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第5章　章末复习
　认识能源
典例1 人类社会的发展离不开能源，能源革命促进了人类文明的进步。下列关于能源利用的说法中，正确的是(　　)
A.人类大量使用太阳能会导致温室效应
B.因为能量是守恒的，所以不存在能源危机
C.煤、石油、天然气的化学能归根到底来自太阳能
D.核能的使用会造成放射性污染，所以不应该开发核能
变式1 下列关于能源的说法中正确的是(　　)
A.煤、石油是当今人类使用的主要能源，它们是可再生能源
B.天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用
C.如果大量利用太阳能，可使太阳能在短期内消耗殆尽
D.水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源
　太阳能的开发与利用
典例2 (8分)太阳能路灯的核心部件是光电板，它能将太阳能转化为电能并储存起来。某兴趣小组要研究光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，提出以下猜想：
猜想1：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关；
猜想2：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关；
猜想3：光电板吸收太阳能的多少与光电板的颜色有关。
为了验证以上猜想，他们让光电板对相同的LED灯供电，进行了实验，实验数据如表所示：
序号 光电板的面积S/m2 光照时间t/min 光电板颜色 LED灯的发光时间t'/min
1 0.1 10 深蓝色 30
2 0.1 20 深蓝色 60
3 0.2 10 深蓝色 60
4 0.3 10 深蓝色 90
5 0.1 10 绿色 20
6 0.1 10 白色 5
(1)该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过反映的。
(2)分析表中(填表中序号)两组数据得出的结论：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关。
(3)分析表中数据可知，太阳能光电板的颜色最好为色。
(4)分析表中1、3、4三组数据，得出的结论：。
变式2 (7分)如表所示是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20 ℃的水将保温桶充满。假设热水器接收到的太阳能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：
保温桶容积/L 150
采光面积/m2 2.5
水温/℃ 夏天 45~90
冬天 40~60
电热管 220 V　2000 W
(1)(3分)当水温恰好达到最高时，需要多少太阳能 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)(2分)若在晚间用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需加热多长时间
(3)(2分)请简要说出一条太阳能热水器的优点。
　各种能源的开发与利用
典例3 (12分)氢气是高热值清洁能源， 已经得到广泛的研究。
Ⅰ.氢气的制备
典例3图
(1)①如图甲、乙所示分别为全球制氢原料占比和主流制氢方法的经济性对比。目前氢气的主要来源是(选填“化石能源”“醇类”或“水”)， 选择该原料制氢的可能原因是。
②电解水制取氢气需要消耗大量电能， 下列获取电能的方式中， 一定存在碳排放的是(填字母)。
a.水力发电　b.太阳能发电　c.燃煤发电
Ⅱ.氢气的储存方法
(2)方法一： 可以将氢气直接加压储存在由铝镁合金材料制成的储氢罐中， 从构成物质的分类角度分析， 铝镁合金属于(选填“纯净物”或“混合物”)。
典例3(3)图
(3)方法二：用储氢合金(如Mg2Cu)储存氢气。先通过如图丙所示反应， 将氢气转化为MgH2， 写出储氢反应的化学方程式：。MgH2和HCl反应的化学方程式为MgH2＋2HCl====MgCl2＋2H2↑。储氢反应的产物与足量稀盐酸反应生成的H2的质量(选填“大于”“等于”或“小于”)参加储氢反应的H2的质量。
【解析】 (1)②燃煤发电是利用煤炭燃烧将化学能转化为内能再转化为电能，煤炭含有碳元素，燃烧一定存在碳排放。(3)储氢反应是在高温和氩气作保护气的条件下， 氢气和Mg2Cu反应生成MgH2和MgCu2，反应的化学方程式为3H2＋2Mg2Cu3MgH2＋MgCu2。储氢反应的产物与足量稀盐酸反应时，MgH2和HCl中的氢元素都转化成氢气，因此储氢反应的产物与足量稀盐酸反应生成的H2的质量大于参加储氢反应的H2的质量。
变式3 (6分)阅读下列材料，回答相关问题：
材料一：氢气作为未来理想能源的优点：来源广泛，可以由水制得；燃烧的热值高，大约是汽油热值的两倍；最突出的优点是燃烧产物是水，不污染环境；燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。氢能源的开发途径主要有两种：第一种方法是电解水，但消耗电量太多，成本高，不经济，不能大规模地制取氢气。第二种方法，也是最理想的制氢方法，是寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气。
材料二：太阳能具有总量巨大、安全经济、清洁无污染等优点。人类利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转换和光化转换。光电转换就是利用太阳能电池把太阳能直接转换成电能；光化转换途径包括：光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应，目前该技术领域尚处在实验研究阶段。
材料三：太阳能可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。
(1)水分解产生氢气的过程属于变化。
(2)对于氢能源和太阳能的开发，你认为下列课题中具有研究价值的是(填序号)。
①寻找直接从空气中分离氢气的方法，节约制氢成本
②寻找合适的催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气
③寻找制作太阳能电池的新型材料，提高光电转换效率
(3)面对“能源危机”和“环境问题”，从自身出发，谈谈在日常生活中该怎么做。请写出一项具体做法：。
　低碳生活
典例4 (8分)环境与能源问题是当今社会备受关注的热点。
(1)现在人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料有煤、石油、。
(2)化石燃料的燃烧，会导致很多环境问题。去年我国大范围内出现了雾霾天气，PM2.5是造成这种天气的“元凶”之一。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，也称可入肺颗粒物，下列行为能产生PM2.5的是(填序号)。
①就地焚烧垃圾
②为方便出行，使用私家车
③大力发展火力发电
④节日里燃放鞭炮
(3)化石燃料的燃烧会产生CO2，这是引发温室效应的最主要原因，自然界中消耗CO2的主要途径是。
(4)化石燃料的燃烧对空气质量的影响很大，因此我们要注重开发和使用新能源，有待开发的新能源有。
变式4 国家鼓励大家践行可持续生活方式，共同创造蓝天白云、清洁永续的蓝色未来。作为一名中学生，下列做法不符合这一主题的是(　　)
A.选择自行车和公交车作为出行工具
B.节约用纸，不使用一次性塑料袋
C.将废纸、塑料瓶等收集起来，一起焚烧
D.拒绝使用一次性木筷，用电子贺卡代替纸贺卡第5章　章末复习
　认识能源
典例1 人类社会的发展离不开能源，能源革命促进了人类文明的进步。下列关于能源利用的说法中，正确的是(　C　)
A.人类大量使用太阳能会导致温室效应
B.因为能量是守恒的，所以不存在能源危机
C.煤、石油、天然气的化学能归根到底来自太阳能
D.核能的使用会造成放射性污染，所以不应该开发核能
变式1 下列关于能源的说法中正确的是(　D　)
A.煤、石油是当今人类使用的主要能源，它们是可再生能源
B.天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用
C.如果大量利用太阳能，可使太阳能在短期内消耗殆尽
D.水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源
　太阳能的开发与利用
典例2 (8分)太阳能路灯的核心部件是光电板，它能将太阳能转化为电能并储存起来。某兴趣小组要研究光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关，提出以下猜想：
猜想1：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关；
猜想2：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关；
猜想3：光电板吸收太阳能的多少与光电板的颜色有关。
为了验证以上猜想，他们让光电板对相同的LED灯供电，进行了实验，实验数据如表所示：
序号 光电板的面积S/m2 光照时间t/min 光电板颜色 LED灯的发光时间t'/min
1 0.1 10 深蓝色 30
2 0.1 20 深蓝色 60
3 0.2 10 深蓝色 60
4 0.3 10 深蓝色 90
5 0.1 10 绿色 20
6 0.1 10 白色 5
(1)该实验中，光电板吸收太阳能的多少是通过　LED灯的发光时间　反映的。
(2)分析表中　1和2　(填表中序号)两组数据得出的结论：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关。
(3)分析表中数据可知，太阳能光电板的颜色最好为　深蓝　色。
(4)分析表中1、3、4三组数据，得出的结论：　在光照时间、光电板的颜色都相同时，光电板的面积越大，光电板吸收的太阳能越多　。
变式2 (7分)如表所示是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20 ℃的水将保温桶充满。假设热水器接收到的太阳能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：
保温桶容积/L 150
采光面积/m2 2.5
水温/℃ 夏天 45~90
冬天 40~60
电热管 220 V　2000 W
(1)(3分)当水温恰好达到最高时，需要多少太阳能 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)(2分)若在晚间用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需加热多长时间
(3)(2分)请简要说出一条太阳能热水器的优点。
【答案】 (1)保温桶充满水时：V=150 L=0.15 m3，
由 ρ=得，水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×0.15 m3=150 kg，
当最好的日光充分照射下，水温达到最高值时，t=90 ℃，
则水吸收的热量Q吸=c水m(t－t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×150 kg×(90 ℃－20 ℃)=4.41×107 J，
因为太阳能有50%被水吸收；由η=得，Q太阳===8.82×107 J。
(2)若在晚间用电热管加热，达到同样要求，不计热量损失时，即Q吸=W电=4.41×107 J，
由P=得，t===22050 s=6.125 h。
(3)普通的电热水器需消耗电能，煤气热水器需消耗煤气、燃烧时会产生废气污染空气，而太阳能热水器不会，具有节能、无污染、环保、高效利用太阳能的优点。(合理即可)
　各种能源的开发与利用
典例3 (12分)氢气是高热值清洁能源， 已经得到广泛的研究。
Ⅰ.氢气的制备
典例3图
(1)①如图甲、乙所示分别为全球制氢原料占比和主流制氢方法的经济性对比。目前氢气的主要来源是　化石能源　(选填“化石能源”“醇类”或“水”)， 选择该原料制氢的可能原因是　制取相同质量的氢气成本较低　。
②电解水制取氢气需要消耗大量电能， 下列获取电能的方式中， 一定存在碳排放的是　c　(填字母)。
a.水力发电　b.太阳能发电　c.燃煤发电
Ⅱ.氢气的储存方法
(2)方法一： 可以将氢气直接加压储存在由铝镁合金材料制成的储氢罐中， 从构成物质的分类角度分析， 铝镁合金属于　混合物　(选填“纯净物”或“混合物”)。
典例3(3)图
(3)方法二：用储氢合金(如Mg2Cu)储存氢气。先通过如图丙所示反应， 将氢气转化为MgH2， 写出储氢反应的化学方程式：　3H2＋2Mg2Cu3MgH2＋MgCu2　。MgH2和HCl反应的化学方程式为MgH2＋2HCl====MgCl2＋2H2↑。储氢反应的产物与足量稀盐酸反应生成的H2的质量　大于　(选填“大于”“等于”或“小于”)参加储氢反应的H2的质量。
【解析】 (1)②燃煤发电是利用煤炭燃烧将化学能转化为内能再转化为电能，煤炭含有碳元素，燃烧一定存在碳排放。(3)储氢反应是在高温和氩气作保护气的条件下， 氢气和Mg2Cu反应生成MgH2和MgCu2，反应的化学方程式为3H2＋2Mg2Cu3MgH2＋MgCu2。储氢反应的产物与足量稀盐酸反应时，MgH2和HCl中的氢元素都转化成氢气，因此储氢反应的产物与足量稀盐酸反应生成的H2的质量大于参加储氢反应的H2的质量。
变式3 (6分)阅读下列材料，回答相关问题：
材料一：氢气作为未来理想能源的优点：来源广泛，可以由水制得；燃烧的热值高，大约是汽油热值的两倍；最突出的优点是燃烧产物是水，不污染环境；燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。氢能源的开发途径主要有两种：第一种方法是电解水，但消耗电量太多，成本高，不经济，不能大规模地制取氢气。第二种方法，也是最理想的制氢方法，是寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气。
材料二：太阳能具有总量巨大、安全经济、清洁无污染等优点。人类利用太阳能有三大技术领域，即光热转换、光电转换和光化转换。光电转换就是利用太阳能电池把太阳能直接转换成电能；光化转换途径包括：光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应，目前该技术领域尚处在实验研究阶段。
材料三：太阳能可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。
(1)水分解产生氢气的过程属于　化学　变化。
(2)对于氢能源和太阳能的开发，你认为下列课题中具有研究价值的是　②③　(填序号)。
①寻找直接从空气中分离氢气的方法，节约制氢成本
②寻找合适的催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气
③寻找制作太阳能电池的新型材料，提高光电转换效率
(3)面对“能源危机”和“环境问题”，从自身出发，谈谈在日常生活中该怎么做。请写出一项具体做法：　短途出行通过步行或者自行车代替燃油车；出门随手关灯等(合理即可)　。
　低碳生活
典例4 (8分)环境与能源问题是当今社会备受关注的热点。
(1)现在人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料有煤、石油、　天然气　。
(2)化石燃料的燃烧，会导致很多环境问题。去年我国大范围内出现了雾霾天气，PM2.5是造成这种天气的“元凶”之一。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，也称可入肺颗粒物，下列行为能产生PM2.5的是　①②③④　(填序号)。
①就地焚烧垃圾
②为方便出行，使用私家车
③大力发展火力发电
④节日里燃放鞭炮
(3)化石燃料的燃烧会产生CO2，这是引发温室效应的最主要原因，自然界中消耗CO2的主要途径是　绿色植物的光合作用　。
(4)化石燃料的燃烧对空气质量的影响很大，因此我们要注重开发和使用新能源，有待开发的新能源有　太阳能(合理即可)　。
变式4 国家鼓励大家践行可持续生活方式，共同创造蓝天白云、清洁永续的蓝色未来。作为一名中学生，下列做法不符合这一主题的是(　C　)
A.选择自行车和公交车作为出行工具
B.节约用纸，不使用一次性塑料袋
C.将废纸、塑料瓶等收集起来，一起焚烧
D.拒绝使用一次性木筷，用电子贺卡代替纸贺卡

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