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2019年高中化學 專題二 化學反應與能量轉化 課時跟蹤檢測（十二）太陽能、生物質能和氫能的利用 蘇教版必修2 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．用甘蔗生產的燃料乙醇屬可再生能源，利用乙醇燃料不會產生溫室氣體 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－熱轉換?、诠猓娹D換　③光－化學能轉換 ④光－生物質能轉換 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－熱轉換，②光－電轉換，③光－化學能轉換，④光－生物質能轉換。 4．下列過程中的能量轉化，屬于太陽能轉化為生物質能的是(　　) 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變?yōu)闊崮?；核電站發(fā)電是核能轉化為電能；太陽能電池供電是太陽能轉化為電能；植物的光合作用是太陽能轉化為生物質能。 5．“綠色化學”要求從根本上減少乃至杜絕污染。下列對農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)酵后作農家肥 C．加工成精飼料 D．制造沼氣 解析：選A　就地焚燒會產生大量煙塵、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內部的能量，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．利用水流驅動渦輪機發(fā)電 D．利用植物秸稈為原料生產乙醇燃料 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化為化學能，涉及化學變化；C項，利用水流驅動渦輪機發(fā)電是機械能轉化為電能，不涉及化學變化；D項，利用植物秸稈為原料生產乙醇燃料發(fā)生化學變化。 9．閱讀下面的敘述，回答有關問題。 “生物質”是指由植物或動物生命體衍生得到的物質的總稱。作為人類解決能源危機重要途徑之一的“生物質能”，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“生物質能”的說法，不正確的是________。 A．利用生物質能就是間接利用太陽能 B．生物質能源是可再生的能源 C．生物質能源是解決農村能源的主要途徑 D．生物質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________________________________，光合作用的能量轉換是把________轉化為________。 解析：(1)從題圖C可看出，風車發(fā)電，是將風能轉化為電能；題圖D是利用太陽能發(fā)電，是將太陽能轉化為電能。 (2)綠色植物在光能作用下，將CO2和H2O轉化為有機物和氧氣，同時將光能轉變?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)實生活和生產中還沒有大量應用。 2．下列有關能量轉化的認識不正確的是(　　) A．通過植物的光合作用，太陽能轉化為化學能 B．人類使用照明設備，將電能轉化為光能 C．生物體內的化學變化過程在能量轉化上比在體外發(fā)生的一些能量轉化更為合理、有效 D．燃料燃燒，只是將化學能轉化為了熱能 解析：選D　A項，植物的光合作用是把太陽能轉化為化學能，正確；B項，照明是電能轉化為光能，正確；C項，生物體內的化學變化過程在能量轉化上更為合理、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，將光能轉化為化學能“貯存”起來 C．物質的化學能可以在不同條件下轉化為熱能、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，將光能轉化為化學能“貯存”在化學物質中，正確；C項，物質的化學能可以在不同條件下轉化為熱能、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．水分解不產生污染物 C．TiO2在反應中作催化劑 D．該技術將太陽能轉化為化學能 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不能看作“燃料”的是(　　) A．淀粉 B．水 C．脂肪 D．蛋白質 解析：選B　A項，淀粉屬于糖類，是人體的主要供能物質，錯誤；B項，水在人體內主要是作溶劑，不能為人體提供能量，正確；C項，脂肪能在人體內發(fā)生氧化反應提供能量，錯誤；D項，蛋白質在人體內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，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的是(　　) A．CaCl26H2O B．Na2SO410H2O C．Na2HPO412H2O D．Na2S2O35H2O 解析：選B　適宜作為儲能介質的物質，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、改變能源結構、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．光伏電池能量轉化方式是太陽能直接轉化為電能 解析：選C　風能、太陽能、生物質能均屬可再生能源，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)來生產能解決目前環(huán)境和能源問題的某種物質： ①3FeCl2＋4H2O(g)Fe3O4＋6HCl＋H2 ②4Fe3O4＋12Cl2＋12HCl12FeCl3＋6H2O＋5O2 ③6FeCl36FeCl2＋3Cl2↑ 試回答： (1)該人欲生產的這種物質是________。 (2)從化學原理來看這種生產的實質是______________________________________。 (3)若生產條件和設備均很理想，在生產過程中只需添加的原料是________。 解析：從三個反應的產物來看，能夠解決目前環(huán)境和能源問題的物質是氫氣，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．構成水的氫和氧都是可以燃燒的物質，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，產生高溫，使水分解產生氫氣 C．尋找高效催化劑，使水分解產生氫氣，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