高中化學蘇教版化學反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化專題綜合學業(yè)分層測評13

學業(yè)分層測評(十三)太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．人類將在未來幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風能、生物質(zhì)能等太陽能的轉(zhuǎn)換形態(tài))，屆時人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟”和“低碳生活”。下列說法不正確的是()A．煤、石油和天然氣都屬于碳素燃料D．發(fā)展太陽能經(jīng)濟有助于減緩溫室效應(yīng)C．太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能D．目前研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于太陽能文明【解析】煤、石油和天然氣都屬于含碳元素的燃料，屬于碳素燃料；太陽能經(jīng)濟，不會產(chǎn)生溫室氣體；利用光能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能；菠菜屬于綠色植物，是通過光合作用生成的，D說法不正確?！敬鸢浮緿2．下列有關(guān)太陽能的利用方式以及列舉的實例錯誤的是()A．直接利用太陽輻射能的基本方式有四種：光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換、光—化學能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換B．太陽能熱水器是一種光—熱轉(zhuǎn)換形式C．綠色植物進行的光合作用，是一種光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換，它的本質(zhì)是光—化學能轉(zhuǎn)換D．將電能通過用電器進行照明的過程是一種光—電能轉(zhuǎn)換過程【解析】光—熱轉(zhuǎn)換、光—電轉(zhuǎn)換、光—化學能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換是太陽能利用的基本方式，它們都是把光能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量的過程。D項是將電能轉(zhuǎn)換成光能的過程?！敬鸢浮緿3．“可燃冰”又稱“天然氣水合物”，它是在海底的高壓、低溫條件下形成的，外觀像冰。1體積“可燃冰”可貯藏100～200體積的天然氣。下面關(guān)于“可燃冰”的敘述不正確的是()A．“可燃冰”有可能成為人類未來的重要能源B．“可燃冰”是一種比較潔凈的能源C．“可燃冰”提供了水可能變成油的例證D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷【解析】由“可燃冰”又稱“天然氣水合物”可知，“可燃冰”的可燃成分為天然氣即CH4；由于CH4中不含N、S等可產(chǎn)生大氣污染物的元素，故“可燃冰”可作為清潔能源；又由“1體積‘可燃冰’可貯藏100～200體積的天然氣”可知，它有可能成為人類未來的重要能源；從以上分析可知，“可燃冰”并不是由H2O變化得來的，C不正確?！敬鸢浮緾4．氫能是一種既高效又干凈的新能源，發(fā)展前景良好，用氫作能源的燃料電池汽車備受青睞。我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池轎車“超越三號”已達到世界先進水平，并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標邁進。氫能具有的優(yōu)點包括()①原料來源廣②易燃燒、熱值高③儲存方便④制備工藝廉價易行A．①② B．①③C．③④ D．②④【答案】A5．(2023·嘉興高一質(zhì)檢)“綠色化學”要求從根本上減少乃至杜絕污染。下列對農(nóng)作物收割后留下的莖稈的處理方法中，不符合“綠色化學”要求的是()A．就地焚燒 B．發(fā)酵后作農(nóng)家肥C．加工成精飼料 D．制造沼氣【解析】農(nóng)作物的莖稈就地焚燒會產(chǎn)生污染物，A項不符合“綠色化學”要求。【答案】A6．“能源分類相關(guān)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()【導學號：39700041】A．煤炭、石油、潮汐能B．水能、生物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)能、太陽能、風能、沼氣、海洋能?！敬鸢浮緾7．(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(yīng)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(shù)尚未成熟C．氫氣貯存、運輸?shù)劝踩夹g(shù)尚未很好地解決D．氫氣燃燒產(chǎn)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?！敬鸢浮緽C8．為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時緩解能源危機，有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是()的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．氫能源已被普遍使用C．2molH2O具有的總能量低于2molH2和1molO2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(yīng)，說明2molH2O的能量低于2molH2和1molO2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?！敬鸢浮緾9．美國現(xiàn)任總統(tǒng)奧巴馬就環(huán)境問題公開表示，到2023年，美國將會把溫室氣體排放量削減到1990年水平的80%，此外美國將把新能源比重提高到30%。奧巴馬還計劃每年拿出150億美元大舉投資太陽能、風能和生物質(zhì)能源等，并且舉全國之力構(gòu)建美國的低碳經(jīng)濟領(lǐng)袖地位。下列說法不正確的是()A．CO2、甲烷都屬于溫室氣體B．用甘蔗生產(chǎn)的燃料乙醇屬可再生能源，利用乙醇燃料不會產(chǎn)生溫室氣體C．太陽能、風能和生物質(zhì)能屬于新能源D．太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能【解析】乙醇燃燒生成CO2，CO2為溫室氣體?！敬鸢浮緽10．閱讀下面的敘述，回答有關(guān)問題?！吧镔|(zhì)”是指由植物或動物生命體衍生得到的物質(zhì)的總稱。作為人類解決能源危機重要途徑之一的“生物質(zhì)能”，主要指用樹木、莊稼、草類等植物直接或間接提供的能量。古老的刀耕火種、燒柴做飯、燒炭取暖等粗放用能方式正在被現(xiàn)代科學技術(shù)所改變。(1)下面有關(guān)“生物質(zhì)能”的說法，不正確的是()A．利用生物質(zhì)能就是間接利用太陽能B．生物質(zhì)能源是可再生的能源C．生物質(zhì)能源是解決農(nóng)村能源的主要途徑D．生物質(zhì)能的缺點是嚴重污染環(huán)境(2)沼氣是有機廢棄物(樹葉、秸稈、草類及垃圾、糞便等)在隔絕空氣的條件下發(fā)酵分解而成的氣體，主要成分是甲烷。農(nóng)村沼氣池中發(fā)酵后的池底剩余物是很好的漚肥。下面有關(guān)結(jié)論中，錯誤的是()A．沼氣是一種清潔的能源B．使用沼氣作能源可以保護森林C．使用沼氣給農(nóng)民的生活帶來了不便D．使用沼氣是對化學能的充分利用【解析】(1)生物質(zhì)燃燒的生成物主要是CO2，對環(huán)境的污染程度較低，D錯誤。(2)使用沼氣能源可以減少其他能源的使用，進而保護森林?！敬鸢浮?1)D(2)C11．沼氣是一種廉價的能源。農(nóng)村有大量的秸稈、雜草等農(nóng)業(yè)廢棄物，它們經(jīng)微生物發(fā)酵以后，便可產(chǎn)生沼氣，可以用來點火做飯。(1)直接燃燒植物的枝葉是原始的取熱方式，燃燒的化學反應(yīng)為_____________________。(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：____________________________________________________________；____________________________________________________________。其中對環(huán)境污染小的一種燃料是________________________________。(3)我國農(nóng)村大約有700萬個沼氣池，試說明使用沼氣池有哪些優(yōu)點？答：_______________。若建立沼氣發(fā)電站，可以實現(xiàn)把________能轉(zhuǎn)化為電能?！窘馕觥繉⒅参锏慕斩?、葉、根等轉(zhuǎn)化為沼氣，既擴大肥源，又改善農(nóng)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(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能?！敬鸢浮?1)(C6H10O5)n＋6nO2eq\o(→,\s\up15(點燃))6nCO2＋5nH2O(2)C＋O2eq\o(=,\s\up15(點燃))CO2、CH4＋2O2eq\o(→,\s\up15(點燃))CO2＋2H2O沼氣(3)使用沼氣池可使糞肥熟化、提高肥效、降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本；可解決農(nóng)村能源問題，改善衛(wèi)生條件；可替代煤，減少大氣中的粉塵和酸雨的形成，減少環(huán)境污染(合理答案即可)生物質(zhì)12．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(yīng)稱________次能源。有人認為氣體C是一種優(yōu)質(zhì)能源，你認為C作為能源最突出的優(yōu)點是________。(3)若已知1g氣體C燃燒生成液體A時放出kJ熱量，試寫出其燃燒的熱化學方程式_________________?！窘馕觥?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(zhì)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(zhì)量的氫燃燒時產(chǎn)生的熱量多，最突出的優(yōu)點是氫氣燃燒的唯一產(chǎn)物是水，燃燒后不產(chǎn)生污染。(3)2mol氫氣(4g)完全燃燒生成液體水時放出的熱量為4×kJ＝kJ，其ΔH＝－kJ·mol－1。【答案】(1)共價鍵(2)二無污染(3)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1[能力提升]13．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(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、促進經(jīng)濟發(fā)展等方面具有重要作用。應(yīng)用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，是實現(xiàn)節(jié)能減排的一項重要措施。下列有關(guān)分析不正確的是()A．風能、太陽能、生物質(zhì)能等屬于可再生能源B．推廣可再生能源有利于經(jīng)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(zhuǎn)化方式是太陽能直接轉(zhuǎn)化變?yōu)殡娔堋窘馕觥緼、B說法正確；由圖中的電流方向可知，A極應(yīng)為負極，C不正確；光伏電池發(fā)電是將光能直接轉(zhuǎn)化為電能，D正確。【答案】C14．(雙選)已知反應(yīng)Na2SO4·10H2Oeq\o(,\s\up15(吸熱),\s\do15(放熱))Na2SO4·nH2O＋(10－n)H2O。有人將裝有芒硝(Na2SO4·10H2O)的密閉聚乙烯管安裝在房屋的外墻內(nèi)就能達到白天蓄熱使室內(nèi)保持低溫度；晚上把白天所蓄熱量放出，使室內(nèi)保持溫暖。以下說法正確的是()A．白天將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能B．白天將化學能轉(zhuǎn)化為太陽能C．晚上將化學能轉(zhuǎn)化為熱能D．晚上將熱能轉(zhuǎn)化為化學能【解析】白天Na2SO4·10H2O吸收太陽能失去水生成Na2SO4·nH2O，轉(zhuǎn)化為化學能蓄存起來，A項正確；晚上Na2SO4·nH2O結(jié)合H2O重新生成Na2SO4·10H2O放出熱量，化學能轉(zhuǎn)化為熱能，C項正確?！敬鸢浮緼C15．某人設(shè)想利用下述反應(yīng)的聯(lián)合與循環(huán)來生產(chǎn)能解決目前環(huán)境和能源問題的某種物質(zhì)：3FeCl2＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up15(高溫))Fe3O4＋6HCl＋H2；4Fe3O4＋12Cl2＋12HCleq\o(=,\s\up15(100℃))12FeCl3＋6H2O＋5O2；6FeCl3eq\o(=,\s\up15(300℃))6FeCl2＋3Cl2↑。試回答下列問題：(1)該人欲生產(chǎn)的這種物質(zhì)是________。(2)從化學原理來看這種生產(chǎn)的實質(zhì)是