題目列表(包括答案和解析)
① 電解法:
②甲烷轉(zhuǎn)化法:![]()
③水煤氣法:
④碳?xì)浠衔餆崃鸦?SUB>
⑤設(shè)法將太陽光聚焦產(chǎn)生高溫使水分解:
⑥尋找高效催化劑使水分解產(chǎn)生H2
如果將來人類廣泛使用氫氣作為能源,那么上述6種方法中你認(rèn)為可行的方法有哪幾種?簡述理由。
①__________________________________________________________。
②__________________________________________________________。
③__________________________________________________________。
(2)氫氣是一種高效而無污染的理想能源。下列①—⑥是某化學(xué)興趣小組的學(xué)生查閱資料歸納出的工業(yè)上制取氫氣的方法,其中包括正在研究的方案。
①電解法:2H2O
2H2↑+O2↑
②甲烷轉(zhuǎn)化法:CH4+H2O
CO+3H2
③水煤氣法:C+H2O
CO+H2
④碳?xì)浠衔餆崃呀夥ǎ篊H4
C+2H2
⑤設(shè)法將太陽光聚集產(chǎn)生高溫使水分解:
2H2O
2H2↑+O2↑
⑥尋找高效催化劑使水分解產(chǎn)生H2
如果將來人類廣泛使用氫氣作為能源,那么上述6種方法中你認(rèn)為可行且很有發(fā)展前途的方法是哪幾種?并逐條說明理由。
(1)氫氣是一種高效而無污染的理想能源,近20年來,對(duì)以氫氣作為未來的動(dòng)力燃料氫能源的研究獲得了迅速發(fā)展。
① 為了有效發(fā)展氫能源,首先必須制得廉價(jià)的氫氣,下列可供開發(fā)又較經(jīng)濟(jì)且資源可持續(xù)利用的制氫氣的方法是 。
A. 鋅和稀硫酸反應(yīng) B.光解海水 C.以石油、天然氣為原料
② 已知?dú)錃獾娜紵裏釣?85.8kJ?mol-1。寫出其完全燃燒的熱化學(xué)方程式 。
(2)有資料報(bào)道:Na2FeO4是一種強(qiáng)氧化劑,可作為一種新型凈水劑,因此使用該物質(zhì)可代替Cl2和Al2(SO4)3作為凈水劑。
① 配平工業(yè)制備鐵酸鈉的化學(xué)方程式:
□Fe2O3+□NaNO3+□NaOH――□Na2FeO4+□NaNO2+□H2O
② 以上反應(yīng)中,氧化劑為 (填編號(hào))。
a.Fe2O3 b.NaNO3 c.NaOH d.Na2FeO4 e.NaNO2
③ 當(dāng)反應(yīng)物中含有1.4molNa+,且上述反應(yīng)恰好完全進(jìn)行時(shí),電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為 NA
能源、可劃分為一級(jí)能源和二級(jí)能源。自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源,擊。煤、石油、天然氣稱為一級(jí)能源需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源。煤、石油、天然氣等是多年來大規(guī)模使用的能源,稱為常規(guī)能源,屬于不可再生的化石能源。一些著名的地質(zhì)專家預(yù)測,石油產(chǎn)量最早可能在2010年,最遲在2037年達(dá)到頂峰。此后就會(huì)不可逆轉(zhuǎn)地下降,而石油和天然氣的價(jià)格將大幅上升,且難以回落。
煤、石油、天然氣等化石燃料燃燒后會(huì)放出多種污染大氣的化學(xué)物質(zhì)以及二氧化碳等溫室氣體,而氫燃料電池源源不斷地提供能量的同時(shí)排出的只有水。
美國加州理工學(xué)院的研究員在美國《科學(xué)》上撰文指出,氫燃料系統(tǒng)未必對(duì)環(huán)境完全無害。氫比空氣輕得多,很容易向空中運(yùn)動(dòng)。研究員們估計(jì)完全使用氫燃料將導(dǎo)致進(jìn)入大氣同溫層的氫分子增加到目前的3倍。同溫層距地面15-40km,包含臭氧層,氫分子進(jìn)入同溫層會(huì)被氧化成水。
發(fā)展氫燃料系統(tǒng)的主要提倡者杰里米?里夫金說:“當(dāng)轉(zhuǎn)而利用一種新能源的時(shí)候,你必然設(shè)想它可能產(chǎn)生一些環(huán)境影響,但是氫作為化石燃料的替代物,依然是我們未來的希望。”
發(fā)展氫能源需要解決如何廉價(jià)地制備大量氫氣,以及如何安全貯存、運(yùn)輸氫氣等問題。從化石原料制取氫氣,已經(jīng)有比較成熟的技術(shù)及工業(yè)裝置,并在不斷研究改進(jìn)之中,所制得的氫氣主要作為化工原料,如合成氨、合成甲醇及油品等。但從化石原料制取氫氣的過程必然會(huì)放出二氧化碳,因此不能解決溫室氣體的排放問題。非化工原料制氫主要是指從含氫物質(zhì)制取氫氣,其中水電解制氫技術(shù)已成熟并有工業(yè)生產(chǎn)裝置,但電能消耗較大(每立方米氫氣耗電約4~5kw-h),目前尚受到一定的限制。但從水中制氫是理想的制氫方法。
【思考】閱讀以上文摘,并注意帶有下劃線的文字,完成下列填空。
(1)理想的制氫方法是 ,此過程是 (填寫“釋放”或“消耗‘)能量的過程。氫氣是一種高效而又沒有污染的 級(jí)能源。
(2)水電解制氫反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(3)關(guān)于用水制取氫氣,以下研究方向不正確的是
A.構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì),因此可研究在水不分解的情況下,使氫成為二級(jí)能源
B.設(shè)法將太陽光聚焦,產(chǎn)生高溫,使水分解產(chǎn)生氫氣
C.尋找特殊化學(xué)物質(zhì),用于開發(fā)廉價(jià)能源,以分解水獲得氫能源
(4)作為能源,氫氣具有其他能源所不具備的優(yōu)點(diǎn)。第一,燃燒時(shí)放出的熱量多,放出的熱量約為同質(zhì)量汽油的3倍。第二 。第三最大的優(yōu)點(diǎn)是 。氫氣的重量輕、密度小,便于運(yùn)送和攜帶,容易儲(chǔ)藏,與難儲(chǔ)存的電相比,優(yōu)越性更為顯著。
科學(xué)家認(rèn)為,氫氣是一種高效而無污染的理想能源,近20年來,對(duì)氫氣作為未來的動(dòng)力燃料氫能源的研究獲得了迅速發(fā)展。
(1)已知:2H2(g)+ O2(g)==2H2O(g);△H=-483.6kJ/mol; H2O(g)==H2O(l);△H=-44kJ/mol。
試寫出H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式:
____________________________________________________________。
(2)某學(xué)生查閱大量資料,提出下列“22世紀(jì)用水制取氫氣的研究方向”。 上述研究方向中,你認(rèn)為不正確的選項(xiàng)是_________________。
①研究在水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的情況下制取氫氣,同時(shí)釋放能量
②設(shè)法將太陽光聚焦,產(chǎn)生高溫,使水分解產(chǎn)生氫氣
③尋找高效催化劑,大力提高水在一定條件下分解產(chǎn)生氫氣的轉(zhuǎn)化率
④尋找特殊化學(xué)物質(zhì),用于開發(fā)廉價(jià)能源,以分解水制取氫氣
(3)用氫作為能源亟待解決的又一問題是貯氫材料的開發(fā),研究表明某些過渡金屬能與氫原子形成氫化物,氫原子填充在金屬的晶格間隙之間,其組成不固定,通常是非化學(xué)計(jì)量的(如LaH2.76)。已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1體積的鈀粉大約可吸附896體積的氫氣(鈀粉的密度為10.64g/cm3),試寫出鈀(Pd)的氫化物的化學(xué)式___________________。
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