2019高中化学第1部分第四单元太阳能生物质能和氧能利用讲义(含解析)苏教版

太阳能、生物质能和氧能的利用1．化石能源主假如指哪些物质形成的能源？提示：煤、石油、天然气。2．燃料的焚烧能将化学能转变为哪一种能量形式？提示：转变为热能和光能等。3．植物经过光合作用能将CO2和水转变为哪些物质？提示：转变为葡萄糖和氧气。4．你知道的新能源有哪些？提示：太阳能、氢能、核能、潮汐能、地热能。[新知研究]研究1你知道当前利用太阳能有哪些方法，依照教材P47“你知道吗？”达成表格。研究2摄取人体内的淀粉是怎样转变为能量的？提示：淀粉在人体内水解转变为葡萄糖；葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，开释出能量。[必记结论]1．太阳能的利用能源是人类生活和社会发展的基础。地球上最基本的能源是太阳能。2．太阳能利用的能量转变方式被汲取的太阳能化学反响化学反响――→化学能――→热能、光能或电能太阳能转变为化学能：①物质转变：在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转变为葡萄糖，从而生成淀粉、纤维素。光②化学反响：6CO2＋6H2O――→C6H12O6＋6O2。叶绿素③能量转变：光能―→化学能。化学能转变为热能：①物质转变：动物摄取体内的淀粉、纤维素能水解转变为葡萄糖，其氧化生成二氧化碳和水，开释出热量，供应生命活动的需要。催化剂②化学反响为：(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6；C6H12O6＋6O2―→6H2O＋6CO2。③能量转变：化学能―→热能。[成功体验]1．相关太阳能的利用，下边是四位同学的沟通，请判断正误。分析：甲、乙、丙三位同学描绘的是太阳能利用中的存在问题，利用中的能量转变形式，太阳能热水器是将太阳能转变为热能。答案：甲、乙、丙正确；丁错误。2．以下相关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的选项是(

)

丁同学描绘的是太阳能A．直接利用太阳辐射能的基本方式有四种：光—热变换、光—电变换、光—化学能转换和光—生物质能变换B．太阳能热水器是一种光—热变换形式C．绿色植物进行的光合作用，是一种光—生物质能变换，它的实质是光—化学能变换D．将电能经过用电器进行照明的过程是一种光—电能变换过程分析：选D光—热变换、光—电变换、光—化学能变换和光—生物质能变换是太阳能利用的基本方式，它们都是把光能变换成其余形式的能量的过程。D项是将电能变换成光能的过程。[新知研究

]研究1生物质主要包含哪些物质？提示：生物质包含农业荒弃物(如植物的秸秆)、水生植物、油料植物、有机荒弃物等。研究2沼气的主要成分是什么？怎样除掉沼气中的少许H2S、CO2杂质气体？提示：CH4；用NaOH溶液可除掉沼气中的少许H2S和CO2。研究3怎样由甘蔗渣(主要成分是纤维素)制取酒精？提示：甘蔗渣(主要成分是纤维素)在催化剂的作用下先水解生成葡萄糖；而后葡萄糖在酶的作用下发酵制得乙醇。[必记结论]1．生物质能的根源植物及其加工产品所储存的能量。2．生物质能的利用方式直接焚烧(用纤维素代表植物枝叶的主要成分)：点燃化学方程式为(C6H10O5)n＋6nO2――→6nCO2＋5nH2O。生物化学变换。①制沼气：沼气的成分主假如CH4，还含有CO2及少许H2S、NH3、PH3等。②制乙醇：酶化学反响：(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6；酶C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO。热化学变换。使生物质在必定条件下发生化学反响，产生热值较高的可燃气体。[成功体验]3．阅读下边的表达，回答相关问题。“生物质”是指由植物或动物生命体衍生获取的物质的总称。作为人类解决能源危机重要门路之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接供应的能量。

古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代科学技术所改变。(1)下边相关“生物质能”的说法，不正确的选项是()A．利用生物质能就是间接利用太阳能B．生物质能源是可重生的能源C．生物质能源是解决乡村能源的主要门路D．生物质能的弊端是严重污染环境沼气是有机荒弃物(树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等)在隔断空气的条件下发酵分解而成的气体，主要成分是甲烷。乡村沼气池中发酵后的池底节余物是很好的沤肥。下边有关结论中，错误的选项是()A．沼气是一种洁净的能源B．使用沼气作能源能够保护丛林C．使用沼气给农民的生活带来了不便D．使用沼气是对化学能的充分利用分析：(1)生物质焚烧的生成物主假如CO2，对环境的污染程度较低，

D错误。使用沼气能源能够减少其余能源的使用，从而保护丛林。答案：(1)D(2)C[新知研究]研究1与化石燃料对比，氢能源有哪些长处？提示：长处是：①热值高；②根源广；③焚烧产物是水，无污染。研究2可否用电解水的方法来制取H？该方法有何弊端？2提示：能，该反响的化学方程式为通电2H2O=====2H2↑＋O2↑；该方法的弊端是耗费大批的电能。研究3开发氢能需要解决哪些问题？提示：①制取H2的能耗高；②H的储存和运输困难。2[必记结论]1．氢能的长处2．氢能利用存在的问题低价的制氢技术——首要难点。原由：制氢需要耗费大批的能量且效率低。安全靠谱的贮氢和输氢方法——重点。原由：H2易汽化、易燃、易爆。3．氢能的产生和利用门路氢能的产生①水煤气法：②电解法：③光解法：氢能的利用方式①利用氢和氧化剂发生反响放出热能；②利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反响直接获取电能；③利用氢的热核反响开释出核能，这是氢能的一种特别应用。[成功体验]4．近20年来，对以氢气为将来的动力燃料氢能源的研究获取了快速发展，为了有效发展民用氢能源，第一一定制得低价的氢气，以下可供开发又较经济且资源可连续利用的制氢气的方法是(

)A．电解水

B．锌与稀硫酸反响C．光解海水

D

．以石油、天然气为原料分析：选

C

制H2的要求为可供开发又较经济，且资源可连续利用，

A、B项不经济，

D项可开发但石油、天然气为化石燃料不行连续利用。5．今有两反响：①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。回答以下问题：指出H2O的作用：反响①____________，反响②____________。(2)反响①中的H__________0(

填“>”或“<”)。分析：两反响中答案：(1)氧化剂

H2O均作氧化剂，反响①为放热反响。氧化剂(2)<———————————————[重点语句小结]————————————————1．太阳能利用的重要反响：光(1)6CO2＋6H2O叶绿素――→C6H12O6＋6O2(太阳能→化学能催化剂(2)(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6，

)，淀粉或纤维素葡萄糖C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O(化学能→热能

)。葡萄糖2．生物质能的利用：点燃直接焚烧：(C6H10O5)n＋6nO2――→6nCO2＋5nH2O，生物化学变换：制沼气；制乙醇。热化学变换。3．氢能的三大长处：(1)根源广(2)无污染(3)热值高[例1]人类将在将来几十年内渐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包含风能、生物质能等太阳能的变换形态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。以下说法不正确的选项是()A．煤、石油和天然气都属于碳素燃料B．发展太阳能经济有助于减缓温室效应C．太阳能电池可将太阳能直接转变为电能D．当前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明分析：选D煤、石油和天然气都属于含碳元素的燃料，属于碳素燃料；太阳能经济，不会产生温室气体；利用光能电池可将太阳能直接转变为电能；菠菜属于绿色植物，是经过光合作用生成的，D说法不正确。太阳能与其余能源的关系：1．煤、石油、天然气等化石燃料与太阳能相关吗？提示：煤、石油、天然气等化石燃料储藏的能量来自太阳能。[例2][双选]以下相关生物质能的说法不正确的选项是()A．生物质能是可重生能源B．生物质能根源于太阳能C．焚烧生活垃圾发电是将生物质能直接转变为电能D．玉米、高粱发酵制乙醇是生物质能的热化学变换分析：选CD生物质能根源于植物及其加工产品所储存的能量，生物质能最后利用的结果：除开释能量外，产生无污染的CO2和H2O，经过植物的光合作用，从头将太阳能转变为生物质能，因今生物质能是可重生的新能源，A正确；光—生物质能的变换实质是光—化学能的变换，B项正确；焚烧生活垃圾发电的能量变换过程是：生物质能―→热能―→电能，不正确；含淀粉较高的农作物发酵制燃料乙醇是生物化学变换，D不正确。生物质能是新能源，能够重生，合理利用不会造成环境污染。生物质能经过生物化学变换能够制取CH4、乙醇等能源物质，生物质经过热化学变换能够制取CH4、CO、H2等可燃性气体。2．怎样由玉米制取酒精？写出反响的化学方程式。提示：(1)(CH10O酶nn65n266淀粉葡萄糖发酵(2)C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO↑葡萄糖[例3]H2是一种很有前程的能源，以水为原料大批制取H2，最理想的门路是()太阳能A．2H2O=====2H2↑＋O2↑高温B．C＋H2O(g)=====CO＋H2高温C．3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2通电D．2H2O=====2H2↑＋O2↑分析：选AB、C、D三项都要耗费传统能源。而A项中太阳能是已被人类使用的新能源，与传统能源对比较，太阳能的长处好多，并且是一般传统能源没法比较的。1．据报导，某国一公司拟在太空建筑巨大的集光装置，把太阳光变为激光用于分解海激光水制氢：2HO=====2H2↑＋O2↑。以下说法不正确的选项是()A．水的分解反响是放热反响B．氢气是二次能源C．使用氢气作燃料有助于控制温室效应D．若用生成的氢气与空气中剩余的二氧化碳反响生成甲醇储藏起来，能够改良生计环境分析：选A选项A中水的分解反响是吸热反响；选项B中在自然界中氢气没法直接获得，是二次能源；选项C中氢气的焚烧产物是水，化石燃料焚烧会产生二氧化碳，所以氢气作燃料有助于控制温室效应；选项D中生成的氢气与空气中剩余的二氧化碳反响生成甲醇，则能够对二氧化碳进行循环利用。1．能源的分类一次能源和二次能源：重生能源与非重生能源：错误!惯例能源和新能源：①惯例能源：在必定历史时期和科学技术水平下，已经被宽泛应用的能源。如煤炭、天然气、石油等。②新能源：采纳先进方法以及新发展的先进技术加以利用的能源。如太阳能、风能、地热能、大海能、生物质能、氢能等。2．化石燃料的弊端化石燃料都是不行重生的，且总量有限；焚烧化石燃料产生的SO2、NOx等严重污染环境。3．新能源的长处资源丰富，且有些能够重生，为重生性能源，对环境没有污染或污染小。[例4]相关能源的以下说法不正确的选项是()A．煤、石油、天然气均为化石能源B．化石能源是非重生能源C．氢能是可重生能源D．氢能、核能均是无污染的高效能源分析：选D煤、石油、天然气属化石燃料，属非重生能源，A、B正确；氢能可重生且无污染，核能有污染，C正确，D错误。能量之间的转变2．以下过程中的能量转变，属于太阳能转变为生物质能的是()A．石油焚烧B．植物的光合作用C．核电站发电D．太阳能电池供电分析：选B石油焚烧是化学能转变为热能；核电站发电是核能转变为电能；太阳能电池供电是太阳能转变为电能；植物的光合作用是太阳能转变为生物质能。1．绿色能源是人类理想的能源，不会造成环境污染，以下能源不属于绿色能源的是(

)A.氢能源C.风能

D.

B.太阳能石油分析：选D环境污染对人类的发展产生了巨大的阻碍，这主要来自于三大化石燃料的焚烧、现代工业废物的排放等。人类意识到环境污染的反作用后，提出了绿色能源、绿色化学等理念。氢能是氢气焚烧供应的，产物是水，无污染；太阳能是最洁净的能源；风能的使用也不会给环境带来污染。石油是化石燃料，此中硫元素焚烧生成的二氧化硫、不完整焚烧产生的一氧化碳、高温焚烧产生的氮氧化物等都是污染物，所以石油不是绿色能源。2．以下能量利用属于生物质能利用的是()A．石油气、天然气用作家庭燃料B．乡村用沼气池产生的沼气作燃料C．太阳能热水器D．汽油多用于汽车燃料分析：选B石油气、天然气、汽油均属于化石燃料，A、D错误；乡村用沼气池产生沼气作燃料属于生物质能利用，B正确；太阳能热水器属于太阳能利用，C错误。3．以下说法中不正确的选项是()A．电解水生成氢气和氧气时，电能转变为化学能B．煤焚烧时化学能大多数转变为热能C．绿色植物光合作用过程中太阳能转变为化学能D．白炽灯工作时电能所有转变为光能分析：选D电解过程是电能转变为化学能，A正确；煤焚烧时化学能大多数转变为热能，少部分化学能转变为光能，B正确；绿色植物的光合作用过程中太阳能转变为化学能，C正确；白炽灯工作时电能大多数转变为光能，少部分转变为热能，D不正确。4．氢能是一种既高效又洁净的新能源，发展远景优秀，用氢作能源的燃料电池汽车备受喜爱。我国拥有完整自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”已达到世界先进水平，并加速向家产化的目标迈进。氢能拥有的长处包含()①原料根源广②易焚烧、热值高③储藏方便④制备工艺低价易行A．①②B．①③

C．③④

D．②④分析：选A地球上有大批的水，可用水为原料制氢气。H2易焚烧，无污染，热值高，是一种高效、洁净的新能源，但在利用氢燃料时，其储藏和制备成本较高，到此刻还不可以大量使用。5．(1)利用新能源发电的形式有好多，如下图，此中A表示潮汐能发电，B表示地