Question

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

當前，科學家還未實現(xiàn)這一構想。但大自然已解決了這個問題，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）如上述構想成立，試寫出有關反應的化學方程式。                     

（2）實現(xiàn)上述構想的關鍵問題是什么？

Answer 1

解析：能源問題是化學與社會中的重要一項。太陽能是一種巨大、無污染、潔凈、安全，同時也是最經(jīng)濟的自然資源。太陽的中心溫度高達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�。太陽向宇宙太空發(fā)出的能量約為36×10²⁵ J·s^－1，這個能量大得驚人，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物合成為貯能有機物的作用。能源問題中太陽能的開發(fā)利用中的關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”就成為當前能源科學家研究開發(fā)的熱點。

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

日本科學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。