Question

能源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，人類的祖先在幾十萬年前就知道利用燃燒枯枝來燒煮食物和取暖，后來人們逐漸學(xué)會(huì)了使用礦物(煤、天然氣、石油等)能源，最后又學(xué)會(huì)了使用核能、地?zé)岬刃履茉矗�煤、石油、天然氣是我國目前普遍使用的能源�?/p>

(1)煤、石油、天然氣各自的主要成分依次用C、C_nH_2n+2和CH₄為代表，若燃燒相同質(zhì)量的煤、石油、天然氣時(shí)對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響(產(chǎn)生溫室效應(yīng))最小的是什么。

(2)氫氣被公認(rèn)為21世紀(jì)最理想的能源，1 mol H₂燃燒時(shí)放熱為285.8 kJ,而每千克汽油燃燒時(shí)約放熱為4 600 kJ,試簡述氫氣作為能源的三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是什么？

(3)聯(lián)系以前學(xué)過的知識(shí)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)未來制取H₂并用作新能源的可行方案。

(4)在做完上題以后，張智忽然想到：自家原先使用液化石油氣(主要成分為C₄H₁₀)作為燃料燒煮食物，現(xiàn)要改用天然氣但還想利用原來的灶具，則灶具應(yīng)作何改進(jìn)？請(qǐng)你幫他想辦法，寫出你的思路(千萬不能自己調(diào)動(dòng)，危險(xiǎn)！)。

Answer 1

解析：若燃燒相同質(zhì)量的煤、石油、天然氣時(shí)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響最小，需滿足C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最小，故為CH₄。由CH₄和C₄H₁₀完全燃燒的方程式可知，燃燒相同物質(zhì)的量的CH₄和C₄H₁₀，CH₄消耗的O₂少，所以應(yīng)采取的措施為調(diào)節(jié)噴嘴，減少空氣的進(jìn)氣量及增大燃料的進(jìn)氣量。氫氣作為能源的三大優(yōu)點(diǎn)即可再生，燃燒產(chǎn)物無污染；來源豐富；單位質(zhì)量的H₂燃燒時(shí)放熱多。設(shè)計(jì)、制H₂可行方案，可聯(lián)想電解水反應(yīng)，同時(shí)改變一下條件。灶具改進(jìn)可簡單通過調(diào)節(jié)噴嘴的方式。

答案：(1)天然氣

(2)可再生；燃燒產(chǎn)物無污染；來源豐富；單位質(zhì)量的H₂燃燒時(shí)放熱多

(3)2H₂O2H₂↑+O₂↑(條件可寫為光能、高溫、催化劑)。

(4)調(diào)節(jié)噴嘴,減少空氣的進(jìn)氣量及增大燃料的進(jìn)氣量。