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1、 精品資料第四單元太陽能、生物質能和氫能的利用一、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儲量_；使用化石燃料引起的_問題越來越嚴重。2太陽能的利用方式太陽能利用的實例能量轉化方式直接利用太陽輻射能地球上眾多植物的光合作用：6CO26H2O C6H12O66O2光能轉化為生物質能，其本質是_能轉化為_能太陽能熱水器_能轉化為_能太陽能電池_能轉化為_能光解水制得氫氣_能轉化為_能間接利用太陽能水力發(fā)電太陽能間接轉化為_能和_能化石燃料太陽能間接轉化為_能二、生物質能的利用1來源生物質能是指來源于_及其_所貯存的能量。生物質包括農(nóng)業(yè)廢棄物(如植物的秸

2、稈、枝葉)、水生植物、油料植物、城市與工業(yè)有機廢棄物、動物糞便等。這些物質中蘊藏著豐富的生物質能。2生物質能的利用方式(1)直接燃燒將植物的枝葉等直接點燃來獲得熱量，是人類遠古時代主要的能量來源。這個時期被稱為“柴草能源時期”?，F(xiàn)在也是我國農(nóng)村主要的能量來源方式之一。其燃燒反應可表示為_。(2)生物化學轉換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，其燃燒反應方程式為_。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)_和細菌_，可以制得_。乙醇可

3、以直接作為燃料，也可以和汽油混合后作發(fā)動機燃料。有關反應方程式為_，_。熱化學轉換使生物質在一定條件下發(fā)生化學反應，產(chǎn)生熱值較高的可燃氣體。例如，在汽化爐內加熱固體生物質，同時通入空氣或水蒸氣，或者隔絕空氣高溫加熱生物質，使之發(fā)生復雜的化學反應產(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

4、得最多的方法。但耗費大量的_，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、沸點很低，難于液化，所以氫氣的貯存運輸一度成為科學難題，現(xiàn)在科學家發(fā)現(xiàn)的_解決了這一科學難題。知識點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()光熱轉換光電轉換光化學能轉換光生物質能轉換ABCD2下列關于能源和作為能源使用的物質的敘述中錯誤的是()A化石燃料物質內部儲存著能量B太陽能不能直接轉化為電能C物質的化學能可能在不同

5、條件下轉化為熱能、電能為人類所用D綠色植物發(fā)生光合作用時，將太陽能轉化為化學能儲存起來知識點2生物質能的利用3下列對于城市廢棄物中生物質能的利用不合理的是()A把廢棄物拉到鄉(xiāng)下找個地方埋掉B對廢棄物進行處理后焚燒，利用產(chǎn)生的熱能供熱和發(fā)電C把廢棄物進行生物化學轉化獲取甲烷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4“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，不符合“綠色化學”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3氫能的開發(fā)和利用5根據(jù)“綠色化學”的思想，某化學家設計了下列化學反應步驟：CaBr2H2OCaO2H

6、Br2HBrHgHgBr2H2HgBr2CaOHgOCaBr22HgO2HgO2該方案的目的是制備()AHBrBCaOCH2DHg6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()原料來源廣易燃燒、熱值高儲存方便制備工藝廉價易行ABCD練基礎落實1下列關于能量轉換的認識不正確的是()A電解水生成氫氣和氧氣時，電能轉變?yōu)榛瘜W能B煤燃燒時化學能主要轉變?yōu)闊崮蹸綠色植物光合作用過程中太陽能轉變成化學能D白熾燈工作時電能全部轉化為光能2新的替代能源主

7、要包括()核能柴草焦炭太陽能氫能液化石油氣水煤氣天然氣ABCD3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果()A呼吸作用B光合作用C排泄作用D化學能合成作用4據(jù)估計，地球上的綠色植物通過光合作用每年能結合來自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：CO2H2O微量元素(P、N等)(蛋白質、碳水化合物、脂肪等)O2下列說法不正確的是()A某些無機物通過光合作用可轉化為有機物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，保護環(huán)境是人類生存的需要5“

8、能源分類相關圖”如圖所示，下列四組能源選項中，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、風能、生物質能D地熱能、海洋能、核能6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，再用激光使水分解得到氫氣的新技術，其中水分解可以用化學方程式表示為2H2O2H2O2。下列有關說法中不正確的是()ATiO2在反應中作氧化劑B水分解不產(chǎn)生污染物CTiO2在反應中作催化劑D該技術將太陽能轉化為化學能題號123456答案練方法技巧綠色能源開發(fā)設計7氫能源是21世紀極具開發(fā)前景的新能源之一，它既是綠色能源，又可循環(huán)使用。(1)請在下圖的兩個空框中填上循環(huán)過程中

9、的反應物和生成物的化學式，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在自然界中廣泛存在)。(2)從能量轉換角度看，過程主要是_能轉化為_能。練綜合拓展8能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎，常規(guī)能源的合理利用和新能源的開發(fā)是當今社會人類面臨的嚴峻課題，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，下列關于煤作燃料的論點正確的是_。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煤燃燒時產(chǎn)生大量二氧化硫和煙塵，對環(huán)境污染嚴重D通過潔凈煤技術，如煤的氣化和液化，以及煙氣脫硫，不僅減輕了

10、燃煤污染，還能提高煤燃燒的熱利用率(2)烏克蘭科學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)乙醇是未來內燃機的首選環(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的化學方程式分別是：_；10 g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方程式為_。(4)一些科學家對以下3個反應很感興趣：3FeCl24H2O(g)Fe3O46HClH2Fe3O4Cl26HCl=3FeCl33H2OO23FeCl33FeCl2Cl2科學家利用上述反應是為了生產(chǎn)_，對制備此物質而言，F(xiàn)eCl2的作用是_。9陽光照射到太陽能

11、集熱器上，將太陽能轉化為_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”)時針方向流動，這是因為_，C是輔助加熱器，其作用是_。請在圖中適當位置安上進水閥門和出水閥門，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。科學家們預言，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?shù)拇呋瘎┳饔?，水解成葡萄糖，再將葡萄糖轉化為乙醇，用作燃料。(1)已知：C2H5OH(l)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJmol1CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H890

12、 kJmol1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(標準狀況)。(2)綠色植物光合作用的效能是_。第四單元太陽能、生物質能和氫能的利用基礎落實一、1.(1)煤石油天然氣(2)有限污染2光化學光熱光電光化學電內化學二、1.植物加工產(chǎn)品2(1)(C6H10O5)n6nO26nCO25nH2O(2)甲烷CH42O2CO22H2O水解發(fā)酵乙醇(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6C6H12O62CH3CH2OH2CO2可燃氣體三、2.(1)電能(3)藍綠藻

13、3.貯氫合金對點訓練1D光熱轉換是利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能；光電轉換是利用太陽輻射能，通過光電效應獲得電能；光化學能的轉換是將太陽輻射能轉化為化學能貯存起來；光生物質能轉換是將太陽輻射能通過植物的光合作用轉化為生物質能。2B太陽能可以通過光電效應直接轉化為電能。3A將城市廢棄物填埋是將生物質能白白浪費的一種措施。4A將植物秸稈就地焚燒不僅造成能源的浪費，也會造成環(huán)境污染。5C根據(jù)“綠色化學”的思想，反應要提高原子利用率，最終產(chǎn)品應該是環(huán)境友好的產(chǎn)品或者是清潔燃料等。將化學方程式222得：2H2O2H2O2。6A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

14、效、干凈的新能源，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。課后作業(yè)1D白熾燈工作時電能轉化為光能的同時也有部分轉化為熱能。2B3B植物在進行光合作用時消耗CO2，會產(chǎn)生O2而其他選項中的各種作用均可消耗O2。4B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等元素組成的有機化合物，B錯；增加植被，保護環(huán)境，可以通過植物獲取能源和食物，D正確。故選B。5C6.A7(1)A：H2OB：H2、O2(2)化學電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)(C6HnH2OnC6H；C6H12O62C2H5OH2CO2C2H5OH(l)

15、3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H62.88kJmol1(4)H2催化劑解析本題是對煤、石油、乙醇、氫幾種能源的對比，使學生認識社會的進步和科學的發(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，并且煤中所含的硫在燃燒時生成的SO2會造成環(huán)境污染，通過潔凈煤技術，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1.367kJ62.88kJmo

16、l1。(4)將題目信息所給三個反應方程式相加可得：H2O(g)H2O2可知科學家利用上述反應是為了生產(chǎn)H2，F(xiàn)eCl2是催化劑。9熱順集熱器中的水被太陽光曬熱后密度變小，受到浮力的作用沿著管向右上方運動，形成順時針方向流動的水流在陰天用電加熱的方式使水溫升高在封閉的環(huán)形管道的左下方安上進水閥門，在儲水容器下方豎直管道上安裝出水閥門，以便使熱水流出，冷水得以補充。解析此題是對太陽能的一種直接利用方式太陽能集熱器的工作原理的考查。分析此類實際應用問題應注意從能量的利用率和原料的循環(huán)使用等方面入手進行考慮和作答。另外此類問題往往和物理學和生物學的相關知識原理有聯(lián)系。此題中，集熱器內的水受熱后，密度變小，故受浮力作用會沿著管向右上方運動，形成順時針方向流動的水流，應在左下方安上進水閥，在儲水容器下方豎直管道處安出水閥門。10(1)169.9(2)在光能作用下，綠色植物將CO2和H2O轉化為有機物，同時將光能轉化為化學能(生物質能)貯存起來解析(1)設1000g秸稈制得的乙醇燃燒產(chǎn)生的熱量為x，與標準狀況下體積為y的甲烷完全燃燒產(chǎn)生的熱量相當。(C6H10O5)n2nC2H5OH1 367 kJ2n162n g 2 734n kJ1 00050%80% g x列比例式求得x6 750.6 kJCH4890 kJ224 L890 kJy6 750.6 kJ列比例式，解得y169.9 L。