太阳能、生物质能和氢能的利用
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[学业达标]
1．人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是 ( )
A．煤、石油和天然气都属于碳素燃料 D．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化为电能 D．目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明
【解析】 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化为电能；菠菜属于绿色植物，是通过光合作用生成的，D说法不正确。
【答案】 D
2．下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是( )
A．直接利用太阳辐射能的基本方式有四种：光—热转换、光—电转换、光—化学能转换和光—生物质能转换
B．太阳能热水器是一种光—热转换形式
C．绿色植物进行的光合作用，是一种光—生物质能转换，它的本质是光—化学能转换 D．将电能通过用电器进行照明的过程是一种光—电能转换过程
【解析】 光—热转换、光—电转换、光—化学能转换和光—生物质能转换是太阳能利用的基本方式，它们都是把光能转换成其他形式的能量的过程。D项是将电能转换成光能的过程。
【答案】 D
3．“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮藏100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是 ( )
A．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 B．“可燃冰”是一种比较洁净的能源 C．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证 D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
【解析】 由“可燃冰”又称“天然气水合物”可知，“可燃冰”的可燃成分为天然气
即CH4；由于CH4中不含N、S等可产生大气污染物的元素，故“可燃冰”可作为清洁能源；又由“1体积‘可燃冰’可贮藏100～200体积的天然气”可知，它有可能成为人类未来的重要能源；从以上分析可知，“可燃冰”并不是由H2O变化得来的，C不正确。
【答案】 C
4．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全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，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括( )
①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行 A．①② C．③④ 【答案】 A
5．(2016·嘉兴高一质检)“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茎秆的处理方法中，不符合“绿色化学”要求的是( )
A．就地焚烧 C．加工成精饲料
B．发酵后作农家肥 D．制造沼气 B．①③ D．②④
【解析】 农作物的茎秆就地焚烧会产生污染物，A项不符合“绿色化学”要求。 【答案】 A
6．“能源分类相关图”如图所示，下列四组能源选项中，全部符合图中阴影部分的能源是( )
【导学号：39700041】
A．煤炭、石油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能
【解析】 所列能源中属于新能源的是潮汐能、生物质能、太阳能、风能、沼气、地热能、海洋能、核能；来自太阳辐射的能源是煤炭、石油、水能、生物质能、天然气、太阳能、风能、沼气、海洋能(如海水温差能)；属于可再生能源的是水能、生物质能、太阳能、风能、沼气、海洋能。
【答案】 C
7．(双选)氢气虽然是一种理想的绿色能源，但目前仍处在研究、试验阶段，还未得到广泛应用，其原因可能是( )
A．氢气虽可由水制备获得，但水资源严重匮乏 B．氢气制备耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟 C．氢气贮存、运输等安全技术尚未很好地解决 D．氢气燃烧产物虽无污染，但其放出热量较少
【解析】 氢气是一种放出热量多、无污染的、理想的绿色能源，但目前仍处在研究、试验阶段，不是由于水资源的原因，我国淡水资源虽不是太多，但是海水资源比较丰富，A项错；氢气可以由水制备，但是需要消耗大量的能源，且不好贮存，这是根本原因。
【答案】 BC
8．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是( )
A.H2O的分解反应是放热反应 B．氢能源已被普遍使用
C．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
【解析】 2H2O===2H2↑＋O2↑是吸热反应，说明2 mol H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。
【答案】 C
9．美国现任总统奥巴马就环境问题公开表示，到2020年，美国将会把温室气体排放量削减到1990年水平的80%，此外美国将把新能源比重提高到30%。奥巴马还计划每年拿出150亿美元大举投资太阳能、风能和生物质能源等，并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。下列说法不正确的是 ( )
A．CO2、甲烷都属于温室气体
B．用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体 C．太阳能、风能和生物质能属于新能源 D．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能 【解析】 乙醇燃烧生成CO2，CO2为温室气体。 【答案】 B
10．阅读下面的叙述，回答有关问题。
“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。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)下面有关“生物质能”的说法，不正确的是 ( ) A．利用生物质能就是间接利用太阳能 B．生物质能源是可再生的能源
C．生物质能源是解决农村能源的主要途径 D．生物质能的缺点是严重污染环境
(2)沼气是有机废弃物(树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等)在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体，主要成分是甲烷。农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。下面有关结论中，错误的是 ( )
A．沼气是一种清洁的能源 B．使用沼气作能源可以保护森林 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
【解析】 (1)生物质燃烧的生成物主要是CO2，对环境的污染程度较低，D错误。 (2)使用沼气能源可以减少其他能源的使用，进而保护森林。 【答案】 (1)D (2)C
11．沼气是一种廉价的能源。农村有大量的秸秆、杂草等农业废弃物，它们经微生物发酵以后，便可产生沼气，可以用来点火做饭。
(1)直接燃烧植物的枝叶是原始的取热方式，燃烧的化学反应为 _____________________。
(2)煤的主要成分是碳，写出煤和沼气中的主要成分燃烧过程的化学方程式： ____________________________________________________________； ____________________________________________________________。 其中对环境污染小的一种燃料是________________________________。 (3)我国农村大约有700万个沼气池，试说明使用沼气池有哪些优点？ 答：_______________。
若建立沼气发电站，可以实现把________能转化为电能。
【解析】 将植物的秸秆、叶、根等转化为沼气，既扩大肥源，又改善农村的卫生条件，而且燃料的利用率得以提高，还可以将生物质能转化为电能。
点燃【答案】 (1)(C6H10O5)n＋6nO2――→6nCO2＋5nH2O 点燃点燃(2)C＋O2=====CO2、CH4＋2O2――→CO2＋2H2O 沼气
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