2019高中化學(xué)第1部分第四單元太陽(yáng)能生物質(zhì)能和氧能利用講義(含解析)蘇教版

太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氧能的利用1．化石能源主假如指哪些物質(zhì)形成的能源？提示：煤、石油、天然氣。2．燃料的焚燒能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槟囊环N能量形式？提示：轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽艿取?．植物經(jīng)過(guò)光合作用能將CO2和水轉(zhuǎn)變?yōu)槟男┪镔|(zhì)？提示：轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟呛脱鯕狻?．你知道的新能源有哪些？提示：太陽(yáng)能、氫能、核能、潮汐能、地?zé)崮堋新知研究]研究1你知道當(dāng)前利用太陽(yáng)能有哪些方法，依照教材P47“你知道嗎？”達(dá)成表格。研究2攝取人體內(nèi)的淀粉是怎樣轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰康?？提示：淀粉在人體內(nèi)水解轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?；葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，開釋出能量。[必記結(jié)論]1．太陽(yáng)能的利用能源是人類生活和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。地球上最基本的能源是太陽(yáng)能。2．太陽(yáng)能利用的能量轉(zhuǎn)變方式被汲取的太陽(yáng)能化學(xué)反響化學(xué)反響――→化學(xué)能――→熱能、光能或電能太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能：①物質(zhì)轉(zhuǎn)變：在太陽(yáng)光作用下，植物體內(nèi)的葉綠素把水、二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵瑥亩傻矸?、纖維素。光②化學(xué)反響：6CO2＋6H2O――→C6H12O6＋6O2。葉綠素③能量轉(zhuǎn)變：光能―→化學(xué)能。化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽孩傥镔|(zhì)轉(zhuǎn)變：動(dòng)物攝取體內(nèi)的淀粉、纖維素能水解轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵溲趸啥趸己退?，開釋出熱量，供應(yīng)生命活動(dòng)的需要。催化劑②化學(xué)反響為：(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6；C6H12O6＋6O2―→6H2O＋6CO2。③能量轉(zhuǎn)變：化學(xué)能―→熱能。[成功體驗(yàn)]1．相關(guān)太陽(yáng)能的利用，下邊是四位同學(xué)的溝通，請(qǐng)判斷正誤。分析：甲、乙、丙三位同學(xué)描繪的是太陽(yáng)能利用中的存在問題，利用中的能量轉(zhuǎn)變形式，太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋４鸢福杭?、乙、丙正確；丁錯(cuò)誤。2．以下相關(guān)太陽(yáng)能的利用方式以及列舉的實(shí)例錯(cuò)誤的選項(xiàng)是(

)

丁同學(xué)描繪的是太陽(yáng)能A．直接利用太陽(yáng)輻射能的基本方式有四種：光—熱變換、光—電變換、光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換和光—生物質(zhì)能變換B．太陽(yáng)能熱水器是一種光—熱變換形式C．綠色植物進(jìn)行的光合作用，是一種光—生物質(zhì)能變換，它的實(shí)質(zhì)是光—化學(xué)能變換D．將電能經(jīng)過(guò)用電器進(jìn)行照明的過(guò)程是一種光—電能變換過(guò)程分析：選D光—熱變換、光—電變換、光—化學(xué)能變換和光—生物質(zhì)能變換是太陽(yáng)能利用的基本方式，它們都是把光能變換成其余形式的能量的過(guò)程。D項(xiàng)是將電能變換成光能的過(guò)程。[新知研究

]研究1生物質(zhì)主要包含哪些物質(zhì)？提示：生物質(zhì)包含農(nóng)業(yè)荒棄物(如植物的秸稈)、水生植物、油料植物、有機(jī)荒棄物等。研究2沼氣的主要成分是什么？怎樣除掉沼氣中的少許H2S、CO2雜質(zhì)氣體？提示：CH4；用NaOH溶液可除掉沼氣中的少許H2S和CO2。研究3怎樣由甘蔗渣(主要成分是纖維素)制取酒精？提示：甘蔗渣(主要成分是纖維素)在催化劑的作用下先水解生成葡萄糖；而后葡萄糖在酶的作用下發(fā)酵制得乙醇。[必記結(jié)論]1．生物質(zhì)能的根源植物及其加工產(chǎn)品所儲(chǔ)存的能量。2．生物質(zhì)能的利用方式直接焚燒(用纖維素代表植物枝葉的主要成分)：點(diǎn)燃化學(xué)方程式為(C6H10O5)n＋6nO2――→6nCO2＋5nH2O。生物化學(xué)變換。①制沼氣：沼氣的成分主假如CH4，還含有CO2及少許H2S、NH3、PH3等。②制乙醇：酶化學(xué)反響：(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6；酶C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO。熱化學(xué)變換。使生物質(zhì)在必定條件下發(fā)生化學(xué)反響，產(chǎn)生熱值較高的可燃?xì)怏w。[成功體驗(yàn)]3．閱讀下邊的表達(dá)，回答相關(guān)問題。“生物質(zhì)”是指由植物或動(dòng)物生命體衍生獲取的物質(zhì)的總稱。作為人類解決能源危機(jī)重要門路之一的“生物質(zhì)能”，主要指用樹木、莊稼、草類等植物直接或間接供應(yīng)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)下邊相關(guān)“生物質(zhì)能”的說(shuō)法，不正確的選項(xiàng)是()A．利用生物質(zhì)能就是間接利用太陽(yáng)能B．生物質(zhì)能源是可重生的能源C．生物質(zhì)能源是解決鄉(xiāng)村能源的主要門路D．生物質(zhì)能的弊端是嚴(yán)重污染環(huán)境沼氣是有機(jī)荒棄物(樹葉、秸稈、草類及垃圾、糞便等)在隔斷空氣的條件下發(fā)酵分解而成的氣體，主要成分是甲烷。鄉(xiāng)村沼氣池中發(fā)酵后的池底節(jié)余物是很好的漚肥。下邊有關(guān)結(jié)論中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．沼氣是一種潔凈的能源B．使用沼氣作能源能夠保護(hù)叢林C．使用沼氣給農(nóng)民的生活帶來(lái)了不便D．使用沼氣是對(duì)化學(xué)能的充分利用分析：(1)生物質(zhì)焚燒的生成物主假如CO2，對(duì)環(huán)境的污染程度較低，

D錯(cuò)誤。使用沼氣能源能夠減少其余能源的使用，從而保護(hù)叢林。答案：(1)D(2)C[新知研究]研究1與化石燃料對(duì)比，氫能源有哪些長(zhǎng)處？提示：長(zhǎng)處是：①熱值高；②根源廣；③焚燒產(chǎn)物是水，無(wú)污染。研究2可否用電解水的方法來(lái)制取H？該方法有何弊端？2提示：能，該反響的化學(xué)方程式為通電2H2O=====2H2↑＋O2↑；該方法的弊端是耗費(fèi)大批的電能。研究3開發(fā)氫能需要解決哪些問題？提示：①制取H2的能耗高；②H的儲(chǔ)存和運(yùn)輸困難。2[必記結(jié)論]1．氫能的長(zhǎng)處2．氫能利用存在的問題低價(jià)的制氫技術(shù)——首要難點(diǎn)。原由：制氫需要耗費(fèi)大批的能量且效率低。安全靠譜的貯氫和輸氫方法——重點(diǎn)。原由：H2易汽化、易燃、易爆。3．氫能的產(chǎn)生和利用門路氫能的產(chǎn)生①水煤氣法：②電解法：③光解法：氫能的利用方式①利用氫和氧化劑發(fā)生反響放出熱能；②利用氫和氧化劑在催化劑作用下的電化學(xué)反響直接獲取電能；③利用氫的熱核反響開釋出核能，這是氫能的一種特別應(yīng)用。[成功體驗(yàn)]4．近20年來(lái)，對(duì)以氫氣為將來(lái)的動(dòng)力燃料氫能源的研究獲取了快速發(fā)展，為了有效發(fā)展民用氫能源，第一一定制得低價(jià)的氫氣，以下可供開發(fā)又較經(jīng)濟(jì)且資源可連續(xù)利用的制氫氣的方法是(

)A．電解水

B．鋅與稀硫酸反響C．光解海水

D

．以石油、天然氣為原料分析：選

C

制H2的要求為可供開發(fā)又較經(jīng)濟(jì)，且資源可連續(xù)利用，

A、B項(xiàng)不經(jīng)濟(jì)，

D項(xiàng)可開發(fā)但石油、天然氣為化石燃料不行連續(xù)利用。5．今有兩反響：①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，NaH＋H2O===NaOH＋H2↑?；卮鹨韵聠栴}：指出H2O的作用：反響①____________，反響②____________。(2)反響①中的H__________0(

填“>”或“<”)。分析：兩反響中答案：(1)氧化劑

H2O均作氧化劑，反響①為放熱反響。氧化劑(2)<———————————————[重點(diǎn)語(yǔ)句小結(jié)]————————————————1．太陽(yáng)能利用的重要反響：光(1)6CO2＋6H2O葉綠素――→C6H12O6＋6O2(太陽(yáng)能→化學(xué)能催化劑(2)(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6，

)，淀粉或纖維素葡萄糖C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O(化學(xué)能→熱能

)。葡萄糖2．生物質(zhì)能的利用：點(diǎn)燃直接焚燒：(C6H10O5)n＋6nO2――→6nCO2＋5nH2O，生物化學(xué)變換：制沼氣；制乙醇。熱化學(xué)變換。3．氫能的三大長(zhǎng)處：(1)根源廣(2)無(wú)污染(3)熱值高[例1]人類將在將來(lái)幾十年內(nèi)漸漸由“碳素燃料文明時(shí)代”過(guò)渡至“太陽(yáng)能文明時(shí)代”(包含風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽(yáng)能的變換形態(tài))，屆時(shí)人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A．煤、石油和天然氣都屬于碳素燃料B．發(fā)展太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)C．太陽(yáng)能電池可將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹．當(dāng)前研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于太陽(yáng)能文明分析：選D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(yáng)能經(jīng)濟(jì)，不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體；利用光能電池可將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽徊げ藢儆诰G色植物，是經(jīng)過(guò)光合作用生成的，D說(shuō)法不正確。太陽(yáng)能與其余能源的關(guān)系：1．煤、石油、天然氣等化石燃料與太陽(yáng)能相關(guān)嗎？提示：煤、石油、天然氣等化石燃料儲(chǔ)藏的能量來(lái)自太陽(yáng)能。[例2][雙選]以下相關(guān)生物質(zhì)能的說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A．生物質(zhì)能是可重生能源B．生物質(zhì)能根源于太陽(yáng)能C．焚燒生活垃圾發(fā)電是將生物質(zhì)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹．玉米、高粱發(fā)酵制乙醇是生物質(zhì)能的熱化學(xué)變換分析：選CD生物質(zhì)能根源于植物及其加工產(chǎn)品所儲(chǔ)存的能量，生物質(zhì)能最后利用的結(jié)果：除開釋能量外，產(chǎn)生無(wú)污染的CO2和H2O，經(jīng)過(guò)植物的光合作用，從頭將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)能，因今生物質(zhì)能是可重生的新能源，A正確；光—生物質(zhì)能的變換實(shí)質(zhì)是光—化學(xué)能的變換，B項(xiàng)正確；焚燒生活垃圾發(fā)電的能量變換過(guò)程是：生物質(zhì)能―→熱能―→電能，不正確；含淀粉較高的農(nóng)作物發(fā)酵制燃料乙醇是生物化學(xué)變換，D不正確。生物質(zhì)能是新能源，能夠重生，合理利用不會(huì)造成環(huán)境污染。生物質(zhì)能經(jīng)過(guò)生物化學(xué)變換能夠制取CH4、乙醇等能源物質(zhì)，生物質(zhì)經(jīng)過(guò)熱化學(xué)變換能夠制取CH4、CO、H2等可燃性氣體。2．怎樣由玉米制取酒精？寫出反響的化學(xué)方程式。提示：(1)(CH10O酶nn65n266淀粉葡萄糖發(fā)酵(2)C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO↑葡萄糖[例3]H2是一種很有前程的能源，以水為原料大批制取H2，最理想的門路是()太陽(yáng)能A．2H2O=====2H2↑＋O2↑高溫B．C＋H2O(g)=====CO＋H2高溫C．3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2通電D．2H2O=====2H2↑＋O2↑分析：選AB、C、D三項(xiàng)都要耗費(fèi)傳統(tǒng)能源。而A項(xiàng)中太陽(yáng)能是已被人類使用的新能源，與傳統(tǒng)能源對(duì)比較，太陽(yáng)能的長(zhǎng)處好多，并且是一般傳統(tǒng)能源沒法比較的。1．據(jù)報(bào)導(dǎo)，某國(guó)一公司擬在太空建筑巨大的集光裝置，把太陽(yáng)光變?yōu)榧す庥糜诜纸夂＜す馑茪洌?HO=====2H2↑＋O2↑。以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A．水的分解反響是放熱反響B(tài)．氫氣是二次能源C．使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng)D．若用生成的氫氣與空氣中剩余的二氧化碳反響生成甲醇儲(chǔ)藏起來(lái)，能夠改良生計(jì)環(huán)境分析：選A選項(xiàng)A中水的分解反響是吸熱反響；選項(xiàng)B中在自然界中氫氣沒法直接獲得，是二次能源；選項(xiàng)C中氫氣的焚燒產(chǎn)物是水，化石燃料焚燒會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，所以氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng)；選項(xiàng)D中生成的氫氣與空氣中剩余的二氧化碳反響生成甲醇，則能夠?qū)Χ趸歼M(jìn)行循環(huán)利用。1．能源的分類一次能源和二次能源：重生能源與非重生能源：錯(cuò)誤!慣例能源和新能源：①慣例能源：在必定歷史時(shí)期和科學(xué)技術(shù)水平下，已經(jīng)被寬泛應(yīng)用的能源。如煤炭、天然氣、石油等。②新能源：采納先進(jìn)方法以及新發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)加以利用的能源。如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、大海能、生物質(zhì)能、氫能等。2．化石燃料的弊端化石燃料都是不行重生的，且總量有限；焚燒化石燃料產(chǎn)生的SO2、NOx等嚴(yán)重污染環(huán)境。3．新能源的長(zhǎng)處資源豐富，且有些能夠重生，為重生性能源，對(duì)環(huán)境沒有污染或污染小。[例4]相關(guān)能源的以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A．煤、石油、天然氣均為化石能源B．化石能源是非重生能源C．氫能是可重生能源D．氫能、核能均是無(wú)污染的高效能源分析：選D煤、石油、天然氣屬化石燃料，屬非重生能源，A、B正確；氫能可重生且無(wú)污染，核能有污染，C正確，D錯(cuò)誤。能量之間的轉(zhuǎn)變2．以下過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)變，屬于太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)能的是()A．石油焚燒B．植物的光合作用C．核電站發(fā)電D．太陽(yáng)能電池供電分析：選B石油焚燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；核電站發(fā)電是核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；太?yáng)能電池供電是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；植物的光合作用是太?yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)能。1．綠色能源是人類理想的能源，不會(huì)造成環(huán)境污染，以下能源不屬于綠色能源的是(

)A.氫能源C.風(fēng)能

D.

B.太陽(yáng)能石油分析：選D環(huán)境污染對(duì)人類的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的阻礙，這主要來(lái)自于三大化石燃料的焚燒、現(xiàn)代工業(yè)廢物的排放等。人類意識(shí)到環(huán)境污染的反作用后，提出了綠色能源、綠色化學(xué)等理念。氫能是氫氣焚燒供應(yīng)的，產(chǎn)物是水，無(wú)污染；太陽(yáng)能是最潔凈的能源；風(fēng)能的使用也不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染。石油是化石燃料，此中硫元素焚燒生成的二氧化硫、不完整焚燒產(chǎn)生的一氧化碳、高溫焚燒產(chǎn)生的氮氧化物等都是污染物，所以石油不是綠色能源。2．以下能量利用屬于生物質(zhì)能利用的是()A．石油氣、天然氣用作家庭燃料B．鄉(xiāng)村用沼氣池產(chǎn)生的沼氣作燃料C．太陽(yáng)能熱水器D．汽油多用于汽車燃料分析：選B石油氣、天然氣、汽油均屬于化石燃料，A、D錯(cuò)誤；鄉(xiāng)村用沼氣池產(chǎn)生沼氣作燃料屬于生物質(zhì)能利用，B正確；太陽(yáng)能熱水器屬于太陽(yáng)能利用，C錯(cuò)誤。3．以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是()A．電解水生成氫氣和氧氣時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能B．煤焚燒時(shí)化學(xué)能大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮蹸．綠色植物光合作用過(guò)程中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能D．白熾燈工作時(shí)電能所有轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽芊治觯哼xD電解過(guò)程是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，A正確；煤焚燒時(shí)化學(xué)能大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，少部分化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，B正確；綠色植物的光合作用過(guò)程中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，C正確；白熾燈工作時(shí)電能大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，少部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽珼不正確。4．氫能是一種既高效又潔凈的新能源，發(fā)展遠(yuǎn)景優(yōu)秀，用氫作能源的燃料電池汽車備受喜愛。我國(guó)擁有完整自主知識(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，并加速向家產(chǎn)化的目標(biāo)邁進(jìn)。氫能擁有的長(zhǎng)處包含()①原料根源廣②易焚燒、熱值高③儲(chǔ)藏方便④制備工藝低價(jià)易行A．①②B．①③

C．③④

D．②④分析：選A地球上有大批的水，可用水為原料制氫氣。H2易焚燒，無(wú)污染，熱值高，是一種高效、潔凈的新能源，但在利用氫燃料時(shí)，其儲(chǔ)藏和制備成本較高，到此刻還不可以大量使用。5．(1)利用新能源發(fā)電的形式有好多，如下圖，此中A表示潮汐能發(fā)電，B表示地