高中化学问题(常识,有机,物构)

A．硫酸、纯碱、醋酸钠和生石灰分别属于酸、盐、盐和氧化物，故A错误；

B．蔗糖在水溶液中或熔融状态下均不导电属于非电解质；硫酸钡在溶液中完全电离属于强电解质；水能够发生部分电离属于弱电解质，故B正确；

C．Mg、Al活泼性较强工业上利用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，故C错误；

D．沼气是由植物秸秆发酵形成的属于可再生能源；天然气是由古代生物在地下发生复杂的变化形成的，属于化石能源；水煤气是由C与水蒸气在高温条件下反应生成的属于二次能源，故D错误；

故选：B．

A．水煤气是水和煤反应生成的一氧化碳和氢气混合气体属于二次能源，天然气、沼气都是甲烷，分别属于化石能源、可再生能源，故A正确；

B．液氨属于非电解质、石墨既不是电解质也不是非电解质、水是弱电解质，故B错误；

C．Mg、Al等活泼或较活泼金属用电解法，Cu是中等活泼金属，以C、CO或H2做还原剂还原，故C错误；

D．纯碱是碳酸钠，属于盐，故D错误；

故选A．

氧气：1.物理性质:

①色,味,态:无色无味气体(标准状况)

②熔点:-218.4℃（变为淡蓝色雪花状的固体） 沸点:-182.9℃（变为淡蓝色液体）

③密度:1.429克/升（气），1.419克/厘米3（液），1.426克/厘米3（固）

④水溶性:不易溶于水，标准情况下，1L水中可以溶解约30mL的氧气

⑤贮存:天蓝色钢瓶

2.化学性质:

总体来说，氧气的化学性质比较活泼。

用途：1.冶金工业 在炼钢过程中吹以高纯度氧气，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应，这不但降低了钢的含碳量，还有利于清除磷、硫、硅等杂质。而且氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度，因此，吹氧不但缩短了冶炼时间，同时提高了钢的质量。高炉炼铁时，提高鼓风中的氧浓度可以降焦比，提高产量。在有色金属冶炼中，采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。

2.化学工业 在生产合成氨时，氧气主要用于原料气的氧化，例如，重油的高温裂化，以及煤粉的气化等，以强化工艺过程，提高化肥产量。

3.国防工业 液氧是现代火箭最好的助燃剂，在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂，可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可制作液氧炸药。

4,医疗保健方面:供给呼吸：用于缺氧、低氧或无

氧环境，例如：潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时。

此外氧气在金属切割及焊接等方面也有着广泛的用途。

化学式：O2

稀有气体：稀有气体元素指氦、氖、氩、氪、氙、氡以及不久前发现的Uuo7种元素

物理性质：空气中约含1％（体积百分）稀有气体，其中绝大部分是氩。稀有气体都是无色、无臭、无味的，微溶于水，溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成的，它们的熔点和沸点都很低，随着原子量的增加，熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。

化学性质：稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6（氦为 1s2），是最稳定的结构，因此，在通常条件下不与其他元素作用，长期以来被认为是化学性质极不活泼，不能形成化合物的惰性元素。除氦以外，稀有气体原子的最外电子层都是由充满的ns和np轨道组成的，它们都具有稳定的8电子构型。稀有气体的电子亲合势都接近于零，与其它元素相比较，它们都有很高的电离势。因此，稀有气体原子在一般条件下不容易得到或失去电子而形成化学键。表现出化学性质很不活泼，不仅很难与其它元素化合，而且自身也是以单原子分子的形式存在，原子之间仅存在着微弱的范德华力（主要是色散力）。直到1962年，英国化学家N.巴利特才利用强氧化剂PtF6与氙作用，制得了第一种惰性气体的化合物Xe[PtF6]，以后又陆续合成了其他惰性气体化合物，并将它的名称改为稀有气体。空气是制取稀有气体的主要原料，通过液态空气分级蒸馏，可得稀有气体混合物，再用活性炭低温选择吸附法，就可以将稀有气体分离开来。

用途：稀有气体被电流击穿，会发出彩色荧光，因此可做彩灯。

利用稀有气体极不活动的化学性质，有的生产部门常用它们来作保护气。

俗名：无

化学式：He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn

氢气：物理性质：

氢气是无色并且密度比空气小的气体（在各种气体中，氢气的密度最小。标准状况下，1升氢气的质量是0.0899克，比空气轻得多）。因为氢气难溶于水，所以可以用排水集气法收集氢气。另外，在101千帕压强下，温度-252.87℃时，氢气可转变成无色的液体；-259.1℃时，变成雪状固体。常温下，氢气的性质很稳定，不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时（如点燃、加热、使用催化剂等），情况就不同了。

化学性质：在常温下，氢气的化学性质是稳定的。在点燃或加热的条件下，氢气很容易和多种物质发生化学反应。纯净的氢气在点燃时，可安静燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，有水生成。若在火焰上罩一干冷的烧杯，可以烧杯壁上见到水珠。

用途：氢气的用途之一

氢气的用途是由氢气的性质决定的。例如，氢气密度是所有气体中最小的，可将氢气充入探空气球。氢气跟氧气反应时放出大量的热，氢氧焰可达3000℃的高温，用于焊接或切割金属；做高能燃料。利用氢气的还原性，可以冶炼重要的金属。

氢气的用途之二

氢气可充气球或气艇，用做双氢内冷发电机中导热材料，冶炼有色金属和高纯锗、硅，合成氨、盐酸，石油加氢，制硬化油，高效能燃料，氢氧焰。

氢气的用途之三

氢气是最轻的气体，最常见的用途是充填氢气球和氢气飞艇。其实氢气是重要的化工原料。如：氢气和氮气在高温、高压、催化剂存在下可直接合成氨气，目前，全世界生产的氢气约有2/3用于合成氨工业。在石油工业上许多工艺过程需用氢气，如加氢裂化，加氢精制、加氢脱硫、催化加氢等。氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，用水吸收得到重要的化工原料枣盐酸。氢气在氧气中燃烧的火焰枣氢氧焰可达3000℃高温，可用于熔融和切割金属。氢气和一氧化碳的合成气，净化后经加压和催化可以合成甲醇。在食品工业上，氢气用于动植物油脂的硬化，制人造奶油和脆化奶油等。在冶金工业中，利用氢气的还原性提炼贵重金属。氢气还可以提供防止氧化的还原气氛。随着新技术的发展，氢气的应用将更为广泛和重要。氢气是最理想的无污染燃料，液氢还有希望成为动力火箭的推进剂。

俗称：轻气

化学式：H2

二氧化碳：物理性质：

【相对分子量或原子量】44.01

【密度】1.977g/L（相对密度1.53（以空气的平均密度（1.29g/L）为基准）

【熔点（℃）】-56.6（5270帕）

【沸点（℃）】-78.48（升华）

【性状】

无色无味气体。

【溶解情况】

溶于水(体积比1:1)，部分生成碳酸。

化学性质：

【用途】二氧化碳是酸性氧化物，可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒、但空气中二氧化碳含量过高时，也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火

气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。

固态二氧化碳俗称干冰

化学式：CO2

一氧化碳的物理性质

在通常状况下,一氧化碳是无色、无臭、无味、难溶于水的气体，熔点-199℃，沸点-191.5℃。标准状况下气体密度为l.25g/L,和空气密度(标准状况下1.293g/L相差很小,这也是容易发生煤气中毒的因素之一。它为中性气体。

分子结构：一氧化碳分子为极性分子，分子形状为直线形。

一氧化碳的化学性质

一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2，能进一步被氧化成＋4价，从而使一氧化碳具有可燃性和还原性，一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧，生成二氧化碳

用途：作燃料。

酒精

主要成分:乙醇

乙醇的化学式：C2H5OH

外观与性状： 无色液体，有酒香。

燃点(℃)：75

熔点(℃)： -114.1

沸点(℃)： 78.3

相对密度(水=1)： 0.79

相对蒸气密度(空气=1)： 1.59

饱和蒸气压(kPa)： 5.33(19℃)

燃烧热(kJ/mol)： 1365.5

临界温度(℃)： 243.1

临界压力(MPa)： 6.38

辛醇/水分配系数的对数值： 0.32

闪点(℃)： 12

引燃温度(℃)： 363

爆炸上限%(V/V)： 19.0

爆炸下限%(V/V)： 3.3

酒精是一种无色透明、易挥发，易燃烧，不导电的液体。有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘。学名是乙醇， 分子式C2H6O，（酒精燃烧C2H6O+3O2→2CO2+3H2O）因为它的化学分子式中含有羟基，所以叫做乙醇，比重0.7893(20／4°)。凝固点-117.3℃。沸点78.2℃。能与水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形成共沸混合物，共沸点78.15℃。乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸，爆炸极限浓度3.5-18.0％(W)。酒精在70％(V)时，对于细菌具有强列的杀伤作用．也可以作防腐剂，溶剂等。处于临界状态（243℃、60kg／CM·CM）时的乙醇，有极强烈的溶解能力，可实现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降，因此，一定浓度的酒精溶液，可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料，是一种可再生能源。

物理性质：黑体．化学性质：斜体．

俗称：酒精

双氧水：外观与性状： 水溶液为无色透明液体，有微弱的特殊气味。纯过氧化氢是淡蓝色的油状液体。

主要成分： 工业级 分为27.5％、35％两种。熔点(℃)： -0.89℃(无水)

沸点(℃)： 152.1℃(无水)

折射率：1.4067（25℃）

相对密度(水=1)： 1.46(无水)

饱和蒸气压(kPa)： 0.13(15.3℃)

溶解性：能与水、乙醇或乙醚以任何比例混合。不溶于苯、石油醚。

结构：H-O-O-H 没有手性，由于-O-O-中O不是最低氧化态，故不稳定，容易断开

溶液中含有氢离子，而过氧根在氢离子的作用下会生成氢氧根离子，其中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度。

毒性LD50（mg/kg）：大鼠皮下700

燃爆危险： 本品助燃，具强刺激性。

1.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中，将带火星的木条伸入试管中，木条没有复燃。

2.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中，加热，再将带火星的木条伸入试管中，木条复燃。

3.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中，加入少量二氧化锰，再将带火星的木条伸入试管中，木条复燃。二氧化锰做催化剂，和过氧化氢反应生成氧气和水。

主要用途

在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂，并供火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。

医用双氧水(3%左右或更低)是很好的消毒剂 。

工业用是10%左右用于漂白,作强氧化剂,脱氯剂,燃料等。

实验用做制O2原料。

高锰酸钾KMnO4

性状与稳定性：深紫色细长斜方柱状结晶，带蓝色的金属光泽。味甜而涩。密度2.703克/立方厘米。高于240℃分解，易溶于水、甲醇、丙酮，但与甘油、蔗糖、樟脑、松节油、乙二醇、乙醚、羟胺等有机物或易的物质混合发生强烈的燃烧或爆炸。水溶液不稳定。遇光发生分解，生成灰黑色二氧化锰沉淀并附着于器皿上。属强氧化剂，在酸性条件下氧化性更强，可以用做消毒剂和漂白剂 ，和强还原性物质反应会褪色，如SO2 不饱和烃

中文俗称：灰锰氧

氯酸钾KCLO3

主要成分： 含量:工业级 一级≥99.5％二级≥99.2％。

外观与性状： 无色片状结晶或白色颗粒粉末，味咸而凉。

pH：

熔点(℃)： 368.4

沸点(℃)： 400

相对密度(水=1)： 2.32

相对蒸气密度(空气=1)： 无资料

饱和蒸气压(kPa)： 无资料

燃烧热(kJ/mol)： 无意义

临界温度(℃)： 无意义

临界压力(MPa)： 无意义

辛醇/水分配系数的对数值： 无资料

闪点(℃)： 无意义

引燃温度(℃)： 无意义

爆炸上限%(V/V)： 无意义

爆炸下限%(V/V)： 无意义

溶解性： 溶于水，不溶于醇、甘油。

主要用途： 用于火柴、烟花、炸药的制造，以及合成印染、医药，也用作分析试剂。

其它理化性质： 400(约)

稳定性：

禁配物： 强还原剂、易燃或可燃物、醇类、强酸、硫、磷、铝、镁。

后面的请查百度百科，谢谢！

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人类生存和发展的三要素

物质、能量与信息。

因此，能源的发展史直接影响人类的发展史。

我们人类生存与发展中最具有决定性意义的要素是三个：¾¾ 物质、能量和信息。

组成我们的世界是物质；人类生存活动决定于对信息的认知和反应；而维持生命，从事发展的活动又地要通过消耗能量来进行。

一切能量来自能源，人类离不开能源。能源是人类生存、生活与发展的主要基础。能源科学与技术，能源利用的发展在人类社会进步中一直扮演着及其重要的角色。

能源发展的里程碑可以这么说，每一次能源利用的里程碑式发展，都伴随着人类生存与社会进步的巨大飞跃。几千年来，在人类的能源利用史上，大致经历了这样四个里程碑式的发展阶段：原始社会火的使用，先祖们在火的照耀下迎来了文明社会的曙光；18世纪蒸汽机的发明与利用，大大提高了生产力，导致了欧洲的工业革命；19世纪电能的使用，极大地促进了社会经济的发展，改变了人类生活的面貌；20世纪以核能为代表的新能源的利用，使人类进入原子的微观世界，开始利用原子内部的能量。

未来对能源的要求

有足够满足人类生存和发展所需要的储量，并且不会造成影响人类生存的环境污染问题。

未来对能源的需求 未来的人类社会依然要依赖于能源，依赖于能源的可持续发展。因此，我们须现在就很清楚地了解地球上的能源结构和储量，发展必须开发的能源利用技术，才能使人类的生存得于永久维持。

而我们赖于生存的能源是取之不尽用之不完的吗？回答是：不是，也是。事实上，进入21世纪后，人类目前技术可开发的能源资源已将面临严重不足的危机，当今煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。因此，必须寻找可持续的替代能源。而近半世纪的核能和平利用，已使核能已成为新能源家属中迄今为止能替代有限矿石燃料的唯一现实的大规模能源。而且，未来如能实现核能的彻底利用，人类的能源将是无穷的。

除了物质、能量和信息三大因素外，人类对安全的要求也越来越重要了。安全包括社会安全、健康安全和环境安全等。它们同能源的关系也是非常密切的。现在利用的能源已造成了大量的环境污染问题，严重影响了人类的生存。因此，未来对能源的要求将不仅是储量充足，而且还必须是清洁的能源。相对其它化石能源而言，核能的和平利用已充分证明了核能是清洁的能源之一。

u 能源的定义与源头

究竟什么是“能源”呢？《科学技术百科全书》是这样说的：“能源是可从其获得热、光和动力之类能量的资源”；《大英百科全书》说：“能源是一个包括着所有燃料、流水、阳光和风的术语，人类用适当的转换手段便可让它为自己提供所需的能量”。可见，能源是呈多种形式的、可以相互转换的能量的源泉。简而言之，能源是自然界中能为人类提供能量的物质资源。

能源的源头

来自地球以外天体的能源（如太阳能）、地球本身蕴藏的能源（如地热、核能）、地球与其它天体相互作用产生的能源（如潮汐）。

而能源是产生能量的源头。

人们通常按形态与应用方式对能源进行分类。一般分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中，前三类统称化石燃料或化石能源。已被人类认识的这些能源，在一定条件下可以转换为人们所需的各种形式的能量。比如薪柴和煤炭，加热到一定温度，能和氧气化合并放出大量热能，可以直接用来取暖，也可用来产生蒸汽推动汽轮机，再带动发电机，使热能变成机械能，再变成电能。把电送到工厂、机关和住户，又可以转换成机械能、光能或热能。

在我们生活的地球上，能源形形色色。总起来说有三个初始来源。

太阳能

地球

来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

地球本身蕴藏的能量 通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与地球内部的热能有关的能源，我们称之为地热能。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

与原子核反应有关的能源正是本书要介绍的核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类型的动力源、热源等。

来自星球引力的能量指由于地球与月球、太阳等天体相互作用的形成的能源。地球、月亮、太阳之间有规律的运动，造成相对位置周期性的变化，它们之间的引力随之变化使海水涨落而形成潮汐能。与上述二类能源相比，潮汐能的数量很小。全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约可折合为6000 万吨煤。

u 能源结构与储量

地球上有哪些能量资源可供我们使用？它们还能维持多久？我们该怎么办？

能源的种类

一次能源：煤炭、石油、核能等自然界天然能量资源；

二次能源：汽油、电力、蒸汽等人工制造的能量资源，

一次能源和二次能源能源按其生成方式，分为天然能源（一次能源）和人工能源（二次能源）两大类。天然能源是指自然界中以天然形式存在并没有经过加工或转换的能量资源，如煤炭、石油、天然气、核燃料、风能、水能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等；人工能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，如煤气、汽油、煤油、柴油、电力、蒸汽、热水、氢气、激光等。

常规能源和新能源其中，已被人类广泛利用并在人类生活和生产中起过重要作用的能源，称为常规能源，通常是指煤炭、石油、天然气、水能等四种。而新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

煤的时代

能源结构的变迁历史上，伴随着新的化石资源的发现和大规模开采与应用，世界的能源消费结构经历了数次变革。18世纪的以煤炭替代柴薪，到19世纪中叶煤炭已经逐渐占主导地位。20世纪20年代，随着石油资源的发现与石油工业的发展，世界能源结构发生了第二次转变，即从煤炭转向石油与天然气，到20世纪60年代，石油与天然气已逐渐称为主导能源，动摇了煤炭的主宰地位。但是，20世纪70年代以来两次石油危机的爆发，开始动摇了石油在能源中的支配地位。以此同时，大部分化学能源的储量日益减少，并伴随着许多环境污染问题。

而人类对能源的需求却在与日俱增。例如主要能源形式 地球能源的储量估计

煤炭：～200年

石油、天然气：～50年

核能：无穷多

之一的电力消耗逐年增加。根据统计，人口若每30年增加一倍，电力的需求量每八年就要增加一倍。

于是，20世纪末，能源结构开始经历第三次转变，即从以石油为中心的能源系统开始向以煤、核能和其它再生能源等多元化的能源结构转变。特别是随着时间的推移，核能的比例将不断增长，并将逐步替代石油和天然气而成为主要的大规模能源之一。

化学能的储存量煤炭、石油、天然气还有多少年可以让人类开采利用？据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。探明可采石油储量共计1211亿吨，预计还可开采30～40年。探明可采天然气储量共计119万亿立方米，预计还可开采60年。必须指出的是，煤炭、石油等直接燃烧用来生产电能与热能实在太可惜了，且不说可能带来的环境污染，它们还是很好的化工原料呢！

水能及新能源的潜力那么水能呢？我们知道，水力是可以长期开发利用的。但是，在那些大面积缺水、水力资源不丰富的国家和地区怎么办？再说，水能还有个季节性的问题。这些都使水能无法成为世界能源结构中唯一的主力军。新能源中，太阳能虽然用之不竭，但代价太高，并且就目前的技术发展情况来看，在一代人的时间里不可能迅速发展和广泛使用。其它新能源也是如此。其它一些能源与水能相似，它们的规模受到环境、季节、地理位置等条件的限制，如风能、潮汐能、地热能等等。

易裂变核素

易发生裂变的原子只有铀-235（U235）、钚-239（Pu239）、铀-233（U233）三种。而天然存在的易裂变元素只有铀-235，钚-239可由铀-238生成，铀-233可由钍-232（Th232）生成。

易聚变核反应

氘（D2）-氚（D3）反应。氘和氚都是氢原子的同位素。氘天然存在，而氚极少，必须由人工生成（如由锂制造）。

核能--无穷的能源 核能分为裂变能和聚变能两种。目前人类能正在用于和平利用的只有裂变能。可控聚变能利用技术正在攻克。

天然铀的成份

天然铀中占99.3%为难裂变的铀-238，仅有0.714%为易裂变的铀-235。铀-238可通过吸收一个中子变成易裂变的钚-239。

作为发展核裂变能的主要原料之一的铀，世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。如果利用得好，可用2400～2800年。

聚变反应主要来源于氘-氚的核反应，氘来可大量自海水，氚可来自锂。因此聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.03克／升，据估计地球上的海水量约为138亿亿米3，所以世界上氘的储量约40亿万吨；地球上的锂储量虽比氘少得多，也有2000多亿吨，用它来制造氚，足够满足人类对聚变能的需求。这些聚变燃料所释放的能量比全世界现有能源总量放出的能量大千万倍。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。如果人类实现了氘-氚的可控核聚变，核燃料就可谓“取之不尽，用之不竭了”，人类就将从根本上解决能源问题，这正是当前核科学家们孜孜以求的所以。聚变能源不仅丰富，而且安全、清洁。聚变产生的放射性比裂变小的多。

专家们预测，核能在未来将成为人类取之不尽的持久能源。

1.2 变脏的地球与干净的核电

本节要点：回答的问题以下问题：现有的能源还能维持多久？能源利用可以不污染环境吗？核能真是可持续能源吗？

u 能源的可持续发展

必须寻找一些既能保证有长期足够的供应量又不会造成环境污染的能源。

而目前人类面临的问题正是：能源资源枯竭；环境污染严重。

能源利用与环境的可持续发展

能源危机

目前世界上常规能源的储量有的只能维持半个世纪（如石油），最多的也能维持一、二百年（如煤）人类生存的需求。

今天，几乎所有的工业化国家都面临着两个关系到可持续发展的紧密相连的挑战：保证令人满意的长期能源供应和减少人类活动带给环境的影响。能源利用与环境的可持续发展已成为关系到人类未来生存与文明延续的一个重要问题。

能源供应危机今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一二百年。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

浓烟滚滚的火电厂

能源对环境的污染 另一方面，特别是利用化石能源的过程也直接影响地球的环境，使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是：氮氧化物（如NO与NO2）、二氧化硫（SO2）、各种悬浮颗粒物、一氧化碳（CO） 大气污染的主要源头

目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是：酸雨、温室效应和臭氧层破坏。

和碳氢化合物（如CH4、C2H6、C2H4等）。其来源主要有三个方面：① 煤、石油等化石燃料的燃烧；② 汽车排放的废气；③ 工业生产（如各种化工厂、炼焦厂等）产生的废气。而其中燃烧化石燃料的火力发电厂是最大的固定污染源。

1. 多元化

世界能源结构先后经历了以薪柴为主、以煤为主和以石油为主的时代，现在正在向以天然气为主转变，同时，水能、核能、风能、太阳能也正得到更广泛的利用。可持续发展、环境保护、能源供应成本和可供应能源的结构变化决定了全球能源多样化发展的格局。天然气消费量将稳步增加，在某些地区，燃气电站有取代燃煤电站的趋势。未来，在发展常规能源的同时，新能源和可再生能源将受到重视。在欧盟2010年可再生能源发展规划中，风电要达到4000万千瓦，水电要达到1.05亿千瓦。2003年初英国政府公布的《能源白皮书》确定了新能源战略，到2010年，英国的可再生能源发电量占英国发电总量的比例要从目前的 3%提高到10%，到2020年达到20%。

2. 清洁化

随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格，未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展，不仅能源的生产过程要实现清洁化，而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源，清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。在世界消费能源结构中，煤炭所占的比例将由目前的26.47%下降到2025年的21.72%，而天然气将由目前的23.94%上升到2025年的28.40%，石油的比例将维持在37.60%～37.90%的水平。同时，过去被认为是“脏”能源的煤炭和传统能源薪柴、秸杆、粪便的利用将向清洁化方面发展，洁净煤技术（如煤液化技术、煤气化技术、煤脱硫脱尘技术）、沼气技术、生物柴油技术等等将取得突破并得到广泛应用。一些国家，如法国、奥地利、比利时、荷兰等国家已经关闭其国内的所有煤矿而发展核电，它们认为核电就是高效、清洁的能源，能够解决温室气体的排放问题。

3. 高效化

世界能源加工和消费的效率差别较大，能源利用效率提高的潜力巨大。随着世界能源新技术的进步，未来世界能源利用效率将日趋提高，能源强度将逐步降低。例如，以1997年美元不变价计，1990年世界的能源强度为0.3541吨油当量/千美元，2001年已降低到0.3121吨油当量/千美元，预计 2010年为0.2759吨油当量/千美元，2025年为0.2375吨油当量/千美元。

但是，世界各地区能源强度差异较大，例如，2001年世界发达国家的能源强度仅为0.2109吨油当量/千美元，2001～2025年发展中国家的能源强度预计是发达国家的2.3～3.2倍，可见世界的节能潜力巨大。

4. 全球化

由于世界能源资源分布及需求分布的不均衡性，世界各个国家和地区已经越来越难以依靠本国的资源来满足其国内的需求，越来越需要依靠世界其他国家或地区的资源供应，世界贸易量将越来越大，贸易额呈逐渐增加的趋势。以石油贸易为例，世界石油贸易量由1985年的12.2亿吨增加到2000年的21.2 亿吨和2002年的21.8亿吨，年均增长率约为3.46%，超过同期世界石油消费1.82%的年均增长率。在可预见的未来，世界石油净进口量将逐渐增加，年均增长率达到2.96%。预计2010年将达到2930万桶/日，2020年将达到4080万桶/日，2025年达到4850万桶/。世界能源供应与消费的全球化进程将加快，世界主要能源生产国和能源消费国将积极加入到能源供需市场的全球化进程中。

5. 市场化

由于市场化是实现国际能源资源优化配置和利用的最佳手段，故随着世界经济的发展，特别是世界各国市场化改革进程的加快，世界能源利用的市场化程度越来越高，世界各国政府直接干涉能源利用的行为将越来越少，而政府为能源市场服务的作用则相应增大，特别是在完善各国、各地区的能源法律法规并提供良好的能源市场环境方面，政府将更好地发挥作用。当前，俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚等能源资源丰富的国家，正在不断完善其国家能源投资政策和行政管理措施，这些国家能源生产的市场化程度和规范化程度将得到提高，有利于境外投资者进行投资。

三、启示与建议

1. 依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，走高效、清洁化的能源利用道路

中国有自己的国情，中国能源资源储量结构的特点及中国经济结构的特色，决定在可预见的未来，我国以煤炭为主的能源结构将不大可能改变，我国能源消费结构与世界能源消费结构的差异将继续存在，这就要求中国的能源政策，包括在能源基础设施建设、能源勘探生产、能源利用、环境污染控制和利用海外能源等方面的政策应有别于其他国家。鉴于我国人口多、能源资源特别是优质能源资源有限，以及正处于工业化进程中等情况，应特别注意依靠科技进步和政策引导，提高能源效率，寻求能源的清洁化利用，积极倡导能源、环境和经济的可持续发展。

2. 积极借鉴国际先进经验，建立和完善我国能源安全体系

为保障能源安全，我国一方面应借鉴国际先进经验，完善能源法律法规，建立能源市场信息统计体系，建立我国能源安全的预警机制、能源储备机制和能源危机应急机制，积极倡导能源供应在来源、品种、贸易、运输等方式的多元化，提高市场化程度；另一方面应加强与主要能源生产国和消费国的对话，扩大能源供应网络，实现能源生产、运输、采购、贸易及利用的全球化.

①氨水为混合物，既不是电解质也不是非电解质，而醋酸、氢氧化铝都属于弱电解质，故①错误；

②生物质能、沼气和乙醇都可再生，所以均属于可再生资源，故②正确；

③碳素钢、不锈钢为铁的合金，硬币为铝的合金、铜的合金，则碳素钢、不锈钢和目前流通的硬币都属于合金，故③正确；

④碱性锌锰电池为一次电池，而铅蓄电池、锂电池都属于二次电池，可重复使用，故④错误；

⑤苯制备环己烷发生加成反应，而由苯制取溴苯、硝基苯的反应都属于取代反应，故⑤错误；

故选B．

可以用作能源的植物。随着化石能源的不断面临枯竭，人们开始在世界范围内寻找替代能源。

可作为能源的植物种类很多，主要是某些农作物及有机残留物，林木、森林工业残留物，藻类、水生植物也是有待开发的能源植物。使用植物作为能源，可以作为固体燃料，或借助科学方法转换为炭、可燃气或生物原油等。林业能源方面，培植生长快、光合作用效率高、繁殖力强的树木在国外已受到重视。中国林业科学研究院试验研究，列出60余种能源植物。森林能源的利用方法有两种：通过干馏来提取煤气、焦油和炭；直接进行燃烧，石油植物也是近年来开辟的一个新领域。

石油是不可再生的能源，故它的枯竭是不可避免的，必然的。所以许多国家都在进行替代能源的研究，能源植物的研究便应运而生了。美国诺贝尔奖获得者卡尔教授，早在1984年就开发出首个人工石油植物，得到每公顷120-140桶原油的收成。美国现已种植石油植物达几百万亩之多，英国也开发了150万亩，而瑞士更制订计划利用植物石油取代全国半数石油消耗量。

欧洲和北美也大量种植多年生草本植物，作为燃料发电，如象草就是这样一种植物。英国还查明，草原网草，大网茅和高沙草等植物的生长速度快，是种植的重要能源植物。还有大戟科的大戟属，红雀珊瑚属和海漆属，也是理想的燃料植物。

树海桐，又叫石油果 ，是一种潜在的石油代用品。巴西的香波树，在树上挖个洞，油就会流出来。美国的黄鼠草，西海岸的巨型藻，澳大利亚的丛粒藻等也能提炼出石油来。

我国也不乏石油植物，如海南的汕楠树，还有桉树，都能高产石油。经科学家鉴定，有生产价值的能源植物，生长在亚太地区的，就有10多种草本植物，18种灌木，23种乔木和18种灌木。

富含类似石油成分的能源植物

续随子、绿玉树、西谷椰子、西蒙得木、巴西橡胶树等均属此类植物。例如巴西橡胶树分泌的乳汁与石油成分极其相似，不需提炼就可以直接作为柴油使用，每一株树年产量高达40L。我国海南省特产植物油楠树的树干含有一种类似煤油的淡棕色可燃性油质液体，在树干上钻个洞，就会流出这种液体，也可以直接用作燃料油。

富含高糖、高淀粉和纤维素等碳水化合物

利用这些植物所得到的最终产品是乙醇。这类植物种类多，且分布广，如木薯、马铃薯、菊芋、甜菜以及禾本科的甘蔗、高粱、玉米等农作物都是生产乙醇的良好原料。

富含油脂的能源植物

这类植物既是人类食物的重要组成部分,又是工业用途非常广泛的原料。对富含油脂的能源植物进行加工是制备生物柴油的有效途径。世界上富含油的植物达万种以上，我国有近千种，有的含油率很高，如桂北木姜子种子含油率达64.4%，樟科植物黄脉钓樟种子含油率高达67.2%。这类植物有些种类存储量很大，如种子含油达15%～25%的苍耳子广布华北、东北、西北等地，资源丰富，仅陕西省的年产量就达1.35万吨。集中分布于内蒙、陕西、甘肃和宁夏的白沙蒿、黑沙蒿，种子含油16%～23%，蕴藏量高达50万t。水花生、水浮莲、水葫芦等一些高等淡水植物也有很大的产油潜力。

用于薪炭的能源植物

这类植物主要提供薪柴和木炭。如杨柳科、桃金娘科桉属、银合欢属等。目前世界上较好的薪炭树种有加拿大杨、意大利杨、美国梧桐等。近来我国也发展了一些适合作薪炭的树种，如紫穗槐、沙枣、旱柳、泡桐等，有的地方种植薪炭林3~5年就见效，平均每公顷薪炭林可产干柴15t左右。美国种植的芒草可燃性强，收获后的干草能利用现有技术轻易制成燃料用于电厂发电。

可再生能源的发展前景随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施，可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大，2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦，比2004年增加了50%。2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策，欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标，而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标。

自2006年1月可再生能源法实施以来，中国可再生能源已经进入快速发展时期。2007年中国可再生能源项目的投资总额已达到120亿美元，名列世界第二。2008年11月起陆续公布的4万亿投资计划中，也毫无悬念地出现了发展新型清洁能源的投资计划，天然气、核能、水能已经成为优先发展的目标。

根据中国中长期能源规划，2020年之前，中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要，到2020年全国可再生能源利用总量将相当于6亿吨标准煤，对中国能源结构调整，减少温室气体排放，保护生态环境将发挥更大作用。

生产技术

生物柴油生产

化学法

国际上生产生物柴油主要采用化学法，即在一定温度下，将动植物油脂与低碳醇在酸或碱催化作用下，进行酯交 换反应，生成相应的脂肪酸酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相 同，生产过程中副产10%左右的甘油。但化学法生产工艺复杂，醇必须过量；油脂原料中的水和游离脂肪酸会严重影响生物柴油 得率及质量；产品纯化复杂，酯化产物难于回收，成本高；后续工艺必须有相应的回收 装置，能耗高，副产物甘油回收率低。使用酸碱催化对设备和管线的腐蚀严重，而且使用酸碱催化剂产生大量的废水，废碱（酸）液排放容易对环境造成二次污染等。

生物酶法

针对化学法生产生物柴油存在的问题，人们开始研究用生物酶法合成生物柴油，即利用脂肪酶进行转酯化反应，制备相应的脂肪酸甲酯乙酯。酶法合成生物柴油对设备要求较低，反应条件温和、醇用量小、无污染排放。需以大豆油为原料，采用固定化酶的工艺，酶用量为 油的30%，甲醇与大豆油摩尔比为12:1，反应温度40℃，反应10h生物柴油得率为92%。因酶成本高、保存时间短，使得生物酶法制备生物柴油的工业化仍不能普及。此外，还有些问题是制约生物酶法工业化生产 生物柴油的瓶颈，如脂肪酶能够有效地对长 链脂肪醇进行酯化或转酯化，而对短链脂肪醇转化率较低（如甲醇或乙醇一般仅为40%—60%）；短链脂肪醇对酶有一定的毒性，酶易失活；副产物甘油难以回收，不但对产物形成抑制，而且甘油也对酶也有毒性。

超临界法

即当温度超过其临界温度时，气态和液态将无法区分，于是物质处于一种施加任何压力都不会凝聚的流动状 态。超临界流体密度接近于液体，粘度接近于气体，而导热率和扩散系数则介于气体和 液体之间，所以能够并导致提取与反应同时 进行。超临界法能够获得快速的化学反应和很高的转化率。Kusdiana和Saka发现用 超临界甲醇的方法可以使油菜籽油在4min 内转化成生物柴油，转化率大于95%。但反 应需要高温高压，对设备的要求非常严格，在大规模生产前还需要大量的研究工作。

生物乙醇生产

生物乙醇的生产是以自然界广泛存在的纤维素、淀粉等大分子物质为原料，利用 物理化学途径和生物途径将其转化为乙醇的一种工艺，生产过程包括原料收集和处理、糖酵解和乙醇发酵、乙醇回收等三个主要部分。发酵法生产燃料酒精的原料来源很多，主要分为糖质原料、淀粉质原料和纤维素类物质原料，其中以糖质原料发酵酒精的 技术最为成熟，成本最低。木质纤维原料要先经过预处理再酶解发酵，其中氨法爆破（ammonia fiber explosion）技术， 被认为是最有前景的预处理方法。随着耐高温、耐高糖、耐高酒精的酵母的选育和底物流加工艺，发酵分离耦合技术的完善，工业 发酵酒精的成本还将越来越低。

当今世界面临着日益严峻的能源与环境问题,常规化石能源日渐枯竭,且在利用过程中对生态环境造成了巨大的压力,这使人们对于可再生能源的关注程度越来越高。生物质能作为一种清洁可再生能源,资源丰富,具有环保的特点,因而为世界各国所重视。生物质与煤共燃是利用生物质经济有效的方法之一。生物质含有大量的金属化合物,其中以碱、碱土及过渡金属元素化合物居多,这些化合物在生物质热化学转化过程中产生重要的影响。因此研究这些物质在生物质及其混煤热化学利用过程中所起的作用有重要的现实意义。 生物质具有独特的燃料特性,碱性物质含量较高,在燃烧过程中容易产生积灰、结渣及腐蚀等问题,将其与煤混合燃烧可以减少这些问题发生的可能性。同时,这些碱性物质的存在能够对生物质混煤的燃烧及污染物排放特性产生重要影响,探寻其在燃烧过程中降低污染物排放的机理对控制污染物排放具有重要意义。本文选用一种煤和五种生物质,对碱性物质对生物质混煤燃烧及污染物排放特性的影响规律进行了研究。 首先,本文利用热分析系统研究了生物质及其混煤的燃烧特性。通过对生物质进行酸洗去除掉碱性物质来研究其对生物质及其混煤燃烧特性的影响,结果表明,酸洗后生物质及其混煤的燃烧特性曲线均向高温方向移动,从而使着火温度、挥发分及焦炭最大燃烧速率对应温度、燃尽温度均呈现升高趋势挥发分最大燃烧速率升高,而焦炭最大燃烧速率降低。通过向生物质中添加三种碱性物质研究其对生物质及其混煤燃烧特性的影响,结果表明,添加K_2CO_3后生物质及其混煤的着火及燃尽温度呈现下降趋势,挥发分及焦炭最大燃烧速率均降低,二者对应温度均升高添加CaO和MgO后,生物质及其混煤燃尽温度呈升高趋势挥发分及焦炭最大燃烧速率均降低,二者对应温度呈升高趋势生物质着火温度呈升高趋势,生物质混煤着火温度呈下降趋势。 其次,在管式炉燃烧试验系统上对生物质及其混煤SO_2排放特性进行了研究。通过对生物质进行酸洗去除掉碱性物质来研究其对生物质及其混煤SO_2排放特性的影响,研究结果表明,酸洗后生物质及其混煤SO_2开始析出时间及峰值出现时间均向后延迟峰值增大生物质SO_2排放总量增多,但生物质混煤的基本不变或略有降低。通过向生物质中添加三种碱性物质来研究其对生物质及其混煤SO_2排放特性的影响,研究结果表明,添加碱性物质后生物质及其混煤的SO_2整体析出时间提前,SO_2排放峰值和排放总量大大降低。 最后,在管式炉燃烧试验系统上对生物质及其混煤NO排放特性进行了研究。通过对生物质进行酸洗去除掉碱性物质来研究其对生物质及其混煤NO排放特性的影响,研究结果表明,酸洗后生物质及其混煤NO开始析出时间均向后延迟,排放峰值及排放总量均呈现降低趋势。通过向生物质中添加三种碱性物质来研究其对生物质及其混煤NO排放特性的影响,研究结果表明,添加碱性物质后生物质及其混煤的NO整体析出时间提前生物质NO排放总量降低生物质混煤添加K_2CO_3后NO排放总量降低,添加MgO后升高,但添加CaO后依生物质种类不同而不同。 本文对生物质混煤燃烧及污染物排放特性进行了试验研究,重点研究了碱性物质对污染物排放的影响规律,以期为生物质与煤混燃技术提供有价值的参考依据。

一、原题：关于生物碱的叙述不正确的是（B）。

A.存在于生物体内，有明显的生理活性、B.分子中都含有氮杂环

C.一般有碱性，能与酸作用生成生物碱盐、D.生物碱多有旋光性，味苦

二、生物碱是存在于自然界（主要为植物，但有的也存在于动物）中的一类含氮的碱性有机化合物，有似碱的性质，所以过去又称为赝碱。

大多数有复杂的环状结构，氮素多包含在环内，有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一。具有光学活性。有些不含碱性而来源于植物的含氮有机化合物，有明显的生物活性，故仍包括在生物碱的范围内。

化学结构举例

而有些来源于天然的含氮有机化合物，如某些维生素、氨基酸、   肽类，习惯上又不属于“生物碱"。

三、存在形式：

1.游离碱：碱性极弱，以游离的形式存在。

2.盐类：与其成盐的有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等；无机酸：硫酸、盐酸等。

3.苷类：以苷的形式存在于植物中。

4.酰胺：如秋水仙碱、喜树碱等。

5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。

洋金花含有莨菪碱

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