Question

2．有人提出在20kV、500A的条件下用电解水的方法制取氢气，24h可以电解水9t，则一昼夜可以产生多少氢气？这些氢气能提供多少能量？通过计算说明这样做是否具有实用价值．（氢气的热值是1.43×10⁸J/kg）

Answer 1

分析 利用电解水反应的化学方程式，将水的质量代入方程式来计算氢气的质量；计算电解水产生的电能和水生成的氢气燃烧产生的能量进行比较作答．

解答 解：设生成氢气质量为x
2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
36         4
9t        x
$\frac{36}{9t}=\frac{4}{x}$
x=1t
先计算出电解水时所需要的电能
P=I×U×t=20000×500×24×3600=8.64×10¹¹J
计算出水电解的氢气产生的能量
9000×$\frac{1}{9}$=1000  1000×1.43×10⁸=1.43×10¹¹J
通过比较，可以看出电能大于氢气产生的能量．这种方法获得的氢能源没有价值．
故答案为：一昼夜可以产生氢气的质量为1t，氢气燃烧放出的热量为1.43×10¹¹J，用电解水的方法制取氢气不具有实用价值．

点评 本题主要从实际应用的角度考查了能源方面的问题和环保问题，真正做到了物理化学相结合分析问题的方法．