2019年高中化學(xué) 專題二 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十二）太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用 蘇教版必修2.doc

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2019年高中化學(xué) 專題二 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十二）太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用 蘇教版必修2 1．(xx余姚中學(xué)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(wèn)題 B．在屋頂安裝太陽(yáng)能熱水器為居民提供生活用熱水 C．用石灰對(duì)煤燃燒后形成的煙氣脫硫 D．用雜草、生活垃圾等有機(jī)廢棄物在沼氣池中發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，作家庭燃?xì)? 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(shuō)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(huì)產(chǎn)生溫室氣體 C．氫能利用的難題是氫氣的貯存與運(yùn)輸 D．風(fēng)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(huì)引起溫室效應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．下列屬于直接利用太陽(yáng)輻射能的方式是(　　) ①光－熱轉(zhuǎn)換?、诠猓娹D(zhuǎn)換?、酃猓瘜W(xué)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(yáng)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(xué)能轉(zhuǎn)換，④光－生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換。 4．下列過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化，屬于太陽(yáng)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(yáng)能電池供電 解析：選B　石油燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；核電站發(fā)電是核能轉(zhuǎn)化為電能；太陽(yáng)能電池供電是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能；植物的光合作用是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能。 5．“綠色化學(xué)”要求從根本上減少乃至杜絕污染。下列對(duì)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(xué)”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(huì)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(yáng)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(guò)葉綠素將太陽(yáng)能固化為化學(xué)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(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．農(nóng)村通過(guò)雜草和動(dòng)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(guò)電解海水，大量推廣使用 D．開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能有利于環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)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(jī)，開(kāi)發(fā)新能源是解決能源問(wèn)題的關(guān)鍵。下列能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，不涉及化學(xué)變化的是(　　) A．利用氫氧燃料電池提供電能 B．利用太陽(yáng)能分解水制備氫氣 C．利用水流驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)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(xiàng)，利用氫氧燃料電池提供電能是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，涉及化學(xué)變化；B項(xiàng)，利用太陽(yáng)能分解水制備氫氣是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，涉及化學(xué)變化；C項(xiàng)，利用水流驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，不涉及化學(xué)變化；D項(xiàng)，利用植物秸稈為原料生產(chǎn)乙醇燃料發(fā)生化學(xué)變化。 9．閱讀下面的敘述，回答有關(guān)問(wèn)題。 “生物質(zhì)”是指由植物或動(dòng)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(jī)重要途徑之一的“生物質(zhì)能”，主要指用樹(shù)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(xué)技術(shù)所改變。 (1)下面有關(guān)“生物質(zhì)能”的說(shuō)法，不正確的是________。 A．利用生物質(zhì)能就是間接利用太陽(yáng)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(diǎn)是嚴(yán)重污染環(huán)境 (2)沼氣是有機(jī)廢棄物(樹(shù)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(guān)結(jié)論中，錯(cuò)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(hù)森林 C．使用沼氣給農(nóng)民的生活帶來(lái)了不便 D．使用沼氣是對(duì)化學(xué)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(duì)環(huán)境有污染，D錯(cuò)誤。 (2)使用沼氣能源可以減少其他能源的使用，進(jìn)而保護(hù)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?zé)崮馨l(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(lái)源于太陽(yáng)能，捕獲太陽(yáng)能的生物主要為綠色植物，其光合作用的總反應(yīng)式是________________________________，光合作用的能量轉(zhuǎn)換是把________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______。 解析：(1)從題圖C可看出，風(fēng)車發(fā)電，是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；題圖D是利用太陽(yáng)能發(fā)電，是將太陽(yáng)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(jī)物和氧氣，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能貯存起來(lái)。 答案：(1)風(fēng)　太陽(yáng) (2)6H2O＋6CO2C6H12O6＋6O2 光能　化學(xué)能 1．(xx溫州樂(lè)清中學(xué)月考)下列敘述不正確的是(　　) A．大自然利用太陽(yáng)能最成功的是植物的光合作用 B．海水淡化技術(shù)的進(jìn)步有助于淡水資源緊缺問(wèn)題的解決 C．H2是理想的清潔燃料，儲(chǔ)存和運(yùn)輸方便，在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)中已大量應(yīng)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(chǔ)存和運(yùn)輸都不方便，在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)中還沒(méi)有大量應(yīng)用。 2．下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)不正確的是(　　) A．通過(guò)植物的光合作用，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．人類使用照明設(shè)備，將電能轉(zhuǎn)化為光能 C．生物體內(nèi)的化學(xué)變化過(guò)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(xué)能轉(zhuǎn)化為了熱能 解析：選D　A項(xiàng)，植物的光合作用是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，正確；B項(xiàng)，照明是電能轉(zhuǎn)化為光能，正確；C項(xiàng)，生物體內(nèi)的化學(xué)變化過(guò)程在能量轉(zhuǎn)化上更為合理、有效，正確；D項(xiàng)，燃燒是劇烈的發(fā)光放熱的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)能可以變?yōu)楣饽?、熱能等，錯(cuò)誤。 3．下列關(guān)于能源和作為能源的物質(zhì)的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．吸熱反應(yīng)的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量 B．綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來(lái) C．物質(zhì)的化學(xué)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(xiàng)，吸熱反應(yīng)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，正確；B項(xiàng)，綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”在化學(xué)物質(zhì)中，正確；C項(xiàng)，物質(zhì)的化學(xué)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(xiàng)，天然氣不屬于新能源，錯(cuò)誤。 4．氫氣是未來(lái)的“綠色能源”，科學(xué)家們最新研制出利用太陽(yáng)能產(chǎn)生激光，再用激光使水分解制得氫氣的新技術(shù)，其中水的分解可以用化學(xué)方程式表示為2H2O2H2↑＋O2↑。 下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．TiO2在反應(yīng)中作氧化劑，且該反應(yīng)不需任何其他條件就能自發(fā)進(jìn)行 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(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 解析：選A　從2H2O2H2↑＋O2↑反應(yīng)發(fā)生的條件來(lái)看，TiO2是該反應(yīng)的催化劑。2H2O2H2↑＋O2↑的能量變化是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 5．有人認(rèn)為人體實(shí)際上是一架緩慢燃燒著的“高級(jí)機(jī)器”，人體在生命活動(dòng)過(guò)程中也需要不斷補(bǔ)充“燃料”，按照這種觀點(diǎn)，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(xiàng)，淀粉屬于糖類，是人體的主要供能物質(zhì)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，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(xiàng)，脂肪能在人體內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)提供能量，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，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(dòng)需要，錯(cuò)誤。 6．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．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(yùn)輸，無(wú)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值 解析：選C　2H2O===2H2↑＋O2↑是吸熱反應(yīng)，說(shuō)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(yùn)輸，所以氫能源利用并未普及，但發(fā)展前景廣闊。 7．太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用是21世紀(jì)一個(gè)重要課題。利用儲(chǔ)能介質(zhì)儲(chǔ)存太陽(yáng)能的原理是：白天在太陽(yáng)照射下某種鹽熔化，吸收熱量，晚間熔鹽固化釋放出相應(yīng)的能量，已知數(shù)據(jù)： 鹽 熔點(diǎn)(℃) 熔化吸熱 (kJmol－1) 參考價(jià)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(chǔ)能介質(zhì)的是(　　) A．CaCl26H2O B．Na2SO410H2O C．Na2HPO412H2O D．Na2S2O35H2O 解析：選B　適宜作為儲(chǔ)能介質(zhì)的物質(zhì)，應(yīng)具有熔點(diǎn)較低，熔化時(shí)吸熱量較大，價(jià)格較低，Na2SO410H2O最適合。 8．可再生能源是我國(guó)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(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面具有重要作用。應(yīng)用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要措施。 下列有關(guān)分析不正確的是(　　) A．風(fēng)能、太陽(yáng)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(jì)可持續(xù)發(fā)展 C．上圖是太陽(yáng)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(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能 解析：選C　風(fēng)能、太陽(yáng)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(yáng)能光伏電池的負(fù)極；該過(guò)程中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。 9．某人設(shè)想利用下述反應(yīng)的聯(lián)合與循環(huán)來(lái)生產(chǎn)能解決目前環(huán)境和能源問(wèn)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(xué)原理來(lái)看這種生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)是______________________________________。 (3)若生產(chǎn)條件和設(shè)備均很理想，在生產(chǎn)過(guò)程中只需添加的原料是________。 解析：從三個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物來(lái)看，能夠解決目前環(huán)境和能源問(wèn)題的物質(zhì)是氫氣，所以該反應(yīng)是用來(lái)制備氫氣的。又因?yàn)檫@三個(gè)反應(yīng)是“聯(lián)合與循環(huán)”生產(chǎn)氫氣的，所以可以將三個(gè)化學(xué)方程式疊加，可得總的化學(xué)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(wèn)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(jí)能源和二級(jí)能源。自然界以現(xiàn)成方式提供的能源稱為一級(jí)能源，需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源。氫氣是一種高效而沒(méi)有污染的二級(jí)能源，它可以由自然界中大量存在的水來(lái)制取，該反應(yīng)要吸收大量的熱，反應(yīng)式為2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)。 根據(jù)上述內(nèi)容回答下列問(wèn)題： (1)下列敘述中，正確的是________。 A．電能是二級(jí)能源 B．水力是二級(jí)能源 C．天然氣是一級(jí)能源 D．水煤氣是一級(jí)能源 (2)關(guān)于用水制取二級(jí)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(jí)能源 B．設(shè)法將太陽(yáng)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(shí)釋放能量 D．尋找特殊催化劑，用于開(kāi)發(fā)廉價(jià)能源，以分解水制取H2 (3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2 L H2燃燒生成液態(tài)的水，放出Q kJ的熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由題給信息可知水力、天然氣是一級(jí)能源；電能是依靠煤燃燒的熱能或水力、風(fēng)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(yīng)生成，故電能和水煤氣均是二級(jí)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(yīng)。在發(fā)生吸熱反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)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(xué)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