Question

12．氫氣作為一種能源有很多優(yōu)點，世界各國在研究在催化劑作用下，利用太陽能分解水產(chǎn)生氫氣，有人認(rèn)為，沒有必要做這個研究，已有現(xiàn)成的方案可利用：電解水制取氫氣．這個方案真的可行嗎？在10V，2A的條件下，通電1.5小時，可電解0.99克水．氫氣的熱值為1.4×10⁸J/kg
為了作出判斷，請回答下列問題
（1）計算電解時消耗的電能
（2）寫出電解水的化學(xué)反應(yīng)方程式，并計算生成的氫氣的質(zhì)量
（3）寫出氫氣燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式，并計算放出的熱量
（4）電解水的方案真的可行嗎？為什么？

Answer 1

分析 本題是一道跨學(xué)科綜合題，要根據(jù)物理和化學(xué)兩方面的知識進行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．例如，根據(jù)電解水的質(zhì)量和化學(xué)方程式可以求出生成的氫氣的質(zhì)量．

解答 解：（1）W=UIt=10V×2A×1.5×3600s=1.08×10⁵J；
（2）設(shè)0.99g水生成氫氣的質(zhì)量為x
2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑
36                 4
0.99g            x
$\frac{36}{4}=\frac{0.99g}{x}$
x=0.11g
（3）氫氣燃燒生成水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O，
Q=0.11×10^-3kg×1.4×10⁸J/kg=1.54×10⁴J；
（4）因為Q＜W，所以此方法無實用價值；
故答案為：（1）1.08×10⁵J；
（2）2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑；0.11g；
（3）2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；1.54×10⁴J；
（4）不可行，因為放出的熱量小于電解水消耗的能量．

點評 解答本題要充分理解物理知識在化學(xué)中的作用，只有這樣才能對相關(guān)方面的問題做出正確的判斷．