精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
氢是一种洁净能源,其燃烧值为1.43×108J·kg-1。地球上的氢多以化合态(主要是水)形式存在。在开发氢能源时,若用电解水的方法获得氢气(在20 kV,500 A下,24 h可电解水9 t),问此方法是否有商业价值?

解析:将电解水所消耗的电能与所得氢气所提供的能量进行比较,即可判断此法是否可行。电解9 t水可得氢气的质量为:m(H2)=9 000 kg×=1 000 kg。

1 000 kg H2完全燃烧在理论上可提供的能量(热能)为

Q=1 000 kg×1.43×108J·kg-1=1.43×1011J

电解9 t水所消耗的电能为:

E=UIt=20 000 V×500 A×24 h×3 600 s·h-1=8.64×1011J

可见Q<E,因此,电解水法生产氢气无实用性商业价值。

答案:没有价值,因为电解水所消耗能量远大于所生成氢气可提供的能量(前者是后者的6倍).


练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

(2009?江苏)A.生物质能是一种洁净、可再生的能源.生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一.
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素.写出基态Zn原子的核外电子排布式
1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2

(2)根据等电子原理,写出CO分子结构式
C≡O
C≡O

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀.
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是
甲醇分子之间形成氢键
甲醇分子之间形成氢键
;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为
sp2杂化
sp2杂化

②甲醛分子的空间构型是
平面三角形
平面三角形
;1mol甲醛分子中σ键的数目为
3NA
3NA

③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示),所包含的Cu原子数目为
4
4

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

2011年10月7日,英汤普森航空试航”地沟油”航班,在空中飞行了4个小时,并美其名”生物燃料”,该燃料属于生物质能.但有英环保组织质疑其”地沟油”成分很少,仅为”作秀”,引来一片质疑声.已知地沟油(生物质)的主要转化途径及主要产物如图所示.

(1)下列有关说法正确的是
abde
abde

a.生物燃料本质上能量来源于太阳能
b.由纤维素水解获得的乙醇属生物质能
c.生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物
d.由植物秸秆等发酵获得的沼气,主要成分是甲烷
e.生物质资源是一种污染小的可再生能源
(2)由生物质能获得的CO和H2当两者1:1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是
cd
cd

a.汽油       b.甲醇       c.甲醛           d.乙酸
(3)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一.煤转化为水煤气的主要化学反应为:C+H2O(g)
 高温 
.
 
CO+H2
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2═CO2(g)△H=-393.5 kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2
(g)═H2O(g)△H=-241.8 kJ?mol-1
CO(g)+
1
2
O2
═CO2(g)△H=-283.0 kJ?mol-1
请你根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:
C(S)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=?+131.3kJ?mol-1
C(S)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=?+131.3kJ?mol-1

(4)燃油中所含硫以二硫醚的形式存在,工业上常用催化加氢的方法脱硫,然后综合利用生产硫酸.如二硫丙醚 (  C3H7-S-S-C3H7)  脱硫综合利用的有关反应为:
C3H7-S-S-C3H7(g)+3H2(g)═2C3H8(g)+2H2S(g);△H1
化学键 C-C C-H H-H S-H S-S S-C
键能/kJ.mol-1 a b c d e f
已知某些化学键的键能数据如上表:
则△H1=
2f+e+3c-2b-4d
2f+e+3c-2b-4d
kJ?mol-1(用字母式表示).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

生物质能是一种洁净、可再生的能源.生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一.
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素.写出基态Zn原子的核外电子排布式
1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2

(2)根据等电子原理,写出CO分子结构式
C≡O
C≡O

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀.
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是
甲醇分子之间形成氢键
甲醇分子之间形成氢键
;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为
sp2杂化
sp2杂化

②甲醛分子的空间构型是
平面三角形
平面三角形
;1mol甲醛分子中σ键的数目为
3NA
3NA

③在1个Cu2O晶胞中(结构如图1所示),所包含的Cu原子数目为
4
4

(4)元素Cu的一种氯化物晶体的晶胞结构如图2所示,该氯化物的化学式是
CuCl
CuCl
,它可与浓盐酸发生非氧化还原反应,生成配合物HnCuCl3,反应的化学方程式为
CuCl+2HCl=H2CuCl3
CuCl+2HCl=H2CuCl3

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选择其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。

A.生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式_________________________。

(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式______________________。

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是_____________________;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_____________________。

②甲醛分子的空间构型是_____________________;1 mol甲醛分子中σ键的数目为_____________________。

③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示),所包含的Cu原子数目为_____________________。

B.环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列方法制备环己酮:

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表:

物质

沸点(℃)

密度(g·cm-320 ℃)

溶解性

环己醇

161.1(97.8)*

0.962 4

能溶于水

环己酮

155.6(95)*

0.947 8

微溶于水

100.0

0.998 2

 

*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点

(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的ΔH<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中,在55~60 ℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95~100 ℃的馏分,得到主要含环己酮和水的混合物。

①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为_____________________。

②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是_____________________。

(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:a.蒸馏,收集151~156 ℃的馏分;b.过滤;c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液;d.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。

①上述操作的正确顺序是_______________________(填字母)。

②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需_______________。

③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是_______________________________________

______________________________________________________________________________。

(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮,环己酮分子中有______________种不同化学环境的氢原子。

查看答案和解析>>

同步练习册答案