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2019年高中化學 專題2 第4單元《太陽能、生物質能和氫能的利用》課后知能檢測 蘇教版必修2 1．近年來，有科學家提出硅是“21世紀的能源”、“未來的石油”的觀點。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關于其有利因素的下列說法中你認為不妥當?shù)氖?　　) A．硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料 B．硅的來源豐富，易于開采，且可再生 C．硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產物對環(huán)境污染較低，容易有效控制 D．尋找高效催化劑，使二氧化硅分解產生硅的同時釋放能量，是硅能源大規(guī)模開發(fā)利用的一項關鍵技術 【解析】　二氧化硅分解是吸熱反應。 【答案】　D 2．下列關于能源和作為能源使用的物質的敘述中錯誤的是(　　) A．化石燃料物質內部儲存著能量 B．太陽能不能直接轉化為化學能 C．物質的化學能可能在不同條件下轉變成熱能、電能為人類所用 D．綠色植物發(fā)生光合作用時，將太陽能轉化為化學能儲存起來 【解析】　綠色植物發(fā)生光合作用時，將太陽能直接轉化為化學能，B不正確。 【答案】　B 3．(雙選)下列有關能量轉換的說法正確的是(　　) A．煤燃燒是化學能轉化為熱能的過程 B．化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能 C．動物體內葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉變成化學能的過程 D．植物通過光合作用將CO2轉化為葡萄糖是太陽能轉變成熱能的過程 【解析】　葡萄糖氧化放出能量，是化學能轉變成熱能，C錯誤；D中應該是太陽能轉變?yōu)榛瘜W能，D錯誤。 【答案】　AB 4．下列對城市廢棄物中生物質能利用不合理的是(　　) A．把廢棄物運到鄉(xiāng)下找個地方填埋掉 B．對廢棄物進行處理后焚燒，利用產生的熱能供暖和發(fā)電 C．把廢棄物進行生物化學轉換獲取CH4 D．讓廢棄物在一定條件下發(fā)生化學反應，產生熱值較高的可燃性氣體 【解析】　廢棄物填埋不僅會造成資源浪費，甚至污染當?shù)赝寥馈? 【答案】　A 5．可再生能源是我國重要的能源資源，在滿足能源需求、改變能源結構、減少環(huán)境污染、促進經濟發(fā)展等方面具有重要作用。應用太陽能光伏發(fā)電技術，是實現(xiàn)節(jié)能減排的一項重要措施。 下列有關分析不正確的是(　　) A．風能、太陽能、生物質能等屬于可再生能源 B．推廣可再生能源有利于經濟可持續(xù)發(fā)展 C．上圖是太陽能光伏電池原理圖，圖中A極為正極 D．光伏電池能量轉化方式是太陽能直接轉化變?yōu)殡娔? 【解析】　A、B說法正確；由圖中的電流方向可知，A極應為負極，C不正確；光伏電池發(fā)電是將光能直接轉化為電能，D正確。 【答案】　C 6．(xx連云港高一檢測)有效“減碳”的手段之一是節(jié)能，下列制氫方法最節(jié)能的是(　　) A．電解水制氫：2H2O2H2↑＋O2↑ B．天然氣制氫：CH4＋H2OCO＋3H2 C．高溫使水分解制氫：2H2O2H2↑＋O2↑ D．太陽光催化分解水制氫：2H2O2H2↑＋O2↑ 【解析】　電解水或高溫使水分解都要消耗大量的電能或熱能，天然氣本身是一種不可再生的化石燃料，用它制氫氣，除了消耗能源物質外，反應所需要的高溫條件，也需要額外消耗大量的能源。 【答案】　D 7．(雙選)有專家指出，如果將燃燒產物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合變成CH4、CH3OH、NH3等的構想能夠變成現(xiàn)實，則下列說法中錯誤的是(　　) A．可消除對大氣的污染 B．是化學能轉換為化學能的過程 C．此題中的CH4、CH3OH、NH3等為一級能源(即自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源) D．可緩解能源危機 【解析】　這是一個資源循環(huán)利用問題，燃燒產物如CO2、H2O、N2等重新組合變成CH4、CH3OH、NH3等，借助了太陽能的參與，從而該轉化過程不僅是化學能之間的相互轉化，還含有太陽能對轉化過程的貢獻。 【答案】　BC 8．南京將于xx年承辦世界青奧會。下列措施不符合低碳和零碳能源的是 (　　) A．逐步利用太陽能等新能源代替化石燃料 B．引進電動汽車，減少汽車尾氣排放 C．全面推廣利用氫能，禁止在任何條件下利用任何化石燃料 D．在西部和沿海地區(qū)興建風力發(fā)電站，解決能源問題 【解析】　在一定條件下，可合理使用化石燃料。 【答案】　C 9. “能源分類相關圖”如圖所示，下列四組能源選項中，全部符合圖中陰影部分的能源是(　　) A．煤炭、石油、潮汐能 B．水能、生物質能、天然氣 C．太陽能、風能、沼氣 D．地熱能、海洋能、核能 【解析】　所列能源中屬于新能源的是潮汐能、生物質能、太陽能、風能、沼氣、地熱能、海洋能、核能；來自太陽輻射的能源是煤炭、石油、水能、生物質能、天然氣、太陽能、風能、沼氣、海洋能(如海水溫差能)；屬于可再生能源的是水能、生物質能、太陽能、風能、沼氣、海洋能。 【答案】　C 10．(雙選)氫氣雖然是一種理想的綠色能源，但目前仍處在研究、試驗階段，還未得到廣泛應用，其原因可能是(　　) A．氫氣雖可由水制備獲得，但水資源嚴重匱乏 B．氫氣制備耗能巨大，廉價制氫技術尚未成熟 C．氫氣貯存、運輸?shù)劝踩夹g尚未很好地解決 D．氫氣燃燒產物雖無污染，但其放出熱量較少 【解析】　氫氣是一種放出熱量多、無污染的、理想的綠色能源，但目前仍處在研究、試驗階段，不是由于水資源的原因，我國淡水資源雖不是太多，但是海水資源比較豐富，A項錯；氫氣可以由水制備，但是需要消耗大量的能源，且不好貯存，這是根本原因。 【答案】　BC 11．(xx武漢高一檢測)氫氣是未來最理想的能源，科學家最近研制出利用太陽能產生激光，并在二氧化鈦(TiO2)表面作用使海水分解得到氫氣的新技術：2H2O2H2↑＋O2↑。制得的氫氣可用于燃料電池。試完成下列問題： (1)太陽光分解海水時，實現(xiàn)了從 __________能轉化為________能，二氧化鈦作________。生成的氫氣，用于燃料電池時，實現(xiàn)________能轉化為________能。水分解時，斷裂的化學鍵為________，分解海水的反應屬于 ________反應(填“放熱”或“吸熱”)。 (2)某種燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質，兩極上發(fā)生的電極反應分別為A極：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；B極：O2＋4e－===2O2－。 則A極是電池的________極，電子從該極________(填“流入”或“流出”)。 【解析】　(1)太陽光分解海水時，太陽能轉化為化學能，二氧化鈦起催化作用；燃料電池發(fā)電時，化學能轉化為電能；水分解時，氫氧共價鍵斷裂，形成氫氫共價鍵和氧氧共價鍵。氫氣燃燒是放熱反應，水分解從形式上看是氫氣燃燒的逆反應，所以水的分解反應屬于吸熱反應。 (2)原電池的負極發(fā)生失電子的氧化反應，是電子流出的一極，電流流入的一極，氫氣是負極，氧氣是正極。 【答案】　(1)太陽　化學　催化劑　化學　電　氫氧共價鍵　吸熱 (2)負　流出 12．(xx泰州高一檢測)下列是用化學方程式表示的化學變化，請在每小題后的橫線上注明能量的轉化形式： (1)C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O：______________________________。 (2)Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2PbSO4＋2H2O(充電的過程)：__________________________________________________________________。 (3)Zn＋2MnO2＋2NH4ClZnCl2＋2MnOOH＋2NH3↑：__________________________________________________________________。 (4)2Mg＋O22MgO：_______________________________________。 (5)6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2：____________________________。 【答案】　(1)化學能轉化為熱能和光能　(2)電能轉化為化學能　(3)化學能轉化為電能　(4)化學能轉化為熱能和光能　(5)太陽能轉化為化學能 13．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，請設想出這個總反應的實際價值與意義。 (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)我國農村大約有700萬個沼氣發(fā)生池，如果每個沼氣池平均每天產生2 m3沼氣(主要是CH4)，每摩爾CH4完全燃燒能放出890 kJ的熱量。計算每天可節(jié)約燃燒值為3.36104 kJkg－1的標準煤多少千克？并說明使用沼氣發(fā)生池還有哪些優(yōu)點。 (4)若建立沼氣發(fā)電站，可以實現(xiàn)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)秸稈、雜草、樹葉等農作物的廢棄物經微生物發(fā)酵之后便有沼氣產生，它是農村能源的一種主要來源，也是擴大肥源、提高肥效和改善農村衛(wèi)生條件的重要措施。 (2)C＋O2CO2，CH4＋2O2CO2＋2H2O　甲烷 (3)700萬個沼氣池每天產生CH4： ，燃燒放出熱量Q＝ 890 kJmol－1＝5.562 51011kJ 相當于標準煤：＝1.66107 kg 使用沼氣池可使糞肥熟化、提高肥效、降低農業(yè)生產成本；可解決農村能源問題，改善衛(wèi)生條件；可替代煤，減少大氣中的粉塵量和酸雨的形成，減少環(huán)境污染。 (4)生物質 14．(xx嘉興高一檢測)閱讀材料，回答問題： (1)某無色液體A，在通電條件下能生成無色氣體B和C，B能使帶火星的木條復燃，C能在空氣中燃燒，發(fā)出淡藍色火焰且只生成A。A中所含的化學鍵是________。 (2)能源可分為一次能源和二次能源。自然界以現(xiàn)存形式提供的能源稱為一次能源；需要依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二次能源。你認為C作為能源應稱________次能源。有人認為氣體C是一種優(yōu)質能源，你認為C作為能源最突出的優(yōu)點是________。 (3)若已知1 g氣體C燃燒生成液體A時放出142.9 kJ熱量，試寫出其燃燒的熱化學方程式 ______________________。 【解析】　(1)根據(jù)題中條件可以判斷：無色液體A是水，1個水分子中含有2個H—O共價鍵；B是氧氣，C是氫氣。(2)自然界中沒有氫氣，需要用其他物質為原料進行制備，所以氫氣屬于二次能源；氫能作為燃料的優(yōu)點是：來源豐富(水)，單位質量的氫燃燒時產生的熱量多，最突出的優(yōu)點是氫氣燃燒的惟一產物是水，燃燒后不產生污染。(3)2 mol氫氣(4 g)完全燃燒生成液體水時放出的熱量為4142.9 kJ＝571.6 kJ，其ΔH＝－571.6 kJmol－1。 【答案】　(1)共價鍵　(2)二　無污染 (3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJmol－1