Question

20．氫能源具有誘人的前景，請聯(lián)系有關知識回答下列問題（氫氣的燃燒熱值為1.5ⅹ10⁸J/kg）
（1）所謂氫能源是指氫氣燃料，它與其他能源相比，具有三大顯著優(yōu)點：資源豐富、燃燒熱值高、燃燒產物是水無污染．
（2）完全燃燒2kg氫氣生成水18千克？同時放出熱量是3×10⁸焦？
（3）通常情況下，氫氣的獲得是從水電解水中得到的，需要消耗一定的常規(guī)能源，比如：“220V，50A”的條件下，需24小時才能得到1千克氫氣，請寫出電解水的化學方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，并通過計算說明這種方法是否可取？
（4）為了獲得氫能源，必須采用先進的方法，以下所提供的方法中，你認為可行的是C
A、由熱電站提供電力電解水    B、改進以焦炭和水制水煤氣的方法
C、利用太陽能分解水    D、使用灼熱的鐵 和水蒸氣反應制得．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氫氣燃燒的特點分析；
（2）根據(jù)熱值物理量的含義分析，根據(jù)化學方程式，已知氫氣質量求水的質量；
（3）根據(jù)題意設出未知量，寫出方程式，然后再計算相關物質的相對分子質量和已知量、未知量，在列出比例式求解，最后簡明的寫出答案；
（4）據(jù)原題“目前科學家們認為高效率制氫的基本途徑是利用太陽能．如果能用太陽能制氫，那就等于把無窮無盡的，分散的太陽能轉變成了高度集中的干凈能源了，意義十分重大”可判斷．

解答 解：（1）氫氣資源豐富，燃燒熱值高，燃燒產物是水無污染，因此比其它能源有顯著優(yōu)點；
（2）1.5×10⁸焦/千克，它的物理量意義為燃燒一千克氫氣放出的熱量為1.5×10⁸焦．
設生成水的質量為x．
2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O
4                      36
2kg                    x
$\frac{4}{36}$=$\frac{2kg}{x}$
x=18kg
放出的熱量為1.5×10⁸焦/千克×2kg=3×10⁸焦．
（3）水電解的方程式是：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
已知工作電壓和通過的電流，利用W=UIt求消耗的電能．消耗的電能：W_電=UIt=220V×50A×24×60×60s=9.5×10⁸焦，因為燃燒一千克氫氣放出的熱量為1.5×10⁸焦．
所以這種方法不可取．
（4）據(jù)原題“目前科學家們認為高效率制氫的基本途徑是利用太陽能．如果能用太陽能制氫，那就等于把無窮無盡的，分散的太陽能轉變成了高度集中的干凈能源了，意義十分重大”可判斷該題中的C選項是正確的；
故答案為：（1）資源豐富、燃燒熱值高、燃燒產物是水無污染；
（2）18kg；3×10⁸焦；
（3）2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；不可取；
（4）C．

點評 本題考查氫氣燃燒的特點及根據(jù)化學方程式的簡單計算，屬基礎知識考查．