Question

美国《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据：
到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路：

直接反射	52，000×109 kJ/s
以热能方式离开地球	81，000×109 kJ/s
水循环	40，000×109 kJ/s
大气流动	370×109 kJ/s
光合作用	40×109 kJ/s

请选用以上数据计算（写出计算过程）：
（1）地球对太阳能的利用率约为

 

．
（2）通过光合作用，每年有

 

千焦的太阳能转化为化学能（每年按365天计算）．
（3）设每年由绿色植物通过光合作用（6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂）为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A．试根据能量关系列出A的计算式，列式中缺少的数据用符号表示．A=

 

（千克）所缺少的数据的化学含义为

 

．

Answer 1

考点：使用化石燃料的利弊及新能源的开发

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）地球对太阳能的利用率=

利用的太阳能的总量

太阳能辐射的总能量

×100%；
（2）依据由每秒太阳能转化为化学能的量可以计算出每年利用的能量；
（3）依据6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂结合每年通过光合作用太阳能转化为化学能的量解答．

解答： 解：（1）从图中可知水循环、大气流动、植物光合作用过程中利用太阳能，
所以地球对太阳能的利用率=

利用的太阳能的总量

太阳能辐射的总能量

×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%；
故答案为：23.3%；
（2）光合作用每秒转化为化学能40×10⁹ kJ，一年为31536000s，所以通过光合作用每年太阳能转化为化学能的量为：
40×10⁹kJ/s×31536000s=1.26144×10¹⁸kJ；
故答案为：1.26144×10¹⁸kJ；
（3）设没消耗6mol（264g）二氧化碳消耗的能量为QKJ，则：
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，所缺少的数据的化学含义为：设每生成一分子葡萄糖（C₆H₁₂0₆）消耗能为Q kJ；
故答案为：

3.3302016×1017

Q

kg，生成一分子葡萄糖（C₆H₁₂0₆）消耗能为Q kJ．

点评：本题以太阳能的利用为载体主要考查有关化学方程式的计算，题目难度中等．