Question

15．今年地球日主題為：“珍惜地球資源，轉變發(fā)展方式”．為減少化石燃料的使用，降低污染，各國都在積極進行技術創(chuàng)新．
（1）近日，美國科學家發(fā)明了一種“發(fā)電葉子”，將這種葉子放入水中，在太陽光照射下，葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，再轉化為電能，供家庭用電需求．①整個過程中都發(fā)生了哪些形式的能量轉化？太陽能→化學能→電能．
②“發(fā)電葉子”產生氫氣、氧氣的化學方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;太陽能\;}}{催化劑}$2H₂↑十O₂↑．
（2）我國積極改進風電技術，擴大風電使用，并配套大型儲能設備--“全釩液流”儲能電池，以保證穩(wěn)定供電．
①與煤炭火力發(fā)電相比，風力發(fā)電的優(yōu)點是風能是可再生能源（或使用風能不會產生污染空氣的有害氣體等其他合理答案也可）．
②“全釩液流”儲能電池在充電時，電池中的VO²⁺會變成VO₂⁺，這個過程中釩元素（V）的化合價由+4價變?yōu)?5價．
（3）為了降低汽車排放的尾氣對空氣的污染，現(xiàn)在的大部分汽車都安裝了催化式排氣凈化器．圖2列舉的是幾種氣體在凈化器中轉換前后的變化．
①根據(jù)圖2所提供的信息，舉例說明催化式排氣凈化器是如何降低汽車尾氣污染的CO經(jīng)過凈化器后有90%的CO轉化成CO₂（其他合理答案也可）．

②氣體在催化式排氣凈化器里面發(fā)生了化學變化．請用原子、分子的知識概括化學變化的實質化學變化中分子分成原子，原子重新組合成新分子．
③為了使汽車尾氣的污染更小，研究催化式排氣凈化器的專家們還要注意什么問題提高CO轉化為CO₂、氮氧化合物轉化為氮氣的比例（或把產生的CO₂收集起來，而不是直接排放到大氣中等，其他合理答案也可）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)信息“將這種葉子放入水中，在太陽光照射下，葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，再轉化為電能，供家庭用電需求”回答．
②根據(jù)信息“葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，”回答．
（2）①根據(jù)風能的優(yōu)點回答．
②根據(jù)原子團的化合價與離子所帶電荷一致，以及化合價的代數(shù)和的算法計算．
（3）①根據(jù)圖片所提供的信息回答．
②根據(jù)化學變化的實質回答．
③根據(jù)一氧化碳和氮氧化合物的轉化率和二氧化碳過量排放的危害回答

解答 解：①根據(jù)信息“將這種葉子放入水中，在太陽光照射下，葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，再轉化為電能，供家庭用電需求”知，整個過程中都發(fā)生的能量轉化為：太陽能→氫氣和氧氣中的化學能→電能．
②根據(jù)信息“葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，”知，反應物是水，生成物是氫氣和氧氣，條件是太陽能和催化劑，故方程式為：2H₂O$\frac{\underline{\;太陽能\;}}{催化劑}$2H₂↑十O₂↑；
（2）①風能是可再生能源，使用風能不會產生污染空氣的有害氣體等．
②原子團的化合價與離子所帶電荷一致，即VO為+2價，VO₂為+1價，又因氧顯負二價，所以在VO²⁺中V的化合價為+4價，在VO₂⁺中V的化合價為+5價，這個過程中釩元素（V）的化合價由+4變成+5．
（3）①根據(jù)圖片所提供的信息，CO經(jīng)過凈化器后有90%的CO轉化成CO₂，氮氧化合物有90%的轉化成氮氣．
②氣體在催化式排氣凈化器里面發(fā)生了化學變化，其實質是分子分成原子，原子重新組合成新分子．
③要注意提高CO轉化為CO₂、氮氧化合物轉化為氮氣的比例，進一步減少有毒氣體排放，或把產生的CO₂收集起來，而不是直接排放到大氣中，以防止溫室效應加劇．
故答案為：（1）①太陽能→化學能→電能；②2H₂O$\frac{\underline{\;太陽能\;}}{催化劑}$2H₂↑十O₂↑；（2）①風能是可再生能源（或使用風能不會產生污染空氣的有害氣體等其他合理答案也可）；②+4；+5；（3）①CO經(jīng)過凈化器后有90%的CO轉化成CO₂（其他合理答案也可）；②化學變化中分子分成原子，原子重新組合成新分子；③提高CO轉化為CO₂、氮氧化合物轉化為氮氣的比例（或把產生的CO₂收集起來，而不是直接排放到大氣中等，其他合理答案也可）．

點評 本題主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調了學生整合知識的能力．