2019-2020年高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)與能量變化第四單元太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用教學(xué)案蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué)專題2化學(xué)反應(yīng)與能量變化第四單元太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用教學(xué)案蘇教版必修2 知識(shí)條目 必考要求 加試要求 1.太陽(yáng)能開(kāi)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(diǎn)、開(kāi)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(lái)的問(wèn)題 a a 能力要求 1.知道能源的分類。2.認(rèn)識(shí)開(kāi)發(fā)利用清潔高效新能源的重要意義。 1．下圖是太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖 觀察分析上圖，回答下列問(wèn)題： (1)地球上最根本的能源是太陽(yáng)能，太陽(yáng)能可以轉(zhuǎn)化為各種不同的能量，如熱能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等。自然界中利用太陽(yáng)能最重要也是最成功的途徑是植物的光合作用。 (2)目前，世界所需的能源大多來(lái)自于石油、煤、天然氣，它們是由遠(yuǎn)古生物掩埋在地下深處歷經(jīng)幾百萬(wàn)年演變所形成的。 (3)在太陽(yáng)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(jìn)而生成淀粉、纖維素，把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，動(dòng)物攝入體內(nèi)的淀粉、纖維素能水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖氧化生成水和二氧化碳，釋放出熱量，供給生命活動(dòng)的需要。 2．閱讀教材內(nèi)容，回答下列問(wèn)題： (1)直接利用太陽(yáng)能的方式有哪些？ 答案　直接利用太陽(yáng)輻射能，基本方式有： ①光—熱轉(zhuǎn)換，如太陽(yáng)能熱水器等； ②光—電轉(zhuǎn)換，如太陽(yáng)能電池等； ③光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換； ④光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換。 (2)舉例說(shuō)明太陽(yáng)能可間接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能或化學(xué)能。 答案?、偬?yáng)能間接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和電能。如太陽(yáng)輻射能使地表水分蒸發(fā)形成云雨，匯成江、河，上游的水位提高，形成落差，推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。 ②太陽(yáng)能間接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。如礦物燃料由遠(yuǎn)古時(shí)代的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)，歸根到底是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)。 1.人類生命活動(dòng)使用的能量主要來(lái)源于太陽(yáng)能 2．被廣泛開(kāi)發(fā)利用的理想能源——太陽(yáng)能 (1)數(shù)量巨大；(2)時(shí)間長(zhǎng)久；(3)普照大地；(4)清潔安全。 1．下列有關(guān)太陽(yáng)能的說(shuō)法不正確的是(　　) A．太陽(yáng)能以光波形式傳送到地面 B．化石燃料蘊(yùn)藏的能源來(lái)自太陽(yáng)能 C．太陽(yáng)能是潔凈能源，不污染環(huán)境 D．食用植物體內(nèi)的淀粉、蛋白質(zhì)等屬直接利用太陽(yáng)能 答案　D 2．下列能源物質(zhì)中不是源于太陽(yáng)能的是(　　) A．煤炭B．水能C．地?zé)崮蹹．沼氣 答案　C 解析　煤炭是遠(yuǎn)古植物吸收太陽(yáng)能固定下來(lái)的能量，是儲(chǔ)存在地殼中的“太陽(yáng)能”；水能是地球上的水經(jīng)過(guò)植物的光合作用、新陳代謝等生命活動(dòng)推動(dòng)了地球上水的循環(huán)，所以水能是間接的來(lái)自于太陽(yáng)能；沼氣是植物吸收太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，儲(chǔ)存在植物體內(nèi)，經(jīng)過(guò)細(xì)菌的腐化而產(chǎn)生的，也是太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換。 二、生物質(zhì)能的利用 1．閱讀教材回答：生物質(zhì)能的來(lái)源是什么？你所熟悉的生物質(zhì)有哪些？ 答案　生物質(zhì)能來(lái)源于植物及其加工產(chǎn)品所儲(chǔ)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(dòng)物糞便等。 2．舉例說(shuō)明生物質(zhì)能利用的方式主要有哪幾種？ 答案　生物質(zhì)能利用的方式主要有三種： (1)直接燃燒——燃燒植物枝葉獲得熱量： (C6H10O5)n＋6nO26nCO2＋5nH2O (2)生物化學(xué)轉(zhuǎn)換——用淀粉制取燃料乙醇 (C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6 C6H12O62CH3CH2OH＋2CO2↑ (3)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換——生物質(zhì)隔絕空氣加強(qiáng)熱產(chǎn)生可燃?xì)怏w 3．現(xiàn)代垃圾處理廠是把大量生活垃圾中的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能。 　生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn)及利用方式 (1)生物質(zhì)能具有可再生、儲(chǔ)量大、污染低等優(yōu)點(diǎn)。 (2)生物質(zhì)能利用的方式有①直接燃燒；②生物化學(xué)轉(zhuǎn)換；③熱化學(xué)轉(zhuǎn)換。 3．植物及其廢棄物可制成乙醇燃料，下列關(guān)于乙醇燃料的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．它是一種可再生能源 B．乙醇易燃燒，污染小 C．乙醇只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)作燃料 D．糧食作物是制乙醇的重要原料 答案　C 解析　糧食作物經(jīng)過(guò)發(fā)酵可制得乙醇，所以A、D正確；乙醇燃燒生成二氧化碳和水，污染小，所以B正確；乙醇也可用作汽車的燃料，所以C錯(cuò)誤。 4．能源與人類的生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)。下列關(guān)于能源開(kāi)發(fā)和利用的說(shuō)法正確的是(　　) A．用糧食發(fā)酵得到酒精代替汽油作汽車燃料 B．隨著科技的發(fā)展，氫氣將會(huì)成為主要能源 C．在農(nóng)村不提倡利用沼氣作生活燃料 D．人類利用的能源都是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)獲得的 答案　B 解析　用糧食發(fā)酵得到酒精會(huì)大量消耗糧食，不符合我國(guó)糧食安全的國(guó)情，A錯(cuò)；在農(nóng)村提倡利用沼氣作生活燃料，C錯(cuò)；人類利用的能源有的是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)獲得的，有的是自然界提供的，如水能、風(fēng)能等，D錯(cuò)。 三、氫能的開(kāi)發(fā)和利用 1．通過(guò)初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，氫能為什么是最好的新型能源？ 答案　氫能的三大優(yōu)點(diǎn)：(1)熱值高；(2)來(lái)源廣；(3)無(wú)污染。 2．氫能是一種理想的、極有前途的二次能源，它被人們視為理想的“綠色能源”?，F(xiàn)在有多少種氫能的開(kāi)發(fā)方式？這些方式有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 答案　目前人類制取氫氣的方法有： (1)以天然氣、石油和煤為原料，在高溫下與水蒸氣反應(yīng)或用部分氧化法制氫氣。此法消耗大量不可再生的能源。 (2)電解水制氫氣。該方法制備氫氣的條件比較簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境也不會(huì)造成污染，但用該方法來(lái)制備氫氣需要消耗大量的電能，生產(chǎn)成本太高。 (3)在光分解催化劑存在下，在特定的裝置中，利用太陽(yáng)能分解水制氫氣。 3．舉例說(shuō)明氫能的利用有哪些途徑？ 答案　(1)氫氣燃燒放熱(如以液態(tài)氫作為火箭的燃料)；(2)用高壓氫氣、氧氣制作氫氧燃料電池；(3)利用氫的熱核反應(yīng)釋放的核能(如氫彈)。 　氫能的開(kāi)發(fā)利用及其優(yōu)點(diǎn) (1)氫能具有熱值高、無(wú)污染、來(lái)源廣等優(yōu)點(diǎn)。 (2)氫能開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵問(wèn)題是 ①低成本制備H2(關(guān)鍵是尋找有效的催化劑)； ②H2的貯存運(yùn)輸(貯氫材料的研制應(yīng)用)。 5．綠色能源是指使用過(guò)程中不排放或排放極少污染物的能源，如一級(jí)能源中的水能、地?zé)崮?、天然氣等；二?jí)能源中的電能、氫能等。下列能源屬于綠色能源的是(　　) ①太陽(yáng)能　②風(fēng)能?、凼汀、苊骸、莩毕堋、弈静? A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．①②⑤ 答案　D 6．冰島火山爆發(fā)再一次向人類敲響了警鐘，必須發(fā)展“低碳經(jīng)濟(jì)”。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備受青睞。下列不是氫能優(yōu)點(diǎn)的是(　　) A．原料來(lái)源廣 B．易燃燒，放出熱量多 C．生成物無(wú)污染 D．制取H2簡(jiǎn)單易行 答案　D 解析　工業(yè)上制取H2的原料是H2O，來(lái)源廣，A正確；H2易燃燒且等質(zhì)量物質(zhì)中放出的熱量較多，產(chǎn)物為H2O，無(wú)污染，B、C正確；工業(yè)上利用水制取H2需消耗大量能量且效率低，D錯(cuò)。 1．能量的轉(zhuǎn)化 2．能源的分類 1．“能源分類相關(guān)圖”如下圖所示，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、潮汐能 B．水能、生物能、天然氣 C．太陽(yáng)能、風(fēng)能、沼氣 D．地?zé)崮?、海洋能、核? 答案　C 解析　A項(xiàng)，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B項(xiàng)，天然氣不是新能源，也不是可再生能源；D項(xiàng)，地?zé)崮苁莵?lái)自地球內(nèi)部的能源，核能不是可再生能源，也不是來(lái)自太陽(yáng)的能源。 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．煤是無(wú)機(jī)化合物，天然氣和石油是有機(jī)化合物 B．利用化石燃料燃燒放出的熱量使水分解產(chǎn)生氫氣，是氫能開(kāi)發(fā)的研究方向 C．化學(xué)電源放電、植物光合作用都發(fā)生化學(xué)變化，并伴隨能量的轉(zhuǎn)化 D．若反應(yīng)過(guò)程中斷開(kāi)化學(xué)鍵放出的能量大于形成化學(xué)鍵所吸收的能量，則反應(yīng)放熱 答案　C 解析　煤、天然氣和石油均是混合物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氫能開(kāi)發(fā)的研究方向應(yīng)該是利用太陽(yáng)能使水分解產(chǎn)生氫氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)電源放電、植物光合作用都發(fā)生化學(xué)變化，化學(xué)電源放電為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而植物光合作用則是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，C項(xiàng)正確；斷開(kāi)化學(xué)鍵需要吸收能量，而形成化學(xué)鍵則放出能量，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．據(jù)報(bào)道，某國(guó)一集團(tuán)擬在太空建造巨大的集光裝置，把太陽(yáng)光變成激光用于分解海水制氫：2H2O2H2↑＋O2↑。下列說(shuō)法正確的是(　　) ①水的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)　②氫氣是一次能源?、凼褂脷錃庾魅剂嫌兄诳刂茰厥倚?yīng)?、苋粲蒙傻臍錃馀c空氣中多余的二氧化碳反應(yīng)生成甲醇儲(chǔ)存起來(lái)，可以改善生存環(huán)境 A．①④B．②③C．③④D．①② 答案　C 解析?、僦兴姆纸夥磻?yīng)是吸熱反應(yīng)；②中在自然界中氫氣無(wú)法直接取得，是二次能源；③中氫氣的燃燒產(chǎn)物是水，化石燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，所以氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng)；④中生成的氫氣與空氣中多余的二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，則可以對(duì)二氧化碳進(jìn)行循環(huán)利用。 4．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＋H2O―→CaO＋2HBr ②2HBr＋Hg―→HgBr2＋H2↑ ③HgBr2＋CaO―→HgO＋CaBr2 ④2HgO―→2Hg＋O2↑ 該方案的目的是制備(　　) A．HBrB．CaOC．H2D．Hg 答案　C 解析　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)境友好型產(chǎn)品。將化學(xué)方程式①2＋②2＋③2＋④得：2H2O===2H2↑＋O2↑。 5．能源是現(xiàn)代文明的原動(dòng)力，通過(guò)化學(xué)方法可以使能量按人們所期望的形式轉(zhuǎn)化，從而開(kāi)辟新能源和提高能源的利用率。 (1)氫氣在燃燒時(shí)，放出大量熱量，說(shuō)明該反應(yīng)是________熱反應(yīng)，這是由于反應(yīng)物的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”，下同)生成物的總能量；從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)角度來(lái)看，是由于斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量________形成生成物中的化學(xué)鍵放出的總能量。 (2)氫氣被公認(rèn)為是21世紀(jì)代替礦物燃料的理想能源，2g氫氣燃燒時(shí)放出286kJ熱量，而每千克汽油燃燒放出的熱量為46000kJ。試據(jù)此分析氫氣作為能源代替汽油的優(yōu)勢(shì)：________________________________________________________________________。 答案　(1)放　大于　小于　(2)清潔能源，燃燒后無(wú)污染環(huán)境的物質(zhì)生成；單位質(zhì)量放出的熱量多 解析　(1)燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以氫氣的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，根據(jù)能量守恒定律，放熱反應(yīng)是反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，放熱反應(yīng)的本質(zhì)是斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成生成物中的化學(xué)鍵放出的總能量。(2)2 g氫氣燃燒時(shí)放出286 kJ熱量，所以1 000 g氫氣燃燒放出143 000 kJ的熱量，約是每千克汽油燃燒放出熱量的3倍，且氫氣燃燒的產(chǎn)物是水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 [基礎(chǔ)過(guò)關(guān)] 題組一　太陽(yáng)能的利用 1．下列有關(guān)太陽(yáng)能的利用方式以及列舉的實(shí)例錯(cuò)誤的是(　　) A．太陽(yáng)能電池是一種光—電轉(zhuǎn)換形式 B．太陽(yáng)能熱水器是一種光—熱轉(zhuǎn)換形式 C．綠色植物進(jìn)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(xué)能轉(zhuǎn)換 D．風(fēng)能是空氣流動(dòng)形成的，與太陽(yáng)能無(wú)關(guān) 答案　D 解析　光—電轉(zhuǎn)換、光—熱轉(zhuǎn)換、光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換是太陽(yáng)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(guò)程。風(fēng)能形成的本質(zhì)原因是太陽(yáng)輻射使空氣受熱不均造成的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．人工光合作用能夠借助太陽(yáng)能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料。下圖是通過(guò)人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．該過(guò)程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程 B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有O2產(chǎn)生 C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng) D．催化劑b表面的反應(yīng)是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH 答案　C 解析　由CO2和HCOOH中碳元素的化合價(jià)變化可知，CO2應(yīng)該在正極放電形成HCOOH，由圖示裝置電子移動(dòng)的方向可確定b為正極，a為負(fù)極。催化劑a表面：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，所以答案選C。 3．(xx寧波市期中)下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．化石燃料蘊(yùn)藏的能量來(lái)自遠(yuǎn)古時(shí)期生物體所吸收利用的太陽(yáng)能 B．光—熱轉(zhuǎn)化是目前技術(shù)最成熟、成本最低廉、應(yīng)用最廣泛的利用太陽(yáng)能形式 C．氫氣之所以被稱為“綠色能源”是因?yàn)樗紵漠a(chǎn)物不會(huì)污染環(huán)境 D．人類利用的能源都是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)獲得的 答案　D 解析　利用的能源有的通過(guò)化學(xué)反應(yīng)得到，有的能源不通過(guò)化學(xué)反應(yīng)也可得到，故D錯(cuò)誤。 題組二　生物質(zhì)能的利用 4．下列有關(guān)生物質(zhì)能的說(shuō)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(lái)源于太陽(yáng)能 C．焚燒生活垃圾發(fā)電是將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為電能 D．玉米、高粱發(fā)酵制乙醇是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 答案　C 解析　生物質(zhì)能來(lái)源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量，生物質(zhì)能最終利用的結(jié)果：除釋放能量外，產(chǎn)生無(wú)污染的CO2和H2O，通過(guò)植物的光合作用，重新將太陽(yáng)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)化本質(zhì)是光－化學(xué)能的轉(zhuǎn)換，B正確；焚燒生活垃圾發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是生物質(zhì)能―→熱能―→電能，C不正確；含淀粉較高的農(nóng)作物發(fā)酵制燃料乙醇是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，D正確。 5．“地溝油”被稱為“生物燃料”，該燃料屬于生物質(zhì)能。已知生物質(zhì)的主要轉(zhuǎn)化途徑及主要產(chǎn)物如下圖所示。則下列關(guān)于生物燃料以及生物質(zhì)能的說(shuō)法中正確的是(　　) ①生物燃料本質(zhì)上能量來(lái)源于太陽(yáng)能?、谟衫w維素水解獲得的乙醇屬于生物質(zhì)能?、凵镔|(zhì)裂解獲得的汽油、柴油等屬于純凈物?、苡芍参锝斩挼劝l(fā)酵獲得的沼氣，主要成分是甲烷　⑤生物質(zhì)資源是一種污染小的可再生能源 A．①②③④⑤ B．①②④⑤ C．③④⑤ D．①②③④ 答案　B 解析　汽油、柴油均是多種烴的混合物。 題組三　氫能的開(kāi)發(fā)與利用 6．H2是一種很有前途的能源，以水為原料大量制取H2，最理想的途徑是(　　) A．利用太陽(yáng)能直接使水分解為H2 B．以焦炭和水為原料制水煤氣后再分離出H2 C．以赤熱的Fe和水反應(yīng)生成H2 D．由熱電廠提供電能，利用直流電電解水產(chǎn)生H2 答案　A 解析　B項(xiàng)，C＋H2O(g)CO＋H2；C項(xiàng)，3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；D項(xiàng)，2H2O2H2↑＋O2↑，B、C、D三項(xiàng)都要消耗傳統(tǒng)能源；而A項(xiàng)中太陽(yáng)能是已被人們使用的新能源，與傳統(tǒng)能源相比較，太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)很多，而且是一般傳統(tǒng)能源無(wú)法比擬的。 7．科學(xué)家最近研究出一種環(huán)保、安全的儲(chǔ)氫方法，其原理可表示為NaHCO3＋H2HCOONa＋H2O。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．儲(chǔ)氫、釋氫過(guò)程均無(wú)能量變化 B．儲(chǔ)氫過(guò)程中，NaHCO3被氧化 C．NaHCO3、HCOONa均含有離子鍵和共價(jià)鍵 D．釋氫過(guò)程中，每消耗0.1molH2O放出2.24L的H2 答案　C 解析　儲(chǔ)氫、釋氫過(guò)程均存在能量變化，A不正確；儲(chǔ)氫過(guò)程中，NaHCO3被H2還原，B不正確；NaHCO3中Na＋與HCO之間存在離子鍵，HCO中存在共價(jià)鍵，HCOONa中Na＋與HCOO－之間存在離子鍵，HCOO－中存在共價(jià)鍵，C正確；釋氫過(guò)程中，每消耗0.1molH2O放出0.1molH2，但沒(méi)說(shuō)明狀態(tài)，無(wú)法知道其體積，D不正確。 8．為消除目前燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)緩解能源危機(jī)，有關(guān)專家提出了利用太陽(yáng)能制取氫能的構(gòu)想。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．氫能源已被普遍使用 C．2molH2O具有的總能量低于2molH2和1molO2具有的總能量 D．氫氣不易貯存和運(yùn)輸，無(wú)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值 答案　C 解析　2H2O===2H2↑＋O2↑是吸熱反應(yīng)，說(shuō)明2molH2O的能量低于2molH2和1molO2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運(yùn)輸，所以氫能源利用并未普及，但發(fā)展前景廣闊。 題組四　能源的轉(zhuǎn)化與利用以及環(huán)境問(wèn)題 9．出行是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚沫h(huán)節(jié)，出行的工具五花八門，使用的能量也各不相同。自行車、電動(dòng)自行車、普通汽車消耗能量的類型分別是(　　) ①生物質(zhì)能?、诤四堋、垭娔堋、芴?yáng)能?、莼瘜W(xué)能 A．①④⑤ B．①③⑤ C．①②③ D．①③④ 答案　B 解析　騎自行車是消耗人體內(nèi)的能量做功，是生物質(zhì)能；電動(dòng)自行車是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；普通汽車是通過(guò)燃燒汽油而轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 10．有專家指出，如果利用太陽(yáng)能使燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等重新組合，那么，不僅可以消除對(duì)大氣的污染，還可以節(jié)約燃料，緩解能源危機(jī)。觀察下面圖示，判斷在此構(gòu)想的物質(zhì)循環(huán)中，太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為(　　) A．化學(xué)能 B．熱能 C．生物質(zhì)能 D．電能 答案　B 解析　理解圖示的轉(zhuǎn)化關(guān)系便可順利解題。關(guān)鍵信息是利用太陽(yáng)能使CO2、H2O、N2等重新組合，根據(jù)圖示可知燃料燃燒后轉(zhuǎn)化為燃燒產(chǎn)物并放出熱量，燃燒產(chǎn)物又結(jié)合太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為燃料，如此循環(huán)可知太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為熱能。故選B。 11．煤、石油、天然氣和生物質(zhì)能的能量形成和轉(zhuǎn)換利用過(guò)程基本上是(　　) A．太陽(yáng)能→化學(xué)能→熱能 B．太陽(yáng)能→機(jī)械能→電能 C．生物質(zhì)能→電能→化學(xué)能→熱能 D．太陽(yáng)能→機(jī)械能→化學(xué)能 答案　A 解析　煤、石油、天然氣是遠(yuǎn)古植物吸收太陽(yáng)能固定下來(lái)的能量，是儲(chǔ)存在地殼下面的“太陽(yáng)能”，可以說(shuō)是遠(yuǎn)古植物將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能而儲(chǔ)存下來(lái)的；生物質(zhì)能是植物進(jìn)行光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換的化學(xué)能。最后化學(xué)能通過(guò)各種途徑變?yōu)闊崮?、電能等能量形式? [能力提升] 12．(1)請(qǐng)?jiān)诿總€(gè)化學(xué)方程式后的橫線上注明化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量的主要轉(zhuǎn)化形式。 ①Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag：________(填正向反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化形式)。 ②2C2H2＋5O24CO2＋2H2O：________。 ③6H2O＋6CO2C6H12O6＋6O2：________。 ④CaCO3CaO＋CO2↑：________。 (2)沼氣是一種廉價(jià)的能源，它是由秸稈、雜草等廢棄物經(jīng)微生物發(fā)酵后產(chǎn)生的，有關(guān)過(guò)程如下： (C6H10O5)n(纖維素)＋nH2O3nCO2↑＋3nCH4↑＋能量 ①上述過(guò)程的實(shí)際意義是________________________________________________。 ②在使用沼氣做飯時(shí)，需要注意的問(wèn)題是____________________________________。 ③建立沼氣發(fā)電站，可以把________能轉(zhuǎn)化為電能，沼氣被稱為_(kāi)_______能源。 答案　(1)①化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能　②化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 ③光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?、軣崮苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能 (2)①既是能源的一個(gè)重要來(lái)源，也是擴(kuò)大肥源、提高肥效、改善農(nóng)村衛(wèi)生條件的重要措施　②防止沼氣泄漏，保持廚房通風(fēng)良好　③生物質(zhì)　新 解析　(1)①放電時(shí)，該反應(yīng)在原電池中進(jìn)行，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。 ②C2H2(乙炔)燃燒時(shí)主要將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。 ③綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，主要將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 ④石灰石(CaCO3)高溫分解時(shí)，主要將熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 (2)秸稈、雜草等廢棄物經(jīng)微生物發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣，可將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，獲得潔凈的燃料，既可以提供能源，也可以擴(kuò)大肥源、提高肥效、改善農(nóng)村衛(wèi)生條件。沼氣與空氣混合后遇到明火會(huì)發(fā)生爆炸，在使用沼氣做飯時(shí)，要防止沼氣泄漏，保護(hù)廚房通風(fēng)良好。建立沼氣發(fā)電站，可以把生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能。 13．氫氣是未來(lái)最理想的能源，科學(xué)家最近研制出利用太陽(yáng)能產(chǎn)生激光，并在二氧化鈦(TiO2)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術(shù)：2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氫氣可用于燃料電池。試回答下列問(wèn)題： (1)分解海水時(shí)，實(shí)現(xiàn)了從________能轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)_______能，二氧化鈦?zhàn)鱛_________。生成的氫氣用于燃料電池 時(shí)，實(shí)現(xiàn)了從________能轉(zhuǎn)變?yōu)開(kāi)_______能。水分解時(shí)，斷裂________鍵，分解海水的反應(yīng)屬于________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。 (2)某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)，兩極上分別通入氫氣和氧氣，發(fā)生的電池反應(yīng)為2H2＋O2===2H2O。 則通入氫氣的一極是電池的__________極，電流從該極________(填“流入”或“流出”)。 答案　(1)光　化學(xué)　催化劑　化學(xué)　電　共價(jià)　吸熱 (2)負(fù)　流入 14．隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，能源問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視。科學(xué)家預(yù)言，未來(lái)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)在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟滤獬善咸烟?，再將葡萄糖轉(zhuǎn)化為乙醇，作為燃料。 (1)寫出將綠色植物的秸稈轉(zhuǎn)化為乙醇的化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知：C2H5OH(l)＋3O2(g)―→2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1367kJmol－1 若某種植物的秸稈含纖維素50%，由植物秸稈經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)化得到乙醇原料的總利用率為80%，則用1000g秸稈為原料制得乙醇燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_____________。 答案　(1)(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6、 C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑ (2)6750.6kJ 解析　(2)設(shè)1000g秸稈制得乙醇，燃燒產(chǎn)生的熱量為x。 (C6H10O5)n　～　2nC2H5OH～1367kJmol－12n 162ng2734nkJ 100050%80%gx 解得：x≈6750.6kJ。