【三维设计】高中化学 专题2 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用课件 苏教必修2
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专 题
第 四 单
2元
晨背关键语句 理解教材新知
把握热点考向 应用创新演练
知识点一 知识点二 知识点三 考向一 考向二 考向三 考向四 随堂基础巩固
课时跟踪训练
1．太阳能利用的重要反应： (1)6CO2＋6H2O叶――光绿→素C6H12O6＋6O2(太阳能→化学能)， (2)(C6H10O5)n＋nH2O催―化―→剂 nC6H12O6，
(1)氢能的产生： ①水煤气法：
C＋H2Og=高==温==CO＋H2， CO＋H2Og=高==温==CO2＋H2；
原料为化石燃料，不可再生
②电解法：
2H2O=通==电==2H2↑＋O2↑；
消耗大量电能。
③光解法：
光分解催化剂存在下，在特殊装置中
利用太阳能分解制H2； 利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳
D．目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明
[解析] 煤、石油和天然气都属于含碳元素的燃料， 属碳素燃料；太阳能经济，不会产生温室气体；利用光 能电池可将太阳能直接转化为电能；菠菜属于绿色植物， 是通过光合作用生成的，D说法不正确。
[答案] D
太阳能与其他能源的关系：
提示：(1)煤、石油、
(1)煤、石油、天然气等化
(2)生物化学转化：
①制沼气：
沼气的成分：主要是 CH4 ，还含有CO2及少量H2S、
NH3、PH3等。
②制乙醇： 化学反应：
(C6H10O5)n＋nH2O―酶―→nC6H12O6
；
C6H12O6―― 酶→2C2H5OH＋2CO2 。
(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
②再生能源与非再生能源：
再生在自然界中可以不断再生并能得到不断补 能源充，如：太阳能、风能、地热能等。
经过亿万年形成且储量有限，短
非再生能源时间内无法恢复或循环再生能源。
如：煤、石油、天然气等。
③常规能源和新能源：
a．常规能源：在一定历史时期和科学技术水平下，
已经被广泛应用的能源。如煤炭、天然气、石油等。
b．新能源：采用先进方法以及新发展的先进技术加以 利用的能源。如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、 氢能等。
(2)化石燃料的缺点： ①化石燃料都是不可再生的，且总量有限； ②燃烧化石燃料产生的SO2、NOx等严重污染环境。 (3)新能源的优点： 资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没 有污染或污染小。
•
解析：光—热转换、光—电转换、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。D项是将电能 转换成光能的过程。 答案：D
1.来源 植物 及其加工产品所贮存的能量。
2．利用方式 (1)直接燃烧(用纤维素代表植物枝叶的主要成分)： 化学方程式为： (C6H10O5)n＋6nO2―点―燃→6nCO2＋5nH2O。
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．直接利用太阳辐射能的基本方式有四种：光—热转换、 光—电转换、光—化学能转化和光—生物质能转换 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—生物质能转换， 它的本质是光—化学能转换 D．将电能通过用电器进行照明的过程是一种光—电能转换 过程
下列说法不．正确的是 A．水的分解反应是放热反应
()
B．氢气是二次能源
C．使用氢气作燃料有助于控制温室效应
D．若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇
储存起来，可以改善生存环境
解析：选项A中水的分解反应是吸热反应；选项B中在 自然界中氢气无法直接取得，是二次能源；选项C中 氢气的燃烧产物是水，化石燃料燃烧会产生二氧化碳， 所以氢气作燃料有助于控制温室效应；选项D中生成 的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇，则可 以对二氧化碳进行循环利用。 答案：A
光作用下释放H2；
资源可再生，对环境无污染。
(2)氢能的利用方式： ①利用氢和氧化剂发生反应放出热能； ②利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能； ③利用氢的热核反应释放出核能，这是氢能的一种特殊应用。
3．今有两反应：①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， ②NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。回答问题： (1)指出H2O的作用：反应①____________，反应② ____________。 (2)反应①中的ΔH____________0(填“>”或“<”)。 解析：两反应中H2O均作氧化剂，反应①为放热反应。 答案：(1)氧化剂 氧化剂 (2)<
3．氢能的三大优点：
(1)来源广，(2)无污染，(3)热值高。
1.太阳能的利用 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 。
化学能 热能 电能 化学能
化学能
2.太阳能利用的能量转化方式
被吸收的太阳能化―学――反→应化学能化―学――反→应热能、光能或电能
1
2
(1)太阳能转化为化学能：
等都是污染物，因此石油不是绿色能源。
答案：D
天然气等化石燃料蕴 石燃料与太阳能无关，对吗？
藏的能量来自太阳能。 (2)食用“菠菜”属直接利用
(2)食用“菠菜”属间接
太阳能，对吗？
利用太阳能。
答案：(1)不对
(2)不对
[例2] 下列叙述中，正确的是
()
A．工业有机废弃物、动物粪便不可能是生物质能
B．生物质能一定是与生物有关的能量
C．只有农业废弃物、水生植物、油料植物中蕴含着丰
[例1] 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
[答案] A
太阳能的能量很大，且不产生污染，是光解海水最理 想的能源。但目前处在研究试验阶段，还未进入实用阶段， 原因是(1)H2的制备耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟； (2)H2贮存、运输等安全技术尚未成熟。
2．据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳
光变成激光用于分解海水制氢：2H2O=激==光==2H2↑＋O2↑。
3．绿色能源是人类理想的能源，不会造成环境污染，下列
能源不属于绿色能源的是
()
A. 氢能源
B. 太阳能
C. 风能
D. 石油
解析：氢能是氢气燃烧提供的，产物是水，无污染；太
阳能是最清洁的能源；风能的使用也不会给环境带来污
染。石油是化石燃料，其中硫元素燃烧生成的二氧化硫、
不完全燃烧产生的一氧化碳、高温燃烧产生的氮氧化物
H2，最理想的途径是
()
A．2H2O太==阳==能= 2H2↑＋O2↑
B．C＋H2O(g)=高==温==CO＋H2
C．3Fe＋4H2O(g)=高==温==Fe3O4＋4H2
D．2H2O=通==电==2H2↑＋O2↑
ห้องสมุดไป่ตู้
[解析] B、C、D三项都要消耗传统能源。而A 项中太阳能是已被人类使用的新能源，与传统能源相 比较，太阳能的优点很多，而且是一般传统能源无法 比拟的。
富的生物质能
D．垃圾处理厂可以把大量生活垃圾中的生物质能转化
为热能、电能，减轻了垃圾占地给城市造成的压力，大大改
善了城市环境，增强了市民的环保意识
[解析] 农业废弃物、水生植物、油料植物、工业 有机废弃物、动物粪便等中蕴含着丰富的生物质能；生 物质能是可再生的能源；生物质能不一定与生物有关。
[答案] D
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/172022/1/17January 17, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/172022/1/172022/1/171/17/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/172022/1/17
①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。
②化学反应：6CO2＋6H2O叶―绿―光→素C6H12O6＋6O2。
③能量转化：光能―→化学能。
(2)化学能转化为热能： ①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。 ②化学反应为：(C6H10O5)n＋nH2O催―化―→剂nC6H12O6； C6H12O6＋6O2―→6H2O＋6CO2。 ③能量转化：化学能―→热能。
的可燃气体。
2．判断正误，对的打“√”，错的打“ ”。
(1)沼气燃烧只有CO2和H2O，无大气污染物。( )
(2)利用植物桔秆制沼气属热化学转换。
()
解析：(1)沼气主要成分为CH4，还有少量CO2、H2S、 NH3及PH3，故会产生大气污染物。(2)制取沼气属生物 化学转化。
答案：(1) (2)
1.氢能的优点 制取H2的原料是H2O，资源不受限制。 H2燃烧的产物是H2O，无污染且可循环利用。 是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多。
2．氢能利用存在的问题 (1)廉价的制氢技术——首要难点。 原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。 (2)安全可靠的贮氢和输氢方法——关键。 原因：H2易汽化、易燃、易爆。 3．氢能的产生和利用途径
1．下列能量利用属于生物质能利用的是
()
A．石油气、天然气用作家庭燃料
B．农村用沼气池产生的沼气作燃料
C．太阳能热水器
D．汽油多用于汽车燃料
解析：石油气、天然气、汽油均属于化石燃料，A、D错
误；农村用沼气池产生沼气作燃料属于生物质能利用，B
正确；太阳能热水器属于太阳能利用，C错误。
答案：B
[例3] H2是一种很有前途的能源，以水为原料大量制取
(1)生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、 人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼 气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、 城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。
(2)生物质能利用的实质是使生物质发生化学反应释放 能量或生成新的能源物质。
(3)生物质能是新能源。
淀粉或纤维素
葡萄糖
C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O(化学能→热能)。 葡萄糖
2．生物质能利用的重要反应：
(1)直接燃烧：(C6H10O5)n＋6nO2―点―燃→6nCO2＋5nH2O，
纤维素
2制取乙醇：C6H10O5n＋nH2O―― 酶→nC6H12O6，
淀粉
葡萄糖
C6H12O6―发―酵→2C2H5OH＋2CO2。
[例4] 有关能源的下列说法不．正确的是 A．煤、石油、天然气均为化石能源
()
B．化石能源是非再生能源
C．氢能是可再生能源
D．氢能、核能均是无污染的高效能源
[解析] 煤、石油、天然气属化石燃料，属非再生
能源，A、B正确；氢能可再生且无污染，核能有污染，
C正确，D错误。
[答案] D
(1)能源的分类： ①一次能源和二次能源：
第 四 单
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把握热点考向 应用创新演练
知识点一 知识点二 知识点三 考向一 考向二 考向三 考向四 随堂基础巩固
课时跟踪训练
1．太阳能利用的重要反应： (1)6CO2＋6H2O叶――光绿→素C6H12O6＋6O2(太阳能→化学能)， (2)(C6H10O5)n＋nH2O催―化―→剂 nC6H12O6，
(1)氢能的产生： ①水煤气法：
C＋H2Og=高==温==CO＋H2， CO＋H2Og=高==温==CO2＋H2；
原料为化石燃料，不可再生
②电解法：
2H2O=通==电==2H2↑＋O2↑；
消耗大量电能。
③光解法：
光分解催化剂存在下，在特殊装置中
利用太阳能分解制H2； 利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳
D．目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明
[解析] 煤、石油和天然气都属于含碳元素的燃料， 属碳素燃料；太阳能经济，不会产生温室气体；利用光 能电池可将太阳能直接转化为电能；菠菜属于绿色植物， 是通过光合作用生成的，D说法不正确。
[答案] D
太阳能与其他能源的关系：
提示：(1)煤、石油、
(1)煤、石油、天然气等化
(2)生物化学转化：
①制沼气：
沼气的成分：主要是 CH4 ，还含有CO2及少量H2S、
NH3、PH3等。
②制乙醇： 化学反应：
(C6H10O5)n＋nH2O―酶―→nC6H12O6
；
C6H12O6―― 酶→2C2H5OH＋2CO2 。
(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
②再生能源与非再生能源：
再生在自然界中可以不断再生并能得到不断补 能源充，如：太阳能、风能、地热能等。
经过亿万年形成且储量有限，短
非再生能源时间内无法恢复或循环再生能源。
如：煤、石油、天然气等。
③常规能源和新能源：
a．常规能源：在一定历史时期和科学技术水平下，
已经被广泛应用的能源。如煤炭、天然气、石油等。
b．新能源：采用先进方法以及新发展的先进技术加以 利用的能源。如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、 氢能等。
(2)化石燃料的缺点： ①化石燃料都是不可再生的，且总量有限； ②燃烧化石燃料产生的SO2、NOx等严重污染环境。 (3)新能源的优点： 资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没 有污染或污染小。
•
解析：光—热转换、光—电转换、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。D项是将电能 转换成光能的过程。 答案：D
1.来源 植物 及其加工产品所贮存的能量。
2．利用方式 (1)直接燃烧(用纤维素代表植物枝叶的主要成分)： 化学方程式为： (C6H10O5)n＋6nO2―点―燃→6nCO2＋5nH2O。
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．直接利用太阳辐射能的基本方式有四种：光—热转换、 光—电转换、光—化学能转化和光—生物质能转换 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—生物质能转换， 它的本质是光—化学能转换 D．将电能通过用电器进行照明的过程是一种光—电能转换 过程
下列说法不．正确的是 A．水的分解反应是放热反应
()
B．氢气是二次能源
C．使用氢气作燃料有助于控制温室效应
D．若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇
储存起来，可以改善生存环境
解析：选项A中水的分解反应是吸热反应；选项B中在 自然界中氢气无法直接取得，是二次能源；选项C中 氢气的燃烧产物是水，化石燃料燃烧会产生二氧化碳， 所以氢气作燃料有助于控制温室效应；选项D中生成 的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇，则可 以对二氧化碳进行循环利用。 答案：A
光作用下释放H2；
资源可再生，对环境无污染。
(2)氢能的利用方式： ①利用氢和氧化剂发生反应放出热能； ②利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能； ③利用氢的热核反应释放出核能，这是氢能的一种特殊应用。
3．今有两反应：①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， ②NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。回答问题： (1)指出H2O的作用：反应①____________，反应② ____________。 (2)反应①中的ΔH____________0(填“>”或“<”)。 解析：两反应中H2O均作氧化剂，反应①为放热反应。 答案：(1)氧化剂 氧化剂 (2)<
3．氢能的三大优点：
(1)来源广，(2)无污染，(3)热值高。
1.太阳能的利用 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 。
化学能 热能 电能 化学能
化学能
2.太阳能利用的能量转化方式
被吸收的太阳能化―学――反→应化学能化―学――反→应热能、光能或电能
1
2
(1)太阳能转化为化学能：
等都是污染物，因此石油不是绿色能源。
答案：D
天然气等化石燃料蕴 石燃料与太阳能无关，对吗？
藏的能量来自太阳能。 (2)食用“菠菜”属直接利用
(2)食用“菠菜”属间接
太阳能，对吗？
利用太阳能。
答案：(1)不对
(2)不对
[例2] 下列叙述中，正确的是
()
A．工业有机废弃物、动物粪便不可能是生物质能
B．生物质能一定是与生物有关的能量
C．只有农业废弃物、水生植物、油料植物中蕴含着丰
[例1] 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
[答案] A
太阳能的能量很大，且不产生污染，是光解海水最理 想的能源。但目前处在研究试验阶段，还未进入实用阶段， 原因是(1)H2的制备耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟； (2)H2贮存、运输等安全技术尚未成熟。
2．据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳
光变成激光用于分解海水制氢：2H2O=激==光==2H2↑＋O2↑。
3．绿色能源是人类理想的能源，不会造成环境污染，下列
能源不属于绿色能源的是
()
A. 氢能源
B. 太阳能
C. 风能
D. 石油
解析：氢能是氢气燃烧提供的，产物是水，无污染；太
阳能是最清洁的能源；风能的使用也不会给环境带来污
染。石油是化石燃料，其中硫元素燃烧生成的二氧化硫、
不完全燃烧产生的一氧化碳、高温燃烧产生的氮氧化物
H2，最理想的途径是
()
A．2H2O太==阳==能= 2H2↑＋O2↑
B．C＋H2O(g)=高==温==CO＋H2
C．3Fe＋4H2O(g)=高==温==Fe3O4＋4H2
D．2H2O=通==电==2H2↑＋O2↑
ห้องสมุดไป่ตู้
[解析] B、C、D三项都要消耗传统能源。而A 项中太阳能是已被人类使用的新能源，与传统能源相 比较，太阳能的优点很多，而且是一般传统能源无法 比拟的。
富的生物质能
D．垃圾处理厂可以把大量生活垃圾中的生物质能转化
为热能、电能，减轻了垃圾占地给城市造成的压力，大大改
善了城市环境，增强了市民的环保意识
[解析] 农业废弃物、水生植物、油料植物、工业 有机废弃物、动物粪便等中蕴含着丰富的生物质能；生 物质能是可再生的能源；生物质能不一定与生物有关。
[答案] D
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/172022/1/17January 17, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/172022/1/172022/1/171/17/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/172022/1/17
①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。
②化学反应：6CO2＋6H2O叶―绿―光→素C6H12O6＋6O2。
③能量转化：光能―→化学能。
(2)化学能转化为热能： ①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。 ②化学反应为：(C6H10O5)n＋nH2O催―化―→剂nC6H12O6； C6H12O6＋6O2―→6H2O＋6CO2。 ③能量转化：化学能―→热能。
的可燃气体。
2．判断正误，对的打“√”，错的打“ ”。
(1)沼气燃烧只有CO2和H2O，无大气污染物。( )
(2)利用植物桔秆制沼气属热化学转换。
()
解析：(1)沼气主要成分为CH4，还有少量CO2、H2S、 NH3及PH3，故会产生大气污染物。(2)制取沼气属生物 化学转化。
答案：(1) (2)
1.氢能的优点 制取H2的原料是H2O，资源不受限制。 H2燃烧的产物是H2O，无污染且可循环利用。 是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多。
2．氢能利用存在的问题 (1)廉价的制氢技术——首要难点。 原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。 (2)安全可靠的贮氢和输氢方法——关键。 原因：H2易汽化、易燃、易爆。 3．氢能的产生和利用途径
1．下列能量利用属于生物质能利用的是
()
A．石油气、天然气用作家庭燃料
B．农村用沼气池产生的沼气作燃料
C．太阳能热水器
D．汽油多用于汽车燃料
解析：石油气、天然气、汽油均属于化石燃料，A、D错
误；农村用沼气池产生沼气作燃料属于生物质能利用，B
正确；太阳能热水器属于太阳能利用，C错误。
答案：B
[例3] H2是一种很有前途的能源，以水为原料大量制取
(1)生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、 人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼 气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、 城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。
(2)生物质能利用的实质是使生物质发生化学反应释放 能量或生成新的能源物质。
(3)生物质能是新能源。
淀粉或纤维素
葡萄糖
C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O(化学能→热能)。 葡萄糖
2．生物质能利用的重要反应：
(1)直接燃烧：(C6H10O5)n＋6nO2―点―燃→6nCO2＋5nH2O，
纤维素
2制取乙醇：C6H10O5n＋nH2O―― 酶→nC6H12O6，
淀粉
葡萄糖
C6H12O6―发―酵→2C2H5OH＋2CO2。
[例4] 有关能源的下列说法不．正确的是 A．煤、石油、天然气均为化石能源
()
B．化石能源是非再生能源
C．氢能是可再生能源
D．氢能、核能均是无污染的高效能源
[解析] 煤、石油、天然气属化石燃料，属非再生
能源，A、B正确；氢能可再生且无污染，核能有污染，
C正确，D错误。
[答案] D
(1)能源的分类： ①一次能源和二次能源：