Question

13．能源是经济增长与社会发展的重要物质基础，美国马奇蒂博士对世界一次能源替代趋势曾作如下预测：

回答下列问题：
（1）图1化石能源中属于较清洁的能源是天然气．
（2）核电厂的燃料一般由0.71%²³⁵U、99.28%²³⁸U及0.0058%²³⁴U组成
①²³⁵U、²³⁸U、²³⁴U三种核素之间的关系是同位素．
②235g核素${\;}_{92}^{235}$U发生裂变反应：${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n$\stackrel{裂变}{→}$＜“m“：math dsi：zoomscale=150 dsi：_mathzoomed=1＞3890${\;}_{38}^{90}$Sr+${\;}_{54}^{136}$Xe+10${\;}_{0}^{1}$n，净产生的中子（${\;}_{0}^{1}$n）数为9×6.02×10²³．
（3）右图是氢能的制备及利用的途径之一，涉及能量转化方式有ac．（填代号）
a光能→化学能   b电能→化学能   c化学能→电能
（4）目前实现煤的综合利用的主要途径是煤的干馏、煤的气化和液化
①煤的干馏属于变化化学．（填物理或化学）
②煤的气化过程发生的主要反应是C+H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H₂．
（5）可燃冰属于新能源，我国是全球第一个成功稳定开采可燃冰的国家．某种可燃冰（甲烷水合物）晶体中，平均每46个水分子构成8个分子笼，每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子，若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，则这种可燃冰的平均组成可表示为CH₄•8H₂O．

Answer 1

分析 （1）天然气与煤炭、石油等能源相比具有使用安全、热值高、洁净等优势，据此进行分析；
（2）①质子数相同，中子数不同的原子互称为同位素；
②${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n$\stackrel{裂变}{→}$${\;}_{38}^{90}$Sr+${\;}_{54}^{136}$Xe+10${\;}_{0}^{1}$n，净产生的中子为10-1=9个；
（3）图2是氢能的制备及利用的途径之一，涉及能量转化方式有光能转化为化学能，化学能转化为电能；
（4）①煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加热，生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质；
②煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H₂、CO等气体的过程，据此写出主要的反应方程式；
（5）可燃冰（甲烷水合物）晶体中，平均每46个水分子构成8个分子笼，每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子，若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，根据均摊法计算．

解答 解：（1）天然气与煤炭、石油等能源相比具有使用安全、热值高、洁净等优势，故图1中化石能源中属于较清洁的能源是天然气，
故答案为：天然气；
（2）①质子数相同，中子数不同的原子互称为同位素，故²³⁵U、²³⁸U、²³⁴U 三种核素之间的关系是同位素，
故答案为：同位素；
②${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n$\stackrel{裂变}{→}$${\;}_{38}^{90}$Sr+${\;}_{54}^{136}$Xe+10${\;}_{0}^{1}$n，净产生的中子为10-1=9个，235g核素${\;}_{92}^{235}$U的物质的量为1mol，则净产生的中子数为9mol，即9×6.02×10²³个，
故答案为：9×6.02×10²³；
（3）图2是氢能的制备及利用的途径之一，涉及能量转化方式有光能转化为化学能，化学能转化为电能，
故答案为：ac；
（4）①煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加热，生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质，因此煤的干馏是化学变化，
故答案为：化学；
②煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H₂、CO等气体的过程，则反应的主要方程式为：C+H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H₂，
故答案为：C+H₂O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO+H₂；
（5）可燃冰（甲烷水合物）晶体中，平均每46个水分子构成8个分子笼，每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子，若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，根据均摊法，1个分子笼占有$\frac{23}{4}$个水分子，每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子，若8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，则可以看成46个水分子组成的8个分子笼中，2个被水分子填充，6个被甲烷分子占据，则6个甲烷附近同时存在46+2=48个水分子，因此该可燃冰的化学组成为CH₄•8H₂O，
故答案为：CH₄•8H₂O．

点评 本题考查能源使用问题，同位素，能量转化，均摊法的应用，煤的干馏和气化的知识，题目涉及的知识点较多，难度不大．