Question

7．氫氣可被用作清潔能源，但它的制取、存儲和運輸都很困難．科學家開發出一種用糖類制取氫氣的新技術，有望解決這幾大問題．
以這項技術為基礎，未來的氫動力汽車將攜帶易于存儲的糖類，如淀粉，其化學式是（C₆H₁₀O₅）．科學家使用由多種特殊的酶組成的混合物，將淀粉和水轉變成CO₂和H₂的混合氣體，將CO₂除去后，H₂進入燃料電池產生電力，驅動汽車前進．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，完全轉變，可以產生4千克氫氣，其余為CO₂．根據以上材料，請回答下列問題：
（l）利用該項技術，汽車運動時時的機械能最終由下列哪種能量轉化而來B
A．化學能    B．太陽能    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）請根據質量守恒定律配平淀粉和水反應的化學方程式
1（C₆H₁₀O₅）_n+7nH₂O$\frac{酶}{△}$12nH₂↑+6nCO₂↑
（4）若一輛氫動力汽車正常行駛時，功率是70千瓦，氫氣的熱值是1.4×10⁸焦/千克，燃料電池的能量轉化效率是50%，在阻力不變和不考慮其它能量損耗時，要使該車能正常行駛，汽車每小時至少消耗氫氣3.6千克
（5）這種技術的實用化，還存在較多的問題，如在汽車中怎樣除去混合氣體中的CO₂就是問題之一．有人提出了下列：
①將混合氣體通過澄清石灰，②將混合氣體通過溶質質量：
③在常溫下對混合氣體加壓，使之液化分離（在20℃時，將CO₂加壓到5.73×10⁶ Pa，即會液化；氫氣在-239.96℃以上溫度時，加高壓也不會液化）．從實用的角度考慮，理論上你認為哪種方案更適合在氫動力汽車上應用③ （填序號）．

Answer 1

分析 燃燒主要是化學能轉化為熱能；根據反應物、生成物以及質量守恒定律配平淀粉和水反應的化學方程式即可；用汽車正常行駛需要的總熱值除以1千克氫氣的熱值轉化率即可；尾氣處理主要把NO_X與CO轉化為無毒物質．

解答 解：（1）在燃燒過程中化學能轉化為熱能．而汽車運動時時的機械能最終由光合作用的產物，即太陽能轉化而來；
（2）混合物中的酶具有高效性、多樣性和專一性；
（3）配平淀粉和水反應的化學方程式為：（C₆H₁₀O₅）_n+7nH₂O$\frac{\underline{\;酶\;}}{△}$12nH₂↑+6n CO₂↑；
（4）汽車每小時至少消耗氫氣的質量為 $\frac{70×3.6{×10}^{7}}{1.4{×10}^{8}×50%}$=3.6千克；
（5）從實用的角度考慮，理論上在常溫下對混合氣體加壓，使之液化分離（在20℃時，將CO₂加壓到5.73×10⁶ Pa，即會液化；氫氣在-239.96℃以上溫度時，加高壓也不會液化）更適合在氫動力汽車上應用
故答案為：（1）B；（2）專一；（3）1；7n；12n；6n；（4）3.6；（5）③．

點評 本題考查汽油的燃燒的熱化學方程式、能量的轉化及其尾氣的處理．