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2019-2020年高中化學專題2化學反應與能量轉(zhuǎn)化第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用學案蘇教版必修2 [考試要求] 1．太陽能開發(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、開發(fā)與利用，了解化石燃料的不可再生性及其給環(huán)境帶來的問題(a/a) 1.太陽能利用的重要反應： (1)6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2(太陽能→化學能)， (2)(C6H10O5)n＋nH2O催化劑,nC6H12O6， C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O(化學能→熱能)。 2．生物質(zhì)能的利用： ( 1)直接燃燒：(C6H10O5)n＋6nO2點燃,6nCO2＋5nH2O， (2)生物化學轉(zhuǎn)換：制沼氣；制乙醇。 (3)熱化學轉(zhuǎn)換。 3．氫能的三大優(yōu)點：(1)來源廣　(2)無污染　(3)熱值高 太陽能的利用 1．能源與太陽能 能源是人類生活和社會發(fā)展的基礎。地球上最基本的能源是太陽能。 2．太陽能利用的能量轉(zhuǎn)化方式 被吸收的太陽能化學能熱能、光能或電能 (1)太陽能轉(zhuǎn)化為化學能 ①物質(zhì)轉(zhuǎn)化： 在太陽光作用下，植物體內(nèi)的葉綠素把水、二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖，進而生成淀粉、纖維素。 ②化學反應：6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2。 ③能量轉(zhuǎn)化：光能―→化學能。 (2)化學能轉(zhuǎn)化為熱能 ①物質(zhì)轉(zhuǎn)化：動物攝入體內(nèi)的淀粉、纖維素能水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖，其氧化生成二氧化碳和水，釋放出熱量，供給生命活動的需要。 ； C6H12O6＋6O2―→6H2O＋6CO2。 ③能量轉(zhuǎn)化：化學能―→熱能。 3．太陽能的利用 實例 能量轉(zhuǎn)化方式 直接 利用 光合作用 光能轉(zhuǎn)化為化學能 太陽能熱水器 光能轉(zhuǎn)化為熱能 太陽能電池 光能轉(zhuǎn)化為電能 光解水制氫氣 光能轉(zhuǎn)化為化學能 間接 利用 化石燃料 太陽能間接轉(zhuǎn)化為化學能 1．植物通過光合作用能將CO2和水轉(zhuǎn)化成哪些物質(zhì)？ 提示：轉(zhuǎn)化成葡萄糖和氧氣。 2．攝入人體內(nèi)的淀粉是如何轉(zhuǎn)化成能量的？ 提示：淀粉在人體內(nèi)水解轉(zhuǎn)化成葡萄糖；葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，釋放出能量。 1．太陽能與其他能源的關系 2．太陽能的特點 優(yōu)點：太陽能是巨大、無盡的能源；太陽能可以為人類共享，可免費使用；太陽能對環(huán)境無任何污染。 缺點：受季節(jié)、地區(qū)、氣候等影響，不能維持常量等。 3．太陽能的利用前景 太陽能的開發(fā)利用是當今國際上一大熱點，經(jīng)過近20多年的努力，太陽能技術有了顯著進步，太陽能的利用領域已由生活熱水、建筑采暖等擴展到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的許多部分，人們已經(jīng)強烈意識到，一個廣泛利用太陽能和可再生能源的新時代——太陽能時代即將到來。 1．人類將在未來幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風能、生物質(zhì)能等太陽能的轉(zhuǎn) 換形態(tài))，屆時人們將適應“低碳經(jīng)濟”和“低碳生活”。下列說法不正確的是(　　) A．煤、石油和天然氣都屬于碳素燃料 B．發(fā)展太陽能經(jīng)濟有助于減緩溫室效應 C．太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能 D．目前研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于太陽能文明 解析：選D　煤、石油和天然氣都屬于含碳元素的燃料，屬于碳素燃料；利用太陽能不會產(chǎn)生溫室氣體；利用光能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能；菠菜屬于綠色植物，是通過光合作用生成的，D說法不正確。 2．下列有關太陽能的利用方式以及列舉的實例錯誤的是(　　) A．直接利用太陽輻射能的基本方式有四種：光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換、光—化學能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換 B．太陽能熱水器是一種光—熱轉(zhuǎn)換形式 C．綠色植物進行的光合作用，是一種光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換，它的本質(zhì)是光—化學能轉(zhuǎn)換 D．將電能通過用電器進行照明的過程是一種光—電能轉(zhuǎn)換過程 解析：選D　光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換、光—化學能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換是太陽能利用的基本方式，它們都是把光能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量的過程。D項是將電能轉(zhuǎn)換成光能的過程。 生物質(zhì)能的利用 1．生物質(zhì)能的來源 植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量。 2．生物質(zhì)能的利用方式 (1)直接燃燒(用纖維素代表植物枝葉的主要成分) 化學方程式為(C6H10O5)n＋6nO2點燃,6nCO2＋5nH2O。 (2)生物化學轉(zhuǎn)換 ①制沼氣： 沼氣的成分主要是CH4，還含有CO2及少量H2S、NH3、PH3等。 ②制乙醇： C6H12O62C2H5OH＋2CO2。 (3)熱化學轉(zhuǎn)換 使生物質(zhì)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。 1．生物質(zhì)主要包括哪些物質(zhì)？ 提示：生物質(zhì)包括農(nóng)業(yè)廢棄物(如植物的秸稈)、水生植物、油料植物、有機廢棄物等。 2．如何由甘蔗渣(主要成分是纖維素)制取酒精？ 提示：甘蔗渣(主要成分是纖維素)在催化劑的作用下先水解生成葡萄糖；然后葡萄糖在酶的作用下發(fā)酵制得乙醇。 1．生物質(zhì)能 (1)生物質(zhì)能是新能源，可以再生，合理利用不會造成環(huán)境污染。 (2)生物質(zhì)能通過生物化學轉(zhuǎn)換可以制取CH4、乙醇等能源物質(zhì)，生物質(zhì)通過熱化學轉(zhuǎn)換可以制取CH4、CO、H2等可燃性氣體。 2．生物質(zhì)能的特點 (1)生物質(zhì)能儲量大、種類多、利用形式多樣。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，僅次于煤、石油和天然氣居世界能源第四位，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。 (2)生物質(zhì)能是一種理想能源，具有可再生、低污染、分布廣泛等特點。 (3)缺點：利用規(guī)模小，植物僅能將少量的太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能；單位土地面積的有機物能量偏低；缺乏適合栽種植物的土地。 3．直接燃燒生物質(zhì)能的缺點 (1)燃燒不充分，產(chǎn)生的CO會污染空氣。 (2)燃燒充分，產(chǎn)生大量CO2氣體會加劇溫室效應。 (3)熱能利用率不高，損失大量能量。 (4)利用率低，若能綜合利用可以制得各種產(chǎn)品，利用價值將成百倍地增加。 1．下列有關生物質(zhì)能的說法不正確的是(　　) A．生物質(zhì)能是可再生能源 B．生物質(zhì)能來源于太陽能 C．焚燒生活垃圾發(fā)電是將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能再轉(zhuǎn)化為電能 D．玉米、高粱發(fā)酵制乙醇是生物質(zhì)能的熱化學轉(zhuǎn)換 解析：選D　生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量，生物質(zhì)能的利用除釋放能量外，產(chǎn)生無污染的CO2和H2O，通過植物的光合作用，重新將太陽能轉(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)換本質(zhì)是光—化學能的轉(zhuǎn)換，B正確；焚燒生活垃圾發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換過程是生物質(zhì)能―→熱能―→電能，C正確；含淀粉較高的農(nóng)作物發(fā)酵制燃料乙醇是生物化學轉(zhuǎn)換，D不正確。 2．下列對城市廢棄物中生物質(zhì)能利用不合理的是(　　) A．把廢棄物運到鄉(xiāng)下找個地方填埋掉 B．對廢棄物進行處理后焚燒，利用產(chǎn)生的熱能供暖和發(fā)電 C．把廢棄物進行生物化學轉(zhuǎn)換獲取CH4 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 解析：選A　生活垃圾采用填埋的方式會使能量不能被充分利用，同時占用了土地。 (對應學生用書P39) 1．氫能的優(yōu)點 2．氫能利用存在的問題 (1)廉價的制氫技術——首要難點 原因：制氫需要消耗大量的能量且效率低。 (2)安全可靠的貯氫和輸氫方法——關鍵 原因：H2易汽化、易燃、易爆。 3．氫能的生產(chǎn)與利用 (1)氫能的產(chǎn)生 ①水煤氣法： ②電解法： ③光解法： (2)氫能的利用方式 ①利用氫和氧化劑發(fā)生反應放出熱能； ②利用氫和氧化劑在催化劑作用下的電化學反應直接獲取電能； ③利用氫的熱核反應釋放出核能，這是氫能的一種特殊應用。 1．(xx浙江10月考試)下列物質(zhì)中，屬于可再生的能源是(　　) A．氫氣　　　　　　　　　 B．石油 C．煤 D．天然氣 解析：選A　石油、煤、天然氣等化石燃料均為不可再生能源，H2是可再生能源。 2．近20年來，對以氫氣為未來的動力燃料氫能源的研究獲得了迅速發(fā)展，為了有效發(fā)展民用氫能源，首先必須制得廉價的氫氣，下列可供開發(fā)又較經(jīng)濟且資源可持續(xù)利用的制氫氣的方法是(　　) A．電解水 B．鋅與稀硫酸反應 C．光解海水 D．以石油、天然氣為原料 解析：選C　制H2的要求為可供開發(fā)又較經(jīng)濟，且資源可持續(xù)利用，A、B項不經(jīng)濟，D項可開發(fā)但石油、天然氣為化石燃料不可持續(xù)利用。 [三級訓練節(jié)節(jié)過關]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列變化過程和對應的能量轉(zhuǎn)化關系錯誤的是(　　) A．植物光合作用：光能→生物質(zhì)能 B．太陽能熱水器：太陽能→電能 C．石灰石高溫分解：熱能→化學能 D．鉛蓄電池：化學能→電能 解析：選B　A項，植物的光合作用是把光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，正確；B項，太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，錯誤；C項，石灰石高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，是把熱能轉(zhuǎn)化為化學能，正確；D項，鉛蓄電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能，正確。 2．下列有關能源和能量轉(zhuǎn)換的敘述正確的是(　　) A．推廣使用太陽能、風能、海洋能、氫能，有利于緩解溫室效應 B．乙醇和汽油都是可再生能源，應大力推廣“乙醇汽油” C．普通鋅錳干電池不含環(huán)境污染物，用完后可以隨意扔掉，使用方便 D．燃料電池是利用燃料燃燒，將化學能轉(zhuǎn)化為熱能，然后再轉(zhuǎn)化為電能的化學電源 解析：選A　A項，可以減少二氧化碳的排放，有利于緩解溫室效應，正確；B項，汽油是不可再生能源，錯誤；C項，廢棄電池會造成土壤污染、水污染等環(huán)境問題，用完后不能隨意扔掉，錯誤；D項，原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，D錯誤。 3．綠色能源是人類理想的能源，不會造成環(huán)境污染，下列能源不屬于綠色能源的是(　　) A．氫能源　　　　　　　 B．太陽能 C．風能 D．石油 解析：選D　氫能是氫氣燃燒提供的，產(chǎn)物是水，無污染；太陽能是最清潔的能源；風能的使用也不會給環(huán)境帶來污染；石油是化石燃料，其中硫元素燃燒生成的二氧化硫、不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳、高溫燃燒產(chǎn)生的氮氧化物等都是污染物，因此石油不是綠色能源。 4．氫能是一種既高效又潔凈的新能源，發(fā)展前景良好，用氫作能源的燃料電池汽車備受青睞。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(　　) ①原料來源廣　②易燃燒、熱值高　③儲存方便 ④制備工藝廉價易行 A．①② B．①③ C．③④ D．②④ 解析：選A　地球上有大量的水，可用水為原料制氫氣。H2易燃燒，無污染，熱值高，是一種高效、潔凈的新能源，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。 5．分析下圖： 回答以下問題： (1)電解水生成H2，首先要解決的問題是_____________________________________。 (2)氫氣作為理想的“綠色能源”的主要理由是_________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)電解水需要消耗大量電能。 (2)H2作為“綠色能源”優(yōu)點有三：來源豐富；熱值高；無污染。 答案：(1)需大量電能 (2)來源豐富(H2O)，燃燒放出的熱量多，產(chǎn)物無污染 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(chǎn)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(zhì)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(chǎn)的燃料乙醇屬可再生能源，利用乙醇燃料不會產(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)換?、诠猓娹D(zhuǎn)換　③光－化學能轉(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－化學能轉(zhuǎn)換，④光－生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換。 4．下列過程中的能量轉(zhuǎn)化，屬于太陽能轉(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．太陽能電池供電 解析：選B　石油燃燒是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；核電站發(fā)電是核能轉(zhuǎn)化為電能；太陽能電池供電是太陽能轉(zhuǎn)化為電能；植物的光合作用是太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能。 5．“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中，不符合“綠色化學”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)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能固化為化學能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量，一直是人類賴以生存的重要能源。下列有關說法不正確的是(　　) A．農(nóng)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(chǎn)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(zhì)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(zhuǎn)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(qū)動渦輪機發(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，利用氫氧燃料電池提供電能是化學能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化為化學能，涉及化學變化；C項，利用水流驅(qū)動渦輪機發(fā)電是機械能轉(zhuǎn)化為電能，不涉及化學變化；D項，利用植物秸稈為原料生產(chǎn)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(zhì)”是指由植物或動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重要途徑之一的“生物質(zhì)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(zhì)能”的說法，不正確的是________。 A．利用生物質(zhì)能就是間接利用太陽能 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(nóng)村沼氣池中發(fā)酵后的池底剩余物是很好的漚肥。下面有關結(jié)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(nóng)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(zhì)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(zhuǎn)換是把________轉(zhuǎn)化為________。 解析：(1)從題圖C可看出，風車發(fā)電，是將風能轉(zhuǎn)化為電能；題圖D是利用太陽能發(fā)電，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。 (2)綠色植物在光能作用下，將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為有機物和氧氣，同時將光能轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)中還沒有大量應用。 2．下列有關能量轉(zhuǎn)化的認識不正確的是(　　) A．通過植物的光合作用，太陽能轉(zhuǎn)化為化學能 B．人類使用照明設備，將電能轉(zhuǎn)化為光能 C．生物體內(nèi)的化學變化過程在能量轉(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，只是將化學能轉(zhuǎn)化為了熱能 解析：選D　A項，植物的光合作用是把太陽能轉(zhuǎn)化為化學能，正確；B項，照明是電能轉(zhuǎn)化為光能，正確；C項，生物體內(nèi)的化學變化過程在能量轉(zhuǎn)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)楣饽堋崮艿?，錯誤。 3．下列關于能源和作為能源的物質(zhì)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(zhuǎn)化為化學能“貯存”起來 C．物質(zhì)的化學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，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(zhuǎn)化為化學能“貯存”在化學物質(zhì)中，正確；C項，物質(zhì)的化學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，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(chǎn)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(chǎn)生污染物 C．TiO2在反應中作催化劑 D．該技術將太陽能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(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，淀粉屬于糖類，是人體的主要供能物質(zhì)，錯誤；B項，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，脂肪能在人體內(nèi)發(fā)生氧化反應提供能量，錯誤；D項，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，供生命活動需要，錯誤。 6．為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)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(gòu)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(zhì)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(zhì)的是(　　) A．CaCl26H2O B．Na2SO410H2O C．Na2HPO412H2O D．Na2S2O35H2O 解析：選B　適宜作為儲能介質(zhì)的物質(zhì)，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(jié)構(gòu)、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(zhì)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(zhuǎn)化方式是太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能 解析：選C　風能、太陽能、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極是太陽能光伏電池的負極；該過程中太陽能轉(zhuǎn)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(chǎn)能解決目前環(huán)境和能源問題的某種物質(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)從化學原理來看這種生產(chǎn)的實質(zhì)是______________________________________。 (3)若生產(chǎn)條件和設備均很理想，在生產(chǎn)過程中只需添加的原料是________。 解析：從三個反應的產(chǎn)物來看，能夠解決目前環(huán)境和能源問題的物質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)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(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(nèi)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(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，使氫氣成為二級能源 B．設法將太陽光聚焦，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(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(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