Question

14．化學(xué)造福生活．
1926年，英國科學(xué)家貝納爾提出預(yù)言：只要有足夠的壓強(qiáng)，任何元素都能變成金屬．如把氫氣放到-260℃和250至260個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，就能把每個(gè)氫原子非常緊密地?cái)D在一起，而得到金屬氳．現(xiàn)在，預(yù)言終于在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)了．金屬氫是一種高密度的儲能材料．金屬形成后，可保持穩(wěn)定的狀態(tài)．
請回答下列問題：
（1）大規(guī)模制取氫氣較合適的方法是在催化劑作用下，利用太陽能分解水，反應(yīng)的化學(xué)程式是：2H₂O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{太陽能}$2H₂↑+O₂↑．
（2）氫氣被看作是理想的“綠色能源”，主要原因是燃燒的產(chǎn)物是水，無污染．目前氫能的開發(fā)和利用面臨著許多困難，金屬氫的使用主要解決氫能開發(fā)利用中的困難是安全儲存和運(yùn)輸．
（3）金屬氫中氫元素的化合價(jià)為0．從微觀的角度來分析，氫氣和金屬氫的主要區(qū)別是氫氣由氫分子構(gòu)成，金屬氫由氫原子構(gòu)成．

Answer 1

分析 （1）首先根據(jù)反應(yīng)原理找出反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，然后根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法、步驟進(jìn)行書寫；
（2）根據(jù)氫氣的燃燒的產(chǎn)物及制取方法分析回答；根據(jù)氫能的缺點(diǎn)是儲存和運(yùn)輸困難進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)單質(zhì)的化合價(jià)為0進(jìn)行分析；根據(jù)構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子來分析．

解答 解：（1）由題意可知，反應(yīng)物為水，反應(yīng)條件是太陽能和催化劑，生成物是氫氣和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{太陽能}$2H₂↑+O₂↑；
（2）氫氣被看作是理想的“綠色能源”，主要原因燃燒的產(chǎn)物是水無污染；氫能的缺點(diǎn)是儲存和運(yùn)輸困難，把氫氣放到-260℃和250至260個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，就能把氫原子非常緊密地?cái)D在一起，從而得到金屬氫，金屬氫形成后，可保持穩(wěn)定的狀態(tài)；金屬氫的使用主要解決了氫能開發(fā)利用中的困難；
（3）金屬氫是一種固體單質(zhì)，所以金屬氫中氫元素的化合價(jià)為0價(jià)；氫氣是一種氣體單質(zhì)，是由氫分子構(gòu)成的，金屬氫是一種固體單質(zhì)，是由氫原子直接構(gòu)成的；
故答案為：（1）2H₂O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{太陽能}$2H₂↑+O₂↑；（2）燃燒的產(chǎn)物是水，無污染； 安全儲存和運(yùn)輸；（3）0；氫氣由氫分子構(gòu)成，金屬氫由氫原子構(gòu)成．

點(diǎn)評 能源短缺是人類面臨的嚴(yán)重問題，通過本題的解答使得學(xué)生們認(rèn)識到了開發(fā)新能源的必要性和艱巨性，難度不大．