇汽油
    将乙醇液体中含有的水进一步除去,再添加适量的变性剂可形成变性燃料乙醇,将其与汽油以一定的比例混合形成乙醇汽油。酒精中不含氮、硫等元素,因此它完全燃烧后排放的尾气中污染物少,有利于保护环境,所以乙醇汽油是较清浩的能源。掺有10%乙醇的汽油燃烧可使CO排放量减少30%,碳氢化合物排放量减少10%,这种燃料不仅可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染,还可以促进农业生产。目前在我国的一城市正在逐步推广使用乙醇汽油。

    (2)氢能
    ①氢气作为未来理想能源的优点
    a.氢气的来源广泛,可以由水制得。
    b.氢气燃烧的热值比化石燃料高(如下图).大约是汽油热值的二倍。
    c.最突出的优点是燃烧产物是水,不污染环境因此氢能源具有广阔的开发前景。
    ②氢气的性质
    a.氢气的物理性质:通常情况下,氢气是无色、无味的气体,难溶于水,密度是0.089g/L,比空气密度小,是最轻的气体。
    b.氢气的化学性质:氢气的可燃性:纯净的氢气在空气中能安静地燃烧,这个反应的化学方程式为2H2+O22H2O,现象为:产生淡监色火焰,放山热量氢气的还原性:氢气在加热条下,能跟某些金属氧化物反应,夺取金属氧化物中的O,因此,氢气具有还原性,即能使金属的氧化物失去O而还原为金属,氢气是一种重要的还原剂。
    如氢气还原氧化铜:H2+CuOCu+H2O
    现象:黑色固体粉末逐渐变为红色,试管内壁有水珠产生。
    ③氢能源的开发
    a. 电解水的方法:消耗电量太多,成本高,不经济,不能大规模地制取氢气。
    b. 理想的制氢方法:寻找合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气、
    ④氢气的储存:由于氢气是一种易燃易爆的气体,难液化,储存和运输不方便也不安全。如何储存氢气是氢能源开发研究的又一关键问题。目前,人们发现某些金属合金如Ti—Fe、Ti—Mn、La—Ni等具有储氢功能。其中La—Ni合金在常温、0.152MPa下就能放出氢气,已用于氢能汽车和燃料电池中氢气的储存,新型储氢型合金材料的研制和实际应用对氢能源开发具有重要意义

    (3)生物质能
    指太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽用之不竭,是一种可再生能源。通常包括木材,森林废弃物,农业废弃物,水生植物,油料植物,工业有机废弃物,动物粪便等。具有可再生性、低污染性、分布广泛、总量丰富等特性。
    ①沼气是有机物质在厌氧条件下经过微生物发酵而生成的一种可燃性气体,其主要成分是CH4。
    ②沼气的制取
    把秸秆、杂草、人类粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可以产生甲烷。如图:

    ③发展沼气的意义:解决农村生活的燃料问题,提高农家肥的肥效。减少污染物的排放,保护环境。

    (4)其他的新能源
    随着社会对能量的需求量越来越大,化学反应提供的能量已经不能满足人类的需求。目前,人们正在开发和利用的新能源有太阳能、核能、风能、水能、地热能和潮汐能等。
    ①太阳能:地球上最根本的能源是太阳能。太阳能的利用一是通过集热器进行光热转换,如太阳能热水器.二是通过光电池直接转化为电能,如太阳能电池
    ②核能:来源于原子核的变化,这类变化叫核反应。核反应过程中由于原子核的变化,而伴随着巨大的能量变化,所以核能也叫原子能。
    ③风能:利用风力进行发电、扬帆助航等技术,也是一种可以再生的清洁能源
    ④地热能:地壳深处的温度比地面高得多,利用地下热量也时进行发电
    ⑤海洋能:在地球与长阳、月亮等的相互作用下海水不停地运动。站在海滩上,可以看到滚滚海浪,在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、温差能,这些能量总称海洋能。

  • 沼气与天然气的区别:
    沼气和天然气的主要成分一样,都是CH4,但沼气并不是天然气。天然气是化石能源,属于不可再生能源,沼气是可再生能源。

    节能:
    (1)解决人类能源短缺的途径
    ①节约能源;
    ②开发利用新能源,

    (2)节约能源的途径
    ①充分燃烧燃料:如使煤粉碎或气化后燃烧;
    ②充分利用热能:如综合利用;
    ③变废物为能源:如沼气。

    (3)节能标志

    中国节能标志由“energy”的第一个字母e构成一个圆形图案,中间包含了一个变形的汉字“节”.寓意为 “节能”。缺口的外圆又构成“China”的第1个字母 “C”.“节”的上半部分简化成一段古长城的形状,与下半部构成一个烽火台的图案,一起象征着中国。“节” 的下部又是“能”的汉语拼音第1个字母“N”,整个图案中包含了中英文,有利于与国际接轨。
  • 可燃冰:
       可燃冰是甲烷水合物,外观像冰。它由甲烷分子和水分子组成,还含有少量二氧化碳等其他气体。可燃冰在低温高压条件下形成,1体积可燃冰可储载100 一200倍体积的甲烷气体,具有能量高、热值大等优点。目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2 倍,它将成为替代化石燃料的新能源。但是,可燃冰埋藏于海底的岩石中,目前开采在技术上还存在很大困难。如果在开采时甲烷气体大量泄漏到大气中,造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。

    燃料电池:

        燃料电池是一种化学电池,它将物质发生化学反应时释放出的能量直接转变为电能。燃料电池与普通化学电池不一样,它工作时需要外界连续地向其供给燃料和氧化剂。正是由于它是把燃料进行化学反应释放出的能量变为电能输出,所以被称为燃料电池-- 燃料电池在结构上与蓄电池相似,由正极、负极和电解液组成.两极多是由钦、镍等惰性微孔材料制成,它们确利于气体燃料及空气或氧气通过,但不参与化学反应。以氢氧燃料电池为例,电池工作时,从负极将氢气输送进去,从正极将氧气输送进去,氢气和氧气在电池内部发生电化学反应,使燃料的化学能转变为电能。除了氢气,甲烷、煤气等也可作为燃料电池的燃料。目前。已研制成功铝空气燃料电池,它是用纯铝作负极,空气作正极,铝空气电池可以代替汽油提供汽车动力,这种电池还能用于收音机、照明设备、野营炊具、野外作业工具等。燃料电池具有能量转化率高,对环境污染小,工作时安静且无机械磨损等许多优点,在汽车、通信等许多方面得到了应用。

    氢能源循环体系:
         下图是一种最理想的氧能源循环体系,太阳能和水是用之不竭的,而且价格低廉。极需研究的是寻找合适的光分解催化剂,它能在光照下使水的分解速率加快。当然,氢发电机的反应器和燃料电池也是需要研究的领域。实现这一良性循环.将使人类可以各取所需地消耗电能。


    太阳能的利用方式:
    日前太阳能的利用方式是光热转换和光电转换两种方式。
    (1)光热转换方式
    太阳能的热利用是通过集热器进行光热转化的,集热器也就是太阳能热水器。它的板芯由涂了吸热材料的铜片制成,封装存玻璃钢外壳中。铜片只是导热体,进行光热转化的是吸热涂层,这是特殊的有机高分子化合物。封装材料也很讲究,既要有高透光率,又要有良好的绝热性:随涂层、材料、封装技术和热水器的结构设计等不同,终端使用温岌较低的在200℃以下,可供生活热水、取暖等;中等温在存200~800℃之间,可供烹调、工业用热等;高温的可达800℃以上。可以供发电站使用。20世纪70年代石油危机之后,这类热水器曾有蓬勃发展,特别是在美国、以色列、日本、澳人利亚等国家,安装家用太阳能热水器的件它很多 (1()%~35%)。20世纪80年在美国已建成若干示范性的太阳能热发电站,用特殊的抛物面反光镜聚集热量获得高温蒸汽送到发电机进行发电。

    (2)光电转换方式
    太阳能也可通过光电池直接变成电能,这就是太阳能电池。其具有安全可靠、无噪、无污染、:不需燃料、无需架设输电网、规模可大叫可小等优点,但需要占用较大的面积。因此比较适合阳光充足的边远地区的农牧民或边防部队使用。已有使用价值的光电池种类不少.如多晶硅(Si蜥)、单晶硅(掺入少量硼、砷)、碲化镉 (cdTe)、础化铜钢(culnSe)等都是制造光电池的半导体材料,它们能吸收光子使电子定向流动而形成电流光电池应用范围很广,大的可用于微波中继站、卫星地面站、农村电话系统,小的可用于太阳能手表、太阳能计算器、太阳能充电器等,这些产品已有广大市场。

    有关能源的几种常见概念:
    (1)一级和二级能源
    一级能源是直接开采或直接被利用的能源.如煤、石油、天然气、水能等
    二级能源是由一级能源转化产生的能源,如水电、火电、酒精等汽油、柴油等石油产品都是由石油分馏产生的,因此属于二级能源

    (2)绿色能源和清洁能源
    绿色能是指对环境无影或影响很小的能源:如:电能、光能、潮汐能、氢能等
    清洁能源是指使用时不产生污染环境的物质,但产物排放过多会对环境有影响的能源,如乙醇、甲烷等燃料燃烧产生的CO2,空气中CO2过多会产生温室效应

    (3)可再生能源和不可再生能源
    通过大自燃的循环可不断转化的能源称为可再生能源。如水能、氢能、乙醇等,要通过几百万年才能形成的能源、用一点少一点,这样的能源称为不可再生能源.如化石燃料

    (4)化学能、物理能、核能
    化学能:通过化学反应中获得的能量,如化石燃料和其他燃料燃烧产生的能量。
    物理能:不通过化学反应直接获得的能量.如水能、地热能、潮汐能、风能。
    核能:通过原子核变化获得的能量,如原子弹、氢弹爆炸释放的能量,核反应堆中产生的能量。

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