化学导论
化学——普通化学、有机化学和生物化学导论

化学是一门自然科学,研究化学元素的组成、结构、性质和变化规律的学科。
化学可以分为普通化学、无机化学、有机化学和生物化学等不同方向。
下面我们将从普通化学、有机化学和生物化学三个方面来介绍化学的基本知识。
一、普通化学普通化学是化学的一个基本分支,它研究物质的基本性质、结构和相互作用。
普通化学主要包括以下几个方面:1. 基本概念:化学元素、化合物、分子、原子、离子等基本概念是普通化学的基础。
化学元素是由同一种原子组成的物质,化合物是由多种不同元素组成的物质,分子是由原子组成的基本单位,原子是化学元素的微粒结构,离子是失去或获得电子的原子或分子。
2. 化学反应:化学反应是指物质之间发生变化的过程。
化学反应可以分为合成反应、分解反应、置换反应和氧化还原反应等不同类型。
化学反应的基本原理是能量守恒、物质守恒和电子转移等。
3. 物质的性质:物质的性质包括物理性质和化学性质两个方面。
物质的物理性质是指不改变物质本质的性质,如颜色、形状、密度等;物质的化学性质是指物质与其他物质发生反应的性质,如燃烧、溶解等。
4. 化学元素:化学元素是构成一切物质的基本单位,目前已知的化学元素共有118种。
化学元素根据其性质和周期律的规律可以分为金属元素、非金属元素和过渡金属元素等不同类型。
二、有机化学有机化学是研究有机化合物的组成、性质和反应的化学学科,是化学的重要分支之一。
有机化合物是由碳、氢和其他元素组成的化合物。
有机化学的主要内容包括:1. 有机化合物的结构:有机化合物的结构多样,可以分为链状、环状和支链等不同结构。
有机化合物的结构决定了其性质和反应。
2. 有机反应:有机化合物可以发生许多不同类型的化学反应,如加成反应、取代反应、酯化反应等。
有机反应在化学合成和有机化工中起着重要作用。
3. 有机化合物的应用:有机化合物在生活和工业中有着广泛的应用,如燃料、药品、合成材料等领域都离不开有机化合物。
4. 有机化学的发展:有机化学是化学领域的重要分支,随着化学技术的发展,有机化学领域也在不断壮大和深化。
大学二年级化学有机化学导论

大学二年级化学有机化学导论化学是科学的一大分支,研究物质的组成、性质、结构和变化规律。
有机化学作为化学的重要分支之一,主要研究有机化合物的结构、性质、合成和应用。
一、有机化学的起源和发展有机化学的起源可以追溯到18世纪末,当时化学家发现许多有机化合物只能从生物体中提取,因此被认为是生命力的“精髓”。
19世纪初,化学家探索了石油、木炭等非生物来源的有机化合物,揭示了有机物并非仅存在于生物体中的事实,从而推动了有机化学的发展。
随着化学合成技术的进步,有机化学的应用范围也越来越广泛。
二、有机化学的基本概念1. 氢化碳有机化合物多数由碳和氢元素组成,因此也被称为氢化碳。
碳的独特性质使得有机化合物具有复杂的结构和多样的性质。
2. 有机官能团有机官能团是有机分子中起决定性作用的功能基团,通常与分子的化学性质和反应有密切关系。
常见的有机官能团包括羟基、酮基、羧基等。
3. 极性与非极性有机化合物可以根据它们的极性分为极性化合物和非极性化合物。
极性化合物通常具有分子间相互作用力,而非极性化合物则没有。
三、有机化学的重要反应1. 取代反应取代反应是有机化学中最常见的反应之一。
它涉及到一个原子或官能团被另一个原子或官能团替换的过程。
典型的例子是烷烃的卤素取代反应。
2. 加成反应加成反应是有机化学中的另一类重要反应。
它涉及到两个或多个反应物的结合,生成一个新的化合物。
3. 消除反应消除反应是有机化学中一种常见的转化过程,涉及到从一个化合物中去除一个或多个原子或官能团。
四、有机化学的应用领域1. 药物化学有机化学在药物领域中具有重要作用。
药物的研发和合成离不开有机化学的基本概念和技术。
2. 材料化学有机化学还在材料科学中扮演着重要角色。
许多高分子材料和有机电子材料的合成和应用都依赖于有机化学的原理和技术。
3. 生物化学生物化学研究生物体内化合物的合成、代谢和作用机制等,而这些过程中有机化学起着关键的作用。
五、有机化学的挑战与机遇随着科学技术的不断进步和发展,有机化学领域也面临着新的挑战和机遇。
大一化学专业导论感想

大一化学专业导论感想摘要:1.大一化学专业导论课程概述2.个人对化学专业的认识与兴趣3.课程中所学知识的具体应用4.课程对个人未来规划的影响5.总结与展望正文:作为一名大一化学专业的学生,我有幸参加了化学专业导论课程。
通过这门课程,我对化学这门学科有了更加深入的了解,同时也为未来的专业学习奠定了基础。
【大一化学专业导论课程概述】化学专业导论课程是大一新生入学后接触的第一门专业课程。
课程主要包括化学学科的基本概念、研究领域、方法论和应用领域等方面的内容。
通过课程学习,我们了解了化学的发展历程,以及化学在科学技术、生产生活和环境保护等方面的广泛应用。
【个人对化学专业的认识与兴趣】在参加化学专业导论课程之前,我对化学专业的认识相对模糊。
我一直认为化学是一门枯燥无味的学科,整天与瓶瓶罐罐、化学试剂打交道。
然而,通过课程学习,我逐渐发现化学的魅力所在。
化学专业涉及领域广泛,包括有机化学、无机化学、物理化学、分析化学等。
课程中所学的知识不仅具有理论价值,更具有实际应用价值。
【课程中所学知识的具体应用】课程中,我们学习了化学在各个领域的应用。
例如,在新能源领域,化学家们正在研究新型电池、太阳能电池板等;在生物医学领域,化学家们正在开发新型药物、生物传感器等;在环境领域,化学家们正在研究如何治理污染、保护水资源等。
这些应用让我深感化学专业的实用性和广泛影响力。
【课程对个人未来规划的影响】化学专业导论课程使我认识到,化学专业具有广泛的发展前景。
我希望在未来的专业学习中,努力提高自己的综合素质,为从事化学相关领域的工作打下坚实基础。
同时,我也意识到化学专业的研究领域不断拓展,需要我们具备跨学科的知识储备。
因此,在今后的学习中,我将努力拓宽自己的知识面,不断提升自己的创新能力。
【总结与展望】通过化学专业导论课程的学习,我对化学专业有了全新的认识。
我相信,在未来的学习生涯中,我将不断发掘化学专业的魅力,为我国化学事业贡献自己的一份力量。
化学导论试题及答案

化学导论试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 化学元素周期表中,元素按照什么顺序排列?A. 原子序数B. 原子质量C. 电子排布D. 元素名称答案:A2. 下列哪个选项不是化学变化的特征?A. 产生新物质B. 能量变化C. 颜色变化D. 状态变化答案:C3. 哪种类型的晶体在熔化时不吸收热量?A. 离子晶体B. 金属晶体C. 分子晶体D. 共价晶体答案:B4. 以下哪个化学方程式表示了正确的反应?A. 2H2 + O2 → 2H2OB. 2H2 + O → 2H2OC. 2H + O2 → 2H2OD. H2 + O2 → H2O答案:A5. 根据酸碱理论,下列哪个化合物是酸?A. NaOHB. HClC. NaClD. KOH答案:B二、填空题(每题2分,共10分)1. 化学键分为______、离子键和金属键。
答案:共价键2. 电子排布遵循的规则包括能量最低原理、______和洪特规则。
答案:泡利不相容原理3. 标准状态下,水的沸点是______℃。
答案:1004. 氧化还原反应中,失去电子的物质被称为______。
答案:还原剂5. 根据化学计量学,1摩尔任何物质都包含______个粒子。
答案:阿伏伽德罗常数三、简答题(每题5分,共20分)1. 描述什么是酸碱中和反应,并给出一个例子。
答案:酸碱中和反应是指酸和碱在一定条件下反应,生成盐和水的过程。
例如,盐酸(HCl)与氢氧化钠(NaOH)反应生成氯化钠(NaCl)和水(H2O)。
2. 解释什么是同位素,并给出一个例子。
答案:同位素是指具有相同原子序数但不同质量数的原子,它们属于同一元素的不同核素。
例如,氢的三种同位素是氕(^1H)、氘(^2H)和氚(^3H)。
3. 简述什么是化学平衡,并说明它的特点。
答案:化学平衡是指在一定条件下,可逆反应中正反应和逆反应的速率相等,反应物和生成物的浓度不再随时间变化的状态。
其特点是动态平衡,即反应仍在进行,但宏观上各组分浓度保持不变。
化学导论论文

化学导论论文以下是一篇化学导论论文的例子:标题:化学:过去、现在和未来的科学摘要:化学作为一门研究物质组成、性质和变化的科学,在人类文明的历史中发挥了重要作用。
本论文回顾了化学的发展历程,从古代的炼金术到现代的化学研究,探讨了化学在不同领域的应用以及其对社会发展的影响。
此外,本文还展望了化学在未来的前景,并提出了一些可能的研究方向。
引言:化学是研究物质的结构、性质和变化的科学。
它既是一门学科,也是一种探索自然界的方法。
化学从古希腊时代的四元素理论开始,发展到今天的基础与应用化学,为我们提供了丰富的知识和技术。
这篇论文将回顾化学的历史,讨论化学在不同领域的应用,以及未来可能的发展方向。
发展历程:化学的历史可以追溯到古代的炼金术时代,炼金术士试图将基本金属转化为贵金属。
然而,直到18世纪,化学才开始作为一门独立的科学发展。
随着近代对物质结构和元素周期表的研究,化学逐渐成为一门科学。
20世纪,化学的发展得到了巨大的进步,包括有机化学、无机化学、分析化学等领域的发展。
应用领域:化学在各个领域都有广泛的应用。
在药物研发领域,化学的进展使得我们能够设计和合成新的药物来治疗各种疾病。
在材料科学中,化学提供了新的材料和合成方法,如纳米材料和新型聚合物。
在环境保护中,化学可以通过研发新型清洁能源和减少污染物排放来推动可持续发展。
此外,化学还在食品科学、农业和能源领域等发挥着重要作用。
未来发展:随着科技的不断进步,化学在未来将继续发展并扮演重要角色。
例如,纳米技术和材料科学的发展将为我们提供更多创新的材料和应用。
生物化学和基因工程的进展也将开辟新的研究领域,如药物设计和基因治疗。
此外,绿色化学和可持续发展也将成为化学研究的重要方向,旨在开发更环保和可再生的化学产品和过程。
结论:化学作为一门科学将继续影响我们的生活和社会。
从过去的炼金术到现代的化学研究,我们已经取得了巨大的进展。
未来,我们可以期待更多的创新和发现,使化学更好地为人类服务。
初中化学导论教案人教版

初中化学导论教案人教版
一、教学目标:
1. 了解化学的基本概念和发展历程;
2. 掌握化学的独特性和普遍性;
3. 了解物质的分类和性质。
二、教学重点:
1. 化学的基本概念和发展历程;
2. 物质的分类和性质。
三、教学难点:
1. 化学的独特性和普遍性的理解;
2. 化学的基本原理的掌握。
四、教学方法:
1. 讲授法:通过讲解化学的基本概念和发展历程,帮助学生建立化学的基本认识;
2. 实验法:通过实验观察物质的性质,帮助学生理解化学实验的重要性;
3. 讨论法:通过小组讨论,促进学生之间的交流和合作,提高学习效果。
五、教学过程:
1. 导入:简要介绍化学的定义和作用;
2. 学习化学的基本概念和发展历程;
3. 实验观察物质的性质;
4. 讨论物质的分类和性质;
5. 总结化学的独特性和普遍性。
六、课堂练习:
1. 下列哪些是化学的基本概念?(A. 物质的组成 B. 物质的性质 C. 物质的变化)
2. 化学的作用是什么?(A. 研究物质的性质 B. 改善人类生活 C. 推动科学发展)
3. 我们日常生活中常见的化学反应有哪些?(A. 氧化反应 B. 酸碱反应 C. 燃烧反应)
七、课堂小结:
通过本节课的学习,我们了解了化学的基本概念和发展历程,掌握了物质的分类和性质,进一步认识到化学在我们生活中的重要性和普遍性。
希望同学们能够继续努力学习,提高化学知识水平。
初中化学导论教案模板

初中化学导论教案模板
教学目标:
1. 了解化学的基本概念和原理
2. 掌握化学中常见的实验技术和基本操作方法
3. 培养学生的观察和实验能力
教学内容:
1. 化学的起源和发展
2. 化学元素和化合物的分类
3. 物质的三态及其相互转化
4. 化学反应和化学方程式
5. 常见化学实验及实验技术
教学方法:
1. 阐述和讲解
2. 实验演示
3. 讨论和交流
4. 课堂练习
教学过程:
1. 引入:通过提出问题或展示实验现象引起学生兴趣,引导他们掌握化学的基本概念
2. 授课:讲解化学的基本理论和概念,引导学生进行思考和理解
3. 实验演示:展示常见的化学实验现象,让学生体验化学实验的乐趣和神奇
4. 练习:通过课堂练习,检验学生对所学知识的掌握情况
5. 总结:对本节课的内容进行总结和归纳,帮助学生深化理解
作业安排:
1. 阅读相关化学知识,准备参与课堂讨论和交流
2. 完成课堂练习并及时批改
3. 自主进行化学实验,探索化学世界的奥秘
教学资源:
1. 教科书及相关教学资料
2. 化学实验器材和原材料
3. 多媒体教学设备
评价方法:
1. 课堂表现:包括课堂秩序、主动参与和回答问题等
2. 课后作业:完成作业的质量和准确性
3. 实验能力:实验操作的熟练度和实验结果的准确性
拓展延伸:
1. 对学生进行更加深入和全面的化学知识学习
2. 组织化学实验室参观和实验操作
3. 培养学生的科学兴趣和创新能力,鼓励他们参加化学竞赛活动
备注:
可以根据学生的实际情况和学习兴趣进行调整和修改教学内容和方法,以达到更好的教学效果。
初中化学导论教案设计

初中化学导论教案设计1. 让学生了解化学科学的定义、研究对象和内容,培养学生的科学素养。
2. 使学生认识到化学在生活、生产、科技发展等方面的重要作用,激发学生学习化学的兴趣和热情。
3. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力,提高学生的创新意识和实践能力。
二、教学内容1. 化学科学的定义:化学是一门研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的基础自然科学。
2. 化学研究对象:化学研究的对象是物质,包括自然界中的物质和人类社会创造的物质。
3. 化学研究内容:化学研究的内容包括物质的组成、结构、性质、变化规律以及物质的制取和应用等。
4. 化学在生活中的应用:化学在生活中的应用广泛,涉及到食品、药品、日用品、环保、能源等多个领域。
5. 化学在生产中的应用:化学在生产中起着重要作用,如化工、冶金、制药等行业。
6. 化学在科技发展中的作用:化学是科技进步的重要推动力,如新材料的研制、新能源的开发等。
三、教学过程1. 导入:通过提问方式引导学生思考什么是化学,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解:详细讲解化学科学的定义、研究对象和内容,以及化学在生活、生产、科技发展等方面的应用。
3. 互动:组织学生进行小组讨论,分享自己对化学的认识和感受,引导学生认识到化学的重要性。
4. 案例分析:举例分析化学在生活中的应用,如食品添加剂、日用品等,让学生了解化学知识在实际生活中的作用。
5. 总结:对本节课的内容进行总结,强调化学的重要性,激发学生学习化学的兴趣和热情。
6. 作业布置:布置相关作业,让学生进一步巩固所学内容。
四、教学方法1. 讲授法:讲解化学科学的定义、研究对象和内容,以及化学在生活、生产、科技发展等方面的应用。
2. 讨论法:组织学生进行小组讨论,分享自己对化学的认识和感受。
3. 案例分析法:举例分析化学在生活中的应用,让学生了解化学知识在实际生活中的作用。
五、教学评价1. 课堂参与度:观察学生在课堂上的发言、提问和互动情况,了解学生的学习积极性。
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化学导论摘要:人类的进化史就是化学的发展史。
对化学的了解对于每一个人都是十分重要的了。
透过化学所能了解的东西更是广阔。
通过对化学与工业,我们明白啦化学在建立于发展现代工业所起的重要作用,还有化学-与生活,化学与军事,化学与能源,化学与环境等等等。
总之,我们离不开化学。
化学与生活:化学来源于生活又服务于生活,当远古人类发现和使用火的时候,人类就接触到了化学,后来随着人类的进步,人类把化学应用于生活,通过粮食发酵酿出了酒和醋,就利用了化学中的缓慢氧化原理,而应农业与军事的需要,人们开始有意识的用化学来炼铜和冶铁,更别说现代社会中人类的衣,食,住,行等各个方面,无处都有化学的身影,可以说化学与生活息息相关,渗透到我们生活的每个角落。
比如说涤纶布料的衣服,穿起来不怎么透气,如果经过改进以后利用合成的一些材料,制成了像真丝的衣服,及软又透气,人们穿起来就会很舒服。
这就是化学在“衣”方面的用处的简单举例。
说道“食”,不得不提的就是尿素的合成与合成氨了。
人类过去是靠天吃饭,但随着人口的增加,尤其是我国这种人口大国,吃饭问题是至关重要的。
1905年,德国的化学家哈勃第一次解决了这个问题,把氨气变成了肥料。
这是人类发展史上一个非常重要的事件。
由于有了化学,我们的住房才有了多姿多彩的装饰。
生石灰浸在水中变成了熟石灰,熟石灰涂在墙体上风干后成了洁白坚硬的碳酸钙,覆盖了泥土的黄色,房子才显得整洁明亮。
而化学煅烧陶土,才使得房屋有漂亮的瓷砖表面。
化学与军事:人类刚刚迈进21世纪的门槛,由于科学技术的迅速发展,社会生产力极大提高,世界经济得到前所未有的繁荣。
全球性的科技竞赛推动科技的高速发展,国际金融一体化进程将加快,世界金融业将掀起新一轮的兼并和联合浪潮,国际贸易和跨国直接投资迅猛发展。
跨区域、洲际间的区域经济组织进一步发展,合作的空间不断扩大。
各区域经济组织之间的相互联系将进一步加强,合作的领域和范围进一步拓展。
世界多极化日益发展,世界的和平发展趋势日益明显,全球迎来一个高速发展的时期。
但是在某些地区仍存在着不和谐的因素,争斗不断,战争频发。
如伊拉克战争,叙利亚局势,利比亚战争,巴以问题等等,这些地方的人民深受其害,生活处于水深火热之中。
因此各国开始扩充军备,企图用军事实力来安定国家。
我国人民虽然爱好和平,珍惜这来之不易的幸福生活,但也要阻止外来势力的挑衅,建立强大的军事力量,加强震慑力,吓阻一切敌人。
化学作为一门基础学科,是建立强大军队,研制新型武器的重要保障。
纵观世界军事发展史,化学在其中起着举足轻重的作用。
每一种新型武器的发明都与化学息息相关。
军事武器的进步也是化学的进步,化学的发展带动着军事发展而我在这里只介绍化学与军事中的重中之重。
炸药(1)作为中国古代的四大发明之一,黑火药的意义在世界军事史上是一个跨时代的标杆。
古代的管形火器就是现代枪炮的始祖。
黑火药的化学反应是以爆燃或爆炸形式出现的。
古代对黑火药的应用极为广泛,既可用来燃烧纵火、发射铁砂和弹丸,也可作为爆破用药。
军事上的黑火药成分是: KNO3占75 %;硫磺占10 %;木炭占15 %。
黑火药极容易燃烧,其反应式为:2KNO3 + S + 3C+K=S + N2 ↑+ 3CO2 ↑燃烧时放出大量热,产生的气体体积在瞬间膨胀2000 倍,如果这个反应是在很小的密闭容器中进行,就会导致猛烈的爆炸。
(2)三硝基苯酚,又称苦味酸。
威力比黑火药大。
生成苦味酸的方程式(3)三硝基甲苯(TNT次失败的实验中发明,白色或苋色淡黄色针状结晶,无臭,有吸湿性。
三硝基甲苯是一种威力很强而又相当安全的炸药,即使被子弹击穿一般也不会燃烧和起爆。
它在20世纪初开始广泛用于装填各种弹药和进行爆炸,逐渐取代了苦味酸。
(4)三硝酸甘油酯,又称硝化甘油。
一种黄色的油状透明液体,这种液体可因震动而爆炸,属化学危险品。
制硝化甘油的化学方程式:、化学是一门是实用的学科,它与数学物理等学科共同成为自然科学迅猛发展的基础。
化学的核心知识已经应用于自然科学的各个区域,化学是改造自然的强大力量的重要支柱。
,在军事领域内的各个方面发挥着不可或缺的作用。
由最初的火药的发明,到现在各种新型材料,新型武器的发明哪里都少不了化学的身影。
化学的进步带动了武器的进步,军事的进步,国防的进步。
我们要想保卫国家,完成中华民族的复兴大业,首要的就是发展国防。
只有我们建立强大的部队,才能有效地震慑别人,吓阻别人,保证我们的领土不被侵犯。
化学与能源:人类求生存、建城市、办工厂,需要各种不同的能源。
做饭、取暖需要热能,点灯照明需要电能,万物生长需要太阳能⋯⋯可以这样说,没有能源,人类就不能生存,社会就不能发展。
“能”这个词,最早是德国科学家罗伯特·迈尔提出来的。
我们看不见能,但通过热、光、电、运动等能够感觉到“能”的存在。
人类利用能源的历史大致经历了柴草、煤炭、石油三个能源时期。
火的使用,使人类第一次支配了一种自然力,从而使人类和动物界彻底分开。
但是,当时人类还没有掌握把热能变成机械能的技巧,因此,柴草并不能产生动力。
从茹毛饮血的原始社会到漫长的奴隶社会、封建社会,人力和畜力是生产的主要动力。
风力和水力的利用,使人类找到了可以代替人力和畜力的新能源。
随着生产的发展,社会需要的热能和动力越来越多。
而柴草、风力、水力所提供的能量受到许多条件的限制而不能大规模使用。
煤的发现,提供了大量热能;风车和水车的制作,积累了机械制造的丰富经验;于是,两者结合起来,蒸汽机出现了。
蒸汽机的使用,不但奠定了各国工业化的基础,也开辟了人类利用矿物燃料作动力的新时代。
但是,蒸汽机十分笨重,效率又低,无法在轻便的运输工具如汽车、飞机使用。
人类在生产实践中又发明了新的热机——内燃机。
内燃机的使用,引起了能源结构的一次又一次变化,石油登上了历史舞台。
世界各国依赖石油创造了经济发展的奇迹。
那么地球上的能源有哪些可用,它们又来自何方呢?地球上的能源按其来源可分为三类。
第一类是地球和其他天体相互作用而形成的,如潮汐能;第二类来自地球的内部,如地热能和原子核能;第三类来自地球以外,主要是太阳能以及由它产生的能源,如煤、石油、天然气、生物质能、水能、风能、海洋热能等等。
然而,随着人类文明的不断发展,社会对能量的需求不可遏止地猛增。
地球上的能源消耗正在以惊人的速度增长,20 世纪消耗的全部能源几乎等于前19 个世纪所消耗的能源的一半。
人类正在过分地开采和使用化石燃料和森林等自然资源,从而使得地球上的自然燃料能源的储藏量正在急剧减少。
而且,由于大量利用石油、天然气和煤炭等化石燃料,已经使人类居住的环境受到越来越严重的污染,造成酸雨和气候变暖。
许多科学家都认为,全球气温升高将给人类带来灾难性的后果。
因此,合理开发和利用能源已成为地球人类大家庭最重要的问题了。
人类必须认真对可资利用的各种能源进行“算计”和“筹划”,既要满足目前需要,又要考虑长远的影响和发展,为子孙后代的丰衣足食着想,使地球人类大家庭的明天过得更舒适、更美好。
所以,人们一方面研究如何进一步合理、妥善、高效率地开发利用化石燃料和水力等常规能源(也叫传统能源),比如研究提高能源转换效率的方法,改善能源开采和利用的方式等等,着重从节流方面想办法和采取措施;另一方面,人们又上天、入地、下海,四处寻找开源途径,探索低廉而丰富、又不影响生态环境的很清洁的新能源,比如开发太阳能、地热能、核聚变能和海洋能等等。
这样,一门边缘化的、综合性的科学技术——能源技术就迅速形成,并蓬勃发展起来。
人类利用能源的历史,也就是人类认识和征服自然的历史。
人类利用能源的历史可分为五大阶段:(1)火的发现和利用;(2)畜力、风力、水力等自然动力的利用;(3)化石燃料的开发和热的利用;(4)电的发现及开发利用;(5)原子核能的发现及开发利用。
18世纪前,人类只限于对风力、水力、畜力、木材等天然能源的直接利用,尤其是木材,在世界一次能源消费结构中长期占据首位。
蒸汽机的出现加速了18世纪开始的产业革命,促进了煤炭的大规模开采。
到19世纪下半叶,出现了人类历史上第一次能源转换。
1860年,煤炭在世界一次能源消费结构中占24%,1920年上升为62%。
从此,世界进入了“煤炭时代”。
19世纪70年代,电力代替了蒸汽机,电器工业迅速发展,煤炭在世界能源消费结构中的比重逐渐下降。
1965年,石油首次取代煤炭占居首位,世界进入了“石油时代”。
1979年,世界能源消费结构的比重是:石油占54%,天然气和煤炭各占18%,油、气之和高达72%。
石油取代煤炭完成了能源的第二次转换。
但是地球上石油的储量有限,石油的大量消费,使能源供应严重短缺,世界能源向石油以外的能源物质转移已势在必行。
世界能源正面临一个新的转折点。
在能源消费结构中,已开始从石油为主要能源逐步向多元能源结构过度。
新能源包括地热、低品位放射性矿物、地磁等地下能源;还包括潮汐、海浪、海流、海水温差、海水盐差、海水重氢等海洋能和风能、生物能等地面能源;以及太阳能、宇宙射线等太空能源。
在这些能源中,核能是最有希望取代石油的重要能源。
人类对常规能源的利用,无论是在开源方面,还是在节流方面,都在不断进步。
对于煤炭、石油和天然气等化石燃料,从勘探、开采、运输到使用,技术不断进步,日新月异,令人目不暇接。
这对能源本身的盛衰与荣辱,不但没有影响,反而进一步促进了与这些常规能源有关的能源技术的进步和发展。
于是,资源卫星勘探技术、煤炭地下气化技术、二次三次采油技术、煤炭液化和气化技术、磁流体发电和燃料电池等直接发电技术,以及高效大容量输电和余热利用等等新节能技术相继诞生并发展起来,而且已经和正在给类带来极大的社会与经济效益。
人们对水力能的利用,已经今非昔比,走上了大规模、经济地开发和系统设计、综合利用的轨道。
在常规能源技术领域,目前,磁流体发电技术、燃料电池、水力能源综合利用工程、高效大容量输电技术和余热利用技术等已成为人们关注的热点。
本世纪中叶以来,人们对核聚变能、太阳能、地热能、海洋能、风能和生物质能等等新能源的研究开发和利用付出了辛勤的劳动,坚持进行着孜孜不倦的研究,并取得了许多可喜的成果与重大突破。
如果从50 年代初算起,人们研究和开发核聚变能已经有40 年了。
人们已攻克了许多难关,虽然尚未达到受控热核聚变的目标,但是正在一步步地逼近实现受控热核聚变的临界条件。
随着托卡马克和磁镜约束聚变反应装置,以及激光驱动等惯性约束聚变反应装置的不断改进,对于等离子体温度、粒子密度和持续时间等实现聚变的主要条件已达到或接近受控热核聚变必须的临界条件;这使我们已经看到受控热核聚变航船的桅杆和旌旗出现在地平线上。
而且,据目前发展来看,惯性约束反应堆有可能比磁约束聚变反应堆更早一些实现商业应用规模。