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1、提优特训w w w. x uek e wng .c o m第四单元太阳能 、生物质能和氢能的利用1 .2 .3 .提优特训知能要点提炼基础巩固提优+思维拓展提优+开放探究提优能描述太阳能、生物质能、氢能利用的现状。1 .能列举开发利用太 阳能、生物质能、氢能的重要2 .性和迫切性。飞跃 , 里是最好的起点厄尔尼诺现 象产生 的原 因之一 是大 气中的 含量 剧增 , 要想减缓这一现象的发生CO2, 最理想的燃料是(天然气氢气) 。A.液化石油气B . 酒精C .D.(下列有关太阳能利用的叙述不正确的是) 。太阳能热水器是将光能转化为热能A.太阳能电池是将光能转化为电能8 .B .光解水制氢气是
2、将光能转化为化学能C .水力发电是将太阳能直接转化为机械能D.决能源问 题 , 人们一 方面研 究 如何提高 燃为了更好地解料的燃烧效 率 , 另 一方面寻 找新能 源。 以 下 做法不能 提高燃烧效率的是() 。煤的气化与液化A. 液体燃料呈雾状喷出课标考题表现对应题号关注2011 江苏 1、 、 、 、 、12357112011 上海 12、3162011 江苏 4、 、 、 、206891013201114、全国 2715() 首先利用太阳能加热装有氧化锌和木炭的混 合物, 当1反应塔 内的温度达 到时 , 可得到高纯度的 锌1 200 以上的水蒸气反粉。 然后将制得的高纯度锌与400应
3、 , 得到氢气 , 氧 化 锌循 环使用 。 请写 出该过 程涉 及的化学方程式:、。(2 ) 若投入 81 kg氧化锌粉 , 则理 论上制得的氢气在标 准状况下的体积为L。(相对原子质量 : Zn 65H 1 O16 ), 在温 度不太高时就有 “熔 化 ”现 象,一些盐的结晶水合物实际是溶于自身释放出来的结晶水中 , 又同时吸 收热量。它们在塑料袋中经日晒能 “熔化 ”, 在 日落后 又可缓慢 凝结而释放热量, 故 可利 用此 类盐的结 晶水合 物以调节 室温 , 称为潜热材料 。现有几种盐的水合晶体, 有关数据如下 :Na2 SO3 5 H2 OCaCl 2 6 H2 ONa2 SO4
4、10 H2 ONa2 HPO4 12 H2 O4 .5 .6 .7 .B .通入大大过量的空气C .将煤块粉碎D.下列措施不能达到节能减排目的的是() 。利用太阳能制氢燃料A. 用家用汽车代替公交车B .利用潮汐能发电C .用节能灯代替白炽灯D.“”。太平里社区举办岁的李奶奶也科学知识竞答活动是参赛选手70。 她刚上场 , 就让这样一道题难住了 : 在下列哪组能源中, 都是不可再生的能源? 这时 ,岁的孙女在她的背后轻声14提醒 : “有 些能源是 用一点少 一点 , 用完 了就没 有啦 , 这叫不可再 生的 , 就像您常说的得省 着用 ; 有些能 源不用白不用 , 用 了还有 , 这就叫可再
5、生的 , 就 该多。”。于 是 她选 择 了 正确 的 答使用 李奶奶 听了 恍然 大 悟案。 你知道她选择了哪一组吗? (、) 。太阳能 风能石油A. 石油 、煤炭 、天然气B .热能 、生物能 、煤C . 波浪能 、原子能 、天然气D.节能减排对发 展经济、保护 环境有 重要意义。 下列措 施不能减少二氧化碳排放的是() 。利用太阳能制氢A. 关停小火电企业B .举行 “地球一小时”熄灯活动C .推广使用煤液化技术D.太阳能是一种 清洁能源 , 它 的利用 前景非常 诱人 。 下 面是科学家正在研究的一种利用太阳能制取氢气的方法。 北约 ) 硝酸甘油的爆炸方程式是什么?“熔点”/ 4 0
6、5029 .2932 .383 5 .1“熔 化”热/49 . 73 7 .37 7100 . 1kJ mol - 1(1 ) 上述潜热材料中最适宜应用的两种盐是 ( 用化学式表示 )。(2 ) 实际应用时最常采 用的 ( 由来源和 成本考 虑 ) 应该 是。 内与 外的 梁是 架起的9 . 已知天然气的主要成分为的气体 , 等物质的量的C H 4 , 是一种能产生温室效 应和产生的温室效应前者CH 4C O2天然气与 煤、石油大。 下面是有关天然气的几种叙述 :相比是较清洁的能源;等质量的产生的温和室效应前者大 ;C H 4CO2燃烧天然 气也是酸 雨的成 因之一。 其中正确的是 () 。A
7、.B .C .D.10 . 能源可划分为一次能源和二次能源 , 自然界中以现成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。 氢 气是 一种高 效而 没有污染的二次能源。它 可以由 自然 界中 大量存 在的 水来制取 :2 H 2 ()+O 2 () , 但该反应为吸热2 H 2 O (l )gg:反应 。 请回答下列问题(1 ) 下列叙述正确的是 () 。电能是二次能源A.水力是二次能源B .煤、石油和天然气是一次能源C .水煤气 、干馏煤气是一次能源D.(2011(2 ) 关于用水制取二次 能源氢气 , 以下研 究 方向正确 的是 () 。以燃烧的物
8、质 , 因此可研构成水的氢和氧都是可A. 究在水不分解的情况下使氢成为二次能源设法将太阳光聚集, 产生高温, 使水分解产生氢气B .寻找高效催化剂 , 使 水分 解产生 氢气 , 同 时释 放C .能量寻找特殊化学 物质 , 用于 开发廉 价能 源 , 同时 释D.放能量11 . 以节能减排为基础的低碳 经济是 保持社 会 可持续发 展的战略举措。 下列做法违背发展低碳经济的是() 。发展氢能和太阳能A. 限制塑料制品的使用B .提高原子利用率, 发展绿色化学C .尽量用纯液态有机物代替水作溶剂D.年来 , 对以氢气作为未来的动力燃料的研究获得了12 . 近20需要依靠其他能源如石油、煤、原迅
9、速发展 , 氢能是一种子能等的能量来制取的所谓 “二级能源 ”, 而存在于自然界的可以 提 供现 成 形式 能量 的能 源 称为 一 级能 源 , 如煤、石油 、太阳能和原子能等 。(1 ) 为了有效 发展民用 氢能源 , 首 先必须 制 得廉价的 氢气 , 下列可供 开发又较 经济且资 源可 持续利 用的 制氢气的方法是() 。电解水锌和稀硫酸反应A.光解海水B .以石油 、天然气为原料C .D.(2 ) 氢气 燃烧 时耗氧量 小 , 发热量 大。 已 知热 化学方 程式为C (g ) +O 2 (g ) CO2 (g )-1H =-393 .5 kJ molH 2 (g ) + 1 O2
10、(g ) H 2 O (l )2-1H =-285 .8 kJ mol试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生的热量之比为。(3 ) 氢能源有可能实现 能源的贮存 , 也有可能实现经济、高效的输送。研究表明过渡金属型氢化物( 又称间充氢化物 ) , 在这类氢化物中, 氢原子填充在金属的晶格间隙之间 , 其组成不 固定 , 通常是非化学计量的 , 如 :La H2.76 、1. 73 、2 .6 9、1.98、2 .85 、0 .7 8 。Ti HCe HZr HPr HT aB体积已知标准状况下,体积的钯粉大约可吸附8961的氢气 ( 钯粉 的密 度为- 3, 相对原子 质量为10 . 64
11、gc m106 . 4 ) , 试 写 出 钯 ( Pd ) 的 氢 化 物 的 化 学 式 :。对未知的探究, 你也行 !13 . “氢能 ”将是未来最理想的新能源。实验测得 ,氢气燃烧生成液态水时放出142 .9k J.1 g热量 , 则 氢气燃烧 的热化学 方程式为( 填序号 ) 。A. 2 H 2 ( g ) +O 2 (g ) 2 H2 O (l ) 1H =-142 . 9 kJmol/H 2 O (l )B . H 2 (g ) + 1 2O 2 (g )H =-1285 . 8 k JmolC . 2 H 2 +O 2 2 H 2 O (l )专题化学反应与能量转化21H =-
12、 571 .6 kJmol/D. H 2 (g ) + 1 2O 2 ( g ) H 2 O (g ) 1H =-285 .8 kJmol某化学家根据“原 子经济 ”的 思想 , 设计了如下制 备.的反应步骤:H 2750 CaBr 2 +H 2 O CaO+ 2 H Br100 2 HBr +HHgBr 2+H 2g 250 HgBr 2 +500 2 HgO2 Hg+O 2”请你根据“的化学原子经济的思想完成上述步骤方程式 :。根据 “绿色化学 ”的思想评估该方法制H 2的 主要缺点 :。, 是目前正在研究的课题。利用核能把水分解制氢气.其 中用了 过量 的碘。(提下图是其 中的 一种 流
13、程,示 : 反应的产物是、和)O22H2OS O完成下列反应的化学方程式: 反应;反应。此法制取氢气的最大优点是。14 . 下图是我国 农村 采用的一 种沼气池 的剖面 示意图 。 使用时由进料口放进农作物的废弃物 , 如秸秆、杂 草、树叶等以及人、畜、家禽的排泄物 , 然后加满水到一定位置以留下贮气 空 间 。 经 过一 段 时间 的 发酵 之 后 , 便 有 沼 气产生 。(1 ) 在对醋酸 进行的甲 烷发酵研 究中 ,曾做 过如下同 位素示踪实验 :H 2 OO2 。CD3 COO H CD 3 H+C同样反应条件下, 请预测下列反应产物:D2OC H 3 COO H(2 ) 下面是由乙
14、醇经奥氏甲烷杆菌及一种硫微生物等作用下生产甲烷的方程式:硫微生物C H 3 C OO-+C H 3 CH 2 OH+H 2 O+H+2 H 2 给体甲烷杆菌4 H 2 给体 +C O2C H 4 + 2 H 2 O合并以上两步反应并写出一个方程式:。引爆剂答案 :4C3H539222O+ 6 N2N O12CO+O+10 H提优特训w w w. x uek e wng .c o m解剖真题, 体验情境。15 . (2 01 1 江 苏 1 ) 化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。 下 列 措 施 有 利 于 节 能 减 排、保 护 环 境 的 是() 。加快化石燃料的开采与使用研发易降解的
15、生物农药应用高效洁净的能源转换技术田间焚烧秸秆推广使用节能环保材料A.B .16 .C .D.2 01 1 全国新课标2 7) 科学家利用太阳能分解水生成的(氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇 , 并开发出直接以甲醇 为燃料的 燃料电池。 已知H2(g) 、 (g)和分别为COC H 3 O H (l ) 的燃烧热H- 285 .8k J-1、 mol- 283 .0 kJ mol- 1 和-7- 126 .5k J mol。请回答 下列问题 :(1 ) 用太阳能分解10m ol水消耗的能量是k J 。(2) 甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为。的密 闭容器 中 , 由(
16、3 ) 在容积为 2L和合成 甲CO2H 2醇 , 在其他条件不变的情况下 , 考察温度对反应的影响 , 实验结果如下图所示( 注 : TT 均大于300 ) :1、 2下列说法正确的是温度为 T( 填序号 ) 。时 , 从 反应开始 到平衡 , 生 成甲醇的 平 1均速率为 vn A- 1- 1(C H 3 O H ) = t Amol Lmi n该反应在 T时的平衡常数比T 时的小12该反应为放热反应点的 反应体系 从 T变到 T处于, 达到平衡 时A12n ( H 2 )增大n ( CH 3OH )将和充入一密闭(4 ) 在 T温度时 ,3m olH11m ol CO22恒容容器中 ,
17、充分反应达到平衡后, 若的转化率C O2为, 则容器内的压强与起始压强之比为。(5 ) 在直接以 甲醇为燃 料的燃料 电池中 , 电 解质溶液 为酸性 , 负极的反应式为、正极的反应式为。理想状态下 , 该燃料电池消耗甲醇所能产生的最大电能1m ol为702 .1 kJ , 则 该燃 料电 池的 理 论效 率为( 燃料电池的理 论 效率 是指电池 所产生的 最大电 能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比) 。 复旦大学 ) 原子经济性可达到的化学反应是(2007100 %) 。第四单元太阳能 、生物质能和氢能的利用1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .解析 : 乙醇 、天然 气、石油都含碳
18、 , 只有燃烧不生成BH 2CO2 解。析 : 太 阳能 的利用 方式 分为 直 接利 用和间 接利 用 。D辐射 能有四种 基本方 式 :光 热转 换 ( 如直接利用太阳太阳能热水器、温室 、地膜 等 ) ;光 电转换 ( 如太阳能电池等 ) ;光 化学能转换光 生物质能( 如光解水等 ) ;转换 ( 如绿色植物的光合作用 ) , 其本质也是光 化学能转换。 水力发电 、矿物燃烧则是间接利用太阳能。解析 :三项都是增大了燃料和的接触面积 ,C、 、O2A B D提高燃烧效率, 而 空气过量 太多只能 带走热量 , 燃烧效率不一定提高。解析 : 用家用汽车代替公交车只能降低交通工具的使B量 ,
19、 从而增大能量的消耗 , 不能用效率 , 增大化石燃料的用达到节能减排目的, 故选项。B解析 : 石油 、煤炭 、天然气都是不可再生的能源。B 解析 : 本题考 查化学与 社会的关系 ; 利用太阳能 制氢 ,D用 , 同时也减少了的排放 ,项减少了化石燃料的使符合 ;火力发电 消耗大量 的 煤炭资 源 ,CO2A同时会 排放出CO2及有害气体 , 关停小火电企业, 有利用节能减排, 项符合 ;B项符举行 “地球一 小 时 ”熄 灯 活动可 有效 的节约 能源 ,合 ; 煤液化技术 ,C虽然提高 了煤的利用率 , 但不能减少CO2的排放 ,项不符合 。D1 200 (1 )2Zn O+C 2Z
20、n +C O2 400Zn +H2 O (g ) ZnO+H2(2 )22 400和解析 : (C , 生 成物有 Zn , 由1 )由信息可知反应物有 Zn O原子守恒及反应知生成物应有变化 ,依据电子得失相C O2 , 分析各元素化合价的等的原 则 , 可推知的化学计量数为的化学计量数为Zn O, C1 , 再由观察法配平其他物质的2化学计量数 。(2 ) 由 2Zn O+C1 2002Zn +C O2 400Zn +H2 O(g ) ZnO+H2可知与的关系为Zn OH 2Z n OH281 g322 . 4LgV ( H 2)可求出V81 10。( H 2 ) = 22 400L( )
21、、2SO410 H22HP O42O8 . 1NaO Na12 H(2 ) Na2SO410 H2O、熔化热又比较大解析 : 依题意 , 所选物质应具备熔点不太高的特点 , 从表中可知 ,和Na 2 SO410 H2ONa 2 HPO4 12 H2 O最适宜 。 而我国盛产芒硝 (2 O) , 其来源广泛、成Na 2 SO4 10 H本低 , 故实际应用中最常采用的是Na2 SO410H 2 O 。/702 .1 726 .5 = 96 .6 % 。解析 : 天然气 (9 . CC H 4 ) 燃烧 一般 不 产生 污染 性产 物, 与煤、石油相比是 较 为清 洁 的 能源 ; 等 物质 的
22、量的和相比 ,产 生 的 温室 效 应大 , 则 等 质 量 的 C H 4和CO2相比 ,C H 4C H 4CO2C H 4产生 的温室效 应将更大 ; 天然气 燃烧的产物为CO2和H 2 O , 并不是酸雨的成因之一。( )A、(2)、10 . 1CB D解析: (1 ) 题中 指 出 , 只有自然 界以现成 形式存 在的能源才属于一次 能源 。 因此 , 煤、石 油、天然气等 化石 燃料当属一次能源, 因此 ,选项正确。 水煤气和干馏煤气都是煤经一系列A处理 后间接制 取的 , 应属二 次能源 。 水力即利用水的动能和势能, 一般应属于一次能源。故正确 。C使氢(2 ) 题中选项A是
23、错误的 。“在 水 不分解的情况下 ,选成为二次能源”, 不仅违背科 学 , 也 与常识不符 。 且项题干中氧非可以燃烧的物质。选项是正确的。A水分解成氢气和氧气的反应是 一个吸热 过B程 , 在常 温常压下几乎不进行, 利用太阳能产生高温以分解水 ,是目前正在实际进行并已取得初步成果的一项研究工作。选项是错误的 ,催化剂只能改变化学反应速率, 而其本C后质量和 化学性质 保持 不变 ,因此催化身在化学反应前剂不能改变化学反应的热效应。选项应是一个可以被肯定的研究方向。D水分解 需要吸收 能量 , 寻找 能提供廉价能源的有效方法, 当然可以解决由水制氢气的问题。解析 : 所谓低碳经济, 是指在
24、可持续发展理念指导下,11 . D、制度创新、产业转型、新 能源开 发等多种通过技术创新手段 , 尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗 ,减少温室气体排放 , 达到经 济 社会发展 与生态环 境保护 双赢的一种经济发展形态。 发展氢 能和太阳能 ,限制塑料的使用 ,发展绿色化学,都符合低碳经济。12 .(1 )C(2 )4 .36 1(3 )Pd H 0.8解析: () 光解水法: 利用特 殊催化剂, 模拟生物光合作用1制取氢气, 是较经济且资源可持续利用的制氢方法。(2 ) 由热化学方程式可知, 相同质量的氢气和碳完全燃烧时放出的热量之比为mol-11)(285 .8 kJ g- 112 gm
25、ol- 1(393 . 5 k Jg- 1 )= 4 . 36 1 。mol12 gmol的氢气 ,3钯粉可吸收3(3 ) 由题意可知 ,1 c m896 c mn3- 31 c m 10 . 64 g c m(Pd ) n ( H ) =106 .4 g- 1mol0 .896L1 2= 1 0 .822 .4L-mol)0 . 8 。(故氢化物的化学式为Pd H250循环过13 .B.H Br 2+C aOHgO+CaBr 2g程需要很高的能量, 且使用重金属汞, 会产生污染100 120.SO2+I2+2 H 2 O 2 HI+H 2 SO4900 和可循2 H 2 SO42 SO2 +O 2 +2H 2 OSO2I 2环使用 ,无污染解析 :根据计算可以算出氢气完全燃烧放出热量为.1m ol依据 “原子经285 .8 kJ ,可以写出热化学方程式; .反应济 ”的思想中有 产物Ca O , 可以利用 ,它与H g Br 2化汞 ,生成溴化钙和氧根 据 “绿 色化学 ”的 思想 评估该方法制H 2的主要缺点, 循环过程需 要很高的能量 ,且使用;从整个流程来看, 二氧化硫和重金属汞 , 会产生污染碘可循环使用,.无污染 。出反应产物为D+C O2 。