Question

能源是人类生存和发展的基础，人类的祖先在几十万年前就知道利用燃烧枯枝来烧煮食物和取暖，后来人们逐渐学会了使用矿物(煤、天然气、石油等)能源，最后又学会了使用核能、地热等新能源，煤、石油、天然气是我国目前普遍使用的能源。

(1)煤、石油、天然气各自的主要成分依次用C、C_nH_2n+2和CH₄为代表，若燃烧相同质量的煤、石油、天然气时对环境造成的负面影响(产生温室效应)最小的是什么。

(2)氢气被公认为21世纪最理想的能源，1 mol H₂燃烧时放热为285.8 kJ,而每千克汽油燃烧时约放热为4 600 kJ,试简述氢气作为能源的三个主要优点是什么？

(3)联系以前学过的知识请你设计一个未来制取H₂并用作新能源的可行方案。

(4)在做完上题以后，张智忽然想到：自家原先使用液化石油气(主要成分为C₄H₁₀)作为燃料烧煮食物，现要改用天然气但还想利用原来的灶具，则灶具应作何改进？请你帮他想办法，写出你的思路(千万不能自己调动，危险！)。

Answer 1

解析：若燃烧相同质量的煤、石油、天然气时对环境造成负面影响最小，需满足C的质量分数最小，故为CH₄。由CH₄和C₄H₁₀完全燃烧的方程式可知，燃烧相同物质的量的CH₄和C₄H₁₀，CH₄消耗的O₂少，所以应采取的措施为调节喷嘴，减少空气的进气量及增大燃料的进气量。氢气作为能源的三大优点即可再生，燃烧产物无污染；来源丰富；单位质量的H₂燃烧时放热多。设计、制H₂可行方案，可联想电解水反应，同时改变一下条件。灶具改进可简单通过调节喷嘴的方式。

答案：(1)天然气

(2)可再生；燃烧产物无污染；来源丰富；单位质量的H₂燃烧时放热多

(3)2H₂O2H₂↑+O₂↑(条件可写为光能、高温、催化剂)。

(4)调节喷嘴,减少空气的进气量及增大燃料的进气量。