Question

能源是人类生存和发展的重要支柱．请回答以下有关能源的问题：
（1）能源可分一级能源和二级能源等，直接从自然界获得的能源称为一级能源；需要依靠其他能量间接制取的能源称为二级能源．煤、煤气、石油、天然气、水能、风能和生物能等等多年来大量使用的能源，称为

 

能源．而电能、氢能、水煤气等都被称为

 

能源．
（2）煤、石油、天然气等能源以热的形式供给人们需要．写出煤、天然气燃烧供热时的化学反应方程式（试以它们各自的主要成分C和CH₄代表）：

 

、

 

．在质量相同时，燃料

 

对环境造成的负面影响（温室效应）小．
（3）科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源．以氢气作为燃料，4gH₂的燃烧生成液态水时放出热量为571.6kJ，试写出表示H₂燃烧热的热化学方程式：

 

．
（4）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，其能量转化主要形式是

 

，当用KOH溶液做电解质溶液时，正极的反应式为：

 

，负极的反应式为：

 

．甲烷也可以作为燃料电池的原料，此时在负极上反应的物质是

 

（填化学式）

Answer 1

分析：（1）自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需要依靠他能源的能量间接制取的能源称为二级能源；
（2）碳燃烧生成二氧化碳，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，水无污染；
（3）2mol的燃烧生成液态水时放出热量为571.6kJ；
（4）把化学能转变为电能的装置是原电池，负极失电子，正极得电子．

解答：解：（1）煤、煤气、石油、天然气、水能、风能和生物能是一级能源；电能、氢能、水煤气是二级能源，故答案为：一级；二级；
（2）碳燃烧生成二氧化碳：C+O₂

点燃  .

CO₂，甲烷燃烧生成二氧化碳和水：CH₄+2O₂

点燃

CO₂+2H₂O，水无污染，
故答案为：C+O₂

点燃  .

CO₂；CH₄+2O₂

点燃

CO₂+2H₂O；CH₄；
（3）4gH₂的燃烧生成液态水时放出热量为571.6kJ，热化学方程式：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol，
故答案为：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（4）该装置把化学能转变为电能，所以是原电池，负极失电子：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，正极得电子：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O，燃料电池中通燃料的一极为负极，故甲烷在负极反应，故答案为：由化学能转化为电能；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-； 2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；CH₄．

点评：本题考查能源、热化学方程式的书写和电极反应时的书写，难度不大，注意燃料电池中通燃料的一极为负极．