能源的綜合利用

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，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，不會發生爆炸，故B正確;根據質量守恒定律可知，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濟最理想的獲得氫能源的循環體系，下列說法不正確的是（ ）。

A. 氫氣作燃料的優點是燃燒熱值高，產物無污染

B. 在此循環中發生了反應：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點是 。

（2）有人認為目前利用氫氣作為能源不太現實，請問你認為是否現實？（填“不現實”或“現實”），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循環使用，避免了污染環境 （2）不現實 現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電產生的電能多，因為火力發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，但沒有燃燒現象，如果有燃燒現象，則部分化學能會轉變成熱能而損失，故B錯誤;根據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）