Question

15．今年地球日主題為：“珍惜地球資源，轉(zhuǎn)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(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新．
（1）近日，美國科學(xué)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化？太陽能→化學(xué)能→電能．
②“發(fā)電葉子”產(chǎn)生氫氣、氧氣的化學(xué)方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;太陽能\;}}{催化劑}$2H₂↑十O₂↑．
（2）我國積極改進(jìn)風(fēng)電技術(shù)，擴(kuò)大風(fēng)電使用，并配套大型儲能設(shè)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(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是風(fēng)能是可再生能源（或使用風(fēng)能不會產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xué)變化．請用原子、分子的知識概括化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)化學(xué)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(zhuǎn)化為CO₂、氮氧化合物轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾谋壤�（或把產(chǎn)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(zhuǎn)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(fēng)能的優(yōu)點(diǎn)回答．
②根據(jù)原子團(tuán)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(xué)變化的實(shí)質(zhì)回答．
③根據(jù)一氧化碳和氮氧化合物的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為：太陽能→氫氣和氧氣中的化學(xué)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(yīng)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}$2H₂↑十O₂↑；
（2）①風(fēng)能是可再生能源，使用風(fēng)能不會產(chǎn)生污染空氣的有害氣體等．
②原子團(tuán)的化合價與離子所帶電荷一致，即VO為+2價，VO₂為+1價，又因氧顯負(fù)二價，所以在VO²⁺中V的化合價為+4價，在VO₂⁺中V的化合價為+5價，這個過程中釩元素（V）的化合價由+4變成+5．
（3）①根據(jù)圖片所提供的信息，CO經(jīng)過凈化器后有90%的CO轉(zhuǎn)化成CO₂，氮氧化合物有90%的轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓?br />②氣體在催化式排氣凈化器里面發(fā)生了化學(xué)變化，其實(shí)質(zhì)是分子分成原子，原子重新組合成新分子．
③要注意提高CO轉(zhuǎn)化為CO₂、氮氧化合物轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾谋壤�，進(jìn)一步減少有毒氣體排放，或把產(chǎn)生的CO₂收集起來，而不是直接排放到大氣中，以防止溫室效應(yīng)加�。�
故答案為：（1）①太陽能→化學(xué)能→電能；②2H₂O$\frac{\underline{\;太陽能\;}}{催化劑}$2H₂↑十O₂↑；（2）①風(fēng)能是可再生能源（或使用風(fēng)能不會產(chǎn)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(zhuǎn)化成CO₂（其他合理答案也可）；②化學(xué)變化中分子分成原子，原子重新組合成新分子；③提高CO轉(zhuǎn)化為CO₂、氮氧化合物轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾谋壤�（或把產(chǎn)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(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實(shí)際問題的能力．增加了學(xué)生分析問題的思維跨度，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．