Question

17．煤、石油、天然气等能源在地球上已探明的蕴藏量是有限的，从人类目前利用这些能源的消耗速度估算，石油和天然气不过几十年，煤不过一百年就会消耗尽．因此，进一步开发利用新能源已显得十分迫切．
氢气是一种高效而无污染的理想能源，下列（1）--（6）是某化学小组的学生查阅资料归纳的工业上制取氢气的方法，其中包括正在研发的方案．
（1）电解法：2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
（2）甲烷转化法：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CO↑+3H₂↑
（3）水煤气法：C+H₂O$\frac{\underline{\;100℃\;}}{\;}$CO↑+H₂↑
（4）碳氢化合物热裂法：CH₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$C+2H₂↑
（5）设法将太阳光聚焦产生高温使水分解：2H₂O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
（6）寻找高效催化剂使水分解产生氢气
如果将来人类广泛使用氢气作为能源，那么上述6种方法中你认为可行的且很有发展前途的方法是哪几种？并逐步说明理由．

Answer 1

分析 （1）从电解水消耗电能角度分析．
（2）从甲烷是不可再生的化石燃料角度分析．
（3）从水煤气法需消耗能源，且原料用煤的角度分析．
（4）从反应物是化石能源且反应需消耗能量的角度分析．
（5）从原料是贮量较大的水，能量来自可再生的太阳能角度分析．
（6）从原料是贮量较大的水，不需消耗能量的角度分析．

解答 解：（1）电解法：2H₂O通电2H₂↑+O₂↑，消耗电能成本太高，所以不可行．
（2）甲烷转化法：CH₄+H₂O催化剂CO↑+3H₂↑，甲烷是不可再生的化石燃料，目前贮量已大大减少，所以不可行．
（3）水煤气法：C+H₂O  100℃CO↑+H₂↑，水煤气法需消耗能源，且原料用化石燃料煤，所以不可行．
（4）碳氢化合物热裂法：CH₄高温C+2H₂↑，反应物是化石能源且反应需消耗能量，所以不可行．
（5）设法将太阳光聚焦产生高温使水分解：2H₂O高温2H₂↑+O₂↑，原料是贮量较大的水，能量来自可再生的太阳能，所以可行．
（6）寻找高效催化剂使水分解产生氢气，原料是贮量较大的水，不需消耗能量，所以可行．
故答案为：方法（5）：太阳能是取之不尽的廉价能源；方法（6）：催化剂大大加快了水的分解速度．

点评 在能源危机和全球变暖日益严峻的背景下，“节能减排”已事关人类的生存，新能源的开发和利用势在必行，中考中它也必是不可缺少的题目类型．