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-1
水循环	40 000×109 kJ·s-1
以热能方式离开地球	81 000×109 kJ·s-1
大气流动	370×109 kJ·s-1
光合作用	40×109 kJ·s-1

请选用以上数据计算：

(1)地球对太阳能的利用率约为________________________。

(2)通过光合作用，每年(按365天计)有____________kJ的太阳能转化为化学能。

(3)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。请根据能量关系列出A的计算式。

列式中缺少数据用符号表示。A=_______________________(kg)

所缺数据的化学含义为_____________________________________________________。

Answer 1

(1)23.3%

(2)1.26×10¹⁸

(3)  每生成1 molC₆H₁₂O₆所吸收的能量

解析：(1)分析太阳辐射能的几条主要去路，可以知道，地球对太阳能的利用主要是水循环、大气流动和光合作用。地球对太阳能利用的总功率为：

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

太阳辐射能的总功率为：

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

地球对太阳能的利用率为：

×100％=23.3％

(2)通过光合作用转化为化学能的太阳能有：

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

(3)已知光合作用转化为化学能的总能量，计算有多少CO₂发生了光合作用，还缺少一个数据，这个数据从化学方程式6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂可以看出，应该是每消耗6 mol CO₂所需吸收的能量或每生成1 mol C₆H₁₂O₆所需吸收的能量，设这个能量为Q(kJ·mol^-1)，则有：

6CO₂+6H₂O→C₆H₁₂O₆+6O₂-Q

6×44 g                                  Q kJ

   A                                         1.26×10¹⁸ kJ

A＝kg。