高中化学：（十二） 太阳能、生物质能和氢能的利用.pdf

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1、1 课时跟踪检测（十二）课时跟踪检测（十二）太阳能、生物质能和氢能的利用太阳能、生物质能和氢能的利用 一、单项选择题一、单项选择题 1下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是()A电解水生成氢气和氧气时，电能转变成化学能电解水生成氢气和氧气时，电能转变成化学能 B煤燃烧时化学能大部分转变成热能煤燃烧时化学能大部分转变成热能 C绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能 D白炽灯工作时电能全部转变成光能白炽灯工作时电能全部转变成光能 解析：解析：选选 D电解过程是电能转化为化学能，电解过程是电能转化为化学能，A 正确；煤燃烧时化学能大部分转变成正确；煤燃烧时

2、化学能大部分转变成热能，少部分化学能转化为光能，热能，少部分化学能转化为光能，B 正确；绿色植物的光合作用过程中太阳能转变成化学正确；绿色植物的光合作用过程中太阳能转变成化学能，能，C 正确；白炽灯工作时电能大部分转变成光能，少部分转变成热能，正确；白炽灯工作时电能大部分转变成光能，少部分转变成热能，D 不正确。不正确。2下列说法不正确的是下列说法不正确的是()ACO2、甲烷都属于温室气体、甲烷都属于温室气体 B用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体 C氢能利用的难题是氢气的贮存与运输氢能利用的难题是氢气的贮

3、存与运输 D风能发电属于绿色能源风能发电属于绿色能源 解析：解析：选选 B乙醇作燃料产生乙醇作燃料产生 CO2气体，会引起温室效应，气体，会引起温室效应，B 项错误。项错误。3下列属于直接利用太阳辐射能的方式是下列属于直接利用太阳辐射能的方式是()光热转换光热转换光电转换光电转换光化学能转换光化学能转换 光生物质能转换光生物质能转换 A B C D 解析解析：选选 D直接利用太阳能的方式基本上有四种直接利用太阳能的方式基本上有四种：光热转换，光热转换，光电转换，光电转换，光化学能转换，光化学能转换，光生物质能转换。光生物质能转换。4下列过程中的能量转化，属于太阳能转化为生物质能的是下列过程中的

4、能量转化，属于太阳能转化为生物质能的是()A石油燃烧石油燃烧 B植物的光合作用植物的光合作用 C核电站发电核电站发电 D太阳能电池供电太阳能电池供电 解析：解析：选选 B石油燃烧是化学能转变为热能；核电站发电是核能转化为电能；太阳能石油燃烧是化学能转变为热能；核电站发电是核能转化为电能；太阳能电池供电是太阳能转化为电能；植物的光合作用是太阳能转化为生物质能。电池供电是太阳能转化为电能；植物的光合作用是太阳能转化为生物质能。5“绿色化学绿色化学”要求从根本上减少乃至杜绝污染。下列对农作物收割后留下的秸秆的要求从根本上减少乃至杜绝污染。下列对农作物收割后留下的秸秆的处理方法中，不符合处理方法中，不

5、符合“绿色化学绿色化学”要求的是要求的是()A就地焚烧就地焚烧 B发酵后作农家肥发酵后作农家肥 C加工成精饲料加工成精饲料 D制造沼气制造沼气 2 解析：解析：选选 A就地焚烧会产生大量烟尘、含硫化合物，造成雾霾等污染。就地焚烧会产生大量烟尘、含硫化合物，造成雾霾等污染。二、不定项选择题二、不定项选择题 6氢能是理想的清洁能源。下列制氢的方法中，最节能的是氢能是理想的清洁能源。下列制氢的方法中，最节能的是()A电解水制氢：电解水制氢：2H2O=通通电电 2H2O2 B高温使水分解制氢：高温使水分解制氢：2H2O=高高温温 2H2O2 C太阳光催化分解水制氢：太阳光催化分解水制氢：2H2O=Ti

6、O2 太太阳阳光光2H2O2 D天然气制氢：天然气制氢：CH4H2O=高高温温 CO3H2 解析：解析：选选 CA 需要消耗电能，需要消耗电能，B 和和 D 需要高温，都消耗较多的能量。需要高温，都消耗较多的能量。7 生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能固化为化学能而贮存在生物质内部的能量生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能固化为化学能而贮存在生物质内部的能量，一直是人类赖以生存的重要能源。下列有关说法不正确的是一直是人类赖以生存的重要能源。下列有关说法不正确的是()A农村通过杂草和动物的粪便发酵制沼气，沼气的主要成分是二氧化碳农村通过杂草和动物的粪便发酵制沼气，沼气的主要成分是二氧化碳 B推

7、广使用乙醇汽油，乙醇可由富含淀粉的谷物发酵产生推广使用乙醇汽油，乙醇可由富含淀粉的谷物发酵产生 C氢能可以通过电解海水，大量推广使用氢能可以通过电解海水，大量推广使用 D开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展 解析：解析：选选 AC沼气的主要成分是甲烷，沼气的主要成分是甲烷，电解海水可制得电解海水可制得 H2，但成本高，不能大量推，但成本高，不能大量推广使用。广使用。8化石燃料仍是目前能源的主体化石燃料仍是目前能源的主体，但已经面临危机但已经面临危机，开发新能源是解决能源问题的关开发新能源是解决能源问题的关键。下列能量转换过程，不涉及化学变化的是键

8、。下列能量转换过程，不涉及化学变化的是()A利用氢氧燃料电池提供电能利用氢氧燃料电池提供电能 B利用太阳能分解水制备氢气利用太阳能分解水制备氢气 C利用水流驱动涡轮机发电利用水流驱动涡轮机发电 D利用植物秸秆为原料生产乙醇燃料利用植物秸秆为原料生产乙醇燃料 解析解析：选选 CA 项，利用氢氧燃料电池提供电能是化学能转化为电能，项，利用氢氧燃料电池提供电能是化学能转化为电能，涉及化学变化涉及化学变化；B 项，利用太阳能分解水制备氢气是光能转化为化学能，项，利用太阳能分解水制备氢气是光能转化为化学能，涉及化学变化涉及化学变化；C 项，利用水流驱项，利用水流驱动涡轮机发电是机械能转化为电能，不涉及化

9、学变化；动涡轮机发电是机械能转化为电能，不涉及化学变化；D 项，利用植物秸秆为原料生产乙项，利用植物秸秆为原料生产乙醇燃料发生化学变化。醇燃料发生化学变化。三、非选择题三、非选择题 9阅读下面的叙述，回答有关问题。阅读下面的叙述，回答有关问题。“生物质生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的重要途径之一的“生物质能生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代

10、科学技术所改变。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代科学技术所改变。(1)下面有关下面有关“生物质能生物质能”的说法，不正确的是的说法，不正确的是_。A利用生物质能就是间接利用太阳能利用生物质能就是间接利用太阳能 3 B生物质能源是可再生的能源生物质能源是可再生的能源 C生物质能源是解决农村能源的主要途径生物质能源是解决农村能源的主要途径 D生物质能的缺点是严重污染环境生物质能的缺点是严重污染环境(2)沼气是有机废弃物沼气是有机废弃物(树叶树叶、秸秆秸秆、草类及垃圾草类及垃圾、粪便等粪便等)在隔绝空气的条件下发酵分解在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体，主要成分是甲烷。农

11、村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。下面有而成的气体，主要成分是甲烷。农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。下面有关结论中，错误的是关结论中，错误的是_。A沼气是一种清洁的能源沼气是一种清洁的能源 B使用沼气作能源可以保护森林使用沼气作能源可以保护森林 C使用沼气给农民的生活带来了不便使用沼气给农民的生活带来了不便 D使用沼气是对化学能的充分利用使用沼气是对化学能的充分利用 解析：解析：(1)生物质的利用形式有多种，不一定是燃烧，不一定对环境有污染，生物质的利用形式有多种，不一定是燃烧，不一定对环境有污染，D 错误。错误。(2)使用沼气能源可以减少其他能源的使用，进而保护森林。使用

12、沼气能源可以减少其他能源的使用，进而保护森林。答案：答案：(1)D(2)C 10(1)利用新能源发电的形式有很多，如图所示，利用新能源发电的形式有很多，如图所示，其中其中 A 表示潮汐能发电，表示潮汐能发电，B 表示地表示地热能发电，热能发电，C 表示表示_能发电，能发电，D 表示表示_能发电。能发电。(2)人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能，捕获太阳能的生物主要为绿色植物，其人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能，捕获太阳能的生物主要为绿色植物，其光合作用的总反应式是光合作用的总反应式是_，光合作用的能量转换是把，光合作用的能量转换是把_转化为转化为_。解析解析：(1)从题图从题图 C 可看

13、出，风车发电，可看出，风车发电，是将风能转化为电能是将风能转化为电能；题图题图 D 是利用太阳能发是利用太阳能发电，是将太阳能转化为电能。电，是将太阳能转化为电能。(2)绿色植物在光能作用下绿色植物在光能作用下，将将 CO2和和 H2O 转化为有机物和氧气转化为有机物和氧气，同时将光能转变为化同时将光能转变为化学能贮存起来。学能贮存起来。答案：答案：(1)风风太阳太阳(2)6H2O6CO2 光光 叶叶绿绿素素C6H12O66O2 光能光能化学能化学能 4 一、单项选择题一、单项选择题 1下列给出的能源中，不能作为新能源的是下列给出的能源中，不能作为新能源的是()A太阳能太阳能 B无烟煤无烟煤

14、C燃料电池燃料电池 D氢能氢能 解析：解析：选选 B煤属于化石燃料，不属于新能源；太阳能、燃料电池、氢能均为有发展煤属于化石燃料，不属于新能源；太阳能、燃料电池、氢能均为有发展前景的新能源。前景的新能源。2下列有关能量转化的认识不正确的是下列有关能量转化的认识不正确的是()A通过植物的光合作用，太阳能转化为化学能通过植物的光合作用，太阳能转化为化学能 B人类使用照明设备，将电能转化为光能人类使用照明设备，将电能转化为光能 C生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有有效效 D燃料燃烧，只是将化学能

15、转化为了热能燃料燃烧，只是将化学能转化为了热能 解析解析：选选 DA 项，植物的光合作用是把太阳能转化为化学能，项，植物的光合作用是把太阳能转化为化学能，正确正确；B 项，照明是电项，照明是电能转化为光能，正确；能转化为光能，正确；C 项，生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效，正项，生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效，正确；确；D 项，燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应，反应过程中化学能可以变为光能、热项，燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应，反应过程中化学能可以变为光能、热能等，错误。能等，错误。3下列关于能源和作为能源的物质的叙述错误的是下列关于能源和作为能源的物质

16、的叙述错误的是()A吸热反应的反应物总能量低于生成物总能量吸热反应的反应物总能量低于生成物总能量 B绿色植物进行光合作用时，将光能转化为化学能绿色植物进行光合作用时，将光能转化为化学能“贮存贮存”起来起来 C物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能、光能等为人类所利用物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能、光能等为人类所利用 D天然气属于新能源天然气属于新能源 解析解析：选选 DA 项，吸热反应反应物的总能量低于生成物的总能量，项，吸热反应反应物的总能量低于生成物的总能量，正确正确；B 项，绿色项，绿色植物进行光合作用时，通过发生化学反应，将光能转化为化学能植物进行光合作用时，通过发

17、生化学反应，将光能转化为化学能“贮存贮存”在化学物质中，在化学物质中，正确；正确；C 项，物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能、光能等为人类所利用，项，物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能、光能等为人类所利用，正确；正确；D 项，天然气不属于新能源，错误。项，天然气不属于新能源，错误。4氢气是未来的氢气是未来的“绿色能源绿色能源”，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光使水分解制得氢气的新技术，使水分解制得氢气的新技术，其中水的分解可以用化学方程式表示为其中水的分解可以用化学方程式表示为 2H2O=TiO2 激激光光2H2

18、O2。下列有关说法不正确的是下列有关说法不正确的是()ATiO2在反应中作氧化剂，且该反应不需任何其他条件就能自发进行在反应中作氧化剂，且该反应不需任何其他条件就能自发进行 B水分解不产生污染物水分解不产生污染物 CTiO2在反应中作催化剂在反应中作催化剂 5 D该技术将太阳能转化为化学能该技术将太阳能转化为化学能 解析解析：选选 A从从 2H2O=TiO2 激激光光2H2O2反应发生的条件来看，反应发生的条件来看，TiO2是该反应的催化是该反应的催化剂。剂。2H2O=TiO2 激激光光2H2O2的能量变化是将太阳能转化为化学能。的能量变化是将太阳能转化为化学能。5有人认为人体实际上是一架缓慢

19、燃烧着的有人认为人体实际上是一架缓慢燃烧着的“高级机器高级机器”，人体在生命活动过程中也，人体在生命活动过程中也需要不断补充需要不断补充“燃料燃料”，按照这种观点按照这种观点，人们通常摄入的下列物质不能看作人们通常摄入的下列物质不能看作“燃料燃料”的是的是()A淀粉淀粉 B水水 C脂肪脂肪 D蛋白质蛋白质 解析解析：选选 BA 项，淀粉属于糖类，是人体的主要供能物质，项，淀粉属于糖类，是人体的主要供能物质，错误错误；B 项，水在人体内项，水在人体内主要是作溶剂，不能为人体提供能量，正确；主要是作溶剂，不能为人体提供能量，正确；C 项，脂肪能在人体内发生氧化反应提供能项，脂肪能在人体内发生氧化反

20、应提供能量，错误；量，错误；D 项，蛋白质在人体内被水解为氨基酸后才能吸收，一部分氨基酸再重新合成项，蛋白质在人体内被水解为氨基酸后才能吸收，一部分氨基酸再重新合成人体的蛋白质，另一部分氨基酸氧化分解释放能量，供生命活动需要，错误。人体的蛋白质，另一部分氨基酸氧化分解释放能量，供生命活动需要，错误。二、不定项选择题二、不定项选择题 6为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机同时缓解能源危机，有关专家提出了利用有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是下列说法正确的是()AH2O 的分解反应是吸热反应的分解反应是吸

21、热反应 B氢能源已被普遍使用氢能源已被普遍使用 C2 mol H2O 具有的总能量低于具有的总能量低于 2 mol H2和和 1 mol O2的能量的能量 D氢气不易贮存和运输，无开发利用价值氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 解析解析：选选 AC2H2O=2H2O2是吸热反应是吸热反应，说明说明 2 mol H2O 的能量低于的能量低于 2 mol H2 和和 1 mol O2的能量；的能量；因由水制取因由水制取 H2耗能多且耗能多且 H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。及，但发展前景广阔。7太阳能的开发和利用是太阳能的开发和利用是

22、 21 世纪一个重要课题。世纪一个重要课题。利用储能介质储存太阳能的原理是利用储能介质储存太阳能的原理是：白天在太阳照射下某种盐熔化，吸收热量，晚间熔盐固化释放出相应的能量，已知数据：白天在太阳照射下某种盐熔化，吸收热量，晚间熔盐固化释放出相应的能量，已知数据：盐盐 熔点熔点()熔化吸热熔化吸热(kJmol1)参考价格参考价格(元元t1)CaCl26H2O 29.9 37.3 780850 Na2SO410H2O 32.4 77.0 800900 6 Na2HPO412H2O 35.1 100.1 1 6002 000 Na2S2O35H2O 45.0 49.7 1 4001 800 其中最适

23、宜选用作为储能介质的是其中最适宜选用作为储能介质的是()ACaCl26H2O BNa2SO410H2O CNa2HPO412H2O DNa2S2O35H2O 解析：解析：选选 B适宜作为储能介质的物质，应具有熔点较低，熔化时吸热量较大，价格适宜作为储能介质的物质，应具有熔点较低，熔化时吸热量较大，价格较低，较低，Na2SO410H2O 最适合。最适合。8可再生能源是我国重要的能源资源可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求在满足能源需求、改变能源结构改变能源结构、减少环境污减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项染、促进经济发展等方面具有重

24、要作用。应用太阳能光伏发电技术是实现节能减排的一项重要措施。重要措施。下列有关分析不正确的是下列有关分析不正确的是()A风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源 B推广可再生能源有利于经济可持续发展推广可再生能源有利于经济可持续发展 C上图是太阳能光伏电池原理图，上图是太阳能光伏电池原理图，图中图中 A 极为正极极为正极 D光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化为电能 解析：解析：选选 C风能、太阳能、生物质能均属可再生能源，推广使用可再生能源有利于风能、太阳能、生物质能均属可再生能源，推广使用可再生能源有利于可持续发

25、展；可持续发展；图示中由电流方向可知图示中由电流方向可知 A 极是太阳能光伏电池的负极；该过程中太阳能转化极是太阳能光伏电池的负极；该过程中太阳能转化为电能。为电能。三、非选择题三、非选择题 9 某人设想利用下述反应的联合与循环来生产能解决目前环境和能源问题的某种物质某人设想利用下述反应的联合与循环来生产能解决目前环境和能源问题的某种物质：3FeCl24H2O(g)=高高温温 Fe3O46HClH2 4Fe3O412Cl212HCl=100 12FeCl36H2O5O2 6FeCl3=300 6FeCl23Cl2 试回答：试回答：(1)该人欲生产的这种物质是该人欲生产的这种物质是_。(2)从化

26、学原理来看这种生产的实质是从化学原理来看这种生产的实质是_。(3)若生产条件和设备均很理想，在生产过程中只需添加的原料是若生产条件和设备均很理想，在生产过程中只需添加的原料是_。7 解析：解析：从三个反应的产物来看，能够解决目前环境和能源问题的物质是氢气，所以该从三个反应的产物来看，能够解决目前环境和能源问题的物质是氢气，所以该反应是用来制备氢气的。又因为这三个反应是反应是用来制备氢气的。又因为这三个反应是“联合与循环联合与循环”生产氢气的，所以可以将三生产氢气的，所以可以将三个化学方程式叠加个化学方程式叠加，可得总的化学方程式为可得总的化学方程式为 2H2O=2H2O2，故产物为故产物为 H

27、2和和 O2，其其中中 H2能解决目前环境和能源问题；能解决目前环境和能源问题；FeCl2和和 Cl2作催化剂，作催化剂，HCl、Fe3O4和和 FeCl3是中间产是中间产物。物。答案：答案：(1)H2(2)使水分解为氢气和氧气使水分解为氢气和氧气(3)水水 10能源可划分为一级能源和二级能源能源可划分为一级能源和二级能源。自然界以现成方式提供的能源称为一级能源自然界以现成方式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取

28、，该反应要吸收大量的热，能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取，该反应要吸收大量的热，反应式为反应式为 2H2O(l)=高高温温 2H2(g)O2(g)。根据上述内容回答下列问题：根据上述内容回答下列问题：(1)下列叙述中，正确的是下列叙述中，正确的是_。A电能是二级能源电能是二级能源 B水力是二级能源水力是二级能源 C天然气是一级能源天然气是一级能源 D水煤气是一级能源水煤气是一级能源(2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是_。A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下因此可

29、研究在水不分解的情况下，使氢气成使氢气成为二级能源为二级能源 B设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气 C寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量 D寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取以分解水制取 H2(3)标准状况下标准状况下，11.2 L H2燃烧生成液态的水燃烧生成液态的水，放出放出 Q kJ 的热量的热量，写出该反应的热化学写出该反应的热化学方程式方程式：_ _。解析解析：(1)由题给信息可知水力、由题给信息可知水力、天然气是一级能源天然气

30、是一级能源；电能是依靠煤燃烧的热能或水力电能是依靠煤燃烧的热能或水力、风能、核能等转化而制得的能源；水煤气是一氧化碳和氢气的混合气，它由焦炭和水蒸气风能、核能等转化而制得的能源；水煤气是一氧化碳和氢气的混合气，它由焦炭和水蒸气在高温下反应生成，故电能和水煤气均是二级能源。在高温下反应生成，故电能和水煤气均是二级能源。(2)水本身并不能燃烧，水分解后生成的氢气才可以燃烧放出热量，而水的分解是吸热水本身并不能燃烧，水分解后生成的氢气才可以燃烧放出热量，而水的分解是吸热反应。在发生吸热反应时，反应物需要吸收能量才能转化为生成物。反应。在发生吸热反应时，反应物需要吸收能量才能转化为生成物。(3)n(H2)11.2 L22.4 Lmol10.5 mol，故故 2 mol H2燃烧生成液态水放出热量为燃烧生成液态水放出热量为2 mol0.5 molQ kJ4Q kJ。热化学方程式为热化学方程式为 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4Q kJmol1。答案：答案：(1)AC(2)AC(3)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4Q kJmol1 8