典例2(10分)化学是推动人类社会可持续发展的重要力量,在解决环保、能源、资源等相关问题中具有重要作用。请回答下列问题。

(1)氢能的规模化应用备受关注。氢气作为能源的优点有(写出一条)。
(2)目前人类利用的能量大多来自化石能源,如煤、和天然气等。为缓解能源危机,人们正积极开发和利用新能源。除氢能源外,再列举出另一种新能源:。
(3)为了人类社会的可持续发展,我们必须保护水资源。
①合理利用水资源——节约用水是每个公民应尽的责任和义务。写出一条日常生活中节约用水的做法:。
②防治水体污染——二氧化钛($\ce{TiO_{2}}$)作为光催化材料,在水污染治理方面极具应用前景。向$\ce{TiO_{2}}$中加入某些金属元素有利于提升其光催化效率。如图是将三种元素分别加入$\ce{TiO_{2}}$中,对比在光催化降解反应中,某污染物的浓度变化(污染物浓度越低,光催化效率越高)。由图可知,向$\ce{TiO_{2}}$中加入元素,对光催化反应具有更好的促进作用。
(1)氢能的规模化应用备受关注。氢气作为能源的优点有(写出一条)。
(2)目前人类利用的能量大多来自化石能源,如煤、和天然气等。为缓解能源危机,人们正积极开发和利用新能源。除氢能源外,再列举出另一种新能源:。
(3)为了人类社会的可持续发展,我们必须保护水资源。
①合理利用水资源——节约用水是每个公民应尽的责任和义务。写出一条日常生活中节约用水的做法:。
②防治水体污染——二氧化钛($\ce{TiO_{2}}$)作为光催化材料,在水污染治理方面极具应用前景。向$\ce{TiO_{2}}$中加入某些金属元素有利于提升其光催化效率。如图是将三种元素分别加入$\ce{TiO_{2}}$中,对比在光催化降解反应中,某污染物的浓度变化(污染物浓度越低,光催化效率越高)。由图可知,向$\ce{TiO_{2}}$中加入元素,对光催化反应具有更好的促进作用。
答案
解:
(1) 燃烧产物为水,无污染(合理即可)
(2) 石油;太阳能(合理即可)
(3) ① 用洗菜水冲厕所(合理即可)
② Zn(或锌)
(1) 燃烧产物为水,无污染(合理即可)
(2) 石油;太阳能(合理即可)
(3) ① 用洗菜水冲厕所(合理即可)
② Zn(或锌)
变式2-1 贵州乌蒙大草原是西南地区最大的喀斯特草原,也是珠江上游重要的生态屏障。下列做法符合其生态保护与可持续发展要求的是()
A.为吸引游客,无限制扩大骑马观光区域
B.鼓励周边村民超量放牧增加收入
C.随意丢弃游客产生的生活垃圾
D.在饮用水源库区增设防护网与警示牌
A.为吸引游客,无限制扩大骑马观光区域
B.鼓励周边村民超量放牧增加收入
C.随意丢弃游客产生的生活垃圾
D.在饮用水源库区增设防护网与警示牌
答案
D
解析
逐一分析选项:A选项无限制扩大骑马观光区域会破坏草原植被,造成草场退化,不符合要求;B选项超量放牧会超出草场承载能力,破坏草原生态,不符合要求;C选项随意丢弃生活垃圾会污染草原、水源,破坏当地生态环境,不符合要求;D选项在饮用水源库区增设防护网与警示牌,可有效保护水源地生态环境,符合生态保护与可持续发展的要求。
变式 2-2 “碳捕捉技术”是指通过一定的方法,将工业生产中产生的$\ce{CO_{2}}$分离出来进行储存和利用。常利用$\ce{NaOH}$溶液来“捕捉”$\ce{CO_{2}}$,过程如图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中正确的是()

A.该方法的优点是能耗小
B.“反应、分离”中,分离物质的基本操作是蒸发、结晶
C.整个过程中,只有一种物质可以循环利用
D.该方法可减少碳排放
A.该方法的优点是能耗小
B.“反应、分离”中,分离物质的基本操作是蒸发、结晶
C.整个过程中,只有一种物质可以循环利用
D.该方法可减少碳排放
答案
D
解析
逐一分析选项:
1. 选项A:流程中存在高温反应炉,碳酸钙分解需要高温条件,该过程能耗大,A错误。
2. 选项B:“反应、分离”环节中,CaO与水反应生成Ca(OH)₂,Ca(OH)₂和Na₂CO₃反应生成CaCO₃沉淀和NaOH,分离固液混合物的基本操作是过滤,不是蒸发、结晶,B错误。
3. 选项C:整个过程中,NaOH可返回捕捉室循环利用,CaO可返回“反应、分离”环节循环利用,有两种可循环物质,C错误。
4. 选项D:该技术将工业产生的CO₂分离出来集中储存和利用,可减少CO₂向大气的直接排放,即减少碳排放,D正确。
1. 选项A:流程中存在高温反应炉,碳酸钙分解需要高温条件,该过程能耗大,A错误。
2. 选项B:“反应、分离”环节中,CaO与水反应生成Ca(OH)₂,Ca(OH)₂和Na₂CO₃反应生成CaCO₃沉淀和NaOH,分离固液混合物的基本操作是过滤,不是蒸发、结晶,B错误。
3. 选项C:整个过程中,NaOH可返回捕捉室循环利用,CaO可返回“反应、分离”环节循环利用,有两种可循环物质,C错误。
4. 选项D:该技术将工业产生的CO₂分离出来集中储存和利用,可减少CO₂向大气的直接排放,即减少碳排放,D正确。
变式 2-3(6分)流动的空气形成了风,风具有一定的能量,称为风能。风力发电利用自然界的风,通过风力发电系统为人类提供电能。风力发电机主要由风机、传动系统和发动机等组成;风机叶片在风力的推动作用下转动,通过传动系统带动发电机发电,风机叶片具有密度小、强度高、耐磨损等性能,叶片表面要光滑以减小风阻,以防被风“撕裂”。
(1)某小型风力发电机参数如表所示。小明的父亲想用它解决出海渔船的用电问题,若他用这台风力发电机直接给用电器供电,在选择用电器时要注意的问题有:

①;
②。
(2)请你结合实际及所学知识,说说目前风力发电开发的困难和前景:。
(1)某小型风力发电机参数如表所示。小明的父亲想用它解决出海渔船的用电问题,若他用这台风力发电机直接给用电器供电,在选择用电器时要注意的问题有:
①;
②。
(2)请你结合实际及所学知识,说说目前风力发电开发的困难和前景:。
答案
解:
(1) ① 选用的用电器额定电压应为36V
② 用电器的总功率不能超过200W
(2) 困难:风力不稳定,受地域、天气、季节影响较大,发电效率较低,前期建设投入成本高;前景:风能属于可再生清洁能源,发电过程无污染,可缓解化石能源短缺的问题,开发利用的潜力大。
(1) ① 选用的用电器额定电压应为36V
② 用电器的总功率不能超过200W
(2) 困难:风力不稳定,受地域、天气、季节影响较大,发电效率较低,前期建设投入成本高;前景:风能属于可再生清洁能源,发电过程无污染,可缓解化石能源短缺的问题,开发利用的潜力大。
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