江苏省南京市2019年高中化学 2.4太阳能、生物质能和氢能的利用课时提升卷 苏教版必修2

课时提升卷(十一)
太阳能、生物质能和氢能的利用
一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分)
1.“能源分类相关图”如图所示，下列选项中全部符合图中阴影部分的能源是
( )
A.煤炭、石油、潮汐能
B.水能、生物质能、天然气
C.太阳能、风能、沼气
D.地热能、海洋能、核能
2.出行是人们日常生活必不可少的环节，出行的工具五花八门，使用的能量也各不相同。

自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是( )
①生物质能②核能③电能④太阳能⑤化学能
A.①④⑤
B.①③⑤
C.①②③
D.①③④
3.(2013·金华高一检测)下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是
( )
A.太阳能电池是一种光—电转换形式
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.风能是空气流动形成的，与太阳能无关
4.有关下列能量转化的认识不正确的是( )
A.植物的光合作用是将太阳能转化为化学能
B.人类使用照明设备是将电能转化为光能
C.生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D.燃料燃烧时只是将化学能转化为热能
5.下列对城市废弃物中生物质能利用不合理的是( )
A.把废弃物运到乡下找个地方填埋掉
B.对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供暖和发电
C.把废弃物进行生物化学转换获取CH4
D.让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃性气体
6.(双选)(能力挑战题)能源与人类的生活和社会发展密切相关。

下列关于能源开发和利用的说法不正确的是( )
A.用粮食发酵得到酒精代替汽油作汽车燃料
B.随着科技的发展，氢气将会成为主要能源
C.在农村提倡利用沼气作生活燃料
D.人类利用的能源都是通过化学反应获得的
二、非选择题(本题包括2小题，共20分)
7.(8分)随着现代工业的发展，能源问题已经越来越引起人们的重视。

科学家预言，未来最理想的燃料是绿色植物，即将植物的秸秆(主要成分是纤维素)用适当的催化剂作用水解成葡萄糖，再将葡萄糖转化为乙醇，用作燃料。

(1)秸秆转化为乙醇的化学方程式： 。

(2)已知：C 2H 5OH(l)+3O 2(g)−−→2CO 2(g)+3H 2O(l) ΔH=-1 367 kJ ·mol -1
若某种植物的秸秆含纤维素50%，由植物秸秆经过一系列转化得到乙醇原料的总利用率为80%，则用1 000 g 秸秆为原料制得的乙醇燃料燃烧所产生的热量为 ，与 L 甲烷完全燃烧产生的热量相当(标准状况下，1 mol CH 4燃烧产生890 kJ 的热量)。

8.(12分)氢气是未来最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO 2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术：
2H 2O 激光
2
T i O 2H 2↑+O 2↑。

制得的氢气可用于燃料电池。

试完成下列问题：
(1)太阳光分解海水时，实现了从 能转化为 能，二氧化钛作 。

生成的氢气，用于燃料电池时，实现 能转化为 能。

水分解时，断裂的化学键有 ，分解海水的反应属于 反应(填“放热”或“吸热”)。

(2)某种燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为A 极：
2H 2+2O 2--4e -====2H 2O ；B 极：O 2+4e -====2O 2-。

则A 极是电池的 极，电子从该极 (填“流入”或“流出”)。

答案解析
1.【解析】选C 。

太阳能是来自太阳的能量；风能是新能源，太阳辐射使各个地区温度不同，因而产生温度差，产生风，故风能是来自太阳的能量；沼气燃烧生成二氧化碳和水，参与光合作用，植物叶等转化成沼气，它是可再生能源。

2.【解析】选B 。

骑自行车是人消耗人体内的能量做功，是生物质能；电动自行车是将电能转化为机械能；普通汽车是通过燃烧汽油而转化为机械能。

3.【解析】选D 。

光—电转换、光—热转换、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。

风能形成的本质原因是太阳辐射使空气受热不均造成的，D 项错误。

4.【解析】选D 。

燃料燃烧是将化学能转化为热能、光能等形式。

5.【解析】选A 。

现代社会倡导低碳经济，倡导提高物质的利用率。

对于废弃物，可以进行焚烧处理，用于供暖和发电，也可以利用微生物技术转化成沼气(主要成分CH 4)或其他热值较高的可燃性气体，B 、C 、D 项均正确。

如果直接将废弃物掩埋降低了利用率，同时可能改变土壤结构，A 项错误。

6.【解析】选A 、D 。

用粮食发酵得到酒精会大量消耗粮食，不符合我国粮食安全的国情，A 错；人类利用的能源有的是通过化学反应获得的，有的是自然界提供的，如水能、风能等，D 错。

【易错提醒】解决能源问题不仅要考虑开发新能源和节约现有能源，还要结合实际综合考虑其他问题，如国家需要和国家安全等。

7.【解析】(2)设1 000 g 秸秆制得乙醇，燃烧产生的热量为x ，与体积为y 的标准状况下的甲烷完全燃烧产生的热量相当。

(C 6H 10O 5)n ～ 2nC 2H 5OH ～1 367 kJ ·mol -1×2nmol
162ng 2 734nkJ
1 000×50%×80% g x
解得：x ≈6 750.6 kJ ；
CH 4 ～ 890 kJ ·mol -1×1 mol
22.4 L 890 kJ
y 6 750.6 kJ
解得：y ≈170 L 。

答案：(1)(C 6H 10O 5)n +nH 2O −−−→催化剂nC 6H 12O 6；C 6H 12O 6−−→酶
2C 2H 5OH+2CO 2↑
(2)6 750.6 kJ 170
8.【解析】(1)太阳光分解海水时，太阳能转化为化学能，二氧化钛起催化作用；燃料电池发电时，化学能转化为电能；水分解时，氢氧共价键断裂，形成氢氢共价键和氧氧共价键。

氢气燃烧是放热反应，水分解从形式上看是氢气燃烧的逆反应，所以水的分解反应属于吸热反应。

(2)原电池的负极发生失电子的氧化反应，是电子流出的一极，电流流入的一极，A 极是负极，B 极是正极。

答案：(1)太阳 化学 催化剂 化学 电 氢氧共价键 吸热
(2)负 流出
【互动探究】将氢气设计成燃料电池与氢气直接燃烧相对比有何异同点？
提示：将氢气设计成燃料电池，是将化学能转化为电能，能量利用率高；氢气直接燃烧是将化学能转化为热能，能量利用率低。