高中化学 专题2 化学反应与能量转化 2.4 太阳能、生物质能和氢能的利用课时训练 苏教版必修2

B
硅太阳能电池太阳能集热器燃气灶硅太阳能电池工作时将光能转化为电能，A项错误；锂离子电池是化学电池，
太阳能集热器工作时将光能转化为热能，
D ．光合作用是将太阳能转化成化学能
【解析】 甲烷在氧气中剧烈燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热，所以该过程中除了将化学能转化为热能外，还有一部分化学能转化为光能。

【答案】 B
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，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
【解析】 电解海水可制得H 2，但成本高，不能大量推广使用。

【答案】 C
8．下列措施不符合节能减排的是( )
A ．大力发展火力发电，解决电力紧张问题
B ．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C ．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏
D ．用杂草、生活拉圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气
【解析】 节能减排就是减少化石燃料的直接燃烧，如煤和石油等，开发利用太阳能、风能、潮汐能、核能等能源。

因此A 项中大力发展火力发电不符合节能减排的要求。

【答案】 A
9．矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。

目前，世界矿物能源消耗的主要品种仍然以煤、石油、天然气为主。

(1)试以上述燃料各自的主要成分C 、C n H 2n ＋2、CH 4为代表，写出它们燃烧过程的化学方程式：________________、________________、________________。

试比较，当三者质量相同时，对环境造成的不利影响最小的燃料是________。

(2)煤、石油、天然气又称为化石燃料，它们储存的能量来自绿色植物吸收的太阳能，绿色植物通过光合作用把太阳能转化成________能，光合作用的总反应式为：______________________________________________。

(3)光合作用释放的氧气来自于参加反应的哪种物质？
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

【解析】 相同质量的C 、C n H 2n ＋2、CH 4，含碳量越高，生成CO 或CO 2的量相对来说越多，对环境的不利影响越大，对环境造成不利影响最小的是甲烷。

【答案】 (1)C ＋O 2CO 2 2C n H 2n ＋2＋(3n ＋1)O 22n CO 2＋2(n ＋1)H 2O CH 4＋2O 2CO 2＋2H 2O 甲烷
(2)化学 6CO 2＋6H 2O ――→光能叶绿体C 6H 12O 6＋6O 2
(3)水
巩固提升
1．(双选)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的热化学转换
【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CO 2和H 2O ，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 不正确。

【答案】 CD
2．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不正确。

【答案】 D
3．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。

下列说法正确的是( )
A．H2O的分解反应是放热反应
B．氢能源已被普遍使用
C．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量
D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
【解析】2H2O===2H2↑＋O2↑是吸热反应，说明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不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。

【答案】 C
4．(双选)自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。

氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)(吸收能量)，下列叙述正确的是( ) A．电能是二级能源 B．水力是二级能源
C．天然气是一级能源 D．焦炉气是一级能源
【解析】题设指出，只有自然界中以现成形式存在的能源才属于一级能源。

据此，天然气应是一级能源。

电能通常是由其他能源(如煤、石油等)产生的，属于二级能源。

因此A 和C两个选项正确。

焦炉气是炼焦的产物，是从煤间接制取的，属于二级能源。

水的情况则较为复杂，在直接利用水的动能和势能时，水力应属于一级能源；如果用水力发电，则发出的电能又应属于二级能源。

这样，B、D不正确。

【答案】AC
5．沼气是一种廉价的能源。

农村富有大量的秸秆、杂草等废弃物，它们经微生物发酵之后，便可产生沼气，可以用来点火做饭。

(1)已知：(C6H10O5)n＋n H2O3n CO2＋3n CH4＋能量，该总反应可用于生产________。

(2)煤的主要成分是碳，写出煤和沼气中的主要成分燃烧过程的化学方程式______________________________________________________，并指出哪一种燃料对环境污染小________。

(3)若建立沼气发电站，可以实现把________能转化成电能。

【解析】将植物的秸秆、叶、根等转化为沼气，既扩大肥源，又改善农村的卫生条件，而且燃料的利用率得以提高，还可以将生物质能转化为电能。

【答案】(1)沼气
(2)C＋O2CO2，CH4＋2O2CO2＋2H2O 甲烷(3)生物质
6．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CO 2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。

天然气主要成分为CH 4,1
mol CH 4完全燃烧生成CO 2和液态水放出能量为222.5 kJ 4 g
×16 g ＝890 kJ 。

【答案】 (1)太阳能
(2)CH 4
(3)CH 4(g)＋2O 2(g)===2H 2O(l)＋CO 2(g)
ΔH ＝－890 kJ·mol －1
7．分析下图，回答以下问题：
(1)电解水生成H 2，首先要解决的问题是________。

(2)标准状况下，11.2 L H 2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 H 2为11.2 L 22.4 L·mol －1＝0.5 mol ，故2 mol H 2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2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－4 Q kJ·mol －1。

(3)H 2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，H 2在负极失电子发生氧化反应，O 2在正极发生还原反应，若电
解质为KOH 溶液，则负极为2H 2－4e －＋4OH －===4H 2O ，正极为O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －。

【答案】 (1)需大量电能
(2)2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝－4Q kJ·mol －1
(3)来源丰富(H 2O)，燃烧放出的热量多，产物无污染
(4)负 氧化 正 还原 2H 2－4e －＋4OH －===4H 2O O 2＋4e －＋2H 2O===4OH －
a。