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        能源的綜合利用

        2020-09-10 07:22:44楊敏
        初中生學習指導·中考版 2020年8期
        關鍵詞:氧化鎳化學能燃料電池

        楊敏

        壯壯的錯題1

        壯壯:楊老師,下面這道題每個選項我都不太理解,不知從哪里找到解題依據(jù),請老師幫我梳理下。

        【題1】(2019·江蘇·淮安)“化學鏈燃燒”技術是目前能源領域研究的熱點之一。氧化鎳(NiO)作載氧體的“化學鏈燃燒”過程如圖1所示,相比直接燃燒甲烷,對該技術的評價錯誤的是( )。

        A. 能量損耗少、利用率高

        B. 較安全,減少爆炸風險

        C. 消耗等質量甲烷,參加反應的氧氣較少

        D. 有利于分離和回收較純凈的二氧化碳

        楊老師:由圖可知,空氣反應器中鎳與空氣中的氧氣反應生成氧化鎳,燃燒反應器中氧化鎳與甲烷反應生成水、二氧化碳和鎳。氧化鎳作為載氧體,其中氧元素的含量比空氣中氧氣的含量大,故甲烷燃燒迅速,能量損耗少,利用率高,即A正確;氧氣和甲烷沒有直接接觸,沒有形成混合氣體,不會發(fā)生爆炸,故B正確;根據(jù)質量守恒定律可知,消耗等質量甲烷,生成的二氧化碳和水的質量不變,參加反應的氧氣的質量也不變,故C錯誤;反應生成的氣體冷卻后,水變成液體,剩下的氣體主要是二氧化碳,故有利于分離和回收較純凈的二氧化碳,即D正確。所以本題選C。

        【檢測1】天然氣(主要成分為CH4)完全燃燒的化學方程式為;某種燃氣灶的燃料由水煤氣(CO和H2的混合氣體)改為天然氣后,灶具的進風口應 (填“改大”“改小”或“不變”)。

        答案:CH4 + 2O2 [? ? ?點燃? ? ?] CO2 + 2H2O 改大

        壯壯的錯題2

        壯壯:楊老師,下面這題的答案是B,可我不明白為什么是B。

        【題2】(2019·四川·內江)如圖2所示,科學家提出一種最經(jīng)濟最理想的獲得氫能源的循環(huán)體系,下列說法不正確的是( )。

        A. 氫氣作燃料的優(yōu)點是燃燒熱值高,產物無污染

        B. 在此循環(huán)中發(fā)生了反應:2H2O [? ? ?通電? ? ?] 2H2↑+O2↑

        C. 燃料電池可以將化學能轉化為電能

        D. 光照條件下分解水,亟待解決的問題是尋找合適的催化劑

        楊老師:氫氣作燃料,其燃燒熱值高,又因為燃燒產物只有水,無污染,故A正確;由圖可知,該循環(huán)體系中水生成氫氣和氧氣的反應條件為光催化劑和光照,不是通電分解,故B錯誤;燃料電池是一種化學電池,化學電池是將化學能轉化成電能的裝置,故C正確;現(xiàn)在氫能源作為人類理想的能源,大量使用還需要解決合適的光照條件下分解水的催化劑、運輸和貯存問題,故D正確。所以本題選B。

        【檢測2】利用核能將水分解制取氫氣是目前正在研究的課題。如圖3所示是其中的一種流程,其中用了過量的碘,請回答下列問題。

        [O2] [反應②][SO2+H2O][含H2SO4][900℃][核能][100~120℃][反應①][水][含HI和I2][I2和H2O][分離

        HI、I2、H2O

        ][HI][450℃][H2][反應③][I2][圖3]

        (1)請寫出反應①的化學方程式:,用該法制取氫氣最大的優(yōu)點是 。

        (2)有人認為目前利用氫氣作為能源不太現(xiàn)實,請問你認為是否現(xiàn)實?(填“不現(xiàn)實”或“現(xiàn)實”),說明能夠支持你的觀點的兩條理由: ; 。

        答案:(1)SO2 + I2 + 2H2O [? 100~120℃? ] H2SO4 + 2HI SO2和I2循環(huán)使用,避免了污染環(huán)境 (2)不現(xiàn)實 現(xiàn)有制取氫氣的方法成本太高 氫氣的運輸和貯存困難

        壯壯的錯題3

        壯壯:楊老師,下面這題我一點思路都沒有,請老師幫我講解一下。

        【題3】燃料電池是一種將燃料的化學能不經(jīng)過熱能直接轉變成電能的裝置。例如甲醇燃料電池是由甲醇(CH3OH)、氧氣和強堿溶液組成的新型燃料電池,可用作手機電池,該電池在充、放電時的反應方程式為:2CH3OH + 3O2 + 4NaOH [? ? ?放電? ? ?] 2Na2CO3 + 6H2O;2Na2CO3 + 6H2O [? ? ?充電? ? ?] 2CH3OH + 3O2↑+ 4NaOH。則下列有關甲醇燃料電池的說法中錯誤的是( )。

        A. 等量的甲醇通過燃料電池釋放的電能比其通過火力發(fā)電產生的電能多

        B. 該電池放電過程中,既有氧化反應,又有燃燒的現(xiàn)象

        C. 該電池放電過程中,NaOH溶液既可增強導電性,又有利于碳元素轉化為碳酸鹽

        D. 該電池充電過程中,電能轉變成化學能,溶液的堿性增強

        楊老師:由“燃料電池是一種將燃料的化學能不經(jīng)過熱能而直接轉變成電能的裝置”可知,等量的甲醇通過燃料電池釋放的電能比其通過火力發(fā)電產生的電能多,因為火力發(fā)電會有一部分化學能轉化為熱能而損失,故A正確;該電池放電過程中有氧氣參加反應,屬于氧化反應,但沒有燃燒現(xiàn)象,如果有燃燒現(xiàn)象,則部分化學能會轉變成熱能而損失,故B錯誤;根據(jù)放電反應方程式可知,氫氧化鈉溶液中有自由移動的離子,增加溶液的導電性,且氫氧化鈉參與反應,利于碳元素轉化為碳酸鹽,故C正確;根據(jù)充電反應方程式可知,有強堿氫氧化鈉生成,因此該電池充電過程中,電能轉變成化學能,溶液的堿性增強,故D正確。所以本題選B。

        【檢測3】對于化學能與電能轉化的說法不正確的是( )。

        A. 肯定發(fā)生了化學變化? ? ? ? B. 實際上化學能不可能100%轉變成電能

        C. 電池可將化學能轉變成電能? D. 電能不可以轉變成化學能

        答案:D

        (作者單位:江蘇省興化市楚水初級中學)

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