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2019-2020年高中化學 專題2 第四單元 太陽能、生物質能和氫能的利用課時跟蹤訓練 蘇教版必修2 一、選擇題(本題包括5小題，每小題4分，共20分) 1．能源與人類的生活和社會發(fā)展密切相關。下列關于能源開發(fā)和利用的說法不正確的是(　　)[ A．用酒精代替汽油作汽車燃料 B．隨著科技的發(fā)展，氫氣將會成為主要能源 C．在農村提倡利用沼氣作生活燃料 D．人類利用的能源都是通過化學反應獲得的 解析：人類利用的能源有的是通過化學反應獲得到的，有的是自然界提供的，如水能、風能等。 答案：D 2．[雙選題]下列有關生物質能的說法不正確的是(　　) A．生物質能是可再生能源 B．生物質能來源于是太陽能 C．焚燒生活垃圾發(fā)電是將生物質能直接轉化為電能 D．玉米、高粱發(fā)酵制乙醇是生物質能的熱化學轉換 解析：生物質能來源于植物及其加工產品所貯存的能量，生物質能最終利用的結果：除釋放能量外，產生無污染的CO2和H2O，通過植物的光合作用，重新將太陽能轉化為生物質能，因此生物質能是可再生的新能源，A正確；光－生物質能的轉化本質是光－化學能的轉換，B項正確；焚燒生活垃圾發(fā)電的能量轉化過程是：生物質能―→熱能―→電能，C不正確；含淀粉較高的農作物發(fā)酵制燃料乙醇是生物化學轉換，D不正確。 答案：CD 3．下列說法中不正確的是(　　) A．電解水生成氫氣和氧氣時，電能轉變成化學能 B．煤燃燒時化學能大部分轉變成熱能 C．綠色植物光合作用過程中太陽能轉變成化學能 D．白熾燈工作時電能全部轉變成光能 解析：電解過程是電能轉化為化學能，A正確；煤燃燒時化學能大部分轉變成熱能，少部分化學能轉化為光能，B正確；綠色植物的光合作用過程中太陽能轉變成化學能，C正確；白熾燈工作時電能大部分轉變成光能，少部分轉變成熱能，D不正確。 答案：D 4．為消除目前燃料燃燒時產生的環(huán)境污染，同時緩解能源危機，有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構想。 下列說法正確的是(　　) A．H2O的分解反應是放熱反應 B．氫能源已被普遍使用 C．2 mol H2O具有的總能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氫氣不易貯存和運輸，無開發(fā)利用價值 解析：2H2O===2H2↑＋O2↑是吸熱反應，說明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不易貯存和運輸，所以氫能源利用并未普及，但發(fā)展前景廣闊。 答案：C 5．[雙選題]自然界中以現成形式提供的能源稱為一級能源；需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)(吸收能量)，下列敘述正確的是(　　)[ A．電能是二級能源 B．水力是二級能源 C．天然氣是一級能源 D．焦爐氣是一級能源 解析：題設指出，只有自然界中以現成形式存在的能源才屬于一級能源。據此，天然氣應是一級能源。電能通常是由其他能源(如煤、石油等)產生的，屬于二級能源。因此A和C兩個選項正確。焦爐氣是煉焦的產物，是從煤間接制取的，屬于二級能源。水的情況則較為復雜。在直接利用水的動能和勢能時，水力應屬于一級能源；如果用水力發(fā)電，則發(fā)出的電能又應屬于二級能源。這樣，B、D不正確。 答案：AC 二、非選擇題(本題包括3小題，共30分) 6．(9分)沼氣是一種廉價的能源。農村富有大量的秸稈、雜草等廢棄物，它們經微生物發(fā)酵之后，便可產生沼氣，可以用來點火做飯。 (1)已知：(C6H10O5)n＋nH2O3nCO2＋3nCH4＋能量，該總反應可用于生產 ______________________________________________________________________。 (2)煤的主要成分是碳，寫出煤和沼氣中的主要成分燃燒過程的化學方程式________ __________________________________________________________________，并指出哪一種燃料對環(huán)境污染小____________。 (3)若建立沼氣發(fā)電站，可以實現把__________能轉化成電能。 解析：將植物的秸稈、葉、根等轉化為沼氣，既擴大肥源，又改善農村的衛(wèi)生條件，而且燃料的利用率得以提高，還可以將生物質能轉化為電能。 答案：(1)沼氣 (2)C＋O2CO2，CH4＋2O2CO2＋2H2O　甲烷 (3)生物質 7．(9分)近年來某市政府率先在公交車和出租車中推行用天然氣代替汽油作燃料的改革，取得了顯著進展。走上街頭你會發(fā)現不少公交車和出租車上有“CNG”的標志，代表它們是以天然氣作為燃氣的汽車。 (1)天然氣是植物殘體在隔絕空氣的條件下，經過微生物的發(fā)酵作用而生成的，因此天然氣中所貯藏的化學能最終來自于__________。 (2)天然氣的主要成分是__________。 (3)天然氣的主要成分是一種很好的燃料。已知4 g該主要成分完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水時放出222.5 kJ的熱量，則上述成分燃燒的熱化學方程式為________________。 解析：化石燃料所貯藏的化學能最終都是來自于太陽能。天然氣主要成分為CH4,1 mol CH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水放出能量為16 g＝890 kJ。 答案：(1)太陽能 (2)CH4 (3)CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(l)＋CO2(g) ΔH＝－890 kJmol－1 8．(12分)分析下圖，回答以下問題： (1)電解水生成H2，首先要解決的問題是________。 (2)標準狀況下，11.2 L H2燃燒生成液態(tài)的水，放出Q kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)氫氣作為理想的“綠色能源”的主要理由是______________________________。 (4)氫氧燃料電池是氫能源利用的一個重要方向。氫氣在__________極上發(fā)生__________反應，氧氣在__________極上發(fā)生__________反應。 若電解質溶液為KOH溶液，寫出正、負極上的電極反應式： 負極_______________________________________________________________， 正極_______________________________________________________________。 解析：(1)電解水需要消耗大量電能。 (2)11.2 L H2為＝0.5 mol，故2 mol H2燃燒生成液態(tài)水放出熱量為 2mol＝，故該反應的熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－4Q kJmol－1。 (3)H2作為“綠色能源”優(yōu)點有三：來源豐富；熱值高；無污染。 (4)在氫氧燃料電池中，H2在負極失電子發(fā)生氧化反應，O2在正極發(fā)生還原反應，若電解質為KOH溶液，則負極為2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正極為O2＋4e－＋2H2O=== 4OH－。[ 答案：(1)需大量電能 (2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－4Q kJmol－1 (3)來源豐富(H2O)，燃燒放出的熱量多，產物無污染 (4)負　氧化　正　還原 2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－