能源的综合利用

杨敏

壮壮的错题1

壮壮：杨老师，下面这道题每个选项我都不太理解，不知从哪里找到解题依据，请老师帮我梳理下。

【题1】（2019·江苏·淮安）“化学链燃烧”技术是目前能源领域研究的热点之一。氧化镍（NiO）作载氧体的“化学链燃烧”过程如图1所示，相比直接燃烧甲烷，对该技术的评价错误的是（ ）。

A. 能量损耗少、利用率高

B. 较安全，减少爆炸风险

C. 消耗等质量甲烷，参加反应的氧气较少

D. 有利于分离和回收较纯净的二氧化碳

杨老师：由图可知，空气反应器中镍与空气中的氧气反应生成氧化镍，燃烧反应器中氧化镍与甲烷反应生成水、二氧化碳和镍。氧化镍作为载氧体，其中氧元素的含量比空气中氧气的含量大，故甲烷燃烧迅速，能量损耗少，利用率高，即A正确;氧气和甲烷没有直接接触，没有形成混合气体，不会发生爆炸，故B正确;根据质量守恒定律可知，消耗等质量甲烷，生成的二氧化碳和水的质量不变，参加反应的氧气的质量也不变，故C错误;反应生成的气体冷却后，水变成液体，剩下的气体主要是二氧化碳，故有利于分离和回收较纯净的二氧化碳，即D正确。所以本题选C。

【检测1】天然气（主要成分为CH4）完全燃烧的化学方程式为;某种燃气灶的燃料由水煤气（CO和H2的混合气体）改为天然气后，灶具的进风口应 （填“改大”“改小”或“不变”）。

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

壮壮的错题2

壮壮：杨老师，下面这题的答案是B，可我不明白为什么是B。

【题2】（2019·四川·内江）如图2所示，科学家提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，下列说法不正确的是（ ）。

A. 氢气作燃料的优点是燃烧热值高，产物无污染

B. 在此循环中发生了反应：2H2O [     通电     ] 2H2↑+O2↑

C. 燃料电池可以将化学能转化为电能

D. 光照条件下分解水，亟待解决的问题是寻找合适的催化剂

杨老师：氢气作燃料，其燃烧热值高，又因为燃烧产物只有水，无污染，故A正确;由图可知，该循环体系中水生成氢气和氧气的反应条件为光催化剂和光照，不是通电分解，故B错误;燃料电池是一种化学电池，化学电池是将化学能转化成电能的装置，故C正确;现在氢能源作为人类理想的能源，大量使用还需要解决合适的光照条件下分解水的催化剂、运输和贮存问题，故D正确。所以本题选B。

【检测2】利用核能将水分解制取氢气是目前正在研究的课题。如图3所示是其中的一种流程，其中用了过量的碘，请回答下列问题。

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

HI、I2、H2O

][HI][450℃][H2][反应③][I2][图3]

（1）请写出反应①的化学方程式：，用该法制取氢气最大的优点是 。

（2）有人认为目前利用氢气作为能源不太现实，请问你认为是否现实？（填“不现实”或“现实”），说明能够支持你的观点的两条理由： ; 。

答案：（1）SO2 + I2 + 2H2O [  100～120℃  ] H2SO4 + 2HI SO2和I2循环使用，避免了污染环境 （2）不现实 现有制取氢气的方法成本太高 氢气的运输和贮存困难

壮壮的错题3

壮壮：杨老师，下面这题我一点思路都没有，请老师帮我讲解一下。

【题3】燃料电池是一种将燃料的化学能不经过热能直接转变成电能的装置。例如甲醇燃料电池是由甲醇（CH3OH）、氧气和强碱溶液组成的新型燃料电池，可用作手机电池，该电池在充、放电时的反应方程式为：2CH3OH + 3O2 + 4NaOH [     放电     ] 2Na2CO3 + 6H2O;2Na2CO3 + 6H2O [     充电     ] 2CH3OH + 3O2↑+ 4NaOH。则下列有关甲醇燃料电池的说法中错误的是（ ）。

A. 等量的甲醇通过燃料电池释放的电能比其通过火力发电产生的电能多

B. 该电池放电过程中，既有氧化反应，又有燃烧的现象

C. 该电池放电过程中，NaOH溶液既可增强导电性，又有利于碳元素转化为碳酸盐

D. 该电池充电过程中，电能转变成化学能，溶液的碱性增强

杨老师：由“燃料电池是一种将燃料的化学能不经过热能而直接转变成电能的装置”可知，等量的甲醇通过燃料电池释放的电能比其通过火力发电产生的电能多，因为火力发电会有一部分化学能转化为热能而损失，故A正确;该电池放电过程中有氧气参加反应，属于氧化反应，但没有燃烧现象，如果有燃烧现象，则部分化学能会转变成热能而损失，故B错误;根据放电反应方程式可知，氢氧化钠溶液中有自由移动的离子，增加溶液的导电性，且氢氧化钠参与反应，利于碳元素转化为碳酸盐，故C正确;根据充电反应方程式可知，有强碱氢氧化钠生成，因此该电池充电过程中，电能转变成化学能，溶液的碱性增强，故D正确。所以本题选B。

【检测3】对于化学能与电能转化的说法不正确的是（ ）。

A. 肯定发生了化学变化        B. 实际上化学能不可能100%转变成电能

C. 电池可将化学能转变成电能  D. 电能不可以转变成化学能

答案：D

（作者单位：江苏省兴化市楚水初级中学）