第四單元太陽能生物質(zhì)能和氫能的利用 (7)

1、第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用考試標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)條目學(xué)考要求選考要求(1)太陽能開發(fā)利用的途徑和方式aa(2)生物質(zhì)能的利用途徑aa(3)氫能的優(yōu)點(diǎn)、開發(fā)與利用,了解化石燃料的不可再生性及其給環(huán)境帶來的問題aa知識(shí)梳理光合作用C6H12O6+6O2葡萄糖葡萄糖CO2熱量C6H12O6-2 804 kJmol-1(2)利用太陽能的一般方式:直接利用和間接利用。直接利用中的能量轉(zhuǎn)換方式:光能轉(zhuǎn)換為 ,如:光合作用;光能轉(zhuǎn)換為 ,如:太陽能熱水器;光能轉(zhuǎn)換為 ,如:太陽能電池。間接利用中的能量轉(zhuǎn)換方式:光能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,如:水力發(fā)電;光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,如:礦物燃料。(3)太陽能利用中存在的問題:太陽

2、能吸熱板的裝置費(fèi)用昂貴;太陽能的利用受季節(jié)和天氣陰、晴等影響;大部分太陽能都是在夏天收集,如何把夏天收集的太陽能儲(chǔ)存起來,留存冬天使用,仍然是一個(gè)有待解決的問題?；瘜W(xué)能熱能電能(2)生物化學(xué)轉(zhuǎn)換制沼氣。2C2H5OH+2CO2(3)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換:使生物質(zhì)在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生熱值較高的可燃?xì)怏w。3.氫能的優(yōu)點(diǎn)、開發(fā)與利用(1)氫能的優(yōu)點(diǎn)氫氣完全燃燒放出的熱量是等質(zhì)量汽油完全燃燒放出熱量的3倍多, 。熱值高原料是水,來源 。燃燒產(chǎn)物是水,無 。(2)氫能產(chǎn)生與利用的途徑廣污染化學(xué)電電化學(xué)太陽能(3)氫能的開發(fā)與利用在光分解催化劑存在下,在特定的裝置中,利用 分解水制氫氣。利用 等低等植物和

3、微生物在陽光作用下分解水釋放出氫氣。太陽能藍(lán)綠藻發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用 合金,解決氫氣的貯存和運(yùn)輸問題。4.了解化石燃料的不可再生性及其給環(huán)境帶來的問題(1)煤、石油燃燒時(shí),常發(fā)生不完全燃燒,排放出大量煙塵和CO。(2)某些化石燃料燃燒排放出的廢氣中含SO2和氮氧化物,直接排放到大氣中會(huì)污染空氣并形成酸雨。(3)有些煤中灰分含量大、水分多、熱效率較低?！緦W(xué)有所思】 當(dāng)今需開發(fā)的新能源有哪些?答案:氫能、太陽能、核能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、潮汐能等。貯氫核心突破突破1:太陽能的利用太陽能是地球上最根本的能源,太陽能每年輻射到地球表面的能量約為5109 kJ,相當(dāng)于目前全世界能耗的13 000倍,可謂

4、“取之不盡,用之不竭”?！镜淅?】 下列屬于直接利用太陽輻射能的方式是( )光熱轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換光化學(xué)能轉(zhuǎn)換 光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換A.僅B.僅C.僅D.解析:光熱轉(zhuǎn)換是利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能;光電轉(zhuǎn)換是利用太陽輻射能,通過光電效應(yīng)獲得電能;光化學(xué)能轉(zhuǎn)換是將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存起來;光生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換是將太陽輻射能通過植物的光合作用轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能,因此均屬于直接利用太陽輻射能的方式。D【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】 下列說法不正確的是( )A.化石燃料蘊(yùn)藏的能量來自遠(yuǎn)古時(shí)期生物體所吸收利用的太陽能B.光熱轉(zhuǎn)換是目前技術(shù)最成熟、成本最低廉、應(yīng)用最廣泛的利用太陽能的形式C.氫氣之所以被稱為“綠色能源”是因?yàn)樗紵?/p>

5、的產(chǎn)物不會(huì)污染環(huán)境D.人類利用的能源都是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的解析:化石燃料是遠(yuǎn)古時(shí)期生物體吸收利用太陽能,經(jīng)過非常復(fù)雜的過程和漫長的時(shí)間形成,故A正確;光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)成熟、成本低廉,應(yīng)用廣泛,故B正確;氫氣燃燒后生成水,不會(huì)污染環(huán)境且氫氣是可再生能源,故是理想的燃料,故C正確;人類利用的能源有的通過化學(xué)反應(yīng)得到,有的不通過化學(xué)反應(yīng)也可得到,故D不正確。D【歸納總結(jié)】 能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系突破2:生物質(zhì)能的利用1.生物質(zhì)能的來源和種類。生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量。生物質(zhì)能包括農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市與工業(yè)有機(jī)廢棄物、動(dòng)物糞便等。2.生物質(zhì)能的含義。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能貯

6、存在生物體內(nèi)的一種能量形式,一種以生物質(zhì)為載體的能量,直接或間接來源于植物的光合作用。3.生物質(zhì)能的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn):提供廉價(jià)和清潔的能源。大量生活垃圾經(jīng)過垃圾處理廠處理,將其中的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能,減輕了垃圾占地給城市造成的壓力,大大地改善了城市環(huán)境,增加了市民的環(huán)保意識(shí)。缺點(diǎn):利用規(guī)模小;植物僅能將少量的太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能;單位土地面積的有機(jī)物能量偏低;缺乏適合栽種植物的土地。4.生物質(zhì)能的利用方式。直接燃燒,缺點(diǎn)是生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化率低;生物化學(xué)轉(zhuǎn)化:a.利用植物的秸稈、枝葉、雜草等制取沼氣;b.用含糖類、淀粉較多的農(nóng)作物為原料制取乙醇;熱化學(xué)轉(zhuǎn)化:生物質(zhì)能 可燃性氣體?！镜淅?】 下列

7、有關(guān)能源的說法不正確的是( )A.煤、石油、天然氣、氫能中,氫能是可再生能源B.生物質(zhì)能包括農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市與工業(yè)有機(jī)廢棄物、動(dòng)物糞便等C.貯氫合金的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,解決了氫氣貯存、運(yùn)輸?shù)碾y題D.生物質(zhì)能通過直接燃燒產(chǎn)生熱量,能量利用效率較高解析:煤、石油、天然氣、氫能中,氫能是可再生能源,A正確;生物質(zhì)能包括農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市與工業(yè)有機(jī)廢棄物、動(dòng)物糞便等,B正確;貯氫合金的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,解決了氫氣貯存、運(yùn)輸?shù)碾y題,C正確;生物質(zhì)能可以通過燃燒、發(fā)電等形式實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化,但其中直接燃燒不但污染嚴(yán)重,而且能量轉(zhuǎn)化率也低,D不正確。D【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】 下列對(duì)于城市廢棄

8、物中生物質(zhì)能的利用不合理的是( )A.把廢棄物拉到鄉(xiāng)下找個(gè)地方埋掉B.對(duì)廢棄物進(jìn)行處理后焚燒,利用產(chǎn)生的熱能供熱和發(fā)電C.把廢棄物進(jìn)行生物化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取甲烷D.讓廢棄物在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生熱值較高的可燃性氣體解析:將城市廢棄物填埋是將生物質(zhì)能白白浪費(fèi)的一種做法,并且還會(huì)污染土壤。A突破3:氫能的開發(fā)與利用1.氫氣作為能源的優(yōu)點(diǎn)。熱值高;氫是自然界存在的最普遍的元素;燃燒性能好;氫氣本身無毒,燃燒產(chǎn)物為水,不會(huì)污染環(huán)境,是最潔凈的能源;氫的熱值高;氫能利用形式多。2.生產(chǎn)氫氣的方法。電解水法,其缺點(diǎn)是消耗大量電能;在光分解催化劑存在時(shí),在特定裝置中,利用太陽能分解水制備;利用藍(lán)綠藻低等植

9、物和微生物在陽光作用下使水分解釋放出氫氣。3.氫能利用的關(guān)鍵。制備氫氣的耗能問題;氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸問題;氫燃料電池技術(shù)上的突破;直接用氫氣作汽車燃料有許多技術(shù)問題要解決;要考慮和解決氫能源普遍使用可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響;需要投入大量資金進(jìn)行氫能源研究?！镜淅?】 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(shí)產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池轎車“超越三號(hào)”,已達(dá)到世界先進(jìn)水平,并加快向產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)邁進(jìn)。氫能具有的優(yōu)點(diǎn)包括( )原料來源廣易燃燒、熱值高儲(chǔ)存方便制備工藝廉價(jià)易行A.B.C.D.解析:地球上有大量的水,可用水為原料制取氫氣。H2易燃燒,無污染,

10、熱值高,是一種高效、干凈的新能源,但在利用氫燃料時(shí),其儲(chǔ)存和制備成本較高,到現(xiàn)在還不能大量使用。A【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】 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( )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(zhì)外,反應(yīng)所需要的高溫條件,也需要額外消耗大量的能源。D【歸納總結(jié)】 (1)再生能源在自然界中可以不斷再生,并有規(guī)律地得到補(bǔ)充的能源。如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等。(2)非再生能源經(jīng)過億萬年形成,短時(shí)期無法恢復(fù)或循環(huán)再生的能源。如煤炭、石油、天然氣、核燃料等?？键c(diǎn)精練1.下列不屬于化石燃料的是( )A.煤

11、B.石油C.天然氣D.甲醇D解析:化石燃料包括煤、石油、天然氣等,甲醇不屬于化石燃料。2.下列有關(guān)太陽能的說法不正確的是( )A.太陽能以光波形式傳送到地面B.化石燃料蘊(yùn)藏的能源來自太陽能C.太陽能是潔凈能源,不污染環(huán)境D.食用植物體內(nèi)的淀粉、蛋白質(zhì)等屬于直接利用能源解析:食用植物體內(nèi)的淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)是將化學(xué)能除轉(zhuǎn)化為熱能,再被利用。D3.人類將在未來幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時(shí)代”過渡至“太陽能文明時(shí)代”(包括風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽能的轉(zhuǎn)換形態(tài)),屆時(shí)人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”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B.發(fā)展太陽能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)C.太

12、陽能電池可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能D.目前研究的菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于太陽能文明解析:煤、石油、天然氣都是有機(jī)物,屬于碳素燃料,A正確;發(fā)展太陽能可以減少化石燃料的使用,減少CO2的排放,B正確;太陽能電池可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,C正確;菠菜中的蛋白質(zhì)是間接利用太陽能合成的,研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”屬于太陽能文明,D不正確。D4.生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源。下列有關(guān)說法不正確的是( )A.農(nóng)村通過雜草和動(dòng)物的糞便發(fā)酵制沼氣,沼氣的主要成分是甲烷B.全國推廣使用的乙醇汽油中的乙醇可由富含淀粉的谷物發(fā)酵產(chǎn)生C.為減小對(duì)化石

13、燃料的依賴,可在農(nóng)村大量燃燒秸稈D.開發(fā)生物質(zhì)能有利于環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展解析:大量燃燒秸稈,可產(chǎn)生嚴(yán)重污染,浪費(fèi)生物質(zhì)能。C5.閱讀下面的敘述,回答有關(guān)問題?！吧镔|(zhì)”是指由植物或動(dòng)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(jī)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(xué)技術(shù)所改變。(1)礦物能源是現(xiàn)代人類社會(huì)賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ),目前,全球仍主要處于化石能源時(shí)期。下列不屬于化石能源的是(填字母序號(hào),下同)。A.石油B.煤C.天然氣D.生物質(zhì)能(2)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)能是可再生的能源C.生物質(zhì)能是解決農(nóng)村能源問題的主要途徑D.生物質(zhì)能的缺點(diǎn)是嚴(yán)重污染環(huán)境(3)沼氣是有機(jī)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)敘述