高中化 專題2 化反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第四單元 太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用課時(shí)作業(yè) 蘇教2

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE6學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用一、太陽能的利用1．能源（1)人類目前使用的主要能源有________、________、____________等。(2）化石燃料面臨的問題①儲量________；②使用化石燃料引起的________問題越來越嚴(yán)重。2．太陽能的利用方式太陽能利用的實(shí)例能量轉(zhuǎn)化方式直接利用太陽輻射能地球上眾多植物的光合作用：6CO2＋6H2Oeq\o（→，\s\up7（光照)，\s\do5（葉綠素)）C6H12O6＋6O2光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，其本質(zhì)是________能轉(zhuǎn)化為________能太陽能熱水器________能轉(zhuǎn)化為________能太陽能電池________能轉(zhuǎn)化為________能光解水制得氫氣________能轉(zhuǎn)化為________能間接利用太陽能水力發(fā)電太陽能間接轉(zhuǎn)化為________能和________能化石燃料太陽能間接轉(zhuǎn)化為________能二、生物質(zhì)能的利用1．來源生物質(zhì)能是指來源于________及其________所貯存的能量。生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)廢棄物（如植物的秸稈、枝葉)、水生植物、油料植物、城市與工業(yè)有機(jī)廢棄物、動物糞便等.這些物質(zhì)中蘊(yùn)藏著豐富的生物質(zhì)能.2．生物質(zhì)能的利用方式(1)直接燃燒將植物的枝葉等直接點(diǎn)燃來獲得熱量，是人類遠(yuǎn)古時(shí)代主要的能量來源。這個(gè)時(shí)期被稱為“柴草能源時(shí)期"?，F(xiàn)在也是我國農(nóng)村主要的能量來源方式之一.其燃燒反應(yīng)可表示為________________________________________________________。(2）生物化學(xué)轉(zhuǎn)換①制取沼氣將植物的秸稈、枝葉、雜草和人畜糞便加入沼氣發(fā)酵池中，在厭氧條件下，經(jīng)過沼氣細(xì)菌的作用,生成沼氣。沼氣的主要成分是______。CH4是一種清潔、高效的氣體燃料，其燃燒反應(yīng)方程式為________________________________________________.②糧食發(fā)酵制乙醇用含糖類、淀粉較多的農(nóng)作物（如玉米、高粱）為原料，在催化劑存在下，經(jīng)________和細(xì)菌________，可以制得________。乙醇可以直接作為燃料,也可以和汽油混合后作發(fā)動機(jī)燃料。有關(guān)反應(yīng)方程式為_________________________________,________________________________________________________________________.③熱化學(xué)轉(zhuǎn)換使生物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱值較高的可燃?xì)怏w。例如，在汽化爐內(nèi)加熱固體生物質(zhì),同時(shí)通入空氣或水蒸氣，或者隔絕空氣高溫加熱生物質(zhì)，使之發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生____________。三、氫能的開發(fā)與利用1．氫能源及其利用氫氣完全燃燒放出的熱量是等質(zhì)量汽油完全燃燒放出熱量的3倍多；制取它的原料是水，資源不受限制；它燃燒的產(chǎn)物是水,不會污染環(huán)境，是理想的清潔燃料.液態(tài)氫還可用作火箭的燃料。氫氣被人們看作理想的“綠色能源"。此外，用高壓氫氣、氧氣制作氫氧燃料電池也是氫能源利用的一種重要方式.2．氫氣的制備方法（1)電解法電解法是目前用得最多的方法。但耗費(fèi)大量的________,成本太高,難于普遍使用。（2)光解法在催化劑作用下利用太陽能,將水分解生成氫氣。這種方法是制氫氣的主要研究方向。其主要難題是催化劑的選擇和制取。(3)生物法利用________等低等植物和微生物在陽光作用下使水分解釋放氫氣。3．氫氣的貯存氫氣的熔、沸點(diǎn)很低，難于液化，所以氫氣的貯存運(yùn)輸一度成為科學(xué)難題，現(xiàn)在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的________解決了這一科學(xué)難題.知識點(diǎn)1太陽能的利用1．下列屬于直接利用太陽輻射能的方式是（)①光——熱轉(zhuǎn)換②光——電轉(zhuǎn)換③光-—化學(xué)能轉(zhuǎn)換④光——生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換A．①②③B．①③④C．①②④D．①②③④2．下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是()A．化石燃料物質(zhì)內(nèi)部儲存著能量B．太陽能不能直接轉(zhuǎn)化為電能C．物質(zhì)的化學(xué)能可能在不同條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能為人類所用D．綠色植物發(fā)生光合作用時(shí)，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來知識點(diǎn)2生物質(zhì)能的利用3．下列對于城市廢棄物中生物質(zhì)能的利用不合理的是()A．把廢棄物拉到鄉(xiāng)下找個(gè)地方埋掉B．對廢棄物進(jìn)行處理后焚燒，利用產(chǎn)生的熱能供熱和發(fā)電C．把廢棄物進(jìn)行生物化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取甲烷D．讓廢棄物在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱值較高的可燃性氣體4．“綠色化學(xué)"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，不符合“綠色化學(xué)”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．制造沼氣知識點(diǎn)3氫能的開發(fā)和利用5．根據(jù)“綠色化學(xué)"的思想，某化學(xué)家設(shè)計(jì)了下列化學(xué)反應(yīng)步驟：①CaBr2＋H2Oeq\o（=,\s\up7(750℃))CaO＋2HBr②2HBr＋Hgeq\o（=，\s\up7（100℃)）HgBr2＋H2↑③HgBr2＋CaOeq\o（=,\s\up7（750℃））HgO＋CaBr2④2HgOeq\o（=,\s\up7(500℃))2Hg＋O2↑該方案的目的是制備(）A．HBrB．CaOC．H2D．Hg6．氫能是一種既高效又干凈的新能源，發(fā)展前景良好，用氫作能源的燃料電池汽車倍受青睞。我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池轎車“超越三號”，已達(dá)到世界先進(jìn)水平，并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn).氫能具有的優(yōu)點(diǎn)包括（）①原料來源廣②易燃燒、熱值高③儲存方便④制備工藝廉價(jià)易行A．①②B．①③C．③④D．②④練基礎(chǔ)落實(shí)1．下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的認(rèn)識不正確的是(）A．電解水生成氫氣和氧氣時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B．煤燃燒時(shí)化學(xué)能主要轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮蹸．綠色植物光合作用過程中太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能D．白熾燈工作時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為光能2．新的替代能源主要包括()①核能②柴草③焦炭④太陽能⑤氫能⑥液化石油氣⑦水煤氣⑧天然氣A．②③⑥⑦B．①④⑤C．③⑥⑦⑧D．①④⑤⑧3．原始大氣是還原性氣體，不含O2?，F(xiàn)今地球上的大氣具有氧化性，其中大部分游離態(tài)的氧氣是下列哪種過程的結(jié)果(）A．呼吸作用B．光合作用C．排泄作用D．化學(xué)能合成作用4．據(jù)估計(jì)，地球上的綠色植物通過光合作用每年能結(jié)合來自CO2中的碳1500億噸和來自水中的氫250億噸，并釋放4000億噸氧氣。光合作用的過程一般可用下式表示：CO2＋H2O＋微量元素(P、N等)eq\o（→,\s\up7(光能），\s\do5（葉綠素）)(蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等)＋O2下列說法不正確的是（）A．某些無機(jī)物通過光合作用可轉(zhuǎn)化為有機(jī)物B．碳水化合物就是碳和水組成的化合物C．葉綠素是光合作用的催化劑D．增加植被,保護(hù)環(huán)境是人類生存的需要5．“能源分類相關(guān)圖”如圖所示，下列四組能源選項(xiàng)中，全部符合圖中陰影部分的能源是(）A．煤炭、石油、沼氣B．水能、潮汐能、天然氣C．太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能D．地?zé)崮?、海洋能、核?．氫氣是未來的綠色能源,科學(xué)家們最新研制出利用太陽能產(chǎn)生激光,再用激光使水分解得到氫氣的新技術(shù)，其中水分解可以用化學(xué)方程式表示為2H2Oeq\o（=，\s\up7(激光),\s\do5（TiO2））2H2↑＋O2↑。下列有關(guān)說法中不正確的是（）A．TiO2在反應(yīng)中作氧化劑B．水分解不產(chǎn)生污染物C．TiO2在反應(yīng)中作催化劑D．該技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能題號123456答案練方法技巧——綠色能源開發(fā)設(shè)計(jì)7．氫能源是21世紀(jì)極具開發(fā)前景的新能源之一，它既是綠色能源，又可循環(huán)使用。(1)請?jiān)谙聢D的兩個(gè)空框中填上循環(huán)過程中的反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式,以完成理想的氫能源循環(huán)體系圖（循環(huán)中接受太陽能的物質(zhì)在自然界中廣泛存在）。(2)從能量轉(zhuǎn)換角度看，過程Ⅱ主要是__________能轉(zhuǎn)化為________能。練綜合拓展8．能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，常規(guī)能源的合理利用和新能源的開發(fā)是當(dāng)今社會人類面臨的嚴(yán)峻課題，回答下列問題:（1)我國是世界上少數(shù)以煤為主要燃料的國家，下列關(guān)于煤作燃料的論點(diǎn)正確的是________。A．煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燃燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用B．煤是發(fā)熱很高的固體燃料，我國煤炭資源相對集中，開采成本低，用煤作燃料合算C．煤燃燒時(shí)產(chǎn)生大量二氧化硫和煙塵,對環(huán)境污染嚴(yán)重D．通過潔凈煤技術(shù)，如煤的氣化和液化，以及煙氣脫硫，不僅減輕了燃煤污染，還能提高煤燃燒的熱利用率（2）烏克蘭科學(xué)家將銅和鐵混合熔化制成多孔金屬,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料霧化器，該霧化器的作用是________________________________________________________________________。(3）乙醇是未來內(nèi)燃機(jī)的首選環(huán)保型液體燃料，它可以由綠色植物的秸稈制取,制取乙醇的兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是：___________________________________________________________________________________________________________________；1．0g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出1.367kJ熱量，表示乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4）一些科學(xué)家對以下3個(gè)反應(yīng)很感興趣：①3FeCl2＋4H2O(g）eq\o（=，\s\up7(500℃)）Fe3O4＋6HCl＋H2②Fe3O4＋eq\f（3,2)Cl2＋6HCl=3FeCl3＋3H2O＋eq\f（1,2）O2③3FeCl3eq\o（=,\s\up7(300℃)）3FeCl2＋eq\f(3,2)Cl2↑科學(xué)家利用上述反應(yīng)是為了生產(chǎn)______________，對制備此物質(zhì)而言，F(xiàn)eCl2的作用是_______________________________________.9．陽光照射到太陽能集熱器上，將太陽能轉(zhuǎn)化為________能，如圖所示是一種太陽能熱水器的示意圖，圖中A是集熱器，B是儲水容器，在陽光直射下水將沿________(填“順”或“逆”）時(shí)針方向流動，這是因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，C是輔助加熱器，其作用是______________________________________________________________________________________________________________。請?jiān)趫D中適當(dāng)位置安上進(jìn)水閥門和出水閥門，并說明選擇位置的理由。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________10．隨著工業(yè)的發(fā)展，能源問題越來越引起人們的重視?？茖W(xué)家們預(yù)言,未來最理想的燃料是綠色植物，即將植物的秸稈（主要成分是纖維素）用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔?，水解成葡萄糖，再將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇，用作燃料.（1）已知：C2H5OH（l）＋3O2(g）→2CO2（g)＋3H2O(l)ΔH＝－1367kJ·mol－1CH4（g）＋2O2（g)→CO2(g）＋2H2O（l）ΔH＝－890kJ·mol－1若某種植物的秸稈含纖維素約為50%,由植物秸稈經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化得到乙醇原料的總利用率為80%，則以1000g秸稈為原料制得的乙醇燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量與______L甲烷完全燃燒產(chǎn)生的熱量相當(dāng)（標(biāo)準(zhǔn)狀況)。（2）綠色植物光合作用的效能是_____________________________________________________________________________________________________________。第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用基礎(chǔ)落實(shí)一、1.(1）煤石油天然氣（2）①有限②污染2．光化學(xué)光熱光電光化學(xué)電內(nèi)化學(xué)二、1.植物加工產(chǎn)品2．（1)(C6H10O5）n＋6nO2eq\o（→，\s\up7（點(diǎn)燃))6nCO2＋5nH2O（2）①甲烷CH4＋2O2eq\o（→，\s\up7（點(diǎn)燃））CO2＋2H2O②水解發(fā)酵乙醇(C6H10O5）n＋nH2Oeq\o(→，\s\up7（酶)）nC6H12O6C6H12O6eq\o（→,\s\up7(酶）)2CH3CH2OH＋2CO2↑③可燃?xì)怏w三、2。(1）電能（3)藍(lán)綠藻3.貯氫合金對點(diǎn)訓(xùn)練1．D[光-—熱轉(zhuǎn)換是利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能；光—-電轉(zhuǎn)換是利用太陽輻射能,通過光電效應(yīng)獲得電能;光——化學(xué)能的轉(zhuǎn)換是將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來；光——生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換是將太陽輻射能通過植物的光合作用轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能.]2．B[太陽能可以通過光電效應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能.]3．A[將城市廢棄物填埋是將生物質(zhì)能白白浪費(fèi)的一種措施.]4．A［將植物秸稈就地焚燒不僅造成能源的浪費(fèi)，也會造成環(huán)境污染。]5．C［根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想，反應(yīng)要提高原子利用率，最終產(chǎn)品應(yīng)該是環(huán)境友好的產(chǎn)品或者是清潔燃料等。將化學(xué)方程式①×2＋②×2＋③×2＋④得：2H2Oeq\o（=，\s\up7(一定條件下）)2H2↑＋O2↑.]6．A[地球上有大量的水，可用水為原料制取氫氣。H2易燃燒，無污染，熱值高，是一種高效、干凈的新能源，但在利用氫燃料時(shí)，其儲存和制備成本較高，到現(xiàn)在還不能大量使用.]課后作業(yè)1．D［白熾燈工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為光能的同時(shí)也有部分轉(zhuǎn)化為熱能。］2．B3．B［植物在進(jìn)行光合作用時(shí)消耗CO2，會產(chǎn)生O2而其他選項(xiàng)中的各種作用均可消耗O2。]4．B[根據(jù)光合作用過程可推知A、C正確；碳水化合物通常是指由C、H、O等元素組成的有機(jī)化合物，B錯(cuò);增加植被，保護(hù)環(huán)境，可以通過植物獲取能源和食物，D正確。故選B。］5．C6.A7．（1）A：H2OB：H2、O2（2)化學(xué)電8．（1)ACD（2）使煤油霧化,增大與助燃劑的接觸面積，提高燃燒效率(3)（C6Heq\o(10O5n，\s\do4(纖維素）)＋nH2Oeq\o（→，\s\up7（催化劑），\s\do5（△)）nC6Heq\o（12O6，\s\do4（葡萄糖））;C6H12O6eq\o(→,\s\up7(催化劑))2C2H5OH＋2CO2↑C2H5OH(l）＋3O2(g）=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－62.88kJ·mol－1（4)H2催化劑解析本題是對煤、石油、乙醇、氫幾種能源的對比，使學(xué)生認(rèn)識社會的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展。(1）煤是一種化石燃料，也是重要的化工原料，屬于不可再生能源,把煤作為燃料簡單燃燒掉是一種浪費(fèi)，并且煤中所含的硫在燃燒時(shí)生成的SO2會造成環(huán)境污染,通過潔凈煤技術(shù)，如煤的氣化和液化以及煙氣脫硫，不僅減輕了燃煤污染，還能提高煤燃燒的利用率.（2)煤油霧化可使煤油與助燃劑充分接觸，提高燃燒效率。（3)由綠色植物的秸稈(主要成分為纖維素)制取乙醇即用纖維素制葡萄糖，再經(jīng)發(fā)酵制乙醇，1mol乙醇燃燒放出的熱量為1。367kJ×eq