Question

7．氫氣可被用作清潔能源，但它的制取、存儲(chǔ)和運(yùn)輸都很困難．科學(xué)家開發(fā)出一種用糖類制取氫氣的新技術(shù)，有望解決這幾大問(wèn)題．
以這項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，未來(lái)的氫動(dòng)力汽車將攜帶易于存儲(chǔ)的糖類，如淀粉，其化學(xué)式是（C₆H₁₀O₅）．科學(xué)家使用由多種特殊的酶組成的混合物，將淀粉和水轉(zhuǎn)變成CO₂和H₂的混合氣體，將CO₂除去后，H₂進(jìn)入燃料電池產(chǎn)生電力，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)．燃料箱容量為55升的汽車可攜帶約27千克淀粉和21千克的水，完全轉(zhuǎn)變，可以產(chǎn)生4千克氫氣，其余為CO₂．根據(jù)以上材料，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（l）利用該項(xiàng)技術(shù)，汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能最終由下列哪種能量轉(zhuǎn)化而來(lái)B
A．化學(xué)能    B．太陽(yáng)能    C．電能    D．熱能
（2）混合物中的酶具有高效性、多樣性和專一性．
（3）請(qǐng)根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平淀粉和水反應(yīng)的化學(xué)方程式：
1（C₆H₁₀O₅）n+7NH₂O═12NH₂↑+6NCO₂↑
（4）若一輛氫動(dòng)力汽車正常行駛時(shí)，功率是70千瓦，氫氣的熱值是1.4×108焦/千克，燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率是
50%，在阻力不變和不考慮其它能量損耗時(shí)，要使該車能正常行駛，汽車每小時(shí)至少消耗氫氣3.6千克
（5）這種技術(shù)的實(shí)用化，還存在較多的問(wèn)題，如在汽車中怎樣除去混合氣體中的CO₂就是問(wèn)題之一．有人提出了下列方案：
①將混合氣體通過(guò)澄清石灰；
②將混合氣體通過(guò)溶質(zhì)質(zhì)量；
③在常溫下對(duì)混合氣體加壓，使之液化分離（在20℃時(shí)，將CO₂加壓到5.73×10⁶ Pa，即會(huì)液化；氫氣在-239.96℃以上溫度時(shí)，加高壓也不會(huì)液化）．
從實(shí)用的角度考慮，理論上你認(rèn)為哪種方案更適合在氫動(dòng)力汽車上應(yīng)用③（填序號(hào)）．

Answer 1

分析 燃燒主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；根據(jù)反應(yīng)物、生成物以及質(zhì)量守恒定律配平淀粉和水反應(yīng)的化學(xué)方程式即可；用汽車正常行駛需要的總熱值除以1千克氫氣的熱值轉(zhuǎn)化率即可；尾氣處理主要把NO_X與CO轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)．

解答 解：（1）在燃燒過(guò)程中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能．而汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)的機(jī)械能最終由光合作用的產(chǎn)物，即太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)；
（2）混合物中的酶具有高效性、多樣性和專一性；
（3）配平淀粉和水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（C₆H₁₀O₅）_N+7NH₂O$\frac{\underline{\;酶\;}}{△}$12NH₂↑+6N CO₂↑；
（4）汽車每小時(shí)至少消耗氫氣的質(zhì)量為 $\frac{70×3.6{×}^{{10}^{7}}}{1.4{×}^{{10}^{8}}×50%}$=3.6千克；
（5）從實(shí)用的角度考慮，理論上在常溫下對(duì)混合氣體加壓，使之液化分離（在20℃時(shí)，將CO₂加壓到5.73×10⁶ Pa，即會(huì)液化；氫氣在-239.96℃以上溫度時(shí)，加高壓也不會(huì)液化）更適合在氫動(dòng)力汽車上應(yīng)用
故答案為：（1）B；（2）專一；（3）1；7N；12N；6N；（4）3.6；（5）③．

點(diǎn)評(píng) 本題考查汽油的燃燒的熱化學(xué)方程式、能量的轉(zhuǎn)化及其尾氣的處理．