Question

能源是人類生存和發展的重要支柱．請回答以下有關能源的問題：
（1）能源可分一級能源和二級能源等，直接從自然界獲得的能源稱為一級能源；需要依靠其他能量間接制取的能源稱為二級能源．煤、煤氣、石油、天然氣、水能、風能和生物能等等多年來大量使用的能源，稱為

 

能源．而電能、氫能、水煤氣等都被稱為

 

能源．
（2）煤、石油、天然氣等能源以熱的形式供給人們需要．寫出煤、天然氣燃燒供熱時的化學反應方程式（試以它們各自的主要成分C和CH₄代表）：

 

、

 

．在質量相同時，燃料

 

對環境造成的負面影響（溫室效應）小．
（3）科學家認為，氫氣是一種高效而無污染的理想能源．以氫氣作為燃料，4gH₂的燃燒生成液態水時放出熱量為571.6kJ，試寫出表示H₂燃燒熱的熱化學方程式：

 

．
（4）氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置，其能量轉化主要形式是

 

，當用KOH溶液做電解質溶液時，正極的反應式為：

 

，負極的反應式為：

 

．甲烷也可以作為燃料電池的原料，此時在負極上反應的物質是

 

（填化學式）

Answer 1

分析：（1）自然界中以現成形式提供的能源稱為一級能源，需要依靠他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源；
（2）碳燃燒生成二氧化碳，甲烷燃燒生成二氧化碳和水，水無污染；
（3）2mol的燃燒生成液態水時放出熱量為571.6kJ；
（4）把化學能轉變為電能的裝置是原電池，負極失電子，正極得電子．

解答：解：（1）煤、煤氣、石油、天然氣、水能、風能和生物能是一級能源；電能、氫能、水煤氣是二級能源，故答案為：一級；二級；
（2）碳燃燒生成二氧化碳：C+O₂

點燃  .

CO₂，甲烷燃燒生成二氧化碳和水：CH₄+2O₂

點燃

CO₂+2H₂O，水無污染，
故答案為：C+O₂

點燃  .

CO₂；CH₄+2O₂

點燃

CO₂+2H₂O；CH₄；
（3）4gH₂的燃燒生成液態水時放出熱量為571.6kJ，熱化學方程式：H₂（g）+

1

2

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

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol；
（4）該裝置把化學能轉變為電能，所以是原電池，負極失電子：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，正極得電子：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O，燃料電池中通燃料的一極為負極，故甲烷在負極反應，故答案為：由化學能轉化為電能；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-； 2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O或H₂+2OH^--2e^-=2H₂O；CH₄．

點評：本題考查能源、熱化學方程式的書寫和電極反應時的書寫，難度不大，注意燃料電池中通燃料的一極為負極．