Question

人类社会的发展离不开能源．当今社会，人类利用的能源主要来自化石燃料．
（1）用来驱动汽车、飞机和轮船的燃料主要是从石油中根据不同沸点范围分馏出来的汽油、航空煤油、柴油等，石油分馏的过程属

 

变化．化石燃料中主要含有碳、氢元素，完全燃烧的产物是

 

，还含有硫、氮等元素，燃烧时会转化为

 

．
（2）西气东输，将改变我市居民的气体燃料结构．下表是几种气体燃料的价格和热值：

燃烧物	煤气	液化石油气	天然气
价格	1.4元/千克	6.0元/千克	1.8元/千克
热值	1.56×104kJ/kg	4.5×104kJ/kg	3.9×104kJ/kg

综合考虑，你将选用哪种燃料

 

理由是

 

．
（3）化石燃料不仅是优质的能量资源，还是宝贵的化工资源．聚乙烯是一种最常用的塑料，它是以石油裂解气体乙烯（CH₂=CH₂）为原料，经许多乙烯分子打开双键（-CH₂-CH₂-）连在一起，聚合成大分子而形成的．下图是聚乙烯分子形成过程的示意图，卡通画中单个小人代表一个乙烯分子．聚乙烯其中的部分结构可表示为：…

 

…．
（4）开发和利用清洁高效而又用之不竭的新能源，是21世纪人类面临的重要课题．
①2006年1月起，我省苏北四市推广使用乙醇汽油．乙醇可利用农作物发酵制得，农作物在催化剂作用下转化为葡萄糖（C₆H₁₂O₆），然后葡萄糖在酒化酶的作用下转化为乙醇和二氧化碳，写出葡萄糖转化为乙醇的化学方程式

 

．
②氢气是一种未来理想的能源．现通过生物法制得的氢气中混有CO₂、O₂和水蒸气等（氢气的体积分数通常为60%～90%），为了得到纯净的氢气，将混合气体依次通过NaOH溶液、灼热的Cu丝和干燥装置．该除杂方案是否正确？

 

，理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）根据各组分的沸点不同从石油中分馏出汽油、航空煤油、柴油等，称为石油分馏；根据燃烧的规律，可燃物完全燃烧时其中的碳、氢元素生成二氧化碳和水，而可燃物中硫、氮元素则生成二氧化硫及氮的氧化物；
（2）利用燃料的价格与热值计算出各燃料的热值-价格比，比较花费相同的费用获得热量的大小，从中选出获得最大热量的燃料即为最理想的燃料；
（3）根据图示及文字信息，理解聚乙烯的形成，利用对聚乙烯形成的认识，写出聚乙烯的结构式；
（4）①根据葡萄糖在酒化酶的作用下转化为乙醇和二氧化碳的信息，完成该反应化学方程式的书写；
②分析混有CO₂、O₂和水蒸气等的氢气依次通过NaOH溶液、灼热的Cu丝和干燥装置可能发生的反应，判断能否得到纯净的氢气．

解答：解：（1）石油分馏是根据组份沸点的不同将各组份分离开来的一种分离混合物的方法，变化前后没有新物质产生，属于物理变化；物质完全燃烧时，物质中的碳元素生成二氧化碳、氢元素生成水、硫元素生成二氧化硫、氮元素生成氮的氧化物；
（2）三种燃料的热值-价格比分别为：
煤气

1.56×104kJ/kg

1.4元/千克

≈1.11×10⁴kJ/元，液化石油气

4.5×104kJ/kg

6.0元/千克

=0.75×10⁴kJ/元，天然气

3.9×104kJ/kg

1.8元/千克

≈2.17×10⁴kJ/元，所以，天然气因热值高而价格相对较低，而且燃烧后产生二氧化碳和水，对环境影响较小，应选择天然气；
（3）根据许多乙烯分子打开双键（-CH₂-CH₂-）连在一起，聚合成大分子而形成聚乙烯，结合图示的模拟，聚乙烯的部分结构可表示为…-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-…；
（4）①葡萄糖在酒化酶的作用下转化为乙醇和二氧化碳，反应的化学方程式为C₆H₁₂O₆

酒化酶

2C₂H₅OH+2CO₂；
②将混有CO₂、O₂和水蒸气等的氢气依次通过NaOH溶液、灼热的Cu丝和干燥装置时，在把混合气体通过灼热的铜丝时会因氢气中混有氧气而发生爆炸，不能达到净化氢气的目的，所以该除杂方案不正确．
故答案为：
（1）物理；CO₂ H₂O；SO₂和氮的氧化物；
（2）天然气；热值高，价格相对较低，对环境污染较小；
（3）…-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-…；
（4）①C₆H₁₂O₆

酒化酶

2C₂H₅OH+2CO₂；②不正确；通过灼热的Cu丝时，混合气体可能发生爆炸．

点评：本题具有较大的综合性，涉及多方面知识的应用，在解答时应耐心细致逐步解答，体现出解决问题的能力与毅力．