Question

由于地球的二氧化碳剧增，由此产生的“温室效应”使自然灾害频繁发生，2004年底印度洋发生的大地震及海啸造成的惨剧使世人记忆犹新．消除“温室效应”的有效措施是广泛植树造林．已知180g葡萄糖（C₆H₁₂O₆）完全燃烧时放热2804kJ太阳每分钟对地球表面辐射能量为2.1J/cm²；植物通过光合作用生成葡萄糖和氧气．设光合作用时太阳能量利用率10%，每片树叶面积以10cm²计算，这样的树叶100片要合成1.8g葡萄糖．
问：
（1）需光照多长时间？
（2）若空气中含CO₂质量分数为0.3%，需要标准状况下空气多少升？（标准状况下空气密度为1.29g/L）
（3）若标准状况下氧气密度为1.429g/L，问光合作用时除生成1.8g葡萄糖，还放出氧气多少升？

Answer 1

分析：（1）根据能量守恒，由180g葡萄糖（C₆H₁₂O₆）完全燃烧时放热2804kJ，求出1.8g葡萄糖完全燃烧释放的热量，也就是需要吸收的太阳能，再根据树叶的面积和太阳每分钟对地球表面辐射能量为2.1J/cm²，就可以计算出需要光照的时间；
（2）根据光和作用的化学方程式，由葡萄糖的质量可以求二氧化碳、和氧气的质量，在求出体积．

解答：解：由能量守恒可知：180gC₆H₁₂O₆完全燃烧放热2804×10³J，则生成180gC₆H₁₂O₆需要吸热2804×10³J．
生成1.8g C₆H₁₂O₆需要时间是：

2804×1000J

180g

×1.8g÷（2.1J/cm²×10%×10cm²×100）=133.5分钟
设生成生成1.8g C₆H₁₂O₆需要CO₂质量为x，同时生成O₂的质量为y
6CO₂+6H₂O

光      .

叶绿体

C₆H₁₂O₆+6O₂
264                180   192
x                  1.8g   y
264：x=180：1.8g      180：1.8g=192：y
x=2.64g             y=1.92g
故空气质量为2.64g÷0.3%=880g  
空气的体积为880g÷1.29g/L=682L
氧气的体积为1.92g÷1.429g/L=1.34L．
故答为：（1）133.5分钟；（2）682L（3）1.34L．

点评：本题主要考查了根据化学方程式的计算，要想解答好这类题目，就要理解和熟记根据化学反应方程式的计算步骤和格式，以及与之相关的知识等．