2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 課時(shí)分層作業(yè)13 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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課時(shí)分層作業(yè)(十三) 太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)練] 1．人類將在未來(lái)幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時(shí)代”過(guò)渡至“太陽(yáng)能文明時(shí)代”(包括風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換形態(tài))，屆時(shí)人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”。下列說(shuō)法不正確的是 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572097】 A．煤、石油和天然氣都屬于碳素燃料 D．發(fā)展太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng) C．太陽(yáng)能電池可將太陽(yáng)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(yáng)能文明 D　[煤、石油和天然氣都屬于含碳元素的燃料，屬于碳素燃料；太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)，不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體；利用光能電池可將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能；菠菜屬于綠色植物，是通過(guò)光合作用生成的，D說(shuō)法不正確。] 2．下列有關(guān)太陽(yáng)能的利用方式以及列舉的實(shí)例錯(cuò)誤的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572098】 A．直接利用太陽(yáng)輻射能的基本方式有四種：光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換、光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換 B．太陽(yáng)能熱水器是一種光—熱轉(zhuǎn)換形式 C．綠色植物進(jìn)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(xué)能轉(zhuǎn)換 D．將電能通過(guò)用電器進(jìn)行照明的過(guò)程是一種光—電能轉(zhuǎn)換過(guò)程 D　[光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換、光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換是太陽(yáng)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(guò)程。D項(xiàng)是將電能轉(zhuǎn)換成光能的過(guò)程。] 3．“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)作物收割后留下的莖稈的處理方法中，不符合“綠色化學(xué)”要求的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572099】 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 A　[農(nóng)作物的莖稈就地焚燒會(huì)產(chǎn)生污染物，A項(xiàng)不符合“綠色化學(xué)”要求。] 4．下列有關(guān)生物質(zhì)能的說(shuō)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(lái)源于太陽(yáng)能 C．焚燒生活垃圾發(fā)電是將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)化為電能 D．玉米、高粱發(fā)酵制乙醇是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C　[生物質(zhì)能來(lái)源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量，生物質(zhì)能最終利用的結(jié)果：除釋放能量外，產(chǎn)生無(wú)污染的CO2和H2O，通過(guò)植物的光合作用，重新將太陽(yáng)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)化本質(zhì)是光—化學(xué)能的轉(zhuǎn)換，B正確；焚燒生活垃圾發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是：生物質(zhì)能―→熱能―→電能，C不正確；含淀粉較高的農(nóng)作物發(fā)酵制燃料乙醇是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，D正確。] 5．下列對(duì)于城市廢棄物中生物質(zhì)能的利用不合理的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572100】 A．把廢棄物拉到鄉(xiāng)下找個(gè)地方埋掉 B．對(duì)廢棄物進(jìn)行處理后焚燒，利用產(chǎn)生的熱能供熱和發(fā)電 C．把廢棄物進(jìn)行生物化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取甲烷 D．讓廢棄物在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱值較高的可燃性氣體 A　[城市廢棄物中含有豐富的生物質(zhì)能，埋掉是一種資源浪費(fèi)，故A不合理；處理后焚燒利用產(chǎn)生的熱能供熱和發(fā)電，B合理；將廢物進(jìn)行生物化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取甲烷、可燃性氣體均合理，故C、D合理；利用不合理的只有A項(xiàng)。] 6．“能源分類相關(guān)圖”如圖所示，下列四組能源選項(xiàng)中，全部符合圖中陰影部分的能源是(　　) A．煤炭、石油、潮汐能 B．水能、生物質(zhì)能、天然氣 C．太陽(yáng)能、風(fēng)能、沼氣 D．地?zé)崮?、海洋能、核? C 7．氫能是一種既高效又干凈的新能源，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(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池轎車“超越三號(hào)”已達(dá)到世界先進(jìn)水平，并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)。氫能具有的優(yōu)點(diǎn)包括(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572101】 ①原料來(lái)源廣?、谝兹紵嶂蹈摺、蹆?chǔ)存方便 ④制備工藝廉價(jià)易行 A．①②　　　　　　 B．①③ C．③④ D．②④ A 8．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(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572102】 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)開發(fā)利用價(jià)值 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。] 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、燒炭取暖等取熱用能方式正在被現(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)燃燒的生成物主要是CO2，對(duì)環(huán)境的污染程度較低，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．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)： 3FeCl2＋4H2O(g)Fe3O4＋6HCl＋H2； 4Fe3O4＋12Cl2＋12HCl12FeCl3＋6H2O＋5O2； 6FeCl36FeCl2＋3Cl2↑。 試回答下列問(wèn)題： (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)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 11．礦物能源是現(xiàn)代人類社會(huì)賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，世界礦物能源消耗的主要品種仍然以煤、石油、天然氣為主。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572103】 (1)試以上述燃料各自的主要成分C、CnH2n＋2、CH4為代表，寫出它們?nèi)紵^(guò)程的化學(xué)方程式：______________________________、 ______________________、________________________________。 試比較，當(dāng)三者質(zhì)量相同時(shí)，對(duì)環(huán)境造成的不利影響最小的燃料是________。 (2)煤、石油、天然氣又稱為化石燃料，它們儲(chǔ)存的能量均來(lái)自綠色植物吸收的太陽(yáng)能，綠色植物通過(guò)光合作用把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成________能，光合作用的總反應(yīng)式： ___________________________________________________________。 【解析】　相同質(zhì)量的C、CnH2n＋2、CH4，含碳量越高，生成CO或CO2的量相對(duì)來(lái)說(shuō)越多，對(duì)環(huán)境的不利影響越大，對(duì)環(huán)境造成不利影響最小的是甲烷。 【答案】　(1)C＋O2CO2　2CnH2n＋2＋(3n＋1)O22nCO2＋2(n＋1)H2O　CH4＋2O2CO2＋2H2O　甲烷 (2)化學(xué)　6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2 [沖A挑戰(zhàn)練] 12．據(jù)報(bào)道，某國(guó)一集團(tuán)擬在太空建造巨大的集光裝置，把太陽(yáng)光變成激光用于分解海水制氫氣：2H2O2H2↑＋O2↑。下列說(shuō)法不正確的是 (　　) A．水的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．氫氣是二次能源 C．使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng) D．若用生成的氫氣與空氣中多余的二氧化碳反應(yīng)生成甲醇儲(chǔ)存起來(lái)，可以改善生存環(huán)境 A　[選項(xiàng)A中水的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；選項(xiàng)B中在自然界中氫氣無(wú)法直接取得，是二次能源；選項(xiàng)C中氫氣的燃燒產(chǎn)物是水，化石燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，所以氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng)；選項(xiàng)D中生成的氫氣與空氣中多余的二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，則可以對(duì)二氧化碳進(jìn)行循環(huán)利用。] 13．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。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572104】 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 C　[A、B說(shuō)法正確；由圖中的電流方向可知，A極應(yīng)為負(fù)極，C不正確；光伏電池發(fā)電是將光能直接轉(zhuǎn)化為電能，D正確。] 14．保護(hù)環(huán)境已成為當(dāng)前和未來(lái)的一項(xiàng)全球性重大課題。為解決目前燃料使用過(guò)程中的環(huán)境污染問(wèn)題，并緩解能源危機(jī)，有的專家提出利用太陽(yáng)能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想，如圖所示： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572105】 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)過(guò)程Ⅰ的能量轉(zhuǎn)化形式為　　　能轉(zhuǎn)化為______能。 (2)斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量見下表： H—N H—O N≡N O===O E/kJmol－1 393 460 941 499 則N2(g)與H2O(g)反應(yīng)生成NH3(g)的熱化學(xué)方程式為___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 【解析】　(1)由圖可知，過(guò)程Ⅰ是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(2)2N2(g)＋6H2O(g)===4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝2941 kJmol－1＋62460 kJmol－1－(43393 kJmol－1＋3499 kJmol－1)＝1 189 kJmol－1。 【答案】　(1)太陽(yáng)　化學(xué)　(2)2N2(g)＋6H2O(g)===4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝1 189 kJmol－1