1、第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用基础巩固1.下列有关太阳能利用的叙述不正确的是()A.太阳能热水器是将光能转化为热能B.太阳能电池是将光能转化为电能C.光解水制氢气是将光能转化为化学能D.水力发电是将太阳能直接转化为机械能解析太阳能的利用方式分为直接利用和间接利用。直接利用太阳辐射能有四种基本方式：光热转换(如太阳能热水器、温室、地膜等)；光电转换(如太阳能电池等)；光化学能转换(如光解水等)；光生物质能转换(如绿色植物的光合作用)，其本质也是光化学能转换。水力发电、矿物燃烧则是间接利用太阳能。答案D2.下列属于直接利用太阳辐射能的方式的是()光热转换光电转换光化学能转换光生物质能转换A.
2、 B.C. D.答案D3.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转化为化学能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CO2和H2O，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质能转化为化学能，D正确。答案C4.利用太阳能，使
3、燃料循环使用有如下构思和方案：2CO22COO2；2H2O2H2O2；2N26H2O4NH33O2；CO22H2OCH42O2。要实现上述构思方案的关键是()A.如何使物质吸收光能转变为其他物质B.寻找催化剂C.利用光能D.利用绿色植物解析4个反应的关键都是要利用光能才能进行转变。答案A5.据报道，氢燃料电池公交汽车已经驶在北京街头。下列说法正确的是()A.电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法B.发展氢燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术C.氢燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染D.氢燃料电池把氢气和氧气燃烧放出的热能转化为电能解析电解水制备氢气需要大量的电能，所以A项不正确；氢气属于易
4、燃气体，容易发生危险，所以需要考虑安全高效的储氢技术B项错误；氢氧燃料电池为化学能转化为电能，产物为水，对环境没有污染，C项正确，D项错误。答案C6.(双选)在生活和生产实际中大量应用氢能源，若想利用水制取氢气，下列措施中可行的是()A.通过电解水的方法制取B.将水进行高温分解来制取C.在光分解催化剂的存在下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制取氢气D.利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放出氢气解析A项，电解水会消耗大量电能，不经济，错误；B项，高温分解水要消耗热能，错误；C项，光分解水是利用太阳能制取氢气，正确；D项，利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放出氢气，其实质也是利用
5、太阳能，正确。答案CD7.下列过程中的能量转化，属于太阳能转化为生物质能的是()A.石油燃烧B.植物的光合作用C.核电站发电D.太阳能电池供电解析石油燃烧是化学能转化为热能；核电站发电是核能转化为电能；太阳能电池供电是太阳能转化为电能；植物的光合作用是太阳能转化为生物质能。答案B8.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的总能量D.氢气不易贮存和运输，无开发利用价值解析2H2O=2H2O2是吸热反
6、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C9.“绿色化学”要求从根本上减少乃至杜绝污染。下列对农作物收割后留下的茎秆的处理方法中，不符合“绿色化学”要求的是()A.就地焚烧 B.发酵后作农家肥C.加工成精饲料 D.制造沼气解析农作物的茎秆就地焚烧会产生污染物，A项不符合“绿色化学”要求。答案A10.下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是()A.该系统中只存在3种形式的能量转化B.装置Y中负极的电极反应式为O22H2O4e=4OHC.装置X能实现燃料电池
7、的燃料和氧化剂再生D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化解析太阳能电池将太阳能转化为电能，电能可直接作用于工作马达，实现了电能向机械能的转化；在装置X中，电解水生成H2、O2，实现了电能向化学能的转化；在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能，作用于马达实现了电能向机械能的转化，故A项错误。Y系统为氢氧燃料电池，其负极上发生氧化反应，是H2失电子被氧化的过程，B项错误。装置X中发生电解水的过程，产物为H2、O2，C项正确。化学能与电能之间转化时，一定还有热能的出现，D项错误。答案C能力提升11.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
8、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、CnH2n2、CH4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，它们储存的能量均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：_。(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、CnH2n2、CH4，含碳量越高，生成CO或CO2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)CO2CO22CnH2n2(3n1)O
9、22nCO22(n1)H2OCH42O2CO22H2O甲烷(2)化学6CO26H2OC6H12O66O2(3)CO212.沼气是一种廉价的能源。农村有大量的秸秆、杂草等农业废弃物，它们经微生物发酵以后，便可产生沼气，可以用来点火做饭。(1)直接燃烧植物的枝叶是原始的取热方式，燃烧的化学反应为_。(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：_。其中对环境污染小的一种燃料是_。(3)我国农村大约有700万个沼气池，试说明使用沼气池有哪些优点？答：_。若建立沼气发电站，可以实现把_能转化为电能。解析(3)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
10、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)(C6H10O5)n6nO26nCO25nH2O(2)CO2CO2、CH42O2CO22H2O沼气(3)使用沼气池可使粪肥熟化、提高肥效、降低农业生产成本；可解决农村能源问题，改善卫生条件；可替代煤，减少大气中的粉尘和酸雨的形成，减少环境污染(合理答案即可)生物质13.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：(1)反应的化学方程式是_。(2)反应得到的产物用I2进行分离。该产物的溶液在过量I2的存在下会分成两层含低浓度I2的H2SO4层和高浓度的I2的
11、HI层。根据上述事实，下列说法正确的是_(填字母)。a.两层溶液的密度存在差异b.加I2前，H2SO4溶液和HI溶液不互溶c.I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶辨别两层溶液的方法是_。经检测，H2SO4层中c(H)c(SO)2.061。其比值大于2的原因是_。(3)反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)O2(g)2H2O(g) H550 kJmol1它由两步反应组成：.H2SO4(l)=SO3(g)H2O(g) H177 kJmol1；.SO3(g)分解。L(L1、L2)，X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时，中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是_。判断L1、
12、L2的大小关系，并简述理由：_。解析(1)根据图示，反应为SO2、I2、H2O发生反应，生成H2SO4和HI。(2)由于分层，因此密度存在差异，a对；加I2前，H2SO4溶液和HI溶液互溶，b错；根据含低浓度I2的H2SO4层和高浓度的I2的HI层，I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶，c对；两层溶液I2的浓度不同，可以根据溶液颜色辨别两层溶液；可能原因是含有少量HI。(3)L一定时，X越大，SO3的平衡转化率越小，而增大压强，平衡逆向移动，SO3的平衡转化率减小，故X为压强；该反应为吸热反应，压强不变时，升高温度，平衡正向移动，SO3的平衡转化率增大，故L2L1。答案(1)SO2I22H
13、2O=2HIH2SO4(2)ac观察两层颜色，颜色深的是HI层，颜色浅的是H2SO4层H2SO4层中含有少量HI，且HI电离出H(3)压强L2L1，2SO3(g)=2SO2(g)O2(g)H196 kJmol1，根据压强增大，平衡逆移，确定X为压强；再由于反应吸热，所以在压强不变时，温度升高，平衡正移，所以L2L114.近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能和原子能。(1)氢气燃烧时耗氧量小，放热量大。已知热
14、化学方程式：C(g)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_。(2)氢能源有可能实现能源贮存，也有可能实现经济、高效的输送。研究表明在过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64 gcm3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式_。解析(1)由热化学方程式可知，相同质量的氢气和碳完全燃烧时放出热量之比为4.361。(2) 由题意可知，1 cm3钯粉可吸收896 cm3的氢气，PdH10.8，故钯的氢化物的化学式为PdH0.8。答案(1)4.361 (2)PdH0.8
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