1.能源的分类
(1)一次能源和二次能源
煤炭、天然气、地热、水能等是自然界现成存在的,不必改变其基本形态就可直接
利用的能源,常被称为一次能源。二次能源则是由一次能源经过加工或转化成另一种形
态的能源产品,如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等。
(2)常规能源和新能源
通常人们把目前技术上比较成熟并已大规模生产和广泛利用的能源称为常规能源。如煤
炭、石油、天然气、核裂变燃料、水能等。其中,煤炭、石油、天然气又称为矿物能源。
与常规能源相对应,把以新技术为基础,新近才利用或正在开发研究的能源称为新能源。
如太阳能、核聚变能、风能、氢能、生物能等。
(3)可再生能源和非再生能源
有些能源是不会随本身的能量转换或者人类利用而日益减少的能源,它们具有天然的自我
恢复能力,如水能、太阳能、风能、生物质能等,称为可再生能源;而非再生能源正好相
反,它们越用越少,不能再生,如矿物燃料、核裂变、核聚变燃料等。
(4)污染型能源和清洁型能源
能源消费后会造成污染的能源(如煤炭、石油等)叫污染型能源;能源消费后不会造成污
染的能源(如水能、氢能、太阳能等)叫清洁型能源。
2.中国能源消费现状及特点
我国进入20世纪90年代以后,能源的生产量略小于消费量(约10%以内),而能
源消费总量增长的趋势更加明显,两者之间的差值有拉大的趋势(见下表)
中国能源生产、消费总量及消费构成
年份 |
能源总量(万吨标准煤) |
占能源消费总量的比重(%) |
生产 |
消费 |
煤炭 |
石油 |
天然气 |
水电和核电 |
1970 |
30990 |
29 291 |
80.9 |
14.7 |
0.9 |
3.5 |
1980 |
63 735 |
60 275 |
72.2 |
20.7 |
3.1 |
4.0 |
1990 |
103 922 |
98 703 |
76.2 |
16.6 |
2.1 |
5.1 |
1995 |
129 034 |
131 176 |
74.6 |
17.5 |
1.8 |
6.1 |
1996 |
132 616 |
138 948 |
74.7 |
18.0 |
1.8 |
5.5 |
1997 |
132 410 |
138 173 |
71.7 |
20.4 |
1.7 |
6.2 |
1998 |
124 000 |
136 000* |
72.9 |
22.5 |
2.1 |
2.5 |
注:*为估算值
在能源消费总量中,煤占70%~80%,因此煤是我国的主要能源。近年来,煤所占的比
重有所下降,天然气的比重保持在2%左右。目前我国正在实施“西气东输”计划,加快了
对天然气的开发利用,预计到2010年,我国将年产、输送和转化600~700亿立方米天
然气,在能源构成中的比例将增加到8%以上。另外,正在建设的三峡大坝和秦山核电站
二期工程,也将使水电和核电在我国的能源结构中有较大的增长。
总的来看,我国能源有以下特点:
(1)资源总量丰富,但人均不足。我国是世界第三大能源生产国和第二大能源消费国。
煤炭、石油和天然气人均占有量却只有95吨,而世界平均值为209吨,约为世界平均值
的1/2;我国人均石油开采储量为3吨,而世界平均值为28吨,约为世界平均值的1/10。
目前我国是石油的净进口国。
(2)能源消费结构不合理。电能消费比例低,非商品生物能源比例高,一次性商品能源
消费中原煤消费比例高。
(3)能源消费系数高,效率低。主要表现为生产耗能高。据有关专家预测,我国主要耗
能产品的单位产品能耗比国际先进水平高30%以上。能源系统的总效率低下,还不到发
达国家的1/2。从单位GDP能源消费看,我国的能源效率也处于较低的水平。
(4)环境形势严峻。我国一次能源以煤为主,污染环境严重。
(5)我国地域广阔,蕴藏着丰富的可再生资源,而这有利于多元化能源的开发利用。我
国可供开发利用的水能源为3.78亿千瓦,目前仅开发利用了11%。三峡大坝是目前世界
上最大的水电项目,建成后可发电1 820万千瓦;每年我国陆地接收的太阳辐射总量相当
于24 000亿吨标准煤;可供开发利用的风能资源总量为2.54亿千瓦;已探明的地热储量
相当于4 626亿吨标准煤,现已开发利用的仅为十万分之一;可开发的潮汐能也在2 000
万千瓦以上。另外,我国生物质能相当丰富,特别是秸秆资源。预计到2010年,我国的
粮食产量将达到5.6亿吨,相应的秸秆产量约为7.26亿吨,除去用于造纸、作为饲料原
料、造肥还田以及收集损失外,可作为能源加以利用的秸秆总量将达到3.76亿吨。
我国能源的现状和特点是由国内生产力水平决定的,国情决定了我国能源产业结构的发展
战略是:以煤炭为基础,以电力为中心,积极开发石油、天然气,适当发展核电,因地制
宜开发新能源和可再生能源,走优质、高效、低耗的能源可持续发展之路。
3.热化学方程式的意义及书写
热化学方程式是表示化学反应热效应的化学方程式。因此,热化学方程式不仅表明反应中
的物质变化,也表明化学反应中的能量变化。例如热化学方程式“
C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3 H2O (l) ;△H=﹣1366.75 kJ/mol”表示1 mol
乙醇(l)和3mol氧气完全反应生成2mol CO2(g)和3mol H2O(l)并放1366.75 kJ的热量。
热化学方程式的书写与普通化学方程式的书写相比,除了遵循书写化学方程式的要求外,
还要注意以下几点:
(1)热化学方程式中各物质化学式前面的计量数仅表示该物质的物质的量,而不表示该
物质的分子数或原子数。因此,化学计量数可以是整数也可以是分数。
(2)要注明反应物和生成物的聚集状态。因为物质的聚集状态不同反应热的数值也不同。
通常用g、l、s、aq分别表示气态、液态、固态、水溶液。热化学方程式中不用“↑”或
“↓”。
(3)△H写在热化学方程式的右端并用“;”隔开。放热反应的△H为“﹣”;吸热反应的
△H为“+”号。
(4)反应的温度和压强不同时,其△H也不同。由于中学阶段所用△H一般是指2980K和
101KPa时的数据,故大多不特别注明。
(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量,所以反应热(△H)与化学计量数之间存
在正比关系。如化学计量数加倍,△H也要加倍;当反应逆向进行时,其反应热与正反应
的反应热数值相等,符号相反