第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用一、太阳能的利用1．能源与太阳能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化方式被吸收的太阳能――→化学能――→热能、光能或电能(1)太阳能转化为化学能①物质转化：在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。②化学反应：6CO2＋6H2O――→C6H12O6＋6O2。③能量转化：光能―→化学能。(2)化学能转化为热能①物质转化：动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，其氧化生成二氧化碳和水，释放出热量，供给生命活动的需要。②化学反应：(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6；C6H12O6＋6O2―→6H2O＋6CO2。③能量转化：化学能―→热能。3．太阳能的利用实例能量转化方式直接利用光合作用光能转化为化学能太阳能热水器光能转化为热能太阳能电池光能转化为电能光解水制氢气光能转化为化学能间接利用化石燃料太阳能间接转化为化学能太阳能与其他能源的关系例1(2018·宁波市期中)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”不属于太阳能文明答案D例2下列属于直接利用太阳辐射能的方式是()①光—热转换②光—电转换③光—化学能转换④光—生物质能转换A．①②③B．②③④C．①③④D．①②③④答案D二、生物质能的利用1．生物质包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物和动物粪便等。2．生物质能的来源：植物及其加工产品所贮存的能量。3．生物质能的利用方式：(1)直接燃烧：植物枝叶的燃烧反应可表示为(以纤维素代表枝叶的主要成分)(C6H10O5)n＋6nO2――→6nCO2＋5nH2O。(2)生物化学转换：①用植物的秸秆、枝叶、杂草和人畜粪便等制取沼气，其主要成分是CH4；同时提供优良的肥料。②用含糖类、淀粉较多的农作物为原料制取乙醇。反应为(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6，C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2↑。(3)热化学转换：使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃气体。生物质能的利用利用方式优缺点直接燃烧利用效率低，影响生态环境生物化学转换有效利用生物质能，还能提供优良肥料等；燃烧特性好，有益于保护生态环境热化学转换功耗少、转化率高、较易工业化例3下列有关生物质能的说法不正确的是()A．生物质能是可再生能源B．生物质能来源于太阳能C．焚烧生活垃圾发电是将生物质能直接转化为电能D．玉米、高粱发酵制乙醇是生物质能转化为化学能答案C解析生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，生物质能最终利用的结果：除释放能量外，产生无污染的CO2和H2O，通过植物的光合作用，重新将太阳能转化为生物质能，因此生物质能是可再生的新能源，A正确；光—生物质能的转化本质是光—化学能的转换，B正确；焚烧生活垃圾发电的能量转化过程是：生物质能―→热能―→电能，C不正确；含淀粉较高的农作物发酵制燃料乙醇是生物质能转化为化学能，D正确。例4下列对于城市废弃物中生物质能的利用不合理的是()A．把废弃物拉到乡下找个地方埋掉B．对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供热和发电C．把废弃物进行生物化学转化获取甲烷D．让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃性气体答案A解析城市废弃物中含有丰富的生物质能，埋掉是一种资源浪费，故A不合理；处理后焚烧利用产生的热能供热和发电，故B合理；将废物进行生物化学转化获取甲烷、可燃性气体均合理，故C、D合理。三、氢能的开发和利用1．能源特点2．氢能开发利用的困难与解决方法(1)困难：能耗高、储存和运输困难等。(2)方法：①在光分解催化剂存在条件下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制氢气。②利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水释放出氢气。③发现和应用贮氢材料，解决氢气的储存和运输问题。氢能的产生和利用途径例5(2018·金华、温州、台...
