利用细菌将太阳能转化为液体燃料
高中物理选修3-3、3-5试题汇编含答案汇总
高三物理选修3-3、3-5试题汇编含答案一、A ．（选修模块3－3）（12分）⑴关于下列现象的说法正确的是 ▲A ．甲图说明分子间存在引力B ．乙图在用油膜法测分子大小时，多撒痱子粉比少撒好C ．丙图说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关D ．丁图水黾停在水面上的缘由是水黾受到了水的浮力作用⑵如图所示，两个相通的容器A 、B 间装有阀门S ，A 中充溢气体，分子与分子之间存在着微弱的引力，B 为真空。
打开阀门S 后，A 中的气体进入B 中，最终达到平衡，整个系统与外界没有热交换，则气体的内能 （选填“变小”、“不变”或“变大”），气体的分子势能 （选填“削减”、“不变”或“增大”）。
⑶2015年2月，美国科学家创建出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能。
假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10-6g 的水分解为氢气和氧气。
已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3、摩尔质量M =1.8×10-2 kg/mol ，阿伏伽德罗常数N A =6.0×1023mol -1。
试求（结果均保留一位有效数字）：①被分解的水中含有水分子的总数N ； ②一个水分子的体积V 。
C ．（选修模块3－5）（12分）⑴下列说法正确的是A ．链式反应在任何条件下都能发生B ．放射性元素的半衰期随环境温度的上升而缩短C ．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的D ．依据E =mc 2可知，物体所具有的能量和它的质量之间存在着简洁的正比关系⑵如图为氢原子的能级图，大量处于n =4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能 量不同的光子，其中频率最大的光子能量为 eV ，若用此光照耀到逸出功为2.75 eV 的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为 V 。
⑶太阳和很多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程110111e H H X e b a ν+→++是太阳内部的很多核反应中的一种，其中01e 为正电子，v e 为中微子，① 确定核反应方程中a 、b 的值；②略二、A.（选修模块3－3）（12分）⑴下列说法正确的是 .A ．液晶既具有液体的流淌性，又具有光学的各向异性B ．微粒越大，撞击微粒的液体分子数量越多，布朗运动越明显C ．太空中水滴成球形，是液体表面张力作用的结果S A B模拟气体压强产朝气理 丙 水黾停在水面上 丁 压紧的铅块会“粘”在一起 甲 油膜法测分子大小 乙 E /eV0 -0.54 -0.85 -13.612 3 4 5∞ n -3.40-1.51甲UIO 乙 D ．单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数削减，气体的压强肯定减小⑵如图，用带孔橡皮塞把塑料瓶口塞住，向瓶内快速打气，在瓶塞弹出前，外界对气体做功15J ，橡皮塞的质量为20g ，橡皮塞被弹出的速度 为10m/s ，若橡皮塞增加的动能占气体对外做功的10%，瓶内的气体作为志向气体。
先进生物液体燃料方案(一)
先进生物液体燃料方案一、实施背景随着气候变化和环境问题逐渐受到全球关注，减少化石燃料的消耗和温室气体排放成为了迫切的需求。
在此背景下，发展可再生能源和推动能源转型成为了世界各国的战略目标。
生物液体燃料作为一种可再生、低碳排放的能源形式，具有巨大的发展潜力。
本方案旨在从产业结构改革的角度出发，推动先进生物液体燃料的发展、生产和应用。
二、工作原理生物液体燃料是从生物质（包括动植物油脂、有机废弃物等）中通过化学或生物化学反应提取出的可再生有机化合物。
通过将生物质转化为液体燃料，可以实现能源的可持续供应并减少对环境的影响。
本方案主要采用生物化学转化方法，利用微生物将生物质转化为生物液体燃料，如生物柴油或生物乙醇。
三、实施计划步骤1. 原料收集：从农业、林业和有机废弃物中收集丰富的生物质原料，保证原料供应的稳定性和可持续性。
2. 预处理：对收集的生物质进行破碎、干燥、粉碎等预处理，以便进行后续的生物化学转化。
3. 生物转化：将预处理的生物质通过微生物发酵或高温高压水解等生物化学反应转化为生物液体燃料。
4. 产品分离与精制：对生物液体燃料进行分离、精制和提纯，以满足不同应用场景的能源需求。
5. 能源利用：将生产的生物液体燃料广泛应用于交通、电力、工业等领域，实现能源结构的优化和减排目标。
四、适用范围本方案适用于广泛的生物质原料，包括农作物（如玉米、甘蔗、油菜籽等）、林业废弃物（如木材、竹子等）和城市有机废弃物（如厨余垃圾、动植物油脂等）。
生产的生物液体燃料可适用于各种燃烧设备，如柴油发动机、汽油发动机、锅炉等。
此外，生物液体燃料也可作为化工原料，用于生产生物塑料、生物柴油添加剂等。
五、创新要点1. 工艺优化：通过对生物化学转化过程进行深入研究，优化工艺参数，提高转化效率和产物的品质。
2. 高效微生物菌种选育：筛选和培育具有优良性能的微生物菌种，提高生物转化效率和产物的收率。
3. 废弃物资源化利用：将城市有机废弃物纳入生物液体燃料生产体系，实现废弃物的资源化利用和减量化排放。
高考物理一轮总复习 专题13 热学 第1讲 分子动理论、内能
• (2)一个水分子的体积V.
解：(1)水分子数 N＝mMNA＝10－6×11.08－×3×106－.02×1023 个≈3×1016 个． (2)水的摩尔体积 Vmol＝Mρ ， 水分子体积 V0＝VNmAol＝ρMNA＝3×10－29 m3.
2．(多选)某气体的摩尔质量为 M，摩尔体积为 V，密度为 ρ，每个
• 分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大 减而小 ________，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化
得较快．
• 二、温度
• 1．意义
• 宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体的分子平均 动能的大小)．
• 2．两种温标
• (1)摄氏温标和热力学温标的关系t：＋T2＝73._1_5_K___________. • (2)绝对零度(0 K)：是低温极限，只能接近不能达到，所 以热力学温度无负值．
国卷Ⅲ：T33(1)，p 国卷Ⅲ：用油膜法估算分 意耳定律、盖·吕萨克定律
－V图像、热力学第 子大小的实验；T33(2)， 鲁卷：T6，p－V图像、热力学第一
一定律；T33(2)，玻 玻意耳定律、盖·吕萨克定 定律、玻意耳定律；T15，理想气
意耳定律
律
体状态方程、玻意耳定律
命题趋势分析 1.广东趋势：从题型上看，高考对本章命题为一道选择题和一道计算， 选择题主要考查分子动理论、气体压强的微观解释、晶体和非晶体的 特点、液体的表面张力、饱和汽与饱和汽压、内能、p－V图像、V－T 图像等、热力学第一、第二定律的理解等．计算题主要结合气体考查 内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学第一定律等 2．命题热点：(1)分子动理论；(2)气体压强、晶体和非晶体的特点、液 体的表面张力；(3)内能、气体实验定律、理想气体状态方程、热力学 定律
高三物理一轮二轮复习选修3-3教案讲义(含答案)
分子动理论考点一 物体是由大量分子组成的 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10m ；②分子的质量：数量级为10－26kg. (2)阿伏加德罗常数①1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A ＝6.02×1023 mol －1；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．2.微观量与宏观量微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0. 宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 3．关系(1)分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A （所有）(2)分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A（固液）(3)物体所含的分子数：N ＝V V m ·N A ＝mρV m ·N A 或N＝m M ·N A ＝ρVM ·N A . 4．两种模型(1)球体模型直径为d ＝ 36V 0π.(2)立方体模型边长为d ＝3V 0.【典例剖析】例1．(多选)某气体的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可以表示为（ ） A ．N A =V V 0B ．N A =ρV mC ．N A =M mD ．N A =MρV 0例2．阿伏加德罗常数为N A ，铜的摩尔质量为M ，铜的密度是ρ，则下列判断正确的是（ ） A ．1m 3铜中含有原子数目是ρN A MB ．1kg 铜含有原子数目是ρN AC ．一个铜原子的质量为M ρN AD ．1个铜原子占有的体积是MN A ρ例3．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m 3），摩尔质量为M （单位为g/mol ），阿伏加德罗常数为N A ．已知1克拉=0.2克，则（ ） A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×10−3aN AMB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN A MC ．每个钻石分子直径的表达式为 √6M×10−3N A ρπ3（单位为m ）D ．每个钻石分子直径的表达式为 √6MN A ρπ（单位为m ）例4.2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能.假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6g 的水分解为氢气和氧气.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，摩尔质量M ＝1.8×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)被分解的水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的体积V 0.1．(多选)某气体的摩尔质量为M mol ，摩尔体积为V mol ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可表示为( ) A ．N A ＝M mol m B ．N A ＝V mol V 0 C ．N A ＝ρV molmD ．N A ＝M mol ρV 0 E ．N A ＝m M mol2．某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，则每个分子的质量和体积V 内所含的分子数以及分子直径分别是（ ） A ．MN A，N A ρV M，√6M πρN A3B ．MN A，N A M ρV，√6MπρN A3C ．MN A，N A ρV M，√6M ρπN A3D ．MN A，N A ρV M，√6MπρNA33．(多选)设某物质的密度为ρ，其摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，已知这种物质的样品的质量为m，则下列表示微观量的式子中正确的是（）A．该样品物质中含有的分子数为mMN AB．该样品物质中每个分子的质量为mN AC．若将该样品物质分子看成球体，则每个分子的直径为√6MπρN A3D．若将该样品物质分子看成立方体，则相邻两个分子间的距离为√MρN A3考点二布朗运动与分子热运动1.扩散现象①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显.2.布朗运动①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；③特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈.3.热运动①分子的永不停息的无规则运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈.【典例剖析】例1.(多选)关于布朗运动，下列说法中正确的是( )A．布朗运动就是热运动B．布朗运动的激烈程度与悬浮颗粒的大小有关，说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关C．布朗运动虽不是分子运动，但它能反映分子的运动特征D．布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关例2.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( ) A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生例3．关于布朗运动，下列说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动说明了组成小颗粒的分子在做无规则运动C．温度越低布朗运动越激烈D．布朗运动间接说明了液体分子在做无规则运动1.以下关于布朗运动的说法正确的是( ) A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚．这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动2.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( )A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的3．关于布朗运动，下列说法中正确的是（）A．布朗运动就是分子的运动B．布朗运动是组成固体颗粒的分子无规则运动的反映C．布朗运动是液体分子无规则运动的反映D．阳光从缝隙射入房间，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动考点三分子间同时存在引力和斥力1.物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；2.分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快；3.分子力与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知：①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零；②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力；③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力；④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计.考点四内能1．分子动能(1)意义：分子动能是分子热运动所具有的动能；(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值．温度是分子平均动能的标志．2．分子势能：由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)．(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．(3)当r＝r0时，分子势能最小.【典例剖析】例1．下列说法正确的是( )A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D．当分子间距等于r0时，分子间的引力和斥力都为零例2．(多选)关于分子力，下列说法中正确的是( ) A．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用B．将两块铅压紧以后能连在一块，说明分子间存在引力C．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力D．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力例3.(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．分子动能和势能之和在整个过程中不变例4.（多选）分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是( )A．分子间引力随分子间距的增大而减小B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D．当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大E．当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小例5．(多选)如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知（）A．ab表示引力图线B．cd表示引力图线C．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零D．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小E．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零例6.(多选)以下说法正确的是( )A．温度低的物体内能一定小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加例7.(多选)对内能的理解，下列说法正确的是()A.系统的内能是由系统的状态决定的B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能例8．(多选)下列说法正确的是（）A．理想气体吸热后温度一定升高B．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为N A，则该理想气体单个的分子体积为V0N AD．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大E．扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动1．下列说法中正确的是（）A．分子间距离增大时，分子间作用力减小B．打碎的玻璃片不能拼合粘在一起，说明分子间只有斥力C．给自行车轮胎打气越来越费力，说明气体分子间有斥力D．高压下的油会透过钢板渗出，说明分子间有间隙2.(多选)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是( )A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢3.(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的是( )A．分子之间的斥力和引力同时存在B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C．分子之间的距离减小时，分子力一定做正功D．分子之间的距离增大时，分子势能一定减小4.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远a处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲.乙在b点合外力表现为引力，且为引力最大处，d 点是分子靠得最近处.则下列说法正确的是( )A.乙分子在a点势能最小B.乙分子在b点动能最大C.乙分子在c点动能最大D.乙分子在d点加速度为零5．(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互接近。
细菌也能作太阳能电池 光转化电流密度创纪录
新能源材料细菌也能作太阳能电池 光转化电流密度创纪录近日，加拿大不列颠哥伦比亚大学（U B C）研究人员开发了一种便宜且可持续的方法，利用细菌将光转化为能量来制造太阳能电池，这种新电池产生的电流密度比以前此类设备更强，且在昏暗光线下的工作效率与在明亮光线下一样。
研究人员表示，要在北欧和不列颠哥伦比亚省这样阴雨天气比较多的地方广泛采用太阳能电池，这项创新迈出了重要一步。
随着技术进一步发展，这类由活体有机物制成——源于生物的（biogenic）太阳能电池效率可媲美传统太阳能电池板内使用的合成电池。
以前建造源于生物的电池时，采取的方法是提取细菌光合作用所用的天然色素，但这种方法成本高且过程复杂，需要用到有毒溶剂，且可能导致色素降解。
为解决上述问题，研究人员将色素留在细菌中。
他们通过基因工程改造大肠杆菌，生成了大量番茄红素。
番茄红素是一种赋予番茄红色的色素，对于吸收光线并转化为能量来说特别有效。
研究人员为细菌涂上了一种可以充当半导体的矿物质，然后将这种混合物涂在玻璃表面。
他们采用涂膜玻璃作为电池阳极，生成的电流密度达0.689m A/c m2，而该领域其他研究人员实现的电流密度仅为0.362mA/cm2。
项目负责人、UBC化学和生物工程系教授维克拉姆帝亚·亚达夫表示：“我们记录了源自生物的太阳能电池的最高电流密度。
我们正在开发的这些混合材料，使其可通过经济且可持续的方法制造，且最终效率能与传统太阳能电池相媲美。
”亚达夫相信，这一工艺会将色素的生产成本降低10%。
他们的终极梦想是找到一种不会杀死细菌的方法，从而无限地制造色素。
此外，这种源于生物的材料还可广泛应用于采矿、深海勘探以及其他低光环境等领域。
（科技日报）首批半固体锂电池将用于无人机 比传统锂离子电池多一倍能量近日，美国马萨诸塞州的“固体能源系统公司”（Solid Energy Systems）有望成为第一家销售半固体电池的公司。
该创业公司称，与同样重量的传统锂离子电池相比，半固体电池容纳的能量增加了一倍。
利用太阳能转化生物质为高品质液体燃料的研究
利用太阳能转化生物质为高品质液体燃料的研究随着全球能源需求的不断增加，同时又需要考虑到对环境的保护，绿色能源的研究和应用成为了目前全球能源领域的热门话题。
生物质能源作为绿色能源的代表之一，由于其资源充足、不污染环境、可再生等特点，在当下得到了广泛的关注。
而将生物质转化为高品质液体燃料，则是生物质能源技术发展的重要方向之一。
那么，如何实现利用太阳能将生物质转化为高品质液体燃料呢？以下是一些研究进展。
一、太阳能转化生物质燃料的方法目前，将太阳能转化为生物质燃料的方法主要有两种：光热法和光合法。
其中，光热法是指利用太阳能的热量，将生物质进行裂解、气化等，得到低碳烷值的液体燃料。
典型的方法包括焦化、煤化、气化等。
而光合法则是指利用太阳能的光合作用，将水和二氧化碳通过光合作用转化成为生物质，再利用催化剂处理使之成为高品质液态生物柴油。
这两种方法各有特点，但光合法在环保方面相比光热法更具优势。
二、太阳能转化高温生物质液体燃料研究人员经过不断尝试和探索，使用光热法转化生物质的高温液化过程中，发现可以通过适当的催化剂，将液化后的生物质实现高温裂解，得到高品质的液体燃料。
这种方法的主要特点是化学反应速度快，高效率并且可以达到高纯度。
同时，该技术还可以大大提高液体燃料的含氧量，减少排放的有害物质，从而减轻了环境的压力。
三、太阳能转化生物质为生物柴油另外一方面，利用光合法转化生物质的燃料逐渐被研究人员所关注。
目前，许多研究人员主要致力于将光合法转化的生物质转化为高品质生物柴油。
通过对生物质的分析化学性质，研究人员可以得到相应的产物，再利用催化剂的力量，加入不同的势能场，提高催化反应效率，最终得到了一系列的高品质生物柴油。
这类生物柴油具有良好的热值和可再生性，这些优点都为其在未来大规模应用提供了可靠性保证。
四、太阳能生物质转化技术在未来应用的前景生物质转化技术的不断发展，使得利用太阳能将生物质转化为高品质液体燃料成为可能。
微生物与生物能源微生物的能源转化能力
微生物与生物能源微生物的能源转化能力微生物在生态系统中起着重要的角色，它们是地球上最古老和最丰富的生物之一。
微生物以其独特的代谢和生物修复能力，可以将各种有机废弃物和能源转化为有用的生物能源。
本文将探讨微生物的能源转化能力，并介绍相关应用领域。
1. 微生物与生物能源转化的基本原理微生物通过代谢过程，将有机废弃物和能源转化为生物能源。
这一过程涉及多种复杂的代谢途径和酶的参与。
其中，最常见的有以下几种方式：1.1 葡萄糖发酵葡萄糖发酵是微生物将葡萄糖转化为乳酸或乙醇以产生能量的过程。
例如，乳酸杆菌通过葡萄糖发酵产生乳酸，而酿酒酵母则通过葡萄糖发酵产生乙醇。
1.2 甲烷生成甲烷生成是一种重要的能源转化过程，其中甲烷菌通过将有机物质转化为甲烷气体来产生能量。
这种过程在湿地、消化系统和堆肥过程中广泛存在。
1.3 硫酸盐还原硫酸盐还原是微生物利用硫酸盐作为最终电子受体来代谢有机废弃物的过程。
这种过程在硫酸盐还原菌中常见，它们将硫酸盐还原为硫化物以产生能量。
2. 微生物能源转化的应用领域微生物能源转化的能力在许多领域都有着广泛的应用。
以下是几个重要的应用领域：2.1 生物燃料微生物能够将有机废弃物转化为生物燃料，如生物乙醇和生物柴油。
这种转化过程相比传统燃料生产更环保，能减少对化石燃料的依赖。
2.2 生物电化学系统微生物在生物电化学系统中的能源转化能力被广泛应用于生物燃料电池、微生物燃料电池和微生物电解池等设备中。
这些设备利用微生物的代谢活性将有机物质转化为电能。
2.3 生物修复微生物具有修复环境中有机和无机污染物的能力。
通过调控微生物群落和代谢途径，可以将有害物质转化为无害物质，从而实现环境的修复和保护。
3. 微生物能源转化的挑战与发展尽管微生物能源转化具有巨大的潜力，但仍然面临着一些挑战和限制。
其中包括：3.1 能量转化效率微生物能源转化的效率通常较低，需要进一步的研究和技术改进来提高能量利用率。
同时，一些微生物在特定环境条件下可能无法有效转化能源，这需要进一步了解微生物的生态特性。
微生物能源转化技术
微生物能源转化技术
微生物能源转化技术是指利用微生物的生物化学反应代谢途径将
有机物质转化为能源。
该技术可应用于生物燃料、生物气体、生物电
等领域。
微生物能源转化技术具有低成本、高效率、无二氧化碳排放
等优点，成为了可持续能源的研究热点。
在微生物能源转化技术中，微生物通过代谢途径将有机物质转化
为能量，同时产生有机酸、乙醇、氢和甲烷等产物。
这些产物可以被
直接应用于小范围的供能系统，如燃料电池和发电机等，也可以进一
步提炼和加工制备成为生物燃料和化学品。
目前，微生物能源转化技
术的研究领域涉及的微生物种类也越来越广泛，包括细菌、真菌、藻
类等。
与传统能源相比，微生物能源的优势显而易见。
首先，该技术减
少了对化石能源的依赖，降低了二氧化碳排放，具有环保优势。
其次，微生物能源的投资和生产成本较低，适合小型和分散的供能系统。
最后，微生物能源的能量密度和效率随着技术的发展得以不断提高，预
计将成为未来能源领域的重要方向之一。
总之，微生物能源转化技术是一项极具潜力的技术。
随着能源需
求的增加和环境保护意识的提高，该技术必将得到更多的研究和应用。
【高中生物】让细菌利用太阳能进行化学合成
【高中生物】让细菌利用太阳能进行化学合成前几天，x-mol向大家介绍了acs和cas统计出来的过去十年中被引用最多前三名的化学文章，加州大学伯克利分校的华人大牛杨培东（peidongyang）的关于太阳能电池的文章名列榜首。
这项研究利用了在厌氧状态下产生乙酸的细菌moorellathermoacetica，经改造后，可以将溶液中的镉离子和半胱氨酸转换为不溶性的硫化镉（cds）纳米粒子，并析出在细胞表面上。
当用光线照射时，硫化镉纳米粒子被激发后会释放出电子，然后将这些电子送入细菌体内用于将二氧化碳还原成乙酸。
“我们展现了为无机细菌m.thermoacetica的第一次自光敏化（self-photosensitization），利用硫化镉纳米粒子从二氧化碳制取乙酸，而且其效率和产量可以与自然光合作用相媲美，甚至可能将少于后者，”杨培东说道。
“我们创建的这种细菌/无机半导体混合人工光合作用系统可以通过生物沉淀硫化镉纳米粒子进行自我复制，这些纳米粒子可以作为光收集器，以维持细菌的代谢，”杨培东说。
“通过无机化学自动增强生物系统的功能，这开辟了一条新的道路，将生物和非生物性质的组分整合成为先进的下一代‘太阳能至化学品’（solar-to-chemical）转化技术。
”硫化镉就是一种热门的具带结构（bandstructure）的半导体，非常适合于光合作用。
而m.thermoacetica，既可以做为“传真机”（意思就是它可以从电极轻易展开电子迁移），又就是一个“产乙酸菌”（意思就是它可以以吻合90％的无机特异性轻易产生乙酸），因此就是证明这种混合人工光合作用系统功能的理想生物模型。
光合作用是自然界中的生物收集太阳光，并使用太阳能从二氧化碳和水合成碳水化合物的过程。
科学界一直在探索人工版本的光合作用，以清洁、绿色和可持续生产的方式制备化工产品，比如燃料和塑料，来代替目前对石油资源的依赖。
杨培东和他的研究小组一直处于人工光合作用技术的最前沿，致力于开发用太阳能进行化学合成的全部潜力。
从阳光中收集液态燃料的简单评价
从阳光中收集液态燃料的简单评价
阳光中收集液态燃料的方法可以说是一种有前景的能源收集技术。
这种收集方式主要基于光合作用，利用太阳辐射转化光能为化学能，从而产生液态燃料。
优点：
1. 可再生能源：阳光是可再生能源的一种，因此从阳光中收集液态燃料可以实现可持续能源的利用。
2. 无污染：与传统燃烧燃料相比，从阳光中收集液态燃料不会产生废气、废水或固体废弃物，对环境更友好。
3. 资源丰富：阳光是广泛存在的资源，总量巨大，因此从阳光中收集液态燃料的潜力非常大。
缺点：
1. 能量密度较低：从阳光中收集液态燃料所获取的能量密度一般较低，因此需要较大的面积来收集足够的能量。
2. 技术挑战：目前，从阳光中收集液态燃料的技术仍处于发展初期，仍存在一些技术挑战，如高效的能量转化和储存等。
3. 经济性：由于技术尚未成熟，从阳光中收集液态燃料的成本相对较高，难以与传统燃料相竞争。
尽管存在一些挑战和限制，但从阳光中收集液态燃料的概念有望成为一种可行的可持续能源解决方案，有望为未来能源转型提供新的选择。
利用生物制药技术生产可再生能源和生物燃料
利用生物制药技术生产可再生能源和生物燃料生物制药技术在生产可再生能源和生物燃料方面具有巨大潜力。
随着对化石燃料的需求不断增加以及全球气候变化的影响，寻找替代燃料和能源的方法变得越来越重要。
生物制药技术可以通过利用生物体的能力来转化废弃物和可再生资源成为可再生能源和生物燃料，为解决能源和环境问题提供了新的途径。
首先，生物制药技术可以利用微生物来生产生物燃料。
例如，利用细菌或酵母菌发酵可获得乙醇，可以作为汽油的替代品，用于汽车燃料。
乙醇生产是通过将废弃的农作物，如玉米或甘蔗，转化为可消费资源，然后使用微生物将其发酵成乙醇。
此外，生物制药技术还可以研发出能够发酵产生其他生物燃料的微生物，如生物柴油和生物气体。
这些可以替代传统的石油和天然气，减少对化石燃料的依赖。
其次，利用植物基因工程技术也可以生产生物燃料。
通过改变植物的基因组，使其具备生产生物燃料所需的特定基因表达，可以获得更高效率和更高质量的生物燃料。
例如，利用转基因技术将植物基因来自微生物的特定基因引入植物中，使其具备生产生物燃料所需的酶。
这些生物燃料可以在发酵或蒸馏过程中提取，用于汽车燃料、航空燃料等。
植物基因工程技术还可以改变植物的生长周期和生物量，从而实现更高的生物燃料产量。
此外，在利用生物制药技术生产可再生能源方面，生物质能也是一个重要的领域。
生物质能是利用生物质如秸秆、木屑、农作物残渣等作为原料，通过生物化学反应、热化学转化或生物转化等方式转化为固体、液体或气体燃料。
生物质能是一种可再生能源，可以应用于发电、供热和燃料生产等领域。
通过生物制药技术，可以提高生物质能的产量和质量，并优化生产过程，实现高效利用生物质资源。
除了生产可再生能源和生物燃料，生物制药技术还可以用于生产其他与能源相关的产品。
例如，通过利用微生物、真菌或植物细胞系的代谢能力，可以生产出高效的生物润滑剂、生物塑料和生物染料等替代品。
这些产品不仅具备可再生能源的特点，还能减少对化石资源的依赖和对环境的负面影响。
微生物在新能源方面的应用
微生物在新能源方面的应用
1. 生物燃料：微生物可以利用植物或光合作用产生的生物质来生产生物燃料，如乙醇、丁醇等。
2. 生物氢：通过微生物的代谢活动，可以将有机物转化为氢气，作为一种新的可再生能源。
3. 生物电池：微生物可以在电极上进行电化学反应，产生电子和质子，产生电能，这种新型的电池被称为生物电池。
4. 生物可降解材料：微生物可以生产具有生物可降解性的聚合物材料，并在环境中自然分解，成为一种新型的无污染环保材料。
5. 生物制氢：一些特定的微生物可以利用太阳能或化学能来产生氢气，同时可以通过废弃物等废弃物产生的氢气来生产更多的氢气。
6. 生物除臭：微生物可以分解有机物和硫化物等，从而降低垃圾堆场和排污处所等产生的臭气。
7. 生物吸附：微生物可以用来吸附某些污染物质，如重金属、有机物等，减少其对环境的污染。
总之，微生物在新能源方面的应用还非常广泛，这些应用领域的不断扩大，将有望推动新能源的发展和应用。
微生物在生物能源转化中的应用
微生物在生物能源转化中的应用一、引言生物能源转化是指利用生物体通过一系列的生物化学反应将有机物转化为可用能源的过程。
微生物作为生物能源转化的关键参与者，在生物燃料生产、废物处理和环境保护等领域发挥着重要作用。
本文将探讨微生物在生物能源转化中的应用，并重点讨论生物氢的生产、生物甲烷的生成以及生物电化学系统。
二、微生物在生物氢生产中的应用生物氢是一种清洁能源，其产生依赖于微生物的活动。
微生物能通过发酵过程将有机废料转化为氢气。
这一过程主要包括酶类的参与，如氢酶、戊糖激酶等。
一些厌氧细菌如厌氧产氢菌、乳酸菌和蓝藻等，被广泛应用于生物氢的生产。
通过调控底物浓度、温度和酸碱度等条件，可以提高生物氢的产量和效率。
三、微生物在生物甲烷生成中的应用生物甲烷是一种重要的可再生能源，其产生主要依赖于甲烷菌和厌氧细菌的参与。
甲烷菌可以分解废物中的有机物，产生甲烷气体。
厌氧消化池是一种常用的生物甲烷发酵装置，其中微生物通过协同作用将有机废料转化为甲烷和二氧化碳。
此外，生物甲烷的产生也与底物类型、温度和压力等因素密切相关。
四、微生物在生物电化学系统中的应用生物电化学系统利用微生物的电化学活性将有机物转化为能源，并产生电流。
其中两种常见的系统为微生物燃料电池（MFC）和微生物电解池（MEC）。
MFC利用微生物通过氧化有机废料释放电子，电子经过外电路流动产生电流；MEC则是利用微生物在被施加电压的条件下，将有机物电解成二氧化碳和电子。
这两种生物电化学系统都展示了在废物处理和能源产生方面的潜力。
五、微生物在其他生物能源转化中的应用除了生物氢、生物甲烷和生物电化学系统，微生物还在其他生物能源转化中发挥着重要作用。
例如，生物乙醇的生产可以通过酵母菌等微生物的发酵过程实现。
此外，微生物固氮也是一种重要的生物能源转化方式，通过微生物将大气中的氮气转化为可供植物吸收的氨。
这些应用进一步展示了微生物在生物能源转化中的多样性和潜力。
六、结论微生物在生物能源转化中扮演着重要角色，其应用涉及生物氢、生物甲烷、生物电化学系统以及其他生物能源转化过程。
生物质能源的转化与利用
生物质能源的转化与利用随着可再生能源的重要性日益凸显，生物质能源作为一种重要的可再生能源得到了广泛关注和研究。
生物质能源是指那些以可再生有机物质（如农作物、农畜禽粪便、木材、食用菌废料等）为原料，经过生物转化或物理化学转化而得到的能量。
本文将探讨生物质能源的转化与利用。
一、生物质能源的生物转化生物质能源的生物转化指的是通过生物体（如细菌、真菌、藻类等）的作用，将有机物质转化为可用能源的过程。
其中，发酵是最常见的生物转化方式之一。
发酵利用了微生物的新陈代谢能力，通过其产生的酶的作用，将有机物质分解为可用的能源（如乙醇、沼气等）。
此外，生物质能源还可以通过微生物的发酵过程产生生物气体，用于供暖或烹饪等方面的能源需求。
二、生物质能源的物理化学转化生物质能源的物理化学转化主要包括热解、气化和液化等过程。
热解是指在高温下，将生物质进行裂解，产生固体炭、液体燃料和可燃气体。
气化是指在高温和缺氧（或氧气供给不足）条件下，将生物质转化为合成气（由一氧化碳和氢气组成）。
而液化则是指将生物质转化为液体燃料，如生物柴油等。
这些物理化学转化过程可以将生物质能源转化为多种形式的能源，满足不同领域的能源需求。
三、生物质能源的利用途径生物质能源的利用途径多种多样，可以广泛应用于能源生产、农业、工业和生态环境等领域。
在能源生产方面，生物质能源可以代替传统能源，如煤炭和石油，用于发电、供热和燃料生产等。
同时，生物质能源的利用还可以促进农业循环经济的发展，通过充分利用农作物秸秆和农畜禽粪便等农业废弃物，提高资源利用效率。
另外，在工业方面，生物质能源的利用可以替代化石燃料，用于生产生物化学品、生物塑料等可再生原料。
此外，生物质能源的利用还可以改善生态环境，减少温室气体的排放，并降低对自然资源的依赖和破坏。
四、生物质能源的优势与挑战生物质能源具有许多优势，首先是可再生性。
生物质能源的原料来自于生物体，通过循环种植，可以实现无限制地获取。
中科院院士：将太阳能转化成液态甲醇可缓解我国燃料短缺
中科院院士：将太阳能转化成液态甲醇可缓解我国燃料短缺氢能作为实现“碳中和”战略的重要组成部分，备受全球主要国家和地区的青睐。
过去半年，全国各地氢能产业园规划建设，各省市氢能政策陆续出台，布局氢能产业的公司越来越多。
“绿色氢能，就是利用可再生能源、太阳能、风能、水能等从水分解制取的氢能，它将是未来解决二氧化碳排放的根本路径。
”中国科学院院士李灿日前在“2021长三角（张家港）国际氢能产业人才峰会”中对搜狐财经《致知100人》表示。
李灿表示，未来氢能将在我国的能源结构中扮演越来越重要的角色。
我国要实现碳达峰、碳中和，一方面要提升可再生能源的比例，另一方面还要解决刚性二氧化碳的排放。
通过“绿色氢能”和“液态阳光甲醇”可以实现规模化减碳，将提高可再生能源比例与减碳结合起来，完成双碳的目标。
近20年来，李灿一直致力于新能源和可再生能源研究。
2001年，李灿便带头开始“人工光合成太阳燃料”的研究工作：利用太阳能等可再生能源生产“绿色”氢能、并将二氧化碳加氢转化为甲醇等液体燃料，这也是液态太阳燃料（即液态阳光）合成的技术路线。
2020年1月，由李灿所在的中国科学院大连化学物理研究所主导研发的“液态阳光”示范项目投料试车成功，生产出液体甲醇产品。
这是全球范围内直接太阳燃料规模化合成的最早尝试之一。
把太阳能变成液体燃料，科学家们形象地称其为“液态阳光”甲醇。
李灿表示，生产“液态阳光”甲醇，可以回收二氧化碳，实现二氧化碳减排。
此外，如以甲醇代替煤炭作为燃料，排放的PM2.5将减少80%以上，氮氧化物减少90%以上。
“如果能把部分可再生能源电力逐渐转化为燃料，比如氢能和甲醇，代替汽油、柴油，就能缓解我们国家液体燃料短缺的问题，减少能源依赖进口，同时能实现碳达峰、碳中和目标。
”规模化发展“液态阳光”优势显著，李灿算了一笔“生态经济账”，每吨甲醇可转化1.375吨二氧化碳，目前我国每年的甲醇产能约为8000万吨，若全部应用“液态阳光”技术路线，则每年可转化上亿吨二氧化碳。
将光能转化为化学能的例子
将光能转化为化学能的例子光能转化为化学能是一种常见的能量转换过程，广泛应用于自然界和人类的生活中。
下面是十个将光能转化为化学能的例子：1. 光合作用：光合作用是光能转化为化学能的重要途径。
植物通过叶绿体中的叶绿素吸收光能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
这种化学能在植物体内被储存起来，供植物进行生长和代谢活动使用。
2. 光催化水分解：利用光能将水分解为氢气和氧气的过程被称为光催化水分解。
这种技术可以利用太阳能等可再生能源来产生清洁的氢气燃料，用于驱动燃料电池或其他能源需求。
3. 光合细菌：一些光合细菌具有类似于植物的光合作用能力，它们通过吸收光能将二氧化碳和水转化为有机物质。
这些光合细菌可以在光照条件下生长和繁殖，为生态系统的能量流提供了重要的贡献。
4. 光合细菌产氢：某些光合细菌在光照条件下可以通过光合作用产生氢气。
这种技术可以利用太阳能等可再生能源来生产清洁的氢气燃料，具有潜在的应用前景。
5. 光合细菌产电：一些光合细菌具有产生电流的能力。
它们通过吸收光能将有机物质转化为电能，可以用于驱动微型电子设备或植入体等应用。
6. 光动力学疗法：光动力学疗法是一种利用光能来激活光敏剂，从而杀灭癌细胞或治疗其他疾病的方法。
光能被转化为化学能，使光敏剂释放活性物质，从而实现治疗效果。
7. 光合细菌产生有机溶剂：某些光合细菌在光照条件下可以产生有机溶剂，如乙醇、丁醇等。
这种技术可以利用太阳能等可再生能源来生产清洁的有机溶剂，具有潜在的工业应用。
8. 光合细菌修复环境污染：一些光合细菌具有修复环境污染的能力。
它们通过吸收光能将有机物质转化为无害的物质，可以用于治理水体、土壤等环境污染问题。
9. 光合细菌产生生物塑料：某些光合细菌在光照条件下可以产生生物塑料，如聚羟基烷酸酯等。
这种技术可以利用太阳能等可再生能源来生产可降解的塑料，从而减少对环境的影响。
10. 光合细菌产生生物燃料：某些光合细菌在光照条件下可以产生生物燃料，如生物柴油、生物乙醇等。
将光能转化为化学能的例子
将光能转化为化学能的例子光能转化为化学能是一种常见的能量转换过程，它在日常生活中具有广泛的应用。
以下是10个光能转化为化学能的例子。
1. 光合作用光合作用是一种光能转化为化学能的过程，它发生在植物的叶绿体中。
在光合作用过程中，植物利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
这种化学能可以被植物储存起来，用于植物的生长和代谢活动。
2. 电池电池是一种将光能转化为化学能的装置。
太阳能电池是最常见的光能转化为化学能的电池之一。
太阳能电池利用光能将太阳光转化为电能，通过化学反应将光能转化为储存的化学能。
3. 光电化学反应光电化学反应是一种将光能转化为化学能的过程。
它通过光照射激发电子，使其从低能级跃迁到高能级，从而促使化学反应发生。
光电化学反应广泛应用于光催化、光电池等领域。
4. 光合细菌光合细菌是一类能够利用光能进行光合作用的微生物。
它们利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，实现了光能转化为化学能的过程。
5. 光催化水分解光催化水分解是一种利用光能将水分解为氢气和氧气的化学反应。
通过光照射，光催化剂可以吸收光能，从而使水发生分解反应，将光能转化为储存的化学能。
6. 光合细菌燃料电池光合细菌燃料电池是一种利用光合细菌将光能转化为化学能的装置。
光合细菌燃料电池利用光合细菌进行光合作用，将光能转化为电能，实现能量的转换和存储。
7. 光化学反应光化学反应是一种利用光能促进化学反应发生的过程。
光化学反应通过光的吸收和激发，使化学反应的活化能降低，从而实现光能向化学能的转化。
8. 光催化剂光催化剂是一种能够吸收光能并促进化学反应发生的物质。
光催化剂通过光照射，吸收光能并将其转化为储存的化学能，从而实现光能向化学能的转化。
9. 光化学电池光化学电池是一种利用光能将化学能转化为电能的装置。
光化学电池利用光催化剂吸收光能，促进化学反应发生，从而产生电流，实现光能向电能的转化。
10. 光合细菌生物燃料电池光合细菌生物燃料电池是一种利用光合细菌将光能转化为化学能，再通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
水+阳光+CO2=燃料？德国发现水和二氧化碳可合成煤油
水+阳光+CO2=燃料？德国发现水和二氧化碳可合成煤油水+阳光+CO2=燃料？德国发现水和二氧化碳可合成煤油2014/5/1 10:03:00 字号：小中大近日，德国航空航天中心宣布，由该机构参与的一个国际研究小组用阳光、水和二氧化碳合成了液态烃，该物质可用来制造煤油。
德国航空航天中心表示，研究小组已用这套新工艺成功制造出煤油。
此后，该小组将进一步优化太阳能反应器等设备，探索将该工艺用于工业化生产航空煤油的可能性。
近日，德国航空航天中心宣布，由该机构参与的一个国际研究小组用阳光、水和二氧化碳合成了液态烃，该物质可用来制造煤油。
首先，研究人员在太阳能反应器中将金属氧化物分解为金属离子和氧离子，该过程所需的2000摄氏度高温可借助聚光的太阳能接收器获得。
然后，让二氧化碳和水蒸气穿过太阳能反应器，二者与此前分解出的金属离子与氧离子反应，生成由纯度很高的氢气和一氧化碳混合而成的合成气。
用这种合成气生产煤油可借助已有技术，即所谓的“费托合成法”完成。
该方法以上述合成气为原料，在铁系催化剂和特定条件下合成液态烃，其中含轻质烃较多的液态烃可用来生产煤油。
德国航空航天中心表示，研究小组已用这套新工艺成功制造出煤油。
此后，该小组将进一步优化太阳能反应器等设备，探索将该工艺用于工业化生产航空煤油的可能性。
这项研究工作是2011年1月启动的“太阳能－飞机”项目的组成部分，该项目受到欧盟为期4年的资助。
除德国航空航天中心外，该项目合作伙伴还包括瑞士苏黎世联邦理工学院、鲍豪斯航空协会和壳牌公司。
■ 链接英国模拟光合作用制造“无碳”新能源英国多所知名高校日前启动了一项新研究计划，通过模拟植物光合作用的原理，将太阳光转化为可利用的氢能源。
该项目首席研究员、英国东英吉利大学科学家茹莱亚·比特表示，研究人员将利用合成生物技术，把微型太阳能板与微生物绑定，建立起人工模拟的光合系统，从而将吸收的太阳光转化为氢和氧。
比特说：“人工光合系统将能捕获太阳光，制造生产出‘无碳’新能源——氢，这一能源可应用在新能源汽车和发电等领域。
2022年人教版高中物理选择性必修第三册同步培优第一章分子动理论第1节分子动理论的基本内容
第一章1基础巩固练(25分钟·满分60分)一、选择题(本题共9小题，每题5分，共45分)1．固体和液体很难被压缩，其原因是(C)A．分子已占据了整个空间，分子间没有空隙B．分子间的空隙太小，分子间只有斥力C．压缩时，分子斥力大于分子引力D．分子都被固定在平衡位置不动解析：固体和液体分子之间同时存在着引力和斥力，分子之间的空隙较小，被压缩后，分子之间的间距变小，分子之间表现为斥力且变大，所以很难被压缩。
故只有C正确。
2．最近发现纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。
已知1 nm(纳米)＝10－9m，边长为1 nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10－10m)的个数最接近下面的哪一个数值(B)A．102B．103C．106D．109解析：纳米是长度的单位，1 nm＝10－9 m，即1 nm＝10×10－10 m，所以排列的分子个数接近于10个，可容纳103个，B项正确。
3．(2021·山东省日照市高二上学期期末)关于布朗运动，下列说法正确的是(C) A．固体小颗粒的体积越大，布朗运动越明显B．与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越显著C．布朗运动的无规则性，反映了液体分子运动的无规则性D．布朗运动就是液体分子的无规则运动解析：布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是因为液体分子无规则运动过程中撞击固体颗粒的不平衡性而造成的，故可反映液体分子的无规则运动，不能说成是液体分子的无规则运动；固体颗粒越小，同一时该撞击固体颗粒的分子数目就越少，不平衡性就越明显，布朗运动就越明显，故C正确，ABD错误。
4．清晨，草叶上的露珠(如图)是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的(D)A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析：本题解题的关键是明确水分子间距离的变化，再做出判断。
水汽变成露珠分子间距离变小，根据分子动理论知，引力斥力都增大，所以D选项正确，A、B、C错。
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利用细菌将太阳能转化为液体燃料
采集阳光是植物十亿多年前掌握的本领，利用太阳能，通过周围的空气和水进行光合作用养活自身。
科学家还想出了如何利用太阳能发电，从光伏电池到后来用的燃料电池产生氢。
但氢却一直没有被作为一种在世界范围内实用的汽车燃料，或用于液体燃料发电。
据物理学家组织网近日报道，美国哈佛大学艺术与科学学院、哈佛医学院和威斯生物工程研究所受树叶的启发，创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使用催化剂使阳光将水分解为氢气和氧气，设计一种细菌将二氧化碳加氢转化为液体燃料异丙醇。
该研究结果发表在美国《国家科学院学报》上。
这篇论文的资深作者、哈佛医学院生物化学和系统生物学系的帕梅拉·希尔韦、埃利奥特·T和亚当斯教授称这个系统为仿生叶，首肯了发明这种人造树叶的哈佛大学教授帕特森·伍德和丹尼尔·诺塞拉的工作。
两年前，诺塞拉在美国麻省理工学院化学系从事研究工作。
他曾经指出，人造树叶的想法来自化学家早些年的想象，终有一天会发现“植物们守护着的秘密”。
诺塞拉说，最重要的秘密是水分解成氢气和氧气的过程。
在人造树叶两面分别产生氢气和氧气的薄膜中间夹着日光收集器。
将人工树叶放入阳光照射下的水中，人造树叶周围会产生气泡，释放出的氢
气能用于为燃料电池产生电力。
这些能自给自足的廉价供能单位，对需要电力的偏远地区和发展中国家很有吸引力，但迄今为止的设计都依赖像铂那样昂贵的金属和高成本的制造工艺上。
为了使这些设备得到更广泛的应用，诺塞拉将用于产生氢气的催化剂铂用镍钼锌合金替代。
在叶子的另一面，有一层用钴做的薄膜用来产生氧气。
诺塞拉指出，所有这些材料在地球上都十分丰富，不像稀有昂贵的金属铂、贵金属氧化物和已经被其他人使用过的半导体材料。
他说：“像人造树叶这样面向贫困地区的太阳能研究，为全球可持续能源发展的未来提供了最直接的路径。
”
不久后，诺塞拉从麻省理工学院来到哈佛大学，便和希尔韦开始合作。
他们在“个性化的能源”或制造能源本地化的理念上达成一致，认为能源本地化将在发展中国家具有吸引力。
这是相对于当前的能源系统，比如石油需集中生产，然后送到加油站的制造能源方式。
希尔韦说：“我们不想制造出一些超级复杂的系统，相反，正在寻找更为简单易行的使用方式。
”而这种人造叶取材廉价，催化剂也很容易获得。
希尔韦表示：“所制作的这种催化剂和生物如细菌的生长条件极为适合和匹配。
”在新的系统里，一旦仿生叶产生氧气和氢气，氢气会被“喂”给一种真氧产碱杆菌。
该细菌中的一种酶把氢还原成质子和电子，并将它们与二氧化碳结合复制更多的细胞。
然后，研究人员采用新的方法制造出异丙醇。
基于麻省理工学院微生物学和健康科学与技术教授安东尼·辛斯克之前的发现，这种新方法是这种细菌通过新陈代谢过程制造异丙醇。
威斯生物工程研究所核心教授组成员之一的西尔弗说：“现在新的研究证明了一个概念，你可以有办法收集太阳能并将其存储在液体燃料的形式中。
新发现的这种强大催化剂将其实现了，我们本来想的是要用上几种细菌与收集的太阳能才能对接完成此项任务。
现在用一种细菌就可以完成，这真是一个完美匹配的组合。
”
这篇论文的共同作者、在希尔韦实验室从事生物系统的研究人员布伦丹说：“无机催化剂与生物接口的优点是你有了一个前所未有的平台。
从太阳能到化学产品是这篇论文的核心要点，到目前为止，我们一直在使用植物，但是现在正在开发前所未有的生物能力制造大量的化合物。
”研究人员认为，同样的原理可以用于生产药物，如少量的维生素。
这个研究团队的当务之急，是通过优化催化剂和细菌，提高仿生叶片转换太阳能为生物质的能力。
与自然界中将阳光转化为生物质1%的光合作用效率相比，他们的目标是实现5%的效率。