2019-2020年高中化學專題2化學反應與能量轉(zhuǎn)化第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用學案蘇教版必修2.doc
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2019-2020年高中化學專題2化學反應與能量轉(zhuǎn)化第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用學案蘇教版必修2 [考試要求] 1.太陽能開發(fā)利用的途徑和方式(a/a) 2.生物質(zhì)能的利用途徑(a/a) 3.氫能的優(yōu)點、開發(fā)與利用,了解化石燃料的不可再生性及其給環(huán)境帶來的問題(a/a) 1.太陽能利用的重要反應: (1)6CO2+6H2OC6H12O6+6O2(太陽能→化學能), (2)(C6H10O5)n+nH2O催化劑,nC6H12O6, C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O(化學能→熱能)。 2.生物質(zhì)能的利用: ( 1)直接燃燒:(C6H10O5)n+6nO2點燃,6nCO2+5nH2O, (2)生物化學轉(zhuǎn)換:制沼氣;制乙醇。 (3)熱化學轉(zhuǎn)換。 3.氫能的三大優(yōu)點:(1)來源廣 (2)無污染 (3)熱值高 太陽能的利用 1.能源與太陽能 能源是人類生活和社會發(fā)展的基礎。地球上最基本的能源是太陽能。 2.太陽能利用的能量轉(zhuǎn)化方式 被吸收的太陽能化學能熱能、光能或電能 (1)太陽能轉(zhuǎn)化為化學能 ①物質(zhì)轉(zhuǎn)化: 在太陽光作用下,植物體內(nèi)的葉綠素把水、二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖,進而生成淀粉、纖維素。 ②化學反應:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2。 ③能量轉(zhuǎn)化:光能―→化學能。 (2)化學能轉(zhuǎn)化為熱能 ①物質(zhì)轉(zhuǎn)化:動物攝入體內(nèi)的淀粉、纖維素能水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖,其氧化生成二氧化碳和水,釋放出熱量,供給生命活動的需要。 ; C6H12O6+6O2―→6H2O+6CO2。 ③能量轉(zhuǎn)化:化學能―→熱能。 3.太陽能的利用 實例 能量轉(zhuǎn)化方式 直接 利用 光合作用 光能轉(zhuǎn)化為化學能 太陽能熱水器 光能轉(zhuǎn)化為熱能 太陽能電池 光能轉(zhuǎn)化為電能 光解水制氫氣 光能轉(zhuǎn)化為化學能 間接 利用 化石燃料 太陽能間接轉(zhuǎn)化為化學能 1.植物通過光合作用能將CO2和水轉(zhuǎn)化成哪些物質(zhì)? 提示:轉(zhuǎn)化成葡萄糖和氧氣。 2.攝入人體內(nèi)的淀粉是如何轉(zhuǎn)化成能量的? 提示:淀粉在人體內(nèi)水解轉(zhuǎn)化成葡萄糖;葡萄糖氧化生成二氧化碳和水,釋放出能量。 1.太陽能與其他能源的關系 2.太陽能的特點 優(yōu)點:太陽能是巨大、無盡的能源;太陽能可以為人類共享,可免費使用;太陽能對環(huán)境無任何污染。 缺點:受季節(jié)、地區(qū)、氣候等影響,不能維持常量等。 3.太陽能的利用前景 太陽能的開發(fā)利用是當今國際上一大熱點,經(jīng)過近20多年的努力,太陽能技術有了顯著進步,太陽能的利用領域已由生活熱水、建筑采暖等擴展到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的許多部分,人們已經(jīng)強烈意識到,一個廣泛利用太陽能和可再生能源的新時代——太陽能時代即將到來。 1.人類將在未來幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風能、生物質(zhì)能等太陽能的轉(zhuǎn) 換形態(tài)),屆時人們將適應“低碳經(jīng)濟”和“低碳生活”。下列說法不正確的是( ) A.煤、石油和天然氣都屬于碳素燃料 B.發(fā)展太陽能經(jīng)濟有助于減緩溫室效應 C.太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能 D.目前研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于太陽能文明 解析:選D 煤、石油和天然氣都屬于含碳元素的燃料,屬于碳素燃料;利用太陽能不會產(chǎn)生溫室氣體;利用光能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能;菠菜屬于綠色植物,是通過光合作用生成的,D說法不正確。 2.下列有關太陽能的利用方式以及列舉的實例錯誤的是( ) A.直接利用太陽輻射能的基本方式有四種:光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換、光—化學能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換 B.太陽能熱水器是一種光—熱轉(zhuǎn)換形式 C.綠色植物進行的光合作用,是一種光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換,它的本質(zhì)是光—化學能轉(zhuǎn)換 D.將電能通過用電器進行照明的過程是一種光—電能轉(zhuǎn)換過程 解析:選D 光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換、光—化學能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換是太陽能利用的基本方式,它們都是把光能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量的過程。D項是將電能轉(zhuǎn)換成光能的過程。 生物質(zhì)能的利用 1.生物質(zhì)能的來源 植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量。 2.生物質(zhì)能的利用方式 (1)直接燃燒(用纖維素代表植物枝葉的主要成分) 化學方程式為(C6H10O5)n+6nO2點燃,6nCO2+5nH2O。 (2)生物化學轉(zhuǎn)換 ①制沼氣: 沼氣的成分主要是CH4,還含有CO2及少量H2S、NH3、PH3等。 ②制乙醇: C6H12O62C2H5OH+2CO2。 (3)熱化學轉(zhuǎn)換 使生物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學反應,產(chǎn)生熱值較高的可燃氣體。 1.生物質(zhì)主要包括哪些物質(zhì)? 提示:生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)廢棄物(如植物的秸稈)、水生植物、油料植物、有機廢棄物等。 2.如何由甘蔗渣(主要成分是纖維素)制取酒精? 提示:甘蔗渣(主要成分是纖維素)在催化劑的作用下先水解生成葡萄糖;然后葡萄糖在酶的作用下發(fā)酵制得乙醇。 1.生物質(zhì)能 (1)生物質(zhì)能是新能源,可以再生,合理利用不會造成環(huán)境污染。 (2)生物質(zhì)能通過生物化學轉(zhuǎn)換可以制取CH4、乙醇等能源物質(zhì),生物質(zhì)通過熱化學轉(zhuǎn)換可以制取CH4、CO、H2等可燃性氣體。 2.生物質(zhì)能的特點 (1)生物質(zhì)能儲量大、種類多、利用形式多樣。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源,僅次于煤、石油和天然氣居世界能源第四位,在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。 (2)生物質(zhì)能是一種理想能源,具有可再生、低污染、分布廣泛等特點。 (3)缺點:利用規(guī)模小,植物僅能將少量的太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能;單位土地面積的有機物能量偏低;缺乏適合栽種植物的土地。 3.直接燃燒生物質(zhì)能的缺點 (1)燃燒不充分,產(chǎn)生的CO會污染空氣。 (2)燃燒充分,產(chǎn)生大量CO2氣體會加劇溫室效應。 (3)熱能利用率不高,損失大量能量。 (4)利用率低,若能綜合利用可以制得各種產(chǎn)品,利用價值將成百倍地增加。 1.下列有關生物質(zhì)能的說法不正確的是( ) A.生物質(zhì)能是可再生能源 B.生物質(zhì)能來源于太陽能 C.焚燒生活垃圾發(fā)電是將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能再轉(zhuǎn)化為電能 D.玉米、高粱發(fā)酵制乙醇是生物質(zhì)能的熱化學轉(zhuǎn)換 解析:選D 生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量,生物質(zhì)能的利用除釋放能量外,產(chǎn)生無污染的CO2和H2O,通過植物的光合作用,重新將太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能,因此生物質(zhì)能是可再生的新能源,A正確;光—生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)換本質(zhì)是光—化學能的轉(zhuǎn)換,B正確;焚燒生活垃圾發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程是生物質(zhì)能―→熱能―→電能,C正確;含淀粉較高的農(nóng)作物發(fā)酵制燃料乙醇是生物化學轉(zhuǎn)換,D不正確。 2.下列對城市廢棄物中生物質(zhì)能利用不合理的是( ) A.把廢棄物運到鄉(xiāng)下找個地方填埋掉 B.對廢棄物進行處理后焚燒,利用產(chǎn)生的熱能供暖和發(fā)電 C.把廢棄物進行生物化學轉(zhuǎn)換獲取CH4 D.讓廢棄物在一定條件下發(fā)生化學反應,產(chǎn)生熱值較高的可燃性氣體 解析:選A 生活垃圾采用填埋的方式會使能量不能被充分利用,同時占用了土地。 (對應學生用書P39) 1.氫能的優(yōu)點 2.氫能利用存在的問題 (1)廉價的制氫技術——首要難點 原因:制氫需要消耗大量的能量且效率低。 (2)安全可靠的貯氫和輸氫方法——關鍵 原因:H2易汽化、易燃、易爆。 3.氫能的生產(chǎn)與利用 (1)氫能的產(chǎn)生 ①水煤氣法: ②電解法: ③光解法: (2)氫能的利用方式 ①利用氫和氧化劑發(fā)生反應放出熱能; ②利用氫和氧化劑在催化劑作用下的電化學反應直接獲取電能; ③利用氫的熱核反應釋放出核能,這是氫能的一種特殊應用。 1.(xx浙江10月考試)下列物質(zhì)中,屬于可再生的能源是( ) A.氫氣 B.石油 C.煤 D.天然氣 解析:選A 石油、煤、天然氣等化石燃料均為不可再生能源,H2是可再生能源。 2.近20年來,對以氫氣為未來的動力燃料氫能源的研究獲得了迅速發(fā)展,為了有效發(fā)展民用氫能源,首先必須制得廉價的氫氣,下列可供開發(fā)又較經(jīng)濟且資源可持續(xù)利用的制氫氣的方法是( ) A.電解水 B.鋅與稀硫酸反應 C.光解海水 D.以石油、天然氣為原料 解析:選C 制H2的要求為可供開發(fā)又較經(jīng)濟,且資源可持續(xù)利用,A、B項不經(jīng)濟,D項可開發(fā)但石油、天然氣為化石燃料不可持續(xù)利用。 [三級訓練節(jié)節(jié)過關] 1.下列變化過程和對應的能量轉(zhuǎn)化關系錯誤的是( ) A.植物光合作用:光能→生物質(zhì)能 B.太陽能熱水器:太陽能→電能 C.石灰石高溫分解:熱能→化學能 D.鉛蓄電池:化學能→電能 解析:選B A項,植物的光合作用是把光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能,正確;B項,太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能,錯誤;C項,石灰石高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳,是把熱能轉(zhuǎn)化為化學能,正確;D項,鉛蓄電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能,正確。 2.下列有關能源和能量轉(zhuǎn)換的敘述正確的是( ) A.推廣使用太陽能、風能、海洋能、氫能,有利于緩解溫室效應 B.乙醇和汽油都是可再生能源,應大力推廣“乙醇汽油” C.普通鋅錳干電池不含環(huán)境污染物,用完后可以隨意扔掉,使用方便 D.燃料電池是利用燃料燃燒,將化學能轉(zhuǎn)化為熱能,然后再轉(zhuǎn)化為電能的化學電源 解析:選A A項,可以減少二氧化碳的排放,有利于緩解溫室效應,正確;B項,汽油是不可再生能源,錯誤;C項,廢棄電池會造成土壤污染、水污染等環(huán)境問題,用完后不能隨意扔掉,錯誤;D項,原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,D錯誤。 3.綠色能源是人類理想的能源,不會造成環(huán)境污染,下列能源不屬于綠色能源的是( ) A.氫能源 B.太陽能 C.風能 D.石油 解析:選D 氫能是氫氣燃燒提供的,產(chǎn)物是水,無污染;太陽能是最清潔的能源;風能的使用也不會給環(huán)境帶來污染;石油是化石燃料,其中硫元素燃燒生成的二氧化硫、不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳、高溫燃燒產(chǎn)生的氮氧化物等都是污染物,因此石油不是綠色能源。 4.氫能是一種既高效又潔凈的新能源,發(fā)展前景良好,用氫作能源的燃料電池汽車備受青睞。我國擁有完全自主知識產(chǎn)權的氫燃料電池轎車“超越三號”已達到世界先進水平,并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標邁進。氫能具有的優(yōu)點包括( ) ①原料來源廣?、谝兹紵?、熱值高 ③儲存方便 ④制備工藝廉價易行 A.①② B.①③ C.③④ D.②④ 解析:選A 地球上有大量的水,可用水為原料制氫氣。H2易燃燒,無污染,熱值高,是一種高效、潔凈的新能源,但在利用氫燃料時,其儲存和制備成本較高,到現(xiàn)在還不能大量使用。 5.分析下圖: 回答以下問題: (1)電解水生成H2,首先要解決的問題是_____________________________________。 (2)氫氣作為理想的“綠色能源”的主要理由是_________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)電解水需要消耗大量電能。 (2)H2作為“綠色能源”優(yōu)點有三:來源豐富;熱值高;無污染。 答案:(1)需大量電能 (2)來源豐富(H2O),燃燒放出的熱量多,產(chǎn)物無污染 1.(xx余姚中學期中)下列措施中不符合節(jié)能減排的是( ) A.大力發(fā)展火力發(fā)電,解決電力緊張問題 B.在屋頂安裝太陽能熱水器為居民提供生活用熱水 C.用石灰對煤燃燒后形成的煙氣脫硫 D.用雜草、生活垃圾等有機廢棄物在沼氣池中發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,作家庭燃氣 解析:選A 火力發(fā)電不能減少有害物質(zhì)的排放,不符合節(jié)能減排。 2.下列說法不正確的是( ) A.CO2、甲烷都屬于溫室氣體 B.用甘蔗生產(chǎn)的燃料乙醇屬可再生能源,利用乙醇燃料不會產(chǎn)生溫室氣體 C.氫能利用的難題是氫氣的貯存與運輸 D.風能發(fā)電屬于綠色能源 解析:選B 乙醇作燃料產(chǎn)生CO2氣體,會引起溫室效應,B項錯誤。 3.下列屬于直接利用太陽輻射能的方式是( ) ①光-熱轉(zhuǎn)換?、诠猓娹D(zhuǎn)換?、酃猓瘜W能轉(zhuǎn)換 ④光-生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換 A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.①②③④ 解析:選D 直接利用太陽能的方式基本上有四種:①光-熱轉(zhuǎn)換,②光-電轉(zhuǎn)換,③光-化學能轉(zhuǎn)換,④光-生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換。 4.下列過程中的能量轉(zhuǎn)化,屬于太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能的是( ) A.石油燃燒 B.植物的光合作用 C.核電站發(fā)電 D.太陽能電池供電 解析:選B 石油燃燒是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽缓穗娬景l(fā)電是核能轉(zhuǎn)化為電能;太陽能電池供電是太陽能轉(zhuǎn)化為電能;植物的光合作用是太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能。 5.“綠色化學”要求從根本上減少乃至杜絕污染。下列對農(nóng)作物收割后留下的秸稈的處理方法中,不符合“綠色化學”要求的是( ) A.就地焚燒 B.發(fā)酵后作農(nóng)家肥 C.加工成精飼料 D.制造沼氣 解析:選A 就地焚燒會產(chǎn)生大量煙塵、含硫化合物,造成霧霾等污染。 6.氫能是理想的清潔能源。下列制氫的方法中,最節(jié)能的是( ) A.電解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑ B.高溫使水分解制氫:2H2O2H2↑+O2↑ C.太陽光催化分解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑ D.天然氣制氫:CH4+H2OCO+3H2 解析:選C A需要消耗電能,B和D需要高溫,都消耗較多的能量。 7.生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能固化為化學能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量,一直是人類賴以生存的重要能源。下列有關說法不正確的是( ) A.農(nóng)村通過雜草和動物的糞便發(fā)酵制沼氣,沼氣的主要成分是甲烷 B.推廣使用乙醇汽油,乙醇可由富含淀粉的谷物發(fā)酵產(chǎn)生 C.氫能可以通過電解海水,大量推廣使用 D.開發(fā)生物質(zhì)能有利于環(huán)境保護和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展 解析:選C 電解海水可制得H2,但成本高,不能大量推廣使用。 8.化石燃料仍是目前能源的主體,但已經(jīng)面臨危機,開發(fā)新能源是解決能源問題的關鍵。下列能量轉(zhuǎn)換過程,不涉及化學變化的是( ) A.利用氫氧燃料電池提供電能 B.利用太陽能分解水制備氫氣 C.利用水流驅(qū)動渦輪機發(fā)電 D.利用植物秸稈為原料生產(chǎn)乙醇燃料 解析:選C A項,利用氫氧燃料電池提供電能是化學能轉(zhuǎn)化為電能,涉及化學變化;B項,利用太陽能分解水制備氫氣是光能轉(zhuǎn)化為化學能,涉及化學變化;C項,利用水流驅(qū)動渦輪機發(fā)電是機械能轉(zhuǎn)化為電能,不涉及化學變化;D項,利用植物秸稈為原料生產(chǎn)乙醇燃料發(fā)生化學變化。 9.閱讀下面的敘述,回答有關問題。 “生物質(zhì)”是指由植物或動物生命體衍生得到的物質(zhì)的總稱。作為人類解決能源危機重要途徑之一的“生物質(zhì)能”,主要指用樹木、莊稼、草類等植物直接或間接提供的能量。古老的刀耕火種、燒柴做飯、燒炭取暖等粗放用能方式正在被現(xiàn)代科學技術所改變。 (1)下面有關“生物質(zhì)能”的說法,不正確的是________。 A.利用生物質(zhì)能就是間接利用太陽能 B.生物質(zhì)能源是可再生的能源 C.生物質(zhì)能源是解決農(nóng)村能源的主要途徑 D.生物質(zhì)能的缺點是嚴重污染環(huán)境 (2)沼氣是有機廢棄物(樹葉、秸稈、草類及垃圾、糞便等)在隔絕空氣的條件下發(fā)酵分解而成的氣體,主要成分是甲烷。農(nóng)村沼氣池中發(fā)酵后的池底剩余物是很好的漚肥。下面有關結(jié)論中,錯誤的是________。 A.沼氣是一種清潔的能源 B.使用沼氣作能源可以保護森林 C.使用沼氣給農(nóng)民的生活帶來了不便 D.使用沼氣是對化學能的充分利用 解析: (1)生物質(zhì)的利用形式有多種,不一定是燃燒,不一定對環(huán)境有污染,D錯誤。 (2)使用沼氣能源可以減少其他能源的使用,進而保護森林。 答案:(1)D (2)C 10.(1)利用新能源發(fā)電的形式有很多,如圖所示,其中A表示潮汐能發(fā)電,B表示地熱能發(fā)電,C表示________能發(fā)電,D表示________能發(fā)電。 (2)人類所使用的能量絕大部分來源于太陽能,捕獲太陽能的生物主要為綠色植物,其光合作用的總反應式是________________________________,光合作用的能量轉(zhuǎn)換是把________轉(zhuǎn)化為________。 解析:(1)從題圖C可看出,風車發(fā)電,是將風能轉(zhuǎn)化為電能;題圖D是利用太陽能發(fā)電,是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。 (2)綠色植物在光能作用下,將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為有機物和氧氣,同時將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能貯存起來。 答案:(1)風 太陽 (2)6H2O+6CO2C6H12O6+6O2 光能 化學能 1.(xx溫州樂清中學月考)下列敘述不正確的是( ) A.大自然利用太陽能最成功的是植物的光合作用 B.海水淡化技術的進步有助于淡水資源緊缺問題的解決 C.H2是理想的清潔燃料,儲存和運輸方便,在現(xiàn)實生活和生產(chǎn)中已大量應用 D.利用工業(yè)廢氣中的CO2制造全降解塑料,符合綠色環(huán)保要求 解析:選C H2是理想的清潔燃料,但目前儲存和運輸都不方便,在現(xiàn)實生活和生產(chǎn)中還沒有大量應用。 2.下列有關能量轉(zhuǎn)化的認識不正確的是( ) A.通過植物的光合作用,太陽能轉(zhuǎn)化為化學能 B.人類使用照明設備,將電能轉(zhuǎn)化為光能 C.生物體內(nèi)的化學變化過程在能量轉(zhuǎn)化上比在體外發(fā)生的一些能量轉(zhuǎn)化更為合理、有效 D.燃料燃燒,只是將化學能轉(zhuǎn)化為了熱能 解析:選D A項,植物的光合作用是把太陽能轉(zhuǎn)化為化學能,正確;B項,照明是電能轉(zhuǎn)化為光能,正確;C項,生物體內(nèi)的化學變化過程在能量轉(zhuǎn)化上更為合理、有效,正確;D項,燃燒是劇烈的發(fā)光放熱的氧化還原反應,反應過程中化學能可以變?yōu)楣饽?、熱能等,錯誤。 3.下列關于能源和作為能源的物質(zhì)的敘述錯誤的是( ) A.吸熱反應的反應物總能量低于生成物總能量 B.綠色植物進行光合作用時,將光能轉(zhuǎn)化為化學能“貯存”起來 C.物質(zhì)的化學能可以在不同條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等為人類所利用 D.天然氣屬于新能源 解析:選D A項,吸熱反應反應物的總能量低于生成物的總能量,正確;B項,綠色植物進行光合作用時,通過發(fā)生化學反應,將光能轉(zhuǎn)化為化學能“貯存”在化學物質(zhì)中,正確;C項,物質(zhì)的化學能可以在不同條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等為人類所利用,正確;D項,天然氣不屬于新能源,錯誤。 4.氫氣是未來的“綠色能源”,科學家們最新研制出利用太陽能產(chǎn)生激光,再用激光使水分解制得氫氣的新技術,其中水的分解可以用化學方程式表示為2H2O2H2↑+O2↑。 下列有關說法不正確的是( ) A.TiO2在反應中作氧化劑,且該反應不需任何其他條件就能自發(fā)進行 B.水分解不產(chǎn)生污染物 C.TiO2在反應中作催化劑 D.該技術將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能 解析:選A 從2H2O2H2↑+O2↑反應發(fā)生的條件來看,TiO2是該反應的催化劑。2H2O2H2↑+O2↑的能量變化是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能。 5.有人認為人體實際上是一架緩慢燃燒著的“高級機器”,人體在生命活動過程中也需要不斷補充“燃料”,按照這種觀點,人們通常攝入的下列物質(zhì)不能看作“燃料”的是( ) A.淀粉 B.水 C.脂肪 D.蛋白質(zhì) 解析:選B A項,淀粉屬于糖類,是人體的主要供能物質(zhì),錯誤;B項,水在人體內(nèi)主要是作溶劑,不能為人體提供能量,正確;C項,脂肪能在人體內(nèi)發(fā)生氧化反應提供能量,錯誤;D項,蛋白質(zhì)在人體內(nèi)被水解為氨基酸后才能吸收,一部分氨基酸再重新合成人體的蛋白質(zhì),另一部分氨基酸氧化分解釋放能量,供生命活動需要,錯誤。 6.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時緩解能源危機,有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。 下列說法正確的是( ) A.H2O的分解反應是放熱反應 B.氫能源已被普遍使用 C.2 mol H2O具有的總能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D.氫氣不易貯存和運輸,無開發(fā)利用價值 解析:選C 2H2O===2H2↑+O2↑是吸熱反應,說明2 mol H2O的能量低于2 mol H2 和1 mol O2的能量;因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸,所以氫能源利用并未普及,但發(fā)展前景廣闊。 7.太陽能的開發(fā)和利用是21世紀一個重要課題。利用儲能介質(zhì)儲存太陽能的原理是:白天在太陽照射下某種鹽熔化,吸收熱量,晚間熔鹽固化釋放出相應的能量,已知數(shù)據(jù): 鹽 熔點(℃) 熔化吸熱 (kJmol-1) 參考價格 (元t-1) CaCl26H2O 29.9 37.3 780~850 Na2SO410H2O 32.4 77.0 800~900 Na2HPO412H2O 35.1 100.1 1 600~2 000 Na2S2O35H2O 45.0 49.7 1 400~1 800 其中最適宜選用作為儲能介質(zhì)的是( ) A.CaCl26H2O B.Na2SO410H2O C.Na2HPO412H2O D.Na2S2O35H2O 解析:選B 適宜作為儲能介質(zhì)的物質(zhì),應具有熔點較低,熔化時吸熱量較大,價格較低,Na2SO410H2O最適合。 8.可再生能源是我國重要的能源資源,在滿足能源需求、改變能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面具有重要作用。應用太陽能光伏發(fā)電技術是實現(xiàn)節(jié)能減排的一項重要措施。 下列有關分析不正確的是( ) A.風能、太陽能、生物質(zhì)能等屬于可再生能源 B.推廣可再生能源有利于經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展 C.上圖是太陽能光伏電池原理圖,圖中A極為正極 D.光伏電池能量轉(zhuǎn)化方式是太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能 解析:選C 風能、太陽能、生物質(zhì)能均屬可再生能源,推廣使用可再生能源有利于可持續(xù)發(fā)展;圖示中由電流方向可知A極是太陽能光伏電池的負極;該過程中太陽能轉(zhuǎn)化為電能。 9.某人設想利用下述反應的聯(lián)合與循環(huán)來生產(chǎn)能解決目前環(huán)境和能源問題的某種物質(zhì): ①3FeCl2+4H2O(g)Fe3O4+6HCl+H2 ②4Fe3O4+12Cl2+12HCl12FeCl3+6H2O+5O2 ③6FeCl36FeCl2+3Cl2↑ 試回答: (1)該人欲生產(chǎn)的這種物質(zhì)是________。 (2)從化學原理來看這種生產(chǎn)的實質(zhì)是______________________________________。 (3)若生產(chǎn)條件和設備均很理想,在生產(chǎn)過程中只需添加的原料是________。 解析:從三個反應的產(chǎn)物來看,能夠解決目前環(huán)境和能源問題的物質(zhì)是氫氣,所以該反應是用來制備氫氣的。又因為這三個反應是“聯(lián)合與循環(huán)”生產(chǎn)氫氣的,所以可以將三個化學方程式疊加,可得總的化學方程式為2H2O===2H2↑+O2↑,故產(chǎn)物為H2和O2,其中 H2能解決目前環(huán)境和能源問題;FeCl2和Cl2作催化劑,HCl、Fe3O4和FeCl3是中間產(chǎn)物。 答案:(1)H2 (2)使水分解為氫氣和氧氣 (3)水 10.能源可劃分為一級能源和二級能源。自然界以現(xiàn)成方式提供的能源稱為一級能源,需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源,它可以由自然界中大量存在的水來制取,該反應要吸收大量的熱,反應式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)。 根據(jù)上述內(nèi)容回答下列問題: (1)下列敘述中,正確的是________。 A.電能是二級能源 B.水力是二級能源 C.天然氣是一級能源 D.水煤氣是一級能源 (2)關于用水制取二級能源氫氣,以下研究方向不正確的是________。 A.構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì),因此可研究在水不分解的情況下,使氫氣成為二級能源 B.設法將太陽光聚焦,產(chǎn)生高溫,使水分解產(chǎn)生氫氣 C.尋找高效催化劑,使水分解產(chǎn)生氫氣,同時釋放能量 D.尋找特殊催化劑,用于開發(fā)廉價能源,以分解水制取H2 (3)標準狀況下,11.2 L H2燃燒生成液態(tài)的水,放出Q kJ的熱量,寫出該反應的熱化學方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)由題給信息可知水力、天然氣是一級能源;電能是依靠煤燃燒的熱能或水力、風能、核能等轉(zhuǎn)化而制得的能源;水煤氣是一氧化碳和氫氣的混合氣,它由焦炭和水蒸氣在高溫下反應生成,故電能和水煤氣均是二級能源。 (2)水本身并不能燃燒,水分解后生成的氫氣才可以燃燒放出熱量,而水的分解是吸熱反應。在發(fā)生吸熱反應時,反應物需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物。 (3)n(H2)==0.5 mol,故2 mol H2燃燒生成液態(tài)水放出熱量為Q kJ=4Q kJ。熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-4Q kJmol-1。 答案:(1)AC (2)AC (3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-4Q kJmol-1- 配套講稿:
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