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據：
到達地球表面的太陽輻射能的幾條主要去路：

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

請選用以上數據計算（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．試根據能量關系列出A的計算式，列式中缺少的數據用符號表示．A=

 

（千克）所缺少的數據的化學含義為

 

．

Answer 1

考點：使用化石燃料的利弊及新能源的開發(fā)

專題：化學反應中的能量變化

分析：（1）地球對太陽能的利用率=

利用的太陽能的總量

太陽能輻射的總能量

×100%；
（2）依據由每秒太陽能轉化為化學能的量可以計算出每年利用的能量；
（3）依據6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂結合每年通過光合作用太陽能轉化為化學能的量解答．

解答： 解：（1）從圖中可知水循環(huán)、大氣流動、植物光合作用過程中利用太陽能，
所以地球對太陽能的利用率=

利用的太陽能的總量

太陽能輻射的總能量

×100%=

(40000×109kJ/s+370×109kJ/s+40×109kJ/s)

(52000×109kJ/s+81000×109kJ/s+40000×109kJ/s+370×9kJ/s+40×109kJ/s)

×100%≈23.3%；
故答案為：23.3%；
（2）光合作用每秒轉化為化學能40×10⁹ kJ，一年為31536000s，所以通過光合作用每年太陽能轉化為化學能的量為：
40×10⁹kJ/s×31536000s=1.26144×10¹⁸kJ；
故答案為：1.26144×10¹⁸kJ；
（3）設沒消耗6mol（264g）二氧化碳消耗的能量為QKJ，則：
6CO₂+6H₂O═C₆H₁₂O₆+60₂
264g                        QKJ
 A                       1.26144×10¹⁸kJ
              
解得A=

1.26144×1018kJ×264g

QkJ

=

3.3302016×1020

Q

g，即：

3.3302016×1017

Q

kg，所缺少的數據的化學含義為：設每生成一分子葡萄糖（C₆H₁₂0₆）消耗能為Q kJ；
故答案為：

3.3302016×1017

Q

kg，生成一分子葡萄糖（C₆H₁₂0₆）消耗能為Q kJ．

點評：本題以太陽能的利用為載體主要考查有關化學方程式的計算，題目難度中等．