Question

為緩解能源危機(jī)，能源專家構(gòu)想出了利用太陽能促使燃料循環(huán)的構(gòu)想圖：

當(dāng)前，科學(xué)家還未實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想。但大自然已解決了這個(gè)問題，綠色植物的光合作用就是在日光作用下，利用太陽能把CO₂和H₂O轉(zhuǎn)變成能源葡萄糖（可燃燒）：

6CO₂＋6H₂OC₆H₁₂O₆＋6O₂

（1）如上述構(gòu)想成立，試寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。                     

（2）實(shí)現(xiàn)上述構(gòu)想的關(guān)鍵問題是什么？

Answer 1

解析：能源問題是化學(xué)與社會中的重要一項(xiàng)。太陽能是一種巨大、無污染、潔凈、安全，同時(shí)也是最經(jīng)濟(jì)的自然資源。太陽的中心溫度高達(dá)4×10⁷ ℃,在其內(nèi)部，持續(xù)發(fā)生著使氫轉(zhuǎn)變?yōu)楹さ木酆戏磻?yīng)。太陽向宇宙太空發(fā)出的能量約為36×10²⁵ J·s^－1，這個(gè)能量大得驚人，可在1 min 內(nèi)蒸干地球上所有的海洋和江湖。

光合作用幾乎是地球上唯一能利用光能把無機(jī)物合成為貯能有機(jī)物的作用。能源問題中太陽能的開發(fā)利用中的關(guān)鍵問題是如何使某些物質(zhì)吸收光能，而這必須使用特殊材料作“載體”，故“人工葉綠素”就成為當(dāng)前能源科學(xué)家研究開發(fā)的熱點(diǎn)。

例如：2H₂＋O₂2H₂O，利用太陽能，可將H₂O變回H₂和O₂（2H₂O2H₂↑＋O₂↑）。

日本科學(xué)家曾利用鈾和氧化鈦制得一種粉狀“人工葉綠素”，放入水中，再加入少量切碎的綠色植物，再以陽光照射，使其源源不斷地產(chǎn)生H₂。

答案：（1）2CO₂2CO＋O₂

2H₂O2H₂＋O₂

CO₂＋2H₂OCH₄＋2O₂

2CO₂＋4H₂O2CH₃OH＋3O₂

2N₂＋6H₂O4NH₃＋3O₂

……

（2）問題的關(guān)鍵是如何使燃燒產(chǎn)物吸收太陽能，故需要研制新型高效吸收材料（人工葉綠素），即能源問題轉(zhuǎn)變成為材料問題。