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1、 精品资料第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用一、太阳能的利用1能源与太阳能能源是人类生活和社会发展的基础。地球上最基本的能源是太阳能。2太阳能利用的能量转化方式被吸收的太阳能化学能热能、光能或电能(1)太阳能转化为化学能物质转化：在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。化学反应：6CO26H2OC6H12O66O2。能量转化：光能化学能。(2)化学能转化为热能物质转化：动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，其氧化生成二氧化碳和水，释放出热量，供给生命活动的需要。化学反应：(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6；C6H12O66O26H2
2、O6CO2。能量转化：化学能热能。3太阳能的利用实例能量转化方式直接利用光合作用光能转化为化学能太阳能热水器光能转化为热能太阳能电池光能转化为电能光解水制氢气光能转化为化学能间接利用化石燃料太阳能间接转化为化学能太阳能与其他能源的关系例1(2018宁波市期中)人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是()A煤、石油和天然气都属于碳素燃料B发展太阳能经济有助于减缓温室效应C太阳能电池可将太阳能直接转化为电能D目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明答案D例2下列属于
3、直接利用太阳辐射能的方式是()光热转换光电转换光化学能转换光生物质能转换A BC D答案D二、生物质能的利用1生物质包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物和动物粪便等。2生物质能的来源：植物及其加工产品所贮存的能量。3生物质能的利用方式：(1)直接燃烧：植物枝叶的燃烧反应可表示为(以纤维素代表枝叶的主要成分)(C6H10O5)n6nO26nCO25nH2O。(2)生物化学转换：用植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便等制取沼气，其主要成分是CH4；同时提供优良的肥料。用含糖类、淀粉较多的农作物为原料制取乙醇。反应为(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6，C6H12O62C2H
4、5OH2CO2。(3)热化学转换：使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃气体。生物质能的利用利用方式优缺点直接燃烧利用效率低，影响生态环境生物化学转换有效利用生物质能，还能提供优良肥料等；燃烧特性好，有益于保护生态环境热化学转换功耗少、转化率高、较易工业化例3下列有关生物质能的说法不正确的是()A生物质能是可再生能源B生物质能来源于太阳能C焚烧生活垃圾发电是将生物质能直接转化为电能D玉米、高粱发酵制乙醇是生物质能转化为化学能答案C解析生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，生物质能最终利用的结果：除释放能量外，产生无污染的CO2和H2O，通过植物的光合作用，重新将太阳能转化为
5、生物质能，因此生物质能是可再生的新能源，A正确；光生物质能的转化本质是光化学能的转换，B正确；焚烧生活垃圾发电的能量转化过程是：生物质能热能电能，C不正确；含淀粉较高的农作物发酵制燃料乙醇是生物质能转化为化学能，D正确。例4下列对于城市废弃物中生物质能的利用不合理的是()A把废弃物拉到乡下找个地方埋掉B对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供热和发电C把废弃物进行生物化学转化获取甲烷D让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃性气体答案A解析城市废弃物中含有丰富的生物质能，埋掉是一种资源浪费，故A不合理；处理后焚烧利用产生的热能供热和发电，故B合理；将废物进行生物化学转化获取甲烷、可
6、燃性气体均合理，故C、D合理。三、氢能的开发和利用1能源特点2氢能开发利用的困难与解决方法(1)困难：能耗高、储存和运输困难等。(2)方法：在光分解催化剂存在条件下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制氢气。利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水释放出氢气。发现和应用贮氢材料，解决氢气的储存和运输问题。氢能的产生和利用途径例5(2018金华、温州、台州三市联考)氢能是一种理想的“绿色能源”，以下有关氢能开发的方式中最理想的是()A大量建设水电站，用电力分解水制取氢气B利用化石燃料燃烧放热，使水高温分解产生氢气C在催化剂作用下，利用太阳能分解水制取氢气D利用铁等金属与酸反应产生氢气答案C解
7、析消耗大量的电能，A错误；产生大量污染物，且造成能量的浪费，B错误；太阳能无污染，且取之不尽用之不竭，C正确；消耗大量的金属，D错误。思维启迪能源的分类1(2018襄阳高一期中)下列对能源的看法不合理的是()A风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源B生物质能是一种可再生能源，有广泛的应用前景C太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源D化石燃料与人类生活密切相关，要多开采，多使用答案D解析风能可以直接从自然界获得并加以利用，属于一次能源，A正确；生物质能是自然界有生命的植物提供的，这些植物以生物质作为介质储存太阳能，属于再生能源，B正确；核能、太阳能、氢能、地热能都是洁净能源，是未来发
8、展的新能源，C正确；化石燃料的贮量有限，是不可再生能源，故要节约、高效使用，避免资源枯竭，D错误。2“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茎杆的处理方法中，不符合“绿色化学”的是()A就地焚烧 B发酵后作农家肥C加工成精饲料 D制造沼气答案A解析就地焚烧会产生大量烟尘、含硫化合物造成雾霾等污染。3下列过程中的能量转化，属于太阳能转化为生物质能的是()A石油燃烧 B植物的光合作用C核电站发电 D太阳能电池供电答案B4下列变化过程和对应的能量转化关系错误的是()A植物光合作用：光能生物质能B太阳能热水器：太阳能电能C石灰石高温分解：热能化学能D铅蓄电池：化学能电能答案B
9、解析太阳能热水器是把太阳能转化为热能。5下列有关能源和能量转换的叙述正确的是()A推广使用太阳能、风能、海洋能、氢能，有利于缓解温室效应B乙醇和汽油都是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”C普通锌锰干电池不含环境污染物，用完后可以随意扔掉，使用方便D燃料电池是利用燃料燃烧，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源答案A解析汽油是不可再生能源；废旧电池会造成土壤污染、水污染等环境问题；原电池是把化学能转化为电能的装置。 对点训练题组一太阳能的利用1下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是()A太阳能电池是一种光电转换形式B太阳能热水器是一种光热转换形式C绿色植物进行的光合作用，是一种光
10、生物质能转换，它的本质是光化学能转换D风能是空气流动形成的，与太阳能无关答案D解析光电转换、光热转换、光化学能转换和光生物质能转换是太阳能利用的基本方式。它们都是把光能转换成其他形式的能量的过程。风能形成的本质原因是太阳辐射使空气受热不均造成的，D项错误。2(2018云南广南6月月考)有专家指出，如果对燃烧产物如二氧化碳、水、氮气等利用太阳能使它们重新组合，使之能够实现，可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为()A化学能 B热能C生物质能 D电能答案B解析由图可以知道，太阳能首先转化为化学能(燃料合成过程)，其次化学能转化为热能(燃料燃烧放出热量)；B正确。3太阳能的
11、开发和利用是21世纪一个重要课题。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：盐熔点()熔化吸热(kJmol1)参考价格(元t1)CaCl26H2O29.937.3780850Na2SO410H2O32.477.0800900Na2HPO412H2O35.1100.11 6002 000Na2S2O35H2O45.049.71 4001 800其中最适宜选用作为储能介质的是()ACaCl26H2O BNa2SO410H2OCNa2HPO412H2O DNa2S2O35H2O答案B解析适宜作为储能介质的物质，应具有熔点较低，熔化时
12、吸热量较大，价格较低等特点，Na2SO410H2O最适合。题组二生物质能的利用4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()A农村通过杂草和动物的粪便发酵制沼气，沼气的主要成分是甲烷B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D开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展答案C解析电解海水可制得H2，但成本高，不能大量推广使用。5能源与人类的生活和社会发展密切相关。下列关于能源开发和利用的说法正确的是()A用粮食发酵得到酒精代替汽油作汽车燃料B随着科技的发展，氢气将会成
13、为主要能源C在农村不提倡利用沼气作生活燃料D人类利用的能源都是通过化学反应获得的答案B解析用粮食发酵得到酒精会消耗大量粮食，不符合我国粮食安全的国情，A错；在农村提倡利用沼气作生活燃料，C错；人类利用的能源有的是通过化学反应获得的，有的是自然界提供的，如水能、风能等，D错。题组三氢能的开发与利用6氢气是一种高效而无污染的理想能源。下列是某化学兴趣小组的学生查阅资料归纳出的工业上制取氢气的方法，其中包括正在研究的方案：电解法：2H2O2H2O2甲烷转化法：CH4H2OCO3H2水煤气法：CH2O(g)COH2碳氢化合物热裂解法：CH4C2H2设法将太阳光聚集产生高温使水分解：2H2O2H2O2寻
14、找高效催化剂使水分解产生H2如果将来人类广泛使用H2作为能源，你认为可行且有发展前途的方法是()A BC D答案B解析甲烷转化法、水煤气法、碳氢化合物热裂解法都需要消耗传统的能源，电解法耗能大，制取的成本高，这些都不适合作为未来工业上制取氢气的方法。太阳能能量巨大、时间长久、清洁安全，所以可以研究利用太阳能分解水制氢气；催化剂可以大大加快反应速率，所以可以研究高效催化剂，使水在比较低的温度下分解生成氢气，降低反应的耗能。7科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为NaHCO3H2HCOONaH2O。下列有关说法正确的是()A储氢、释氢过程均无能量变化B储氢过程中，NaHCO3被氧化CNaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键D
