　城市生活垃圾资源化清洁再生利用,是近年新兴起来的朝阳产业。针对我国现阶段城市生活垃圾多组分、高水分、低热值的特点,浙大热能所提出了以内循环燃烧、气力输送式冷渣分选回送,湍流式烟气净化法为主要内容的“城市生活垃圾清洁焚烧”新方法,并成功应用于日处理800吨城市生活垃圾流化床焚烧炉的工程示范。该研究成果包括重金属、有机污染物、二英、氟、氯及化合物、小颗粒及温室气体等污染物的生成机理及控制技术,特别是对多种污染物的同时脱除进行了开创性的研究工作。实现了城市生活垃圾的高效洁净焚烧和能源化利用。

　问题1.阅读材料分析城市生活垃圾焚烧应注意哪些问题? (素养角度——科学态度与社会责任)

提示:生活垃圾焚烧时的热能利用;防止二次污染。

问题2.生活垃圾送到焚烧发电厂之后,卸至垃圾池内,发酵七天左右,可以实现脱水,然后才焚烧发电。分析这样操作的原因是什么?(素养角度——科学探究与创新意识)

提示:比如果皮等生活垃圾富含水分,如果直接送到焚烧炉里,难以彻底燃烧。脱水之后的生活垃圾更容易燃烧,利用率自然更高,产生的固体废物也更少,生活垃圾的处理也更加彻底。

问题3.发酵的垃圾中含有沼气,沼气可以很好地助燃,炉内温度可达850℃以上。含铅汽油、煤、防腐处理过的木材等各种废弃物在燃烧温度低于400℃时容易产生二英。但是燃烧炉温度保持在850℃以上,可以有效分解二英,基本可以消除二英对环境的不良影响。沼气的主要成分是甲烷,已知1 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出55.64 kJ的热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式,并计算出甲烷的燃烧热是多少?(素养角度——宏观辨识与微观探析)

提示:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.24 kJ·mol-1;甲烷的燃烧热是ΔH1=-890.24 kJ·mol-1。

1.能源危机是当前全球性的问题,“开源节流”是应对能源危机的重要举措。下列做法不利于能源“开源节流”的是 (　　)

A.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源

B.大力开采煤、石油和天然气,以满足人们日益增长的能源需求

C.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源,减少煤、石油等化石燃料的使用

D.减少资源消耗,增加资源的重复使用,注重资源的循环再生

【解析】选B。煤、石油和天然气是不可再生的能源,大力开采煤、石油和天然气,不利于能源“开源节流”。

2.燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知:

①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-890.3 kJ·mol-1

②C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)

ΔH=-393.5 kJ·mol-1

③2H2(g)+O2(g)2H2O(l)

ΔH=-571.6 kJ·mol-1

标准状况下22.4 L H2和甲烷的混合气体在足量的O2中充分燃烧反应放出

588.05 kJ的热量,原混合气体中氢气的质量是________。根据以上三个热化学方程式,计算C(s,石墨)+2H2(g)CH4(g)的反应热ΔH为________。

【解析】设混合气体中CH4的物质的量为a mol,H2的物质的量为b mol,a+b=1 mol,

890.3 kJ·mol-1×a+571.6 kJ·mol-1××b=588.05 kJ,解得a=0.5 mol,b=0.5 mol,所以H2的质量为0.5 mol×2 g·mol-1=1.0 g。根据反应C(s,石墨)+2H2(g)CH4(g)可知,②+③-① 即得,该反应的反应热为ΔH=-571.6 kJ·mol-1-393.5 kJ·mol-1