2020版高中化学专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用作业(含解析)苏教版

太阳能、生物质能和氢能的利用
一、选择题
1．在相同条件下，燃烧时对大气污染程度最小的燃料是( )
A．液化气B．煤油
C．煤饼D．木柴
解析：煤油燃烧会生成黑色烟尘和有毒的SO2气体；煤饼燃烧不仅产生烟尘，煤中所含的硫在燃烧时会生成SO2；木柴燃烧会产生大量的烟尘；液化气主要成分为碳氢化合物，燃烧生成水和二氧化碳，污染小，故选A项。

大气污染容易忽视其中包含的粉尘污染。

答案：A
2．下述做法能改善空气质量的是( )
A．以煤等燃料作为主要生活燃料
B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车
D．限制使用电动车
解析：太阳能、风能和氢能等能源属于无污染能源。

答案：B
3．新的替代能源主要包括( )
①核能②柴草③焦炭④太阳能⑤氢能⑥液化石油气⑦水煤气⑧天然气
A．②③⑥⑦ B．①④⑤
C．③⑥⑦⑧ D．①④⑧
解析：新一代能源主要包括核能、太阳能、氢能。

答案：B
4．煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是( )
A．可再生能源，取之不尽用之不竭
B．不可再生能源，用一点少一点
C．均来自太阳辐射的能量
D．均为污染环境的能源
解析：煤、石油、天然气作为能源的特点：①不可再生；②贮量有限，用一点少一点；
③污染环境；④来自太阳辐射能。

生物质能的特点：①储量大；②可再生；③无污染；④源自太阳辐射能。

答案：C
5．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．生物质能来源于是太阳能
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化学转换
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 项正确；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化学转换，D正确。

答案：C
6．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
B．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
D．白炽灯工作时电能全部转变成光能
解析：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，D正确。

答案：D
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，它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获得，可大量推广使用
D．开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展
解析：电解海水可制得氢气，但成本高，不能大量推广使用。

答案：C
8．近些年来，我国提倡发展新农村，在农村帮助农民建立沼气池，净化了生活环境，充分利用了一些自给资源和能源，进一步缓解了能源危机，变废为宝。

沼气的主要成分是CH4，关于CH4的相关说法中，正确的是( )
A．沼气中的CH4是植物残体在隔绝空气的条件下，经过微生物的发酵作用而生成的
B．沼气中的CH4燃烧会造成严重的大气污染
C．CH4在自然界中大量存在，所以没必要这么麻烦地制备
D．CH4是一种清洁能源，燃烧时的热值不高
解析：沼气中的CH4就是植物残体及一些有机物，在隔绝空气的条件下，经过微生物的发酵作用而生成的；沼气的主要成分是CH4，其燃烧产物是CO2和H2O，对环境没有污染；虽然CH4
在自然界中大量存在，但CH 4不是取之不尽、用之不竭的资源，而用沼气池制沼气可以变废为宝，可以生产廉价能源，而且1 mol CH 4完全燃烧，可以放出890 kJ 的热量，热值很高。

答案：A
9．利用太阳能，使燃料循环使用有如下构思和方案：
①2CO 2=====光能2CO ＋O 2 ②2H 2O =====光能2H 2↑＋O 2↑ ③2N 2＋6H 2O =====光能4NH 3＋3O 2 ④CO 2＋
2H 2O=====光能CH 4＋2O 2
要实现上述构思和方案的关键是( )
A ．如何使物质吸收光能转变为其他物质
B ．寻找催化剂
C ．利用光能
D ．利用绿色植物
解析：分析四个化学反应的特征，其关键都是要利用光能才能进行转变，因此，如何有效地吸收光能是需要解决的主要问题。

答案：A
10．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。

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
B ．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，图中A 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
解析：A 、B 说法正确；由图中电流的方向可知，A 极应为负极，C 不正确；光伏电池发电是将光能直接转化为电能，D 正确。

答案：C
11．人体内葡萄糖的消耗为：
C 6H 12O 6(s)＋6O 2(g)――→酶6CO 2(g)＋6H 2O(l) ΔH ＝－2 800 kJ·mol －1，如果某人每天消耗
12 540 kJ 的热量，则他每天至少要摄入葡萄糖的质量为( )
A ．806 g
B ．1 000 g
C ．1 250 g
D ．1 500 g
解析：1 mol 葡萄糖为180 g ，放出的热量为2 800 kJ ，所以放出12 540 kJ 的热量需要葡萄糖：12 540 kJ÷2 800 kJ·mol －1×180 g·mol －1
＝806 g 。

答案：A
二、非选择题
12．(1)一次能源是指_________________________________________________，
二次能源是__________________________________________________________。

有下列能源：煤、太阳能、电力、天然气、天然铀矿、汽油、流水、石油、氢能、煤气、风力、生物质能、沼气。

属于一次能源的有：_________________________________________________，
属于二次能源的有：________________________________________________。

(2)生物质经发酵制得沼气的反应为：C 6H 12O 6――→发酵 _____________________________；
(C 6H 10O 5)n ＋n H 2O ――→发酵
____________________________________________。

(3)在氢气的开发方式中：①以天然气、石油和煤为原料，高温下与水蒸气反应；②电解水；③利用太阳能分解水。

对三种方案进行评价，第①种方案中原料是______________能源，产物CO 等有毒；第②种方案要消耗大量的________，势必导致热电厂负担增加，化石燃料大量消耗，温室气体排放急剧增加；第③种方案原料________、没有能耗且对环境友好，是最佳方案。

解析：本题考查能源的分类、能源的开发以及对能源开发方案的评价。

(1)直接从自然界获取的能源称为一次能源，一次能源经过加工、转换获取的能源称为二次能源；(2)信息中已告诉制取沼气(CH 4)，再根据原子守恒配平；(3)对开发方案的评价可从原料、成本、环保等方面考虑。

答案：(1)直接从自然界获取的能源 一次能源经过加工、转换获取的能源 煤、石油、天然气、太阳能、流水、风力、生物质能、天然铀矿 电力、汽油、煤气、沼气、氢能
(2)3CH 4↑＋3CO 2↑ 3n CH 4↑＋3n CO 2↑
(3)不可再生 电能 丰富
13．近年来某市政府率先在公交车和出租车中推行用天然气代替汽油作燃料的改革，取得了显著进展。

走上街头你会发现不少公交车和出租车上有“CNG”的标志，代表它们是以天然气作为燃气的汽车。

(1)天然气是植物残体在隔绝空气的条件下，经过微生物的发酵作用而生成的，因此天然气中所贮藏的化学能最终来自于________。

(2)天然气的主要成分是________。

(3)天然气的主要成分是一种很好的燃料。

已知4 g该主要成分完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出222.5 kJ的热量，则上述成分燃烧的热化学方程式为____________________________________________________。

解析：化石燃料所贮藏的化学能最终都是来自于太阳能。

答案：(1)太阳能(2)CH4
(3)CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(l)＋CO2(g) ΔH＝－890 kJ·mol－1
14．分析图示，回答以下问题：
(1)电解水生成H2，首先要解决的问题是______________。

(2)标准状况下，11.2 L H2燃烧生成液态的水，放出Q kJ的热量，写出该反应的热化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)氢气作为理想的“绿色能源”的主要理由是________________________________。

(4)氢氧燃料电池是氢能源利用的一个重要方向。

氢气在________极上发生________反应，氧气在________极上发生________反应。

若电解质溶液为KOH溶液，写出正、负极上的电极反应式：
负极：______________________________________________________________，
正极：______________________________________________________________。

解析：(1)电解水需要消耗大量电能。

(2)11.2 L H2为11.2 L
22.4 L·mol－1＝0.5 mol，故2 mol H2燃烧生成液态水放出热量为
Q kJ
0.5 mol
×2 mol＝4Q kJ，故该反应的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－4Q kJ·mol －1。

(3)H2作为“绿色能源”优点有三：来源丰富；热值高；无污染。

(4)在氢氧燃料电池中，H2在负极失电子发生氧化反应，O2在正极发生还原反应，若电解质为KOH溶液，则负极为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。

答案：(1)需大量电能
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－4Q kJ·mol－1
(3)来源丰富(H2O)，燃烧放出的热量多，产物无污染
(4)负氧化正还原
2H2－4e－＋4OH－===4H2O
O2＋4e－＋2H2O===4OH－。