阅读下面材料。
生物炭又称生物质炭,是生物质(植物残体、动物粪便、有机废弃物等有机材料)在无氧或缺氧的情况下,通过高温热解炭化,有机生物质内的油和气蒸发,产生的一类极度富碳产物。生物质炭具有较大的孔隙度和比表面积,其容重小,可溶性低,吸附能力强。热解法是制备生物炭的方法之一,在制备生物炭的过程中,不同的原料、温度、热解速度等条件,对生物炭的固有性质很大影响。下面是以杉木(针叶树种)和木荷(阔叶树种)的凋落物为研究材料,研究不同的热解温度对生物质炭的pH值和炭产率的影响,结果如下表图:
不同温度对生物炭产率的影响表
说明:M-Biochar为木荷生物质炭,S-Biochar为杉木生物质炭。
生物炭作为土壤改良剂,可以改善土壤结构,调节土壤酸碱度,改善土壤的持水能力,增强土壤肥力;可作为一种有效的环境修复材料,吸附和固定重金属离子、有机污染物和有害气体;作为一种新型的能源材料,具有较高的碳含量和良好的燃烧性能。其应用于能源储存领域可以用作燃料电池的电极材料、电容器的电极材料和锂离子电池的负极材料等。生物炭的使用可以提高能源转换效率、减少能源的消耗,并对环境产生较小的影响。生物炭作为一种新型碳材料,具有优良的性能和广泛的应用前景。
依据上述材料及所学知识,回答下列问题
(1)常见的化石燃料有煤、石油、________ 。生物炭属于________ (填“可再生能源”或“不可再生能源”)。
(2)生物炭具有较强的吸附能力的原因是________ 。
(3)分析表中信息可得出温度与产率的关系是________ ;分析图中所给数据,可知温度为________ ℃以上,生物炭均为碱性。
(4)热解法制备生物炭,需要在无氧或低氧环境下进行的理由是________ 。
(5)下列有关生物炭的说法正确的是 。(填标号)
(6)依据你对碳化学性质的了解,推测生物炭的用途还可能有________ 。
生物炭又称生物质炭,是生物质(植物残体、动物粪便、有机废弃物等有机材料)在无氧或缺氧的情况下,通过高温热解炭化,有机生物质内的油和气蒸发,产生的一类极度富碳产物。生物质炭具有较大的孔隙度和比表面积,其容重小,可溶性低,吸附能力强。热解法是制备生物炭的方法之一,在制备生物炭的过程中,不同的原料、温度、热解速度等条件,对生物炭的固有性质很大影响。下面是以杉木(针叶树种)和木荷(阔叶树种)的凋落物为研究材料,研究不同的热解温度对生物质炭的pH值和炭产率的影响,结果如下表图:
处理 | 产率% | |
M-Biochar | S-Biochar | |
250℃ | 80.6 | 82.9 |
350℃ | 48.5 | 47.5 |
450℃ | 36.9 | 37.0 |
550℃ | 34.3 | 32.6 |
650℃ | 30.5 | 31.1 |
750℃ | 30.0 | 27.1 |
说明:M-Biochar为木荷生物质炭,S-Biochar为杉木生物质炭。
生物炭作为土壤改良剂,可以改善土壤结构,调节土壤酸碱度,改善土壤的持水能力,增强土壤肥力;可作为一种有效的环境修复材料,吸附和固定重金属离子、有机污染物和有害气体;作为一种新型的能源材料,具有较高的碳含量和良好的燃烧性能。其应用于能源储存领域可以用作燃料电池的电极材料、电容器的电极材料和锂离子电池的负极材料等。生物炭的使用可以提高能源转换效率、减少能源的消耗,并对环境产生较小的影响。生物炭作为一种新型碳材料,具有优良的性能和广泛的应用前景。
依据上述材料及所学知识,回答下列问题
(1)常见的化石燃料有煤、石油、
(2)生物炭具有较强的吸附能力的原因是
(3)分析表中信息可得出温度与产率的关系是
(4)热解法制备生物炭,需要在无氧或低氧环境下进行的理由是
(5)下列有关生物炭的说法正确的是 。(填标号)
A.可作土壤的改良剂 | B.处理工业废气、污水 | C.用作电极材料 | D.属于新型能源材料 |
(6)依据你对碳化学性质的了解,推测生物炭的用途还可能有
更新时间:2024-06-17 09:03:38
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填空与简答-科普阅读题
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适中
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名校
解题方法
【推荐1】材料阅读:随着工业的快速发展,全球对于能源的需求越来越大,传统的煤、石油、天然气等化石燃料日益匮乏,总有一天会枯竭,是世界各国都在积极应对寻找新能源。甲醇是一种液体燃料,被人们形象地称为“液态阳光”。如图为我国通过光伏发电得到的氢气与工厂废气中的二氧化碳共同作用,最终产生甲醇的过程,其研发过程被称为“液态太阳燃料合成技术”,请根据题意及图示回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/9beca329-c02b-449c-b302-24da15baf9ca.png?resizew=306)
(1)光伏发电用到的材料硅可通过 Na2SiO3反应制得,其中硅元素化合价为_______ 。
(2)水在通电制取氢气的过程中,涉及到的能量转化为,电能→________ 能。
(3)在合成工厂内氢气和二氧化碳在一定条件下变成甲醇和水,请写出该反应的化学方程式_________ 。
(4)下列说法正确的是________。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/9beca329-c02b-449c-b302-24da15baf9ca.png?resizew=306)
(1)光伏发电用到的材料硅可通过 Na2SiO3反应制得,其中硅元素化合价为
(2)水在通电制取氢气的过程中,涉及到的能量转化为,电能→
(3)在合成工厂内氢气和二氧化碳在一定条件下变成甲醇和水,请写出该反应的化学方程式
(4)下列说法正确的是________。
A.液态太阳燃料合成技术可有效减少污染的产生 |
B.液态太阳燃料合成技术可从根本上解决温室效应 |
C.该方案为探索新能源的利用和开发提供了新思路 |
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【推荐2】阅读下面的科普短文,回答相关问题。
2022年北京冬奥会的盛大举行被世界点“赞”, 据了解,国家速滑馆、首都体育馆等4个冰上场馆选用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术,极大降低了制冷过程的碳排放,这也是该技术首次在冬奥会上使用。
国家速滑馆CO2跨临界制冷系统专家张信荣教授介绍,过去历届冬奥会制冰都是用氟利昂或氨,但氟利昂会对环境造成一定的危害,氨具有微毒、易燃易爆的特性。而使用二氧化碳制冰,不仅使场馆碳排放趋近于零,还可以将场地冰面温差控制在0.5摄氏度以内,二氧化碳制冰和自然界中水变成冰的过程相似,自然界外界环境温度低,水就结成冰,二氧化碳其实就是代替了外界环境。利用液体二氧化碳蒸发,也就相当于外界环境的冷来实现有效制冷,并且制冷过程中产生的高品质余热还可以回收利用,用于运动员生活热水、冰面维护浇冰等。
冬奥会的造雪团队也会根据场地需要的不同来造雪。传统的造雪其实就是在一个低温的环境里,用高压空气把水打成小的水花、水滴,从而凝结成雪。传统的造雪机都是0度以下才能造雪,最高温度不能超过2度。技术人员研发了零上高品质动态人工造雪和储雪一体化技术,当气温处于0℃—15℃时,利用二氧化碳超临界制冷技术以及新型优化的造雪设计,实现安全、高效、低成本、高品质的人工造雪。
作为一名科技工作者,张信荣表示,在双碳目标下,冬奥会是一个科技创新的重要窗口,二氧化碳的有效利用可以推广到或催生很多系列化的新兴产业,未来可以应用在更多领域,甚至走入我们家家户户的生活。
(1)历届冬奥会制冰都是用氟利昂,使用氟利昂对环境产生的危害是________ 。
(2)液体二氧化碳蒸发的过程,会______ (填“放热”或“吸热”)。
(3)传统造雪的原理发生的是_____ 变化,二氧化碳超临界制冷技术造雪的优点是________ 。
(4)为了实现双碳目标,我国正大力发展新能源技术,你所知道的新能源有________ 。
(5)下列说法不正确的是 (填字母)。
2022年北京冬奥会的盛大举行被世界点“赞”, 据了解,国家速滑馆、首都体育馆等4个冰上场馆选用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术,极大降低了制冷过程的碳排放,这也是该技术首次在冬奥会上使用。
国家速滑馆CO2跨临界制冷系统专家张信荣教授介绍,过去历届冬奥会制冰都是用氟利昂或氨,但氟利昂会对环境造成一定的危害,氨具有微毒、易燃易爆的特性。而使用二氧化碳制冰,不仅使场馆碳排放趋近于零,还可以将场地冰面温差控制在0.5摄氏度以内,二氧化碳制冰和自然界中水变成冰的过程相似,自然界外界环境温度低,水就结成冰,二氧化碳其实就是代替了外界环境。利用液体二氧化碳蒸发,也就相当于外界环境的冷来实现有效制冷,并且制冷过程中产生的高品质余热还可以回收利用,用于运动员生活热水、冰面维护浇冰等。
冬奥会的造雪团队也会根据场地需要的不同来造雪。传统的造雪其实就是在一个低温的环境里,用高压空气把水打成小的水花、水滴,从而凝结成雪。传统的造雪机都是0度以下才能造雪,最高温度不能超过2度。技术人员研发了零上高品质动态人工造雪和储雪一体化技术,当气温处于0℃—15℃时,利用二氧化碳超临界制冷技术以及新型优化的造雪设计,实现安全、高效、低成本、高品质的人工造雪。
作为一名科技工作者,张信荣表示,在双碳目标下,冬奥会是一个科技创新的重要窗口,二氧化碳的有效利用可以推广到或催生很多系列化的新兴产业,未来可以应用在更多领域,甚至走入我们家家户户的生活。
(1)历届冬奥会制冰都是用氟利昂,使用氟利昂对环境产生的危害是
(2)液体二氧化碳蒸发的过程,会
(3)传统造雪的原理发生的是
(4)为了实现双碳目标,我国正大力发展新能源技术,你所知道的新能源有
(5)下列说法不正确的是 (填字母)。
A.“双碳目标”中的“碳”指的是碳单质 | B.控制化石燃料的使用有利于 实现双碳目标 |
C.碳中和指的是没有碳排放 | D.二氧化碳制冰,基本可以实现零碳化 |
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填空与简答-填空题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】能源、环境和安全已成为人类日益关注的问题。请回答下列问题。
(1)目前世界上多数国家利用的能量主要来自煤、石油和_______ 等化石燃料的燃烧,在工业上,利用石油中各成分的_________ 不同将它们分离,得到汽油、柴油等产品。煤燃烧生成的CO2、SO3、CO等气体中,会引起温室效应的是_______ 。
(2)为了节省石油资源,并在一定程度上减少汽车尾气的污染,广西大力推广使用乙醇汽油,乙醇属于_______ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(3)2021年3月12日,中国在文昌航天发射场成功完成长征七号改遥二运载火箭,本次发射火箭第二级推进剂为液氧/液氧。目前,氢氧燃料电池已经被使用,氢氧燃料电池是一种将________ 能转化为电能的装置。
(4)6月5日是世界环境日,中国主题是“向污染宣战”。下列行为中,符合环境日活动主题的是 。
(1)目前世界上多数国家利用的能量主要来自煤、石油和
(2)为了节省石油资源,并在一定程度上减少汽车尾气的污染,广西大力推广使用乙醇汽油,乙醇属于
(3)2021年3月12日,中国在文昌航天发射场成功完成长征七号改遥二运载火箭,本次发射火箭第二级推进剂为液氧/液氧。目前,氢氧燃料电池已经被使用,氢氧燃料电池是一种将
(4)6月5日是世界环境日,中国主题是“向污染宣战”。下列行为中,符合环境日活动主题的是 。
A.焚烧垃圾 | B.开发新能源 |
C.提倡使用化石燃料 | D.工业废水直接排入河中 |
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填空与简答-科普阅读题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】阅读下列短文,回答问题。
氢能被认为是最有前途的替代能源和清洁燃料之一。工业上常以煤、石油、天然气等物质为原料制备氢气(见图)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/12/59ab29d5-9080-464a-9875-934e268604d6.png?resizew=141)
随着天然气资源探明储量的不断增加以及天然气制氢所具有的技术优势(高碳氢比可大幅提高制氢效率),天然气被认为是制氢的最佳原料。
工业上目前主要采用甲烷水蒸气重整和甲烷部分氧化两种方法制取氢气。水蒸气重整反应原理为
,部分氧化制氢的原理为
。
为了进一步优化制氢工艺,化学家们目前正在研究新的制氢方法:甲烷催化裂解制氢。该方法的原理是使用适宜的金属作催化剂,在加热的条件下将甲烷直接分解为固体碳和氢气。该反应中,催化剂的种类是影响其分解的重要因素(见图)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/12/0009d547-8476-4042-bbb7-d43da2deb47f.png?resizew=282)
依据文章内容,回答下列问题:
(1)工业上制氢的最佳原料是____________ 。
(2)氢能源产量分布中,来自水电解的比例很低,主要原因是____________ 。
(3)写出甲烷催化裂解制氢的反应方程式:____________ 。
(4)下列说法正确的是 (填字母)。
氢能被认为是最有前途的替代能源和清洁燃料之一。工业上常以煤、石油、天然气等物质为原料制备氢气(见图)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/12/59ab29d5-9080-464a-9875-934e268604d6.png?resizew=141)
随着天然气资源探明储量的不断增加以及天然气制氢所具有的技术优势(高碳氢比可大幅提高制氢效率),天然气被认为是制氢的最佳原料。
工业上目前主要采用甲烷水蒸气重整和甲烷部分氧化两种方法制取氢气。水蒸气重整反应原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7186f1f551b4842f785ae49147197c38.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5744ca490d1d9362ebf3586702591fc.png)
为了进一步优化制氢工艺,化学家们目前正在研究新的制氢方法:甲烷催化裂解制氢。该方法的原理是使用适宜的金属作催化剂,在加热的条件下将甲烷直接分解为固体碳和氢气。该反应中,催化剂的种类是影响其分解的重要因素(见图)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/12/0009d547-8476-4042-bbb7-d43da2deb47f.png?resizew=282)
依据文章内容,回答下列问题:
(1)工业上制氢的最佳原料是
(2)氢能源产量分布中,来自水电解的比例很低,主要原因是
(3)写出甲烷催化裂解制氢的反应方程式:
(4)下列说法正确的是 (填字母)。
A.煤、石油、天然气和氢气均属于清洁能源 |
B.甲烷催化裂解过程中,镍的催化性能比铁的强 |
C.制取等量氢气,水蒸气重整比部分氧化所用的甲烷多 |
D.甲烷催化裂解制氢的优点之一是可以直接获得高纯氢气 |
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填空与简答-填空题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】随着经济的发展,能源与环境成为人们日益关注的问题。
(1)煤、石油和_______ 常称为化石燃料,都属于______ (填“纯净物”或“混合物”)
(2)用煤发电时,将煤块粉碎成煤粉,其目的是________ 。
(3)化石燃料燃烧都会产生二氧化碳,它是空气中含量最多的温室气体,为减少它的排放,科学家致力研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应,转化为水和甲烷,该反应的化学方程式为________ 。
(4)下列措施中,有利于降低大气中的二氧化碳含量的是_______。
(5)从环境保护的角度考虑,最理想的燃料是___________ ,其燃烧的化学方程式为___________ 。
(1)煤、石油和
(2)用煤发电时,将煤块粉碎成煤粉,其目的是
(3)化石燃料燃烧都会产生二氧化碳,它是空气中含量最多的温室气体,为减少它的排放,科学家致力研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应,转化为水和甲烷,该反应的化学方程式为
(4)下列措施中,有利于降低大气中的二氧化碳含量的是_______。
A.大量使用化石燃料 |
B.植树造林,增大植被面积 |
C.将二氧化碳变废为宝,循环利用 |
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填空与简答-填空题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】随着经济的发展,能源和环境成为人们日益关注的问题。
(1)目前人们利用最多的能源是煤、_____ 、天然气等化石燃料,其中天然气是较清洁的燃料,写出天然气主要成分燃烧的化学方程式_____ ,此过程主要是将化学能转化为_____ 能。
(2)煤的气化是把煤变为清洁能源的重要手段,其中一个重要的反应是
,则X的化学式是_____ 。
(3)燃煤时将煤块粉碎成煤粉,其目的是_____ ;煤燃烧会产生大量的二氧化碳、二氧化硫和一氧化碳等气体,这些气体中,溶于水会导致酸雨的主要是_____ (填化学式)。
(4)科技发展促进新能源的开发利用。风能、潮汐能和_____ 等是可用于代替化石燃料的新能源,属于_____ (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(5)下列图标与燃烧和爆炸有关的是_____ 。
(1)目前人们利用最多的能源是煤、
(2)煤的气化是把煤变为清洁能源的重要手段,其中一个重要的反应是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db70234aaea2fafdf30430c2b2d22f89.png)
(3)燃煤时将煤块粉碎成煤粉,其目的是
(4)科技发展促进新能源的开发利用。风能、潮汐能和
(5)下列图标与燃烧和爆炸有关的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/9/c54a5a5a-5978-4a70-87b6-030fdee96aef.png?resizew=310)
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