Question

美國《科學(xué)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)：

到達(dá)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-1
水循環(huán)	40 000×109 kJ·s-1
以熱能方式離開地球	81 000×109 kJ·s-1
大氣流動(dòng)	370×109 kJ·s-1
光合作用	40×109 kJ·s-1

請選用以上數(shù)據(jù)計(jì)算：

(1)地球?qū)μ�陽能的利用率約為________________________。

(2)通過光合作用，每年(按365天計(jì))有____________kJ的太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

(3)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(zhì)量為A。請根據(jù)能量關(guān)系列出A的計(jì)算式。

列式中缺少數(shù)據(jù)用符號(hào)表示。A=_______________________(kg)

所缺數(shù)據(jù)的化學(xué)含義為_____________________________________________________。

Answer 1

(1)23.3%

(2)1.26×10¹⁸

(3)  每生成1 molC₆H₁₂O₆所吸收的能量

解析：(1)分析太陽輻射能的幾條主要去路，可以知道，地球?qū)μ�陽能的利用主要是水循環(huán)、大氣流動(dòng)和光合作用。地球?qū)μ�陽能利用的總功率為�?/p>

40000×10⁹ kJ·s^-1+370×10⁹ kJ·s^-1+40×10⁹ kJ·s^-1＝4.041×10¹³ kJ·s^-1

太陽輻射能的總功率為：

52000×10⁹ kJ·s^-1+81000×10⁹ kJ·s^-1+40410×10⁹ kJ·s^-1＝1.742×10¹⁴ kJ·s^-1

地球?qū)μ�陽能的利用率為�?/p>

×100％=23.3％

(2)通過光合作用轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的太陽能有：

40×10⁹ kJ·s^-1×365×24×3600 s＝1.26×10¹⁸ kJ

(3)已知光合作用轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的總能量，計(jì)算有多少CO₂發(fā)生了光合作用，還缺少一個(gè)數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)從化學(xué)方程式6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂可以看出，應(yīng)該是每消耗6 mol CO₂所需吸收的能量或每生成1 mol C₆H₁₂O₆所需吸收的能量，設(shè)這個(gè)能量為Q(kJ·mol^-1)，則有：

6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂-Q

6×44 g                                  Q kJ

   A                                         1.26×10¹⁸ kJ

A＝kg。