苏教版必修2 专题2第四单元　太阳能、生物质能和氢能的利用 作业.doc

第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用基础过关1. 2017年3月28日,中国成功开采可燃冰,主要成分为甲烷,属于一次能源。下列不属于一次能源的是(d)a.石油b.风能c.太阳能 d.氢能解析:石油、风能、太阳能是自然界本来就存在的能源,属于一次能源,故a、b、c不符合题意;氢能是自然界本来不存在的能源,是由一次能源转化而来,属于二次能源,故d符合题意。2.下列说法不正确的是(b)a.人类在远古时代就通过燃烧植物的方式开始利用生物质能b.氢能是理想的绿色能源,但人们只能将氢气的化学能除转化为热能c.煤中含有硫元素,大量的直接燃烧煤会引起酸雨等环境问题d.太阳能以光和热的形式传送到地面,人们可以直接利用这些光和热解析:a项,人类燃烧植物的方式获得热能,是开始利用生物质能的最早方式,正确;b项,氢气的化学能除转化为热能外,还可以让氢气构成燃料电池,使化学能转化成电能,不正确;c项,煤中含有硫元素,燃烧时产生so2,引起酸雨等环境问题,正确;d项,人们可以直接利用光和热,如太阳能热水器,正确。3.下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是(b)a.化石燃料物质内部储存着能量b.太阳能不能直接转化为化学能c.物质的化学能可能在不同条件下转变成热能、电能为人类所用d.大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用解析:绿色植物发生光合作用时,将太阳能直接转化为化学能,b错误。4.下列变化过程中表示的能量转化关系错误的是(b)a.植物光合作用:太阳能生物质能b.电灯发光:电能化学能c.木柴烧饭:生物质能热能d.太阳能热水器:太阳能热能解析:电灯发光是电能光能和热能,故b错误。5.“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秸秆的处理方法,不符合“绿色化学”的是(a)a.就地焚烧 b.发酵后作农家肥c.加工成饲料d.制造沼气解析:将植物秸秆就地焚烧不仅造成能源的浪费,也会造成环境污染。6.已知化学能与其他形式的能可以相互转化,下列反应中能量的转化形式是由化学能转化为热能的是(a)a.ch4+2o2co2+2h2ob.caco3cao+co2c.2h2o2h2+o2d.pb+pbo2+2h2so42pbso4+2h2o解析:b项中是热能转化为化学能;c项中是电能转化为化学能;d项中是化学能转化为电能。7.下列说法正确的是(c)a.煤是无机化合物,天然气和石油是有机化合物b.利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气,是氢能开发的研究方向c.化学电源放电、植物光合作用都发生化学变化,并伴随能量的转化d.若反应过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量,则反应放热解析:煤、天然气和石油均为混合物,a错误;h2o非常稳定,加热使h2o分解要消耗大量的热能,得不偿失,b错误;d项中描述的是吸热反应,d错误。8.下列叙述不正确的是(b)a.地球上最基本的能源是太阳能b.h2是理想的清洁燃料,贮存和运输方便,在现实生活和生产中已大量应用c.海水淡化技术的进步有助于淡水资源紧缺问题的解决d.利用工业废气中的co2制造全降解塑料,符合绿色环保要求解析:h2是理想的清洁燃料,但贮存和运输不便,因而限制了它在现实生活和生产中的应用,b不正确。9.下列措施不符合节能减排的是(a)a.大力发展火力发电,解决电力紧张问题b.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水c.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏d.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气解析:火力发电会产生大量的二氧化碳和其他污染物,消耗大量的能源,a不符合节能减排;安装太阳能热水器提供生活用热水利用的是太阳能,也没有污染物排放,b符合节能减排;用石灰吸收煤燃烧产生的so2,可减少so2对空气的污染,c符合节能减排;在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气,d符合节能减排。10.2012年至2020年的全球减排协议要求全世界都倡导“节能减排”和“低碳经济”。下列做法不符合这一理念的是(a)a.使用填埋法处理未经分类的生活垃圾b.使用乙醇汽油,降低机动车辆尾气中有害气体的排放c.推广煤的干馏、气化、液化技术,提供清洁、高效燃料和基础化工原料d.发展水电,开发新能源,如核能、太阳能、风能等,减少对化石能源的依赖解析:减少化石燃料的使用,开发新能源,使用乙醇汽油等均符合节能减排、低碳经济理念。填埋法处理未经分类的生活垃圾会污染水体和土壤,不利于节能减排,故a不符合这一理念。11.节约能源与开发新能源是世界各国共同研究的课题。针对这一现象,某科研小组提出如下方案,你认为不够科学合理的是(c)a.将“地沟油”“口水油”再利用,转化为生物柴油b.研究新型半导体材料,大力发展太阳能光伏电池c.采用电解法制取氢气作为新能源d.研制以甲醇、乙醇为燃料的新型汽车解析:电解法制取氢气需要消耗大量的电能,成本较高、不经济。12.现代城市使用的燃料大多是煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,由煤炭与水(蒸气)反应制得,故又称水煤气。(1)写出制取煤气的主要反应的化学方程式: 。(2)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为c3h8(g)+5o2(g)3co2(g)+4h2o(l)h=-2 220.0 kj/mol。已知co气体燃烧的热化学方程式为co(g)+12o2(g)co2(g)h=-282.57 kj/mol。试计算同物质的量的c3h8和co燃烧,产生热量的比值约为。(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h=-571.6 kj/mol。试计算同质量的氢气和丙烷燃烧,产生热量的比值约为。(4)氢气是未来的新能源,除产生大量热外,还具有的优点是。(填两点)解析:(2)设c3h8、co的物质的量均为1 mol,则产生热量的比值约为2 220.0 kj282.57 kj7.861。(3)设h2、c3h8的质量均为1 g,则产生热量的比值约为(1 g2 gmol-112571.6 kjmol-1)(1 g44 gmol-12 220.0 kjmol-1)2.831。答案:(1)c+h2o(g) co+h2(2)7.861 (3)2.81(4)来源丰富;其燃烧产物对环境无污染13.阅读材料,回答问题:(1)某无色液体a在通电条件下能生成无色气体b和c,b能使带火星的木条复燃,c能在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰且只生成a。a中所含的化学键是。(2)能源可分为一次能源和二次能源。自然界以现存形式提供的能源称为一次能源;需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。你认为c作为能源应称次能源。有人认为气体c是一种优质能源,你认为c作为能源最突出的优点是。(3)若已知1 g气体c燃烧生成气体a时放出120.9 kj热量,试写出其燃烧的热化学方程式: 。解析:(1)根据题中条件可以判断:无色液体a是水,1个水分子中含有2个ho共价键;b是氧气,c是氢气。(2)自然界中没有氢气,需要用其他物质为原料进行制备,所以氢气属于二次能源;氢气作为燃料的优点是:来源丰富(水),单位质量的氢气燃烧时产生的热量多,最突出的优点是氢气燃烧的唯一产物是水,燃烧后不产生污染。(3)2 mol氢气 (4 g)完全燃烧生成气体水时放出的热量为4120.9 kj=483.6 kj,其h=-483.6 kjmol-1。答案:(1)共价键(2)二无污染 (3)2h2(g)+o2(g)2h2o(g)h=-483.6 kjmol-1能力提升1.工业上制备h2有多种途径,下列说法正确的是(b)甲烷氧化:ch4(g)+o2(g)co2(g)+2h2(g)h1=-322.0 kj/mol甲烷水化:ch4(g)+h2o(g)co(g)+3h2(g)h2=+206.2 kj/mol煤的气化:c(s)+h2o(g)co(g)+h2(g)h3=+131.3 kj/mol蓝绿藻和微生物在阳光作用下,分解水制氢气:2h2o(l)2h2(g)+o2(g)h4=+571.6 kj/mola.反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和b.若将反应联合生产且o2、h2o按一定的比例投放,可实现节能的效果c.反应使用良好催化剂,可以提高反应速率,同时降低h3d.反应是太阳能转化为化学能,且可推出:2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h4=+571.6 kj/mol解析:反应是放热反应,h=反应物的键能总和-生成物键能总和,即反应物的键能总和小于生成物键能总和,故a错误;按照一定的比例投入,达到资源的最大利用,实现节能的效果,故b正确;使用催化剂,加快反应速率,但不能影响h,故c错误;反应是太阳能转化成化学能,氢气与氧气反应是放热反应,即2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h=-571.6 kj/mol,故d错误。2.如图为火电站发电原理示意图:分析图中各种变化,下列不能发生的是(b)a.氧化还原反应b.化学能直接转化为电能c.化学键的断裂与重新组合d.改变反应物接触面积,提高反应速率解析:由火电站发电原理示意图知,该过程涉及煤燃烧,属于氧化还原反应,a不符合题意;该火电站发电原理为利用煤燃烧时产生的热能,通过发电动力装置转换成电能,不是化学能直接转化为电能,b符合题意;该过程涉及化学变化,化学变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成,c不符合题意;该过程中,将煤转变为煤粉,增大了固体反应物的接触面积,提高了反应速率,d不符合题意。3.某学校课外兴趣小组为了研究家用煤的燃烧效率,甲、乙两组运用了两种不同的方法,他们都首先称量煤w g,在实验室中的密闭体系中燃烧,然后分别进行实验:已知:煤的燃烧效率=完全燃烧的碳的质量碳的总质量甲:把燃烧后的气体物质通过足量的澄清石灰水,干燥,称量所得固体物质质量为a g;乙:把产生的气体通过足量的碱石灰,通过灼热的cuo(已称量过质量为m g),称量反应后的固体的质量为b g。根据上述实验回答下列问题:(1)甲实验中的步骤的名称是。(2)通过甲组的实验能否得出燃烧效率?(填“能”或“否”)。(3)结合甲、乙的数据可以得出该煤的燃烧效率,该煤的燃烧效率为(用含w、a、m、b的表达式表示)。(4)该实验能同时测定出煤中碳的含量吗?(填“能”或“否”),碳的含量为 (用含w、a、m、b的表达式表示,如果不能测定出煤中碳的含量,该问不作答)。解析:研究家用煤的燃烧效率就是研究碳燃烧后的产物,碳燃烧后的产物有三种可能:co、co2或它们的混合物。甲组研究的是co2,n(co2)=ag100 gmol-1;乙组研究的是co,n(co)=n(o)=(m-b)g16 gmol-1。两组单独的实验都达不到实验目的。甲实验中的第步操作是过滤;结合甲、乙两组的数据可以测定出煤中碳的含量。答案:(1)过滤(2)否(3)a10012(a100+m-b16)12 (4)能(a100+m-b16)12w100%4.能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,常规能源的合理利用和新能源的开发是当今社会人类面临的严峻课题。回答下列问题:(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家,下列关于煤作燃料的论点正确的是。a.煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单燃烧掉太可惜,应该综合利用b.煤是热值很高的固体燃料,我国煤炭资源相对集中,开采成本低,用煤作燃料合算c.煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘,对环境污染严重d.通过洁净煤技术,如煤的气化和液化,以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属,用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器,该雾化器的作用是 。(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料,它可以由绿色植物的秸秆制取,制取乙醇的两步反应的化学方程式分 别是 ;1.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出29.72 kj热量,表示乙醇燃烧的热化学方程式为 。(4)一些科学家对以下3个反应很感兴趣:3fecl2+4h2o(g)fe3o4+6hcl+h2fe3o4+32cl2+6hcl3fecl3+3h2o+12o23fecl33fecl2+32cl2科学家利用上述反应是为了生产,对制备此物质而言,fecl2的作用是。解析:(1)煤是一种化石燃料,也是重要的化工原料,属于不可再生能源,把煤作为燃料简单燃烧掉是一种浪费,并且煤中所含的硫在燃烧时生成的so2会造成环境污染,通过洁净煤技术,如煤的气化和液化以及烟气脱硫,不仅减轻了燃煤污染,还能提高煤燃烧的热利用率。(2)煤油雾化可使煤油与助燃剂充分接触,提高燃烧效率。(3)由绿色植物的秸秆(主要成分为纤维素)制取乙醇即用纤维素制葡萄糖,再