Question

20．氢能源具有诱人的前景，请联系有关知识回答下列问题（氢气的燃烧热值为1.5ⅹ10⁸J/kg）
（1）所谓氢能源是指氢气燃料，它与其他能源相比，具有三大显著优点：资源丰富、燃烧热值高、燃烧产物是水无污染．
（2）完全燃烧2kg氢气生成水18千克？同时放出热量是3×10⁸焦？
（3）通常情况下，氢气的获得是从水电解水中得到的，需要消耗一定的常规能源，比如：“220V，50A”的条件下，需24小时才能得到1千克氢气，请写出电解水的化学方程式2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，并通过计算说明这种方法是否可取？
（4）为了获得氢能源，必须采用先进的方法，以下所提供的方法中，你认为可行的是C
A、由热电站提供电力电解水    B、改进以焦炭和水制水煤气的方法
C、利用太阳能分解水    D、使用灼热的铁 和水蒸气反应制得．

Answer 1

分析 （1）根据氢气燃烧的特点分析；
（2）根据热值物理量的含义分析，根据化学方程式，已知氢气质量求水的质量；
（3）根据题意设出未知量，写出方程式，然后再计算相关物质的相对分子质量和已知量、未知量，在列出比例式求解，最后简明的写出答案；
（4）据原题“目前科学家们认为高效率制氢的基本途径是利用太阳能．如果能用太阳能制氢，那就等于把无穷无尽的，分散的太阳能转变成了高度集中的干净能源了，意义十分重大”可判断．

解答 解：（1）氢气资源丰富，燃烧热值高，燃烧产物是水无污染，因此比其它能源有显著优点；
（2）1.5×10⁸焦/千克，它的物理量意义为燃烧一千克氢气放出的热量为1.5×10⁸焦．
设生成水的质量为x．
2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O
4                      36
2kg                    x
$\frac{4}{36}$=$\frac{2kg}{x}$
x=18kg
放出的热量为1.5×10⁸焦/千克×2kg=3×10⁸焦．
（3）水电解的方程式是：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑．
已知工作电压和通过的电流，利用W=UIt求消耗的电能．消耗的电能：W_电=UIt=220V×50A×24×60×60s=9.5×10⁸焦，因为燃烧一千克氢气放出的热量为1.5×10⁸焦．
所以这种方法不可取．
（4）据原题“目前科学家们认为高效率制氢的基本途径是利用太阳能．如果能用太阳能制氢，那就等于把无穷无尽的，分散的太阳能转变成了高度集中的干净能源了，意义十分重大”可判断该题中的C选项是正确的；
故答案为：（1）资源丰富、燃烧热值高、燃烧产物是水无污染；
（2）18kg；3×10⁸焦；
（3）2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；不可取；
（4）C．

点评 本题考查氢气燃烧的特点及根据化学方程式的简单计算，属基础知识考查．