Question

17．煤、石油、天然氣等能源在地球上已探明的蘊藏量是有限的，從人類目前利用這些能源的消耗速度估算，石油和天然氣不過幾十年，煤不過一百年就會消耗盡．因此，進一步開發利用新能源已顯得十分迫切．
氫氣是一種高效而無污染的理想能源，下列（1）--（6）是某化學小組的學生查閱資料歸納的工業上制取氫氣的方法，其中包括正在研發的方案．
（1）電解法：2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
（2）甲烷轉化法：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CO↑+3H₂↑
（3）水煤氣法：C+H₂O$\frac{\underline{\;100℃\;}}{\;}$CO↑+H₂↑
（4）碳氫化合物熱裂法：CH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$C+2H₂↑
（5）設法將太陽光聚焦產生高溫使水分解：2H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
（6）尋找高效催化劑使水分解產生氫氣
如果將來人類廣泛使用氫氣作為能源，那么上述6種方法中你認為可行的且很有發展前途的方法是哪幾種？并逐步說明理由．

Answer 1

分析 （1）從電解水消耗電能角度分析．
（2）從甲烷是不可再生的化石燃料角度分析．
（3）從水煤氣法需消耗能源，且原料用煤的角度分析．
（4）從反應物是化石能源且反應需消耗能量的角度分析．
（5）從原料是貯量較大的水，能量來自可再生的太陽能角度分析．
（6）從原料是貯量較大的水，不需消耗能量的角度分析．

解答 解：（1）電解法：2H₂O通電2H₂↑+O₂↑，消耗電能成本太高，所以不可行．
（2）甲烷轉化法：CH₄+H₂O催化劑CO↑+3H₂↑，甲烷是不可再生的化石燃料，目前貯量已大大減少，所以不可行．
（3）水煤氣法：C+H₂O  100℃CO↑+H₂↑，水煤氣法需消耗能源，且原料用化石燃料煤，所以不可行．
（4）碳氫化合物熱裂法：CH₄高溫C+2H₂↑，反應物是化石能源且反應需消耗能量，所以不可行．
（5）設法將太陽光聚焦產生高溫使水分解：2H₂O高溫2H₂↑+O₂↑，原料是貯量較大的水，能量來自可再生的太陽能，所以可行．
（6）尋找高效催化劑使水分解產生氫氣，原料是貯量較大的水，不需消耗能量，所以可行．
故答案為：方法（5）：太陽能是取之不盡的廉價能源；方法（6）：催化劑大大加快了水的分解速度．

點評 在能源危機和全球變暖日益嚴峻的背景下，“節能減排”已事關人類的生存，新能源的開發和利用勢在必行，中考中它也必是不可缺少的題目類型．