Question

美國《科學美國人》雜志在1971年7月刊登的“地球的能量資源”一文中提供了如下數(shù)據(jù)：

直接反射	52,000×109 kJ/s
以熱能方式離開地球	81,000×109 kJ/s
水循環(huán)	40,000×109 kJ/s
大氣流動	370×109 kJ/s
光合作用	40×109 kJ/s

到達地球表面的太陽輻射能的幾條主要去路：請選用以上數(shù)據(jù)計算（寫出計算過程）：

（1）地球對太陽能的利用率約為        。

（2）通過光合作用，每年有         千焦的太陽能轉化為化學能（每年按365天計算）。

（3）設每年由綠色植物通過光合作用（6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂）為我們生存的環(huán)境除去二氧化碳的質量為A。試根據(jù)能量關系列出A的計算式，列式中缺少的數(shù)據(jù)用符號表示。

A=          （千克），所缺少的數(shù)據(jù)的化學含義為                          。

 

Answer 1

【答案】

（1）23.3% （2）1.26×10¹⁸kJ

（其中Q為每生成1 mol葡萄糖所需吸收的能量）

【解析】

試題分析：（1）地球對太陽能的利用率＝[（水循環(huán)吸熱＋大氣流動吸熱＋光合作用吸熱）÷太陽輻射能] ×100%

＝

＝23.3%

[（40000＋370＋40）×10⁹ kJ/s]÷[（52000＋81000＋40000 ＋370＋40）×10⁹ kJ/s] ×100% =23.3%

（2）通過光合作用，每年太陽能轉化的化學能為：

365×24×60×60s×40×10⁹kJ/s＝1.26×10¹⁸kJ

（3）設每生成1 mol C₆H₁₂O₆（葡萄糖）所吸收的能量為Q kJ，則：

6CO₂       ＋    6H₂O  C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + Q

6×44×10^{—3 kg}                                 Q kJ

A                                     1.26×10¹⁸ kJ

解得A＝（其中Q為每生成1 mol葡萄糖所需吸收的能量）

考點：考查能量的轉化以及能量利用率的有關計算

點評：該題是通過定量的計算，有利于培養(yǎng)學生感性認識，增強學生的能源節(jié)約意識和社會責任感，也有利于激發(fā)學生獻身科學研究的熱情。該題難度不大，便于培養(yǎng)學生的規(guī)范答題能力。