高一化学下册同步检测考试题26.docx
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高一化学下册同步检测考试题26
2.4太阳能、生物质能和氢能的利用
【典例导悟】
试回答:
(1)该人欲生产的这种物质是________。
(2)从化学原理来看这种生产的实质是________。
(3)若生产条件和设备均很理想,在生产过程中只需添加的原料是________。
【规范解答】从三个反应的产物来看,能够解决目前环境和能源问题的物质是氢气,所以该反应是用来制备氢气的。
又因为这三个反应是“联合与循环”生产氢气的,所以可以将三个方程式叠加,得到总反应方程式,即可判断出反应物、生成物、中间产物和催化剂等。
将三个方程式叠加,可得总的方程式为:
2H2O====2H2↑
+O2↑,故产物为H2和O2,其中H2能解决目前环境和能源问题;FeCl2和Cl2作催化剂,HCl、Fe3O4和FeCl3是中间产物。
答案:
(1)H2
(2)使水分解为氢气和氧气(3)水
【变式训练】(2009·浙江高考改造题)下列说法正确的是()
A.蛋白质、纤维素、蔗糖、淀粉都是高分子化合物
B.氢能是无污染、放热多的新型能源
C.使用太阳能热水器、沼气利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用
D.石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料
【解析】选B。
A项,蔗糖不属于高分子化合物,故错;C项,生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,显然太阳能热水器不属于生物质能的范畴,故错。
D项,植物油属于酯类,不属于化石燃料,故错。
【学业达标训练】
1.石油资源的短缺制约着多个行业的发展。
针对这一现象,某学习小组提出如下应对方案,你认为不够科学合理的是()
A.采用电解水法制取无污染的氢能
B.完善煤液化制汽油的技术
C.研制推广以甲醇为燃料的汽车
D.进一步提高石油加工工艺
【解析】选A。
用电解水法制取氢气要消耗大量的电能,所以A不正确。
2.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.①②B.①③C.③④D.②④
【解析】选A。
氢能作为燃料的优点是:
来源丰富(水),单位质量的氢燃烧时产生的热量多,氢气燃烧的惟一产物是水,燃烧后不产生污染。
其缺点是:
现有的制取氢气方法耗能大,制取的成本太高,另外氢气的熔沸点太低,给储存和运输带来困难。
3.(2010·江阴高一检测)下列变化过程中表示的能量转化关系错误的是()
A.植物光合作用:
光能→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:
光能→热能
【解析】选B。
电灯发光时主要将电能转化为光能,还有一部分转化为热能。
4.下列选项中能说明乙醇作为燃料的优点的是()
①燃烧时发生氧化反应
②充分燃烧的产物不污染环境
③乙醇是一种再生能源
④燃烧时放出大量热量
A.①②③B.①②④
C.①③④D.②③④
【解析】选D。
理想燃料应该从能源是否可以再生;单位质量的燃料燃烧放出热量的多少,是否环保等方面进行综合考虑。
有机物燃烧时都发生氧化反应,并不是乙醇作为燃料的优点。
5.绿色能源是理想的能源,不会造成环境污染,下列不属于绿色能源的是()
A.风能B.太阳能
C.煤D.氢能源
【解析】选C。
煤中含有硫元素,燃烧时会产生二氧化硫,会污染空气,所以不属于绿色能源。
A.高氯酸铵的水溶液呈酸性
B.该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反应
C.该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
D.反应从能量变化上说,主要是化学能转变为热能和动能
【解析】选C。
由于NH4+ClO4是强酸弱碱盐,故其水溶液呈酸性,A正确;分析所给反应前后的物质种类、价态变化及热量变化,可知该反应为分解反应、氧化还原反应,同时又属于放热反应,故反应物的总能量大于生成物的总能量,则B正确,C不正确;由题给信息可知D选项正确。
7.(2010·常州高一检测)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
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】选D。
菠菜中的蛋白质是间接利用太阳能合成的,研究菠菜蛋白质“发电”属于太阳能文明。
A.水的分解反应是放热反应
B.反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
C.使用氢气做燃料有助于控制温室效应
D.氢能源将是21世纪中后期最理想的能源
【解析】选A。
氢能作为燃料的优点是:
来源丰富(水),单位质量的氢燃烧时产生的热量多,氢气燃烧的惟一产物是水,燃烧后不产生污染。
水分解制取氢气,从形式上看是氢气燃烧的逆反应,所以水的分解反应是吸热反应,即氢气和氧气所具有的总能量高于水所具有的总能量。
9.氢能是21世纪极具开发前景的新能源之一,它既是绿色能源,又可循环利用。
(1)请在上图的两个空框中填上循环过程中反应物和生成物的分子式,以完成理想的氢能源循环体系图(循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在)。
(2)从能量转移的角度看,过程Ⅱ主要是_______能转化为_______能。
【解析】最经济最理想的获得氢能源的循环体系是寻找合适的光分解催化剂,加快水在光照下的分解速度。
所以左边的物质是H2O,右边物质是H2和O2,从左到右发生类似于光合作用的反应,将太阳能转化为化学能;从右到左发生原电池反应,将化学能转化为电能。
答案:
(1)(左边)H2O(右边)H2和O2
(2)化学电
10.为了减少煤燃烧时造成的环境污染,人们设法将煤转化成清洁的燃料。
例如煤的气化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径。
(1)煤的气化的主要化学反应是煤和水蒸气的反应。
该反应的化学方程式可表示为________________。
(2)煤的液化包括煤的直接液化和间接液化。
煤的间接液化是用煤气化后得到的产物,在一定条件下合成甲醇(CH3OH),其反应方程式可表示为______________。
【素能综合检测】
一、选择题(本题包括5个小题,每小题4分,共20分)
1.下列关于能量转换的认识中,不正确的是()
A.AgBr见光分解时,主要是光能转化为化学能
B.甲烷燃烧是将全部的化学能转化为热能
C.电池长时间使用会发热,说明部分化学能转变成热能
D.光合作用是将太阳能转化成化学能
【解析】选B。
甲烷在氧气中剧烈燃烧,产生淡蓝色火焰,放出大量的热,所以该过程中除了将化学能转化为热能外,还有一部分化学能转化为光能。
【解析】选B。
甲烷转化法、水煤气法、碳氢化合物热裂解法都需要消耗传统的能源,电解法耗能大,制取的成本高,这些都不适合作为未来工业上制取氢气的方法。
太阳能是已被人类使用的新能源,它数量巨大、时间长久、清洁安全,所以可以研究利用太阳能分解水制氢气;催化剂可以大大加快反应速率,所以可以研究高效催化剂,使水在比较低的温度下分解生成氢气,降低反应的耗能。
3.(多选)下列有关能量转换的说法正确的是()
A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程
【解析】选A、B。
煤燃烧放热,是将化学能转化为热能的过程,A选项正确;化石燃料是由植物转变而来的,而植物中的能量是绿色植物通过光合作用从太阳能中获取的,B选项正确;葡萄糖氧化放出热量,将化学能转化为热能,C选项错误;绿色植物的光合作用是将太阳能转化为化学能,D选项错误。
4.太阳能的开发和利用是21世纪一个重要课题。
利用储能介质储存太阳能的原理是:
白天在太阳照射下某种盐熔化,吸收热量(盐溶于自身结晶水中),晚间熔盐释放相应的能量,从而使室温得以调节。
已知下表数据:
从实际应用,能量利用和经济上综合考虑,最适宜选用作为储能介质的是()
A.Na2SO4·10H2OB.Na2HPO4·12H2O
C.Na2S2O3·5H2OD.CaCl2·6H2O
【解析】选A。
Na2SO4·10H2O和Na2HPO4·12H2O熔化时吸收的热量多,Na2SO4·10H2O俗称芒硝,在自然界中大量存在,价格便宜,故综合考虑Na2SO4·10H2O是最合适的储能材料。
【解析】选C。
将三个方程式叠加,可得总的方程式为:
2H2O====2H2↑+O2↑,SO2和I2作催化剂,H2SO4是中间产物,H2和O2是产物,即该反应的本质是水的分解,所以
1molH2O能制1mol氢气。
二、非选择题(本题包括3个小题,共30分)
6.(9分)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:
(1)首先利用太阳能加热装有氧化锌和木炭的混合物,当反应塔内的温度达到1200℃,可得到高纯度的锌粉。
然后将制得的高纯度锌粉与400℃以上的水蒸气反应,得到氢气,氧化锌循环使用。
请写出该过程涉及到的化学方程式:
_____________、_____________。
(2)若投入81kg氧化锌粉,则理论上制得的氢气在标准状况下的体积为_____________L。
7.(9分)(思维拓展题)近20年来,对氢能源的研究获得了迅速发展,像电一样,氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原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___________。
A.电解水B.锌和稀硫酸反应
C.光解海水D.以石油、天然气为原料
(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,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:
LaH2.76。
已知标准状况下,1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64g/cm3,相对原子质量为106.4),试写出钯(Pd)的氢化物的化学式_____________。
答案:
(1)C
(2)4.36∶1(3)PdH0.8
[实验·探究]
8.(12分)美国《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据:
请选用以上数据计算:
(1)地球对太阳能的利用率约为___________。
(2)通过光合作用,每年有_________kJ的太阳能转化为化学能(每年按365天计)。
(3)每年由绿色植物通过光合作用(6CO2+6H2O
C6H12O6+6O2)为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A。
试根据能量关系列出A的计算式(列式中缺少的数据用符号表示)。
A=______kg。
所缺数据的化学含义为______________________。
【解析】本题是一道综合信息题。
本题首先是考查阅读能力,太阳到达地球表面的辐射能量为两大类,一类离开地球;另一类被地球利用,包括水循环、大气流动、光合作用三部分。
解题的关键是正确理解“地球对太阳能的利用”的含义,水、大气和光合作用产生的糖类,都是人们生存所必不可少的,所以它包括:
水循环吸热+大气流动吸热+光合作用吸热。