2025年春鲁教版化学九年级下册 第二节 化学与能源开发（分层练习）（解析版）

第二节化学与能源开发1.分类法是化学研究的重要方法。以下分类正确的是A．混合物：CH4、冰水混合物 B．单质：钢、O2C．氧化物：CaO、KClO3 D．清洁能源：太阳能、氢能【答案】D【解析】A、混合物是指有两种或两种以上物质组成的物质，CH4中只含一种物质，属于纯净物，冰水混合物是由不同状态的同种物质水组成，属于纯净物，错误；B、钢是一种铁的合金，合金都是混合物；O2是只含一种元素的纯净物，属于单质，错误；C、氧化物是指由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物，CaO属于氧化物，而KClO3是由钾元素、氯元素和氧元素三种元素组成化合物，不属于氧化物，错误；D、清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源，它包括核能和“可再生能源”，太阳能和氢能使用时不排放污染物且可再生，属于清洁能源，正确。2.合理使用能源对空气保护有重要作用。下列说法不正确的是A．SO2会导致酸雨的形成 B．CO2属于空气污染物C．控制PM2.5的排放有利于改善空气质量 D．加大开发新能源可减少空气污染【答案】B【解析】A、二氧化硫会引起酸雨，正确；B、二氧化碳为空气中的成分，不属于空气污染物，错误；C、PM2.5属于空气污染物，控制其排放有利于改善空气质量，正确；D、加大开发新能源可减少化石燃料的使用，既能节约能源，也能减少空气污染，正确。3.以下关于能源和环境的叙述中不正确的是A．氢能是一种最理想的清洁能源B．煤和石油是不可再生能源，必须综合利用以提高利用效率C．酸雨主要是由SO2、CO2、NO2等气体造成的D．使用车用乙醇汽油可以减少污染，乙醇汽油是一种混合物【答案】C【解析】A、氢气燃烧只生成水，属于清洁能源，正确；B、煤和石油均为化石燃料，属于不可再生能源，必须综合利用以提高利用效率，正确；C、二氧化硫、二氧化氮等会引起酸雨，但二氧化碳会引起温室效应，而不是酸雨，错误；D、使用车用乙醇汽油可以减少污染，且乙醇汽油中含有乙醇和汽油，属于混合物，正确。4.“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是A．液氧 B．酒精 C．液氢 D．汽油【答案】C【解析】A、液氧不具有可燃性，不能作燃料，错误；B、酒精具有可燃性，可以作燃料，但不是发射火箭的高能燃料，错误；C、液氢具有可燃性，可以作燃料，同时产物无污染，是发射火箭的高能燃料，正确；D、汽油具有可燃性，可以作燃料，但不是发射火箭的高能燃料，错误。5.科学家提出了一种最理想的获得氢能源的循环体系（如图）。下列说法不正确的是A．氢能源目前没有被广泛利用B．光分解催化剂在化学反应前后质量和性质会改变C．该氢能源循环体系能实现将太阳能转化为电能D．分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和【答案】B【解析】A、由于氢能源储存困难等，目前还没有被广泛应用，正确；B、光分解催化剂在化学反应前后质量和化学性质不会改变，物理性质可能会发生改变，错误；C、该氢能源循环体系最终转化为电能，能实现将太阳能转化为电能，正确；D、根据质量守恒定律，分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和，正确。6.下列关于氢气燃烧反应的叙述中，不正确的是A．氢气与氧气反应生成水B．参与该反应的氢气和氧气的分子个数比为C．该反应说明氢、氧两种元素只能组成一种物质D．某新能源汽车利用该反应提供动力，该车的尾气无污染【答案】C【解析】A、氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，反应的化学方程式为2H2O通电2H2↑+O2↑，由化学方程式可知，生成的氢气、氧气和水的质量比4：32：36=2：16：18，即2g氢气与16g氧气反应能够生成18g水，正确；B、由化学方程式可知，参与该反应的氢气和氧气的分子个数比为2：1，正确；C、氢、氧两种元素不只能组成水，还能够组成过氧化氢，错误；D、某新能源汽车利用该反应提供动力，燃烧后的生成物只有水，该车的尾气无污染，正确。7.下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是A．加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染B．我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势C．利用石油分馏得到煤油、柴油等产品属于化学变化D．液氢用作火箭燃料是因为氢气是高能燃料【答案】C【解析】A、加大水电、风电的开发利用，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，正确；B、由图可知，我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势，正确；C、利用石油分馏得到煤油、柴油等产品的过程是利用石油中各物质沸点不同进行的分离，中没有新物质的生成，属于物理变化，错误；D、液氢用作火箭燃料是因为氢气是高能燃料，正确。8.为了节能环保，2024巴黎奥运会期间，巴黎市投放使用了氢能源出租车。氢能源出租车的结构示意图如图所示，已知氢气在氧气中燃烧会生成水．下列有关说法不正确的是A．氢燃料电池车对环境无污染B．氧气是该燃料电池的助燃剂C．氢气和氧气都可以用作燃料D．反应的化学方程式为2H2+O2点燃2H2O【答案】C【解析】A、氢气燃烧生成水，则氢燃料电池车对环境无污染，正确；B、氧气具有助燃性，为助燃剂，正确；C、氧气具有助燃性，而不具有可燃性，氧气不能作燃料，错误；D、氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为2H2+O2点燃2H2O，正确。9.下列关于资源、能源和环保的叙述不正确的是A．日常使用的金属材料大多数属于合金B．氢气是理想的清洁、高能燃料，但由于制取成本高且贮存困难，暂时还未能广泛使用C．人们正在利用和开发的能源有风能、地热能、太阳能、水能、可燃冰等D．金属的回收再利用可以减少对环境的污染【答案】C【解析】A、合金的机械性能优于成分金属，所以日常使用的金属材料大多数属于合金，正确；B、氢气燃烧产物只有水，不会污染环境，所以氢能源是最清洁能源，但由于制取成本高且贮存困难，还不能广泛使用，正确；C、人们正在利用和开发的能源有风能、地热能、太阳能、化石能源等，但不包括可燃冰，错误；D、废旧电池含有重金属元素，会对水土造成污染，回收废旧电池可以减少对环境的污染，正确。10.能源发展区位优势明显，有多种类型的发电站，其中利用不可再生能源发电的是A．分布式光伏电站 B．高温气冷堆核电站C．潮汐发电站 D．风力发电站【答案】B【解析】A、分布式光伏电站是可再生能源发电，错误；B、高温气冷堆核电站，是核能发电，核能属于不可再生能源，正确；C、潮汐发电站是可再生能源发电，错误；D、风力发电站是可再生能源发电，错误。11.下图是氢氧燃料电池工作原理：H2与O2在电池装置中反应产生直流电。下列说法正确的是A．该电池中发生的反应与电解水相同 B．参加反应的两种分子的质量比为2：1C．该电池具有清洁、安全、高效等特点 D．氢气来源广泛，价格低廉，易于储存【答案】C【解析】A、由氢氧燃料电池工作原理示意图可知，在氢氧燃料电池发生的反应是氢气与氧气反应生成水，电解水是在通电条件下，水分解生成氢气和氧气，错误；B、由2H2+O2点燃2H2O可知，加反应的两种分子的质量比为4:32=1:8或8:1，错误；C、氧燃料电池工作是氢气与氧气生成水，产物对环境没有污染，因此氢氧燃料电池具有清洁、安全、高效等特点，正确；D、氢气是气体，且分子很小，有可燃性，所以不易于储存，错误。12.2011年5月1日开始，对醉酒驾车者一律刑事拘留．下表是国家对“饮酒驾车”和“醉酒驾车”的界定标准：乙醇(C2H5OH)俗名酒精饮酒驾车20毫克/100毫升≤血液中的酒精含量＜80毫克/100毫升醉酒驾车血液中的酒精含量≥80毫克100/毫升下列叙述不正确的是A．某人驾车时经交警检查5毫升血液中酒精含量为6毫克，判断他属于醉酒驾车B．乙醇在氧气中完全燃烧生成二氧化碳及水，因此乙醇由碳、氢、氧元素组成C．碘能溶解在乙醇，得到的溶液叫碘酒D．乙醇在氧气中完全燃烧生成二氧化碳及水，因此它是一种清洁能源【答案】B【解析】A、5毫升血液中酒精含量为6毫克，则100毫升血液中含有酒精120毫克，大于80毫克100/毫升，属于醉酒驾驶，正确；B、乙醇在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，生成物中含有碳、氢、氧三种元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，则酒精中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素，错误；C、碘能溶解在乙醇（俗称酒精）中，形成的溶液是碘酒，正确；D、乙醇在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，不产生污染物，因此它属于清洁能源，正确。13.选择下列适当的物质填空（选填序号）：A．氢气

B．武德合金

C．石灰石

D．石墨

E．青铜

F．铁矿石

G．不锈钢

H．氯化铁(1)可用于电池电极的是；(2)使用最早的合金；(3)常做净水絮凝剂的是；(4)工业炼铁造渣的原料是；(5)未来最理想的能源的是；(6)可用于制作保险丝。【答案】(1)D(2)E(3)H(4)C(5)A(6)B【解析】（1）石墨具有导电性，可用于电池电极，故选D；（2）使用最早的合金是青铜，故选E；（3）三氯化铁具有良好的溶解性能和优良的絮凝效果，常做净水絮凝剂，故选H；（4）可用于工业炼铁造渣的矿石是石灰石，故选C；（5）氢气燃烧热值高，燃烧产物只有水，对环境无污染，未来最理想的能源的是氢气，故选A；（6）武德合金的熔点较低，可用做保险丝，故选B。14.中国电动汽车飞速发展，电动汽车的普及带动了电池工业的不断创新。从镍氢电池到锂电池，再到钠电池、钾电池。

(1)镍元素在元素周期表中的相关信息如图1所示，镍元素的相对原子质量为。(2)氢、锂、钠、钾三种元素的原子结构示意图如图2所示。①“Na”所表示的意义；②请写出钾原子结构示意图中X的值。③在化学反应中，锂、钠、钾等原子很容易失去电子形成离子，所以常被用作电池材料。锂、钠、钾三种元素属于不同种元素的根本原因是它们的不同。(3)研究表明，半径越大的离子越易在电池正负极之间移动，充电速度越快。图3是锂、钠、钾三种金属离子的半径大小，电池容量相同的这三种电池，充满电时间最短的是电池(填“锂”、“钠”或“钾”)。【答案】(1)58.69(2)①钠这种物质、钠元素、一个钠原子②8③质子数或核电荷数(3)锂【解析】（1）镍元素在元素周期表中的相关信息如图1所示，汉字下方的数字表示相对原子质量，则镍元素的相对原子质量为58.69；（2）①“Na”所表示的意义钠这种物质，钠元素、一个钠原子；②在原子中，质子数=核外电子数，则钾原子结构示意图中X的值为19-2-8-1=8；③元素是具有相同质子数（即核电荷数）的一类原子的总称，锂、钠、钾三种元素属于不同种元素的根本原因是它们的质子数或核电荷数不同；（3）由图3知，钾离子半径最大，充电速度越快，用时最短。15.氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。Ⅰ制取氢气(1)相同温度下，相同大小的Fe片、Zn片，投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2，反应更剧烈的是（填“Fe”或“Zn”）。(2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2，CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。①CO和水蒸气反应的化学方程式为。②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气，向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量，原因是。(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢，电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于（填“可再生能源”或“不可再生能源”）。Ⅱ储存氢气(4)碳纳米管（图2）与活性炭均具有疏松多孔的结构，研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于变化。(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应生成MgHn，MgHn中Mg与H的质量比为12：1，则n＝。【答案】(1)Zn(2)CO+H2O高温CO2+H2氧化钙与水蒸气反应，消耗了水蒸气，使氢气的百分含量提高(3)可再生能源(4)物理(5)2【解析】（1）在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，与酸反应的速度就越快，根据金属活动性Zn>Fe，则相同温度下，相同大小的Fe片、Zn片投入到等体积等浓度的稀盐酸中，Zn与稀盐酸的反应会更剧烈；（2）①在高温条件下，一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，化学方程式为CO+H2O高温CO2+H2；②反应后的气体中含有、CO、CO2及水蒸气，当向其中加入一定量的氧化钙（CaO）时，氧化钙会与水蒸气反应生成氢氧化钙，这个反应会消耗掉水蒸气，从而使混合气体中氢气的百分含量提高，故其原因是：氧化钙与水蒸气反应，消耗了水蒸气，使氢气的百分含量提高；（3）太阳能属于可再生能源；（4）碳纳米管与活性炭均具有疏松多孔的结构，这使得它们都具有很强的吸附能力，当它们用于吸附储氢时，只是将氢分子吸附在表面或孔隙中，并没有改变氢气的化学性质，因此这个过程属于物理变化；（5）在MgHn中，Mg与H的质量比为12:1，则(24×1)/(1×n)=12:1，n＝2。1.汽车燃料从环保的角度考虑，最理想的是A．氢气 B．天然气 C．酒精 D．汽油【答案】A【解析】A、氢气燃烧只生成水，不会对环境造成任何污染，从环保的角度看，氢气是最理想的能源，正确；B、天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，是较清洁的燃料，错误；C、酒精完全燃烧生成二氧化碳和水，是较清洁的燃料，错误；D、汽车使用汽油作为燃料会产生一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物等，会随汽车尾气直接排放到空气中，对空气造成污染，错误。2.化学变化总伴随着能量的变化。如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图。下列说法不正确的是A．氢气是未来最理想的绿色能源B．任何条件下都可实现物质或能量之间的相互转化C．氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能【答案】B【解析】A、氢气是未来的绿色能源，因为氢气和氧气反应生成水，没有其他有害物质，正确；B、物质或能量的转化都需要一定条件的，比如氢氧燃料电池，还需要催化剂来促进反应进行，错误；C、氢气燃烧生成水释放热量，是化学能转化为热能的表现，正确；D、氢氧燃料电池是把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能，正确。3.2020年10月，我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置，其原理是：①利用太阳能光伏发电，②电解水获得H2，③H2与CO2反应合成绿色液态燃料CH3OH。下列有关说法错误的是A．太阳能是不可再生能源 B．H2是理想的清洁、高能燃料C．电解水反应属于分解反应 D．该装置能捕获并资源化利用CO2【答案】A【解析】A、太阳能是可再生能源，错误；B、H2燃烧生成水热值高、无污染，是理想的清洁、高能燃料，正确；C、电解水生成氢气和氧气，一变多属于分解反应，正确；D、该装置能捕获并资源化利用CO2，生成CH3OH，正确。4.化学在氢能源的开发和利用中发挥着重要的作用。催化重整法制氢反应过程如下：反应1：CH3OH催化剂CO↑+2H2↑、反应2：CO+H2O催化剂CO2+H2。下列说法不正确的是A．反应1中生成的CO和H2的质量比为7：1B．上述反应中，碳、氢元素的化合价发生改变C．通过上述两步重整制氢，32g甲醇(CH3OH)理论上最终可制得4g氢气D．氢能的最大优点是环保，低污染【答案】C【解析】A、反应1中，生成的CO和H2的质量比为（12+16）：（2×1×2）=7：1，正确；B、CH3OH中，氢元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，设碳元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则x+（+1）×4+（-2）=0，x=-2，同理可知，CO中碳元素化合价为+2价，CO2中碳元素为+4价，氢气中氢元素为0价，水中氢元素化合价为+1价，则碳、氢元素的化合价均发生改变，正确；C、设反应1生成氢气的质量为x，一氧化碳质量为y，则CH3OH催化剂CO↑+2H2↑3228432gyx32/4=32g/xx=4g32/28=32g/yy=28g设反应2生成氢气的质量为z，则CO+H2O催化剂CO2+H228228gz28/2=28g/zz=2g则最终可制得氢气质量为4g+2g=6g，错误；D、氢气燃烧只生成水，没有污染，正确。5.下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是A．氢气是理想的清洁高能燃料B．我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势C．煤、石油是可再生能源D．加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染【答案】C【解析】A、氢气燃烧产物为水，对环境无污染，且氢气热值高，但制取氢气成分较高，且如何安全地储存和运输氢气的问题没有解决，因此氢气是理想的清洁高能燃料，正确；B、由图示可知，我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势，正确；C、煤、石油在地球上的储量有限，短时间内得不到补充，属于不可再生能源，错误；D、加大水电、风电的开发利用，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，有利于环境保护，正确。6．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想(如图所示)。下列说法正确的是A．光分解催化剂是反应物B．过程②是化学能转化为电能C．太阳能是不可再生能源D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值【答案】B【解析】A、光分解催化剂是反应的催化剂，不是反应物，错误；B、过程②是氢气和氧气点燃生成水，燃料电池将化学能转化为电能，正确；C、太阳能在短期内可以得到补充，是可再生能源，错误；D、氢气燃烧热值高、燃烧产物只有水，不污染环境，是最清洁的高能燃料，有很高的开发利用价值，但是氢气易燃易爆，不易贮存和运输，目前对氢气的运输安全问题尚未解决，错误。7.水果电池通常是用金属活动性较强的金属做负极，用金属活动性较弱的金属做正极，利用水果汁内的有机酸与活泼金属反应，导致回路中的电子定向移动形成稳定的电流。某学习小组用大小、形状相同的铜片和锌片为电极研究水果电池(如左下图)，得到的实验数据如表所示。下列说法错误的是水果种类果汁pH电极间距离/cm电流大小/μA西红柿3.1198.7西红柿3.1272.5苹果3.8227.2橙子3.52XA．该实验说明电极间距离越小，产生的电流越小B．表中X值范围是27.2<X<72.5C．把水果换成盐酸，也能达到相同的效果D．该装置将化学能转化为电能【答案】A【解析】A、根据表格信息，其它条件相同，电极间距离越小，产生的电流越大，错误；B、根据表格信息，其它条件相同，果汁pH越小，产生的电流越大，橙子的pH为3.5，位于西红柿（pH为3.1）与苹果（pH为3.8）之间，而使用西红柿时，产生的电流为72.5A，使用苹果时，产生的电流为27.2A，所以表中X值范围是27.2<X<72.5，正确；C、根据题目信息，水果电池利用水果汁内的有机酸与活泼金属反应，导致回路中的电子定向移动形成稳定的电流，所以把水果换成盐酸，也能达到相同的效果，正确；D、电池放电时将化学能转化为电能，正确。8.给汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析不正确的是A．两个过程都是通过剧烈氧化反应释放出能量B．在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可适当节省石油资源C．碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳的相对稳定D．葡萄糖氧化产生的二氧化碳若不能及时排出人体，则血液的碳酸含量增加【答案】A【解析】A、燃料燃烧过程比较剧烈，属于剧烈的氧化反应，而呼吸作用比较缓慢，不易察觉，属于缓慢氧化，错误；B、在汽油中加入适量乙醇，能节省石油资源，正确；C、碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳的相对稳定，正确；D、葡萄糖氧化产生的二氧化碳若不能及时排出人体，二氧化碳能和水反应生成碳酸，则会使血液的碳酸含量增加，正确。9.某太阳能技术研究所利用太阳能聚光器获得高能量太阳能，设计了热化学循环反应两步制取H2，其流程如图所示，下列有关说法正确的是A．整个循环过程中涉及到复分解反应和置换反应B．反应II中涉及到Zn、H、O元素化合价的改变C．理论上每18gH2O参与反应，最终生成32gO2D．理论上，在反应过程中不需要补充锌【答案】D【解析】A、由流程图可知，锌和水生成氢气和氧化锌，反应符合一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；氧化锌分解生成氧气和锌，反应符合一变多，属于分解反应，不涉及复分解反应，错误；B、反应II是锌和水生成氢气和氧化锌，反应前锌中锌元素化合价为0，反应前水中氢元素化合价为+1，氧元素化合价为-2，反应后氢气中氢元素化合价为0，氧化锌中氧元素化合价为-2，锌元素化合价为+2，反应II中涉及到Zn、H化合价的改变，O元素化合价未改变，错误；C、由流程图可知，反应II关系式为Zn+H2O1127℃ZnO+H2↑，每18gH2O参与反应，生成氧化锌的质量为18g×81/18=81g，反应I关系式为2ZnO2027℃2Zn+O2↑，每81g氧化锌，生成氧气的质量为81g×32/162=16g，则理论上每18gH2O参与反应，最终生成16gO2，错误；D、由流程图可知，反应I生成锌，反应II锌参加反应，锌可以循环使用，理论上，在反应过程中不需要补充锌，正确。10.下列生活中做法正确的是

A．氢能源市域列车已广泛应用B．光伏发电相较火力发电可减少对环境的污染C．用铁桶配制波尔多液D．燃气燃烧出现黄色火焰，应调小进风口A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A、由于氢气的制取成本高和贮存困难，因此氢能源还未能广泛应用，错误；B、火力发电会产生大量的污染物，光伏发电相较火力发电可减少对环境的污染，正确；C、配制波尔多液利用的是氢氧化钙和硫酸铜反，而铁金属活动性比铜强，能够与硫酸铜溶液发生反应，因此不能用铁桶配制波尔多液，错误；D、燃气燃烧出现黄色火焰，说明燃气没有充分燃烧，要增大灶具的进风口，而不是减小灶具的进风口，错误。11.“加氢几分钟，畅行数百里”，这是2021上海车展上为氢能源汽车打出的标语。氢能源汽车使用的是氢燃料电池（如图所示）。电池工作时在催化剂的作用下，氢原子失去电子形成氢离子，穿过电极A通过电解液移动到电极B与氧离子结合形成水分子；而电子则从电极A经外部电路通过电动机到达电极B，形成电流。（1）氢燃料电池工作时是将化学能直接转化为______能。（2）氢气是氢燃料电池的原料，可以在用电低谷时，利用电网多余电能电解水来制取。已知1.2kg氢气大约可供某款氢能源汽车行驶100km，请根据化学方程式计算，制取1.2kg氢气至少需要电解多少质量的水______。（3）氢燃料电池工作时，通过电动机的电流方向是：______。（4）世界能源组织提出：在制氢过程中基本上没有碳排放而得倒的氢气称为绿氢。下列方式可制得绿氢的是______。A．水力发电制氢B．太阳能发电制氢C．火力发电制氢D．核能发电制氢【答案】（1）电（2）10.8kg（3）B到A（4）ABD【解析】（1）电池是将化学能转化为电能的装置，故氢燃料电池是将化学能直接转化为电能；（2）解：设制取1.2kg氢气需要电解水的质量为x2H2O通电H2↑+O2↑364x1.2kg36/4=x/1.2kgx＝10.8kg答：需要电解水的质量为10.8kg；（3）由题目信息电子则从电极A经外部电路通过电动机到达电极B，形成电流，而电流的方向与电子的流向相反，故电动机内电流从B极到A极；（4）在制氢过程中基本上没有碳排放而得倒的氢气称为绿氢，；A、水力发电制氢过程中不排放碳，可制得绿氢；B、太阳能属于清洁能源，太阳能发电制氢过程中不排放碳，可制得绿氢；C、火力发电，燃烧化石燃料，排放二氧化碳，不能制得绿氢；D、核能发电制氢过程中不排放碳，可制得绿氢。12.为防止全球变暖，我国承诺在2060年要实现“碳中和”。减少化石燃料的使用，开发利用氢能，下图是利用太阳能制氢的示意图(1)上图实现了能量之间的相互转化，其中电解水的过程是由电能转化为_______(填“化学能”或“热能”)。(2)从微观的角度讲，每2个水分子分解，会产生_______个氢气分子。(3)H2与CO2在一定条件下反应，生成CH3OH(甲醇)和H2O，该反应_______(填“属于”或“不属于”)置换反应。(4)上图中能够循环使用的物质是_______(填化学式)。【答案】（1）化学能（2）2（3）不属于（4）H2【解析】（1）电解水的过程是电能转化为化学能，因为水分解成氢气和氧气是非自发过程,需要外界补充能量,即电能,这部分能量主要储存在产物——氢气和氧气中，即它们的化学能；（2）从微观上讲，水通电时，每2个水分子可分解为2个氢气分子；（3）H2与CO2在一定条件下反应，生成CH3OH(甲醇)和H2O，置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，该反应不属于置换反应；（4）上图中能够循环使用的物质是H2。13.中国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。推广氢能等新能源是减少碳排放的重要方式之一、由于自然界不存在可直接开采的氢气资源，所以氢气必须经过化石资源、水和生物质等含氢化合物获取。这些制氢过程均需要输入较高的能量，目前主要由不可再生的化石能源提供，也可由可持续的新能源提供，如图1所示。化石资源、生物质和水是主要的制氢原料，目前常见的生产氢气方法如图2所示，在各类化石资源中，高H/C原子个数比的甲烷是理想的制氢原料。年位于兰州新区的全球首套规模化（千吨级）合成“绿色”甲醇示范装置，不仅可以回收二氧化碳，还能生产“液态阳光”，未来可替代化石能源。“液态阳光”是利用太阳能等可再生能源产生的电力来电解水，生产“绿色”氢能，并将二氧化碳加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料。因此，形象地称为“液态阳光”。氢燃料车辆是氢能体系的重要标志，但研究高效率保存与释放氢气是目前工业上急需突破的技术问题。有文献报道，纳米镁理论储氢量为7.69%（质量分数），形成氢化镁。氢化镁在适当条件下可释放出氢气。请回答下列问题：(1)氢气作为能源的优点是___________。(2)本文中涉及化合物中H/C原子个数比最大的是___________（写化学式）。(3)综合考虑各方面因素，未来以一次能源制氢气最理想的方法是___________。(4)氢化镁的化学式为___________。(5)写出以CH4和CO2在一定条件下反应生产H2的化学方程式___________。【答案】(1)无污染、资源丰富、热值高等(2)CH4(3)太阳能光解水(4)MgH2(5)CH4+CO2一定条件2H2+2CO【解析】(1)氢气燃烧产物只有水，比较环保，且资源丰富、热值高，故是比较理想的能源；(2)由化学式及资料可知，本文中涉及化合物中H/C原子个数比最大的是CH4；(3)太阳能光解水制氢，可以节约能源，且无污染，是未来以一次能源制氢气最理想的方法；(4)纳米镁理论储氢量为7.69%（质量分数），形成氢化镁，设氢化镁的化学式为MgxHy，y/(24x+y)×100%=7.69%，y=2x，氢化镁的化学式为MgH2；(5)甲烷和二氧化碳在一定条件下反应生成氢气和一氧化碳，该反应的化学方程式为CH4+CO2一定条件2H2+2CO。14.钒电池、锂离子电池、钠离子电池等在新能源领域起着重要作用，共同推动着新能源革命大潮。以下为钒元素在周期表中的部分信息及钒、锂、钠的原子结构示意图。(1)钒属于（选填“金属”或“非金属”）元素，其相对原子质量为。钒原子结构示意图中的值是。(2)锂、钠两种元素化学性质相似的原因是。(3)锂离子电池常用磷酸亚铁锂作为电极材料，充电、放电原理为磷酸亚铁锂和磷酸铁互相转化。磷酸铁(FePO4)中P化合价为。(4)钠离子电池起导电作用的是钠离子。钠离子的符号是，钠原子和钠离子均属于钠元素，原因是。【答案】(1)金属50.9411(2)最外层电子数相同或最外层电子数均为1(3)+5(4)Na+质子数相同(合理即可)【解析】（1）钒的元素名称中带有“钅”字旁，属于金属元素；元素周期表中的一格中，汉字下面的数字表示相对原子质量；其相对原子质量为50.94；在原子中，质子数等于电子数，由钒原子结构示意图可知，x=23-2-8-2=11；（2）元素的化学性质与原子的最外层电子数关系密切，锂、钠两种元素化学性质相似的原因是原子的最外层电子数相同或最外层电子数均为1；（3）在磷酸亚铁锂（LiFePO4）中，Li化合价为+1价，铁的化合价为+2价、氧的化合价为-2价，设：P化合价为x，根据化合物中元素的化合价和为零，则(+1)+(+2)+x+(-2)×4=0，x=+5；（4）钠原子的最外层电子数是1，小于4，易失去一个电子形成钠离子，符号是Na+；元素是具有相同质子数（即核电荷数）的一类原子的总称，钠原子和钠离子均属于钠元素，原因是质子数（或核电荷数）相同。15.科技的发展离不