Question

人類社會的發展離不開能源．當今社會，人類利用的能源主要來自化石燃料．
（1）用來驅動汽車、飛機和輪船的燃料主要是從石油中根據不同沸點范圍分餾出來的汽油、航空煤油、柴油等，石油分餾的過程屬

 

變化．化石燃料中主要含有碳、氫元素，完全燃燒的產物是

 

，還含有硫、氮等元素，燃燒時會轉化為

 

．
（2）西氣東輸，將改變我市居民的氣體燃料結構．下表是幾種氣體燃料的價格和熱值：

燃燒物	煤氣	液化石油氣	天然氣
價格	1.4元/千克	6.0元/千克	1.8元/千克
熱值	1.56×104kJ/kg	4.5×104kJ/kg	3.9×104kJ/kg

綜合考慮，你將選用哪種燃料

 

理由是

 

．
（3）化石燃料不僅是優質的能量資源，還是寶貴的化工資源．聚乙烯是一種最常用的塑料，它是以石油裂解氣體乙烯（CH₂=CH₂）為原料，經許多乙烯分子打開雙鍵（-CH₂-CH₂-）連在一起，聚合成大分子而形成的．下圖是聚乙烯分子形成過程的示意圖，卡通畫中單個小人代表一個乙烯分子．聚乙烯其中的部分結構可表示為：…

 

…．
（4）開發和利用清潔高效而又用之不竭的新能源，是21世紀人類面臨的重要課題．
①2006年1月起，我省蘇北四市推廣使用乙醇汽油．乙醇可利用農作物發酵制得，農作物在催化劑作用下轉化為葡萄糖（C₆H₁₂O₆），然后葡萄糖在酒化酶的作用下轉化為乙醇和二氧化碳，寫出葡萄糖轉化為乙醇的化學方程式

 

．
②氫氣是一種未來理想的能源．現通過生物法制得的氫氣中混有CO₂、O₂和水蒸氣等（氫氣的體積分數通常為60%～90%），為了得到純凈的氫氣，將混合氣體依次通過NaOH溶液、灼熱的Cu絲和干燥裝置．該除雜方案是否正確？

 

，理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據各組分的沸點不同從石油中分餾出汽油、航空煤油、柴油等，稱為石油分餾；根據燃燒的規律，可燃物完全燃燒時其中的碳、氫元素生成二氧化碳和水，而可燃物中硫、氮元素則生成二氧化硫及氮的氧化物；
（2）利用燃料的價格與熱值計算出各燃料的熱值-價格比，比較花費相同的費用獲得熱量的大小，從中選出獲得最大熱量的燃料即為最理想的燃料；
（3）根據圖示及文字信息，理解聚乙烯的形成，利用對聚乙烯形成的認識，寫出聚乙烯的結構式；
（4）①根據葡萄糖在酒化酶的作用下轉化為乙醇和二氧化碳的信息，完成該反應化學方程式的書寫；
②分析混有CO₂、O₂和水蒸氣等的氫氣依次通過NaOH溶液、灼熱的Cu絲和干燥裝置可能發生的反應，判斷能否得到純凈的氫氣．

解答：解：（1）石油分餾是根據組份沸點的不同將各組份分離開來的一種分離混合物的方法，變化前后沒有新物質產生，屬于物理變化；物質完全燃燒時，物質中的碳元素生成二氧化碳、氫元素生成水、硫元素生成二氧化硫、氮元素生成氮的氧化物；
（2）三種燃料的熱值-價格比分別為：
煤氣

1.56×104kJ/kg

1.4元/千克

≈1.11×10⁴kJ/元，液化石油氣

4.5×104kJ/kg

6.0元/千克

=0.75×10⁴kJ/元，天然氣

3.9×104kJ/kg

1.8元/千克

≈2.17×10⁴kJ/元，所以，天然氣因熱值高而價格相對較低，而且燃燒后產生二氧化碳和水，對環境影響較小，應選擇天然氣；
（3）根據許多乙烯分子打開雙鍵（-CH₂-CH₂-）連在一起，聚合成大分子而形成聚乙烯，結合圖示的模擬，聚乙烯的部分結構可表示為…-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-…；
（4）①葡萄糖在酒化酶的作用下轉化為乙醇和二氧化碳，反應的化學方程式為C₆H₁₂O₆

酒化酶

2C₂H₅OH+2CO₂；
②將混有CO₂、O₂和水蒸氣等的氫氣依次通過NaOH溶液、灼熱的Cu絲和干燥裝置時，在把混合氣體通過灼熱的銅絲時會因氫氣中混有氧氣而發生爆炸，不能達到凈化氫氣的目的，所以該除雜方案不正確．
故答案為：
（1）物理；CO₂ H₂O；SO₂和氮的氧化物；
（2）天然氣；熱值高，價格相對較低，對環境污染較�。�
（3）…-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-…；
（4）①C₆H₁₂O₆

酒化酶

2C₂H₅OH+2CO₂；②不正確；通過灼熱的Cu絲時，混合氣體可能發生爆炸．

點評：本題具有較大的綜合性，涉及多方面知識的應用，在解答時應耐心細致逐步解答，體現出解決問題的能力與毅力．