9.2 能源的综合利用（同步讲义）（解析版）

第9章化学与社会可持续发展第2节能源的综合利用教学目标1.能从化学视角认识常见的能源。2.能认识能源的开发利用可能会对环境造成的影响。3.能初步形成低碳节能、保护环境的态度，增强合理使用能源的意识，逐步树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观重点和难点重点：人化石燃料燃烧对环境的影响；利用化学方法解决能源危机的一些措施。难点：化石燃料合理使用的重要意义；认识化学电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。◆知识点一能源一、能源及其分类1．能源：像化石燃料、太阳能、地热能、风能、电能、核能等能够提供能量的物质或资源,都是能源。2.能源的分类分类依据类别含义举例可否循环再生可再生能源可再生的、能持续利用的能源太阳能、风能、地热能等不可再生能源经过亿万年所形成的、短期内无法恢复的能源化石燃料、电能、核能等二、化石燃料的合理使用1．化石燃料的形成：日常生活和工农业生产中大量消耗的煤（由古代植物等形成）、石油和天然气（由古代生物的遗骸形成）等化石燃料是由被埋入地下的古代生物体，长期在空气不足、高温高压下经过复杂的变化逐步形成的。2.煤、油和天然气（1）煤是一种复杂的固态混合物。①所含元素：主要含有碳元素，还含有硫、氧、氮、氢等。②综合利用：煤隔绝空气加强热，可以分解得到焦炭（冶炼金属）、煤焦油（化工原料）、焦炉煤气（主要含氢气、一氧化碳、甲烷，用作燃料）。这种煤的加工方式称为煤的干馏或炼焦，属于化学变化。③危害：煤燃烧会产生SO2、NO2等，会形成酸雨(pH<5.6的降水)④防治酸雨措施：①大力推广使用脱硫煤；②用天然气或者其他清洁能源代替煤。（2）石油是复杂的液态混合物。①所含元素：主要成分是多种C、H元素组成的有机化合物(通常称为烃)。②综合利用：人们一般不直接用石油作燃料，而是将石油放入分馏塔中根据其各成分的沸点不同，经加工能得到各种不同的产品。如：汽油、煤油、航空煤油和柴油、液化石油气等，石油的分馏属于物理变化。天然气①主要成分是结构最简单的有机化合物——甲烷（化学式为CH4)，无色无味气体、难溶于水、密度比空气的小。还是坑道气、沼气、可燃冰的主要成分。②具有可燃性，燃烧的化学方程式：CH4+2O22H2O+CO2。实验现象结论导管口的甲烷燃烧发出淡蓝色火焰甲烷具有可燃性干冷的烧杯内壁干冷的烧杯中出现水雾说明甲烷一定含有氢元素。内壁涂有的澄清石灰水澄清石灰水变浑浊说明甲烷一定含有碳元素。注意事项：注意事项：1.化石燃料都是混合物，都是不可再生的。2.化石燃料都具有可燃性，但是煤、石油在生活中一般都不是直接作燃料，否则不仅会浪费燃料，而且会造成环境染。3.煤隔绝空气加强热发生化学变化，石油分馏是利用各成分的沸点不同进行分离，是物理变化，与工业制氧气的原理相同。3.化石燃料燃烧对环境的影响(1)化石燃料及其炼制得到的各种燃油，在燃烧释放大量热的同时也产生大量二氧化碳气体，加剧了温室效应。(2)煤直接燃烧时，还产生一些氮、硫的氧化物和粉尘，若不加以处理，将造成大气污染。拓展视野拓展视野可燃冰，外观像冰，是一种自然存在的天然气水合物，由天然气与水在高压低温条件下形成。可燃冰极易燃烧，燃烧后仅生成二氧化碳和水污染小，热值高。可燃冰全球储量极大，被视为石油的替代能源，主要分布于海洋、极地中，勘探开采较为困难。如果开采时甲烷气体大量挥发，将引发比二氧化碳过量排放更严重的温室效应。所以，开采可燃冰要攻克许多技术上的难题。我国拥有丰富的可燃冰资源，主要分布于南海海域和青藏高原等地区。2017年5月，我国首次海域可燃冰试采成功，目前已进入开发试生产阶段。即学即练1．将煤隔绝空气加强热分解可以得到许多有用的物质，下列不属于煤综合利用产物的是A．煤气 B．汽油 C．煤焦油 D．焦炭【答案】B【解析】煤的综合利用，是将煤隔绝空气加强热，使煤分解成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等，汽油属于石油分馏产物，故选：B。2.燃料是人类社会重要的能源，下列说法不正确的是A．汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染B．石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品C．煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量CO2D．煤的干馏属于化学变化【答案】C【详解】A、压缩天然气（CNG）主要成分是甲烷，燃烧时产生的污染物比汽油或柴油少，因此能减少空气污染，故选项说法正确；B、石油炼制是通过分馏（物理变化）将原油分离成不同沸点的产品，包括石油气（如液化石油气）、汽油、煤油、柴油等，故选项说法正确；C、煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量二氧化硫、氮氧化物，而CO2排放过多会加剧温室效应，故选项说法不正确；D、煤的干馏是在隔绝空气的条件下加热煤，使其分解生成新物质（如焦炭、煤焦油、煤气等），属于化学变化，故选项说法正确。故选C。◆知识点二清洁能源的开发利用1.太阳能(1)目前人类所使用的能源绝大部分来自太阳。(2)太阳不断地向地球辐射能量。绿色植物通过光合作用吸收太阳能，动物食用植物间接利用太阳能，化石燃料蕴藏的能量也来自远古时期生物体所吸收和利用的太阳能。(3)被地球吸收的太阳能，可以通过多种形式的化学反应转化为化学能。(4)太阳能的转化(5)利用太阳能可以加热物体，如用于温室、太阳能热水器等。还可以把太阳能直接转换成电能，如光伏发电等。2.生物质能(1)生物质能的概述概念生物质能是太阳能经过光合作用以有机物质的形式固定下来的能源，这些有机物质通常称为生物质开发利用的意义开源节流，保护环境应用的形式①将生物质作为燃料燃烧；②借助化学方法将生物质转化为沼气、乙醇等，作为燃料使用(2)乙醇：（C2H5OH），俗名酒精。（可再生能源）①物理性质：无色透明，有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶。②酒精制取：①原料：高粱、玉米、薯类等；②生产方式：发酵、蒸馏。③化学性质：可燃性，燃烧时发出蓝色火焰。化学方程式：C2H5OH+3O23H2O+2CO2④用途：作燃料，汽油中加入适量乙醇作为燃料，可节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。医疗上杀菌消毒。3.氢能（1）氢能源的优点：①来源广；②热值高；③充分燃烧产物为水，故称为“绿色能源”（2）氢能源开发中的问题：①制备氢气的能耗问题(成本高)；②氢气的储存和运输等问题(安全问题)。（3）开发氢能源的方向：a.把太阳能转化为热能、电能，直接分解水；b.寻找催化剂，使水在光照条件下分解；c.利用水中微生物，在阳光照射下使水分解。即学即练1．能源短缺是人类社会面临的重大问题，世界各国都在努力寻找和开发新能源。埋于海底将来可能会替代化石燃料的新能源是A．煤 B．石油 C．天然气 D．可燃冰【答案】D【解析】埋于海底将来可能会替代化石燃料的新能源是可燃冰，煤、石油、天然气均属于化石燃料。故选D。2.科学家研究开发氢能源的脚步从未停止，如图为我国科学家研发的制取和贮存氢气的新工艺。下列有关说法正确的是A．图中共有四种氧化物B．循环制氢反应中需要不断加入ZnFe2O4C．与传统电解法制取氢气相比，该工艺的优点是节约能源D．反应3中通入氩气作保护气，是利用氩气活泼的化学性质【答案】C【详解】A、氧化物是由两种元素组成，其中一种为氧元素的化合物，图中共有ZnO、Fe3O4、H2O三种氧化物，不符合题意。B、由图可知，循环制氢反应1中，ZnFe2O4是反应物，反应2中ZnFe2O4是生成物，ZnFe2O4可以循环使用，无需不断加入，不符合题意。C、该工艺利用太阳能制氢，与传统电解法制取氢气相比可以节约能源，符合题意。D、反应3中通入氩气作保护气，是因为氩气不活泼的化学性质，不符合题意。故选C。◆知识点三化学电池的广泛应用1.化学电源：是一种将化学能直接转化为电能的装置，常见的电池是化学电源。2.充电时：电能转化为化学能；放电时：化学能转化为电能。3.常见的化学电池类别特性应用领域干电池因填装的化学物质是不能流动的糊状物而得名，使用方便电筒、电子钟等，以及国防、科研、航空等蓄电池是一种能够通过化学反应实现再充电的装置铅蓄电池较为常见，常用于车辆电力系统、移动电源和照明系统等锂离子电池具有体积小、电压高、使用寿命长、相对环保等优点电动汽车、智能设备等领域4.化学电池种类繁多，在生产生活、高新科技、国防等领域都有广泛的应用。化学电池的广泛使用，提高了能量转化效率，使人们的生活更加便捷，促进了社会的可持续发展。即学即练1．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【详解】A、光分解催化剂是反应的催化剂，不是反应物，故选项说法错误；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，故选项说法正确；C、太阳能在短期内可以得到补充，是可再生能源，故选项说法错误；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，故选项说法错误；故选：B。2.氢燃料电池汽车通过巧妙的设计，使反应不需点燃即可进行。下列有关说法正确的是A．该反应是吸热反应B．氢气和氧气反应生成水C．反应前后元素种类和化合价均不变D．氢燃料电池汽车属于绿色环保汽车【答案】D【解析】A、该反应是物质与氧气发生的反应，属于氧化反应，属于放热反应，选项错误；B、根据方程式可知，氢气、氧气、水的质量比为（2×2）：32：（18×2）=1：8：9，2 g氢气和1 g氧气反应时，氢气有剩余，生成水的质量＜3g，选项错误；C、反应前氢气和氧气中氢元素和氧元素化合价为0，反应后水中两元素化合价均不为0，化合价改变，选项错误；D、氢气燃烧生成水，清洁无污染，选项正确。故选D。一、化学电池的工作原理实验步骤用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化膜。用导线将铜片和锌片分别连接到电流表的正极和负极，然后把铜片和锌片一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。实验现象电流计的指针发生偏转，铜片变厚，长时间溶液颜色变浅化学方程式Zn+CuSO4==Cu+ZnSO4电流计偏转原因烧杯中发生了化学变化，Zn失去电子变成Zn2+，Cu2+得到电子变成Cu能量转化的形式化学能直接转化为电能使用化学电源的优点提高能量的转化效率，减少大气污染二、化学电池的演变传统：化学能热能、机械能—→电能（效率低、污染环境）化学电池：化学能电能（体积小、使用方便、能量转化效率高转化）实践应用1.锌片、铜片和稀硫酸可构成化学电池，如图所示。实验中观察到铜片表面有气泡产生，电流表的指针发生偏转。下列关于实验的分析不正确的是A．实验前用砂纸打磨锌片和铜片，目的是除去其表面的氧化膜B．该装置将化学能转化为电能C．该实验过程中，溶液由无色变为蓝色D．随着反应的发生，产生气泡的速率变慢，可能的原因是稀硫酸浓度变小【答案】C【解析】A、实验前用砂纸打磨锌片和铜片，因为金属易与氧气反应，故目的是除去其表面的氧化膜，故正确；B、化学电池是将化学能直接转变为电能的装置，故正确；C、铜和稀硫酸不能发生反应，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该实验过程中，溶液始终为无色溶液，故错误；D、随着反应的发生，硫酸逐渐被消耗，硫酸浓度变小，反应物浓度变小，则产生气泡的速率变慢，故正确；故选C。2.汽车能源的优化备受关注。(1)燃油汽车采用化石燃料作为能源，化石燃料包括煤、、天然气。(2)某汽车尾气处理装置中发生化学反应的微观示意图如下，该反应的化学方程式为。(3)铅酸电池充电时，发生反应：，则X的化学式为，此过程中能量由电能转化为。(4)LiFePO4是制备“刀片电池”的正极材料，其中Li的化合价为+1，Fe化合价为+2，则LiFePO4中P的化合价为。【答案】(1)石油(2)(3)PbO2化学能(4)+5【详解】（1）化石燃料包括煤、石油、天然气。故填：石油。（2）由反应的微观示意图可知，该反应是一氧化氮和氨气在催化剂条件下反应生成水和氮气，该反应的化学方程式为：。故填：。（3）由方程式可知，反应物中Pb、S、O、H原子个数分别为2、2、10、4，生成物中除X外Pb、S、O、H原子个数分别为1、2、8、4，根据化学反应前后各原子种类和个数不变，一个X微粒中含1个铅原子个和2个氧原子，X的化学式为PbO2；充电过程中能量由电能转化为化学能。故填：PbO2；化学能。（4）已知Li的化合价为+1，Fe化合价为+2，氧元素一般显-2价，设LiFePO4中P的化合价为x，根据化合物中各种元素化合价的代数和等于零，则：（+1）+（+2）+x+（-2）×4=0，得：x=+5。故填：+5。考点一化石燃料的合理使用【例1】北宋的沈括在《梦溪笔谈》中有关于石油的记载：“……然（燃）之如麻，但烟甚浓，所沾幄幕皆黑。余（我）疑其烟可用，试扫其煤以为墨，黑光如漆，……生于地中无穷，不若松木有时而竭。”下列说法错误的是（）A．石油中主要含有碳、氢两种元素B．“但烟甚浓”是因为石油不完全燃烧C．“烟”的主要成分为炭黑D．石油“生于地中无穷”，属于可再生资源【答案】D【解析】A、石油中主要含有碳元素和氢元素，故选项说法正确；B、石油中含有碳元素，不完全燃烧生成炭黑，“但烟甚浓”的主要成分为燃烧不充分产生的炭黑，故选项说法正确；C、石油中含有碳元素，不完全燃烧生成炭黑，“但烟甚浓”的主要成分为燃烧不充分产生的炭黑，故选项说法正确；D、石油具有可燃性，石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故选项说法错误。故选D。解题要点解题要点本知识点主要考察化石燃料的合理使用，解题时需注意不同化石燃料的成分和特点区别，如煤可通过化学变化干馏转换成其他产物应用，而石油可通过物理变化分馏得到其他产物，天然气:主要成分为甲烷(CH4)用作燃料较清洁，几乎无污染，但是大量使用会引起“温室效应”。【变式1-1】下列关于化石能源的叙述错误的是（）A．都属于混合物 B．在地球上的蕴藏量都是有限的C．完全燃烧时都有二氧化碳生成 D．煤、石油、天然气都是可再生能源【答案】D【解析】A、煤、石油和天然气等物质都是由多种物质组成的，属于混合物，故选项正确；B、化石燃料在地球上的蕴藏量都是有限的，故选项正确；C、煤、石油和天然气等物质燃烧都能生成大量的二氧化碳，故选项正确；D、化石燃料都是不可再生能源，故选项错误。故选D。考点二清洁能源的开发利用【例2】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，该选项叙述正确；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，该选项叙述正确；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，该选项叙述不正确；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，该选项叙述正确。故选C。解题要点解题要点本知识点主要考察清洁能源的开发利用。解题时需注意区分好化石能源和清洁能源，以及掌握不同清洁能源的优缺点。【变式2-1】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，③与反应合成绿色液态燃料。下列说法错误的是（）A．反应II属于化合反应 B．太阳光属于可再生能源C．是理想的清洁、高能燃料 D．该反应能缓解温室效应【答案】A【解析】A、反应Ⅱ是二氧化碳和氢气反应生成水和CH3OH，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不符合化合反应的特征，不属于化合反应，故选项说法错误；B、太阳光可以从自然界源源不断地得到，是可再生能源，故选项说法正确；C、氢气燃烧产物是水，无污染，具有放热量高等优点，H2是理想的清洁、高能燃料，故选项说法正确；D、二氧化碳排放过多会造成温室效应，反应Ⅱ是二氧化碳和氢气反应生成水和CH3OH，该装置能捕获并资源化利用CO2，能缓解温室效应，故选项说法正确。故选：A。考点三化学电池的广泛应用【例3】下列化学电池属于高效、环境友好电池的是（）A．镍镉电池 B．锌锰电池C．氢氧燃料电池 D．铅蓄电池【答案】C【解析】A、镍镉电池中含有镍、镉重金属，对环境有污染，故A错误；B、锌锰电池中含有锌、锰元素，对环境有污染，故B错误；C、氢氧燃料电池最终生成水，水对环境无污染，故C正确；D、铅蓄电池中含有铅重金属，对环境有污染，故D错误；故选：C。解题要点解题要点本知识点主要考察化学电池的广泛应用，解题时需注意判断不同电池的优缺点以及化学电池的原理。【变式3-1】2024年4月25日，神舟十八号载人飞船成功发射。优质的能源和材料为飞船“保驾护航”。神舟十八号飞船的主电源储能电池由锂离子电池替代了以往神舟系列飞船中的镉镍电池。与镉镍电池相比，锂离子电池循环使用寿命更长，自放电率更低，单位质量储存的电能更高。船箭组合体制造中使用了铝锂合金，使其能够承受更高的应力和腐蚀性环境。（1）镉镍电池放电时反应的化学方程式为，其中X的化学式是。放电过程中，能转化为电能。（2）两种电池相比，储存相同的电能，质量更小的是。（3）如图是锂（Li）原子结构示意图，工业上常用电解熔融氯化锂的方法冶炼金属锂，同时产生氯气，反应的化学方程式为。【答案】（1）化学（2）锂离子电池（3）【解析】（1）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式，化学方程式左边有1个镉原子、2个镍原子、4个氧原子、2个氢原子和2个X分子，化学方程式右边有1个镉原子、6个氧原子、6个氢原子和2个镍原子，则2个分子中含有2个氧原子和4个氢原子，则1个X分子中含有1个氧原子和2个氢原子，故X的化学式为；镉镍电池放电过程中，化学能转化为电能；（2）由题干信息可知，与镉镍电池相比，锂离子电池循环使用寿命更长，自放电率更低，单位质量储存的电能更高，因此两种电池相比，储存相同的电能，质量更小的是锂离子电池；（3）由锂原子结构示意图可知，锂原子的最外层电子数为1＜4，在化学反应中易失去1个电子形成带1个单位正电荷的阳离子，化合价的数值等于离子所带电荷的数值且符号一致，则锂元素显+1价，氯元素常显-1价，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则氯化锂的化学式为，工业上常用电解熔融氯化锂的方法冶炼金属锂，同时产生氯气，反应的化学方程式为。基础达标1．《贵阳府志·食货略》有“生煤性恶，毒气中人，煅过则良”记载。煤是常用的一种化石燃料，煤从物质类别看属于A．混合物 B．单质 C．有机物 D．化合物【答案】A【分析】纯净物由一种物质组成，有固定组成和性质（如单质或化合物），而混合物由多种物质组成，各成分性质不变，比例不固定。煤是一种化石燃料，由古代植物残骸经地质作用形成。从物质类别看，煤属于混合物。【详解】A、混合物：混合物是由两种或多种物质混合而成，各成分保持原有性质，没有固定组成比例。煤的主要含有碳、氢、氧、硫等元素，以及水分、矿物质（如灰分）等杂质，这些成分没有固定比例，因此煤属于混合物，正确；B、单质：单质是由同种元素组成的纯净物，如氧气（）。煤含有多种元素（如C、H、O、S等），不是单一元素组成，也不是纯净物，错误；C、有机物：有机物通常指含碳的化合物（但一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等除外），一般与生物体相关。煤的主要成分是有机物（如碳氢化合物），但煤整体还包含无机杂质（如矿物质和水分），因此煤是混合物，不是单一的有机物，错误；D、化合物：化合物是由两种或多种元素组成的纯净物，如水（）。煤的成分不固定，比例可变，且含有多种杂质，不是纯净物，错误。故选A。2．当今社会各国正在积极开发新能源。你认为下列能源属于可再生能源的是A．可燃冰 B．风能 C．石油 D．煤炭【答案】B【解析】A、可燃冰属于不可再生能源，不符合题意；B、风能属于可再生能源，符合题意；C、石油属于不可再生能源，不符合题意；D、煤炭属于不可再生能源，不符合题意；故选B。3．下列有关能源的叙述不正确的是A．乙醇属于可再生能源B．化学电池是将化学能转化为热能的一种装置C．“可燃冰”将成为未来的新能源D．将煤炭加工成蜂窝煤，能使煤燃烧更充分【答案】B【解析】A、乙醇可以通过粮食发酵的方法获取，所以乙醇属于可再生能源，选项说法正确；B、化学电池是将化学能转化为电能的一种装置，选项说法错误；C、可燃冰储量大，燃烧产物是水和二氧化碳，不污染空气，将成为未来的新能源，选项说法正确；D、促进燃烧的方法有：增大氧气的浓度，增大可燃物与氧气的接触面积，所以将煤球制成“蜂窝煤”是为了增大与空气的接触面积，使其燃烧更充分，选项说法正确。故选：B。4．随着全球能源使用量的增长，化石燃料等能源将日趋枯竭。因此，我们一方面要节约现有能源，另一方面要开发新能源。下列属于新能源的是①太阳能；②煤；③天然气；④核能；⑤风能A．①②④ B．①③④ C．②③⑤ D．①④⑤【答案】D【解析】化石燃料主要有石油、煤、天然气等，是当今世界普遍使用的能源，新能源则是不同于化石燃料的新型能源，如：①太阳能、④核能、⑤风能均属新型能源；故选D。5．下列关于能源的说法，正确的是A．酒精是一种常见的不可再生能源B．人类利用的能源都是通过化学反应获得的C．石油是一种重要的化工产品，主要含碳、氢元素D．新能源汽车的发展减少了汽车尾气对环境的污染【答案】D【解析】A、酒精使用后，可在短时间内得到补充，属于可再生能源，故选项说法错误；B、人类利用的能源不都是通过化学反应获得的，如利用太阳能、风能等，故选项说法错误；C、石油是一种重要的天然能源，主要含碳、氢元素，故选项说法错误；D、新能源汽车，如电动汽车、混合动力汽车等，它们不依赖传统的燃油发动机，因此不会产生尾气排放，或者尾气排放远低于传统燃油车，从而显著减少了汽车尾气对环境的污染，故选项说法正确；故选：D。6.地球上可利用的自然资源是有限的，下列有关资源的说法正确的是A．空气是一种宝贵的资源，空气有自净能力，无需监测B．大量使用化石燃料对环境没有污染C．城市绿化采用节水灌溉方式，保护水资源D．回收废旧金属不能节约金属资源【答案】C【详解】A、空气是一种宝贵的资源，且空气有自净能力，但是自净能力有限，需要监测，预防空气污染，不符合题意；B、大量使用化石燃料，会产生二氧化硫等污染物，污染空气，不符合题意；C、城市绿化采用节水灌溉方式，可以节约用水，保护水资源，符合题意；D、回收废旧金属可以重新提炼和利用，减少对新矿石的开采，从而节约金属资源，不符合题意。故选C。7．如图为我国能源消费结构变化趋势图。下列说法不正确的是A．煤、石油、天然气是不可再生能源B．煤消费占比下降，能源消费结构向清洁低碳转变C．煤燃烧产生的二氧化碳会造成酸雨，对环境影响大D．氢气是清洁的高能燃料，液氢已应用于航天等领域【答案】C【详解】A、煤、石油、天然气均为化石能源，都属于不可再生能源，该选项说法正确；B、由图可知，煤炭消费占比下降，非化石能源占比升高，则说明能源消费结构向清洁低碳转变，该选项说法正确；C、二氧化碳不会造成酸雨，该选项说法不正确；D、氢气燃烧只生成水，没有污染，且热值高，是清洁的高能燃料，且液氢已被应用于航天等领域，该选项说法正确。故选C。8．深圳市聚龙科学中学劳动课内容丰富，以下劳动项目与所涉及的化学知识符合的是选项劳动项目涉及到的化学知识A用肥皂洗袜子，发现洗完后的水中浮渣较多使用的水一定是软水B炒菜时油锅着火，用锅盖盖灭类似于酒精灯着火用灯帽盖灭C用酒精溶液给家中物品消毒，但要避免接触火源酒精属于不易燃液体D点燃天然气后煮饭天然气燃烧会吸收热量A．A B．B C．C D．D【答案】B【详解】A、通常用肥皂水来区分硬水和软水，肥皂水在硬水中易起浮渣，在软水中泡沫较多，用肥皂洗袜子，发现洗完后的水中浮渣较多，说明使用的水是硬水，不符合题意；B、炒菜时油锅着火，用锅盖盖灭，类似于酒精灯着火用灯帽盖灭，均是隔绝氧气，达到灭火的目的，符合题意；C、用酒精溶液给家中物品消毒，但要避免接触火源，因为酒精属于易燃液体，容易引发火灾，不符合题意；D、点燃天然气后煮饭，是因为天然气具有可燃性，燃烧放出热量，不符合题意。故选B。9．下列有关资源、能源的叙述错误的是A．地壳中含量最多的金属元素是铝B．在日常生活中，大量使用的金属材料是纯金属C．可以通过多种方法净化水，如沉降，过滤，蒸馏等D．人们正在开发和利用的其他能源有太阳能、风能、地热能等【答案】B【详解】A、地壳中元素含量由多到少为氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)，铝是含量最高的金属元素。故A正确；B、实际生活中大量使用的是合金，因为合金比纯金属硬度更高、耐腐蚀性更好，纯金属因性能限制使用较少。故B错误；C、沉降、过滤、蒸馏均为常见净水方法，故C正确；D、太阳能、风能、地热能等。这些是新能源的代表，属于当前重点开发的清洁能源。故D正确。故选B。10．“逐梦苍穹之上，拥抱星辰大海”，嫦娥探月、天舟升空、蛟龙潜海，都离不开化学。(1)运载火箭使用的燃料有煤油、液氢等，生产煤油的原料是（填“煤”或“石油”），氢气目前没有广泛应用的原因有（填字母序号）。A．制取成本高

B．产物无污染

C．热值高

D．贮存困难(2)嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品成分分析结果如图1，这里的“氧、硅、铁..”是指（填“分子”、“原子”或“元素”）。(3)2月16日，科学实验柜成功执行首次在轨点火测试，实验中观察到甲烷燃烧，与在地面上甲烷燃烧的现象相比，火苗更胖，颜色更蓝。下列因素可能是产生这些效果的有_______（填字母序号）。A．无气体对流 B．微重力(4)5月11日，天舟六号货运飞船成功对接中国太空站，如图2是此次运送的物资单。①生活物资中包含约70公斤的新鲜水果，可以为宇航员补充的营养素是，调节新陈代谢、维持身体健康。②氙气是空间站电推进系统的“燃料”，氙在元素周期表中的信息如图3，下列说法不正确的是。A．氙的元素符号是XeB．氙原子的质子数是54C．氙属于金属元素D．氙的相对原子质量是131.3【答案】(1)石油AD(2)元素(3)AB(4)维生素C【详解】（1）石油分馏可以得到煤油，所以生产煤油的原料是石油，因为氢气制取成本高、不容易贮存和运输，所以目前没有广泛应用，故选AD；（2）由元素的定义可知，嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品成分分析结果如图1，这里的“氧、硅、铁..”是指元素的含量，而不是分子或原子；（3）太空中地球引力较小，空间站甲烷燃烧的火焰受浮力及对流的影响，比在地面上燃烧的火焰短而圆；故选AB；（4）①水果中富含维生素，其作用是调节新陈代谢、维持身体健康；②A、由氙在元素周期表中的信息可知，氙的元素符号是Xe，不符合题意；B、在原子中，原子序数=质子数，由氙在元素周期表中的信息可知，氙原子的原子序数是54，所以质子数也是54，不符合题意；C、由氙在元素周期表中的信息可知，氙属于非金属元素，符合题意；D、由氙在元素周期表中的信息可知，氙的相对原子质量是131.3，不符合题意；故选C；11．家用燃料的变迁体现着科技的进步，印证着生活的向好发展。请结合所学知识和下图，回答下列问题。(1)薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料，主要的原因是。(2)过去，薪柴是主要燃料。涉及薪柴的成语“釜底抽薪”蕴含了一种灭火方法，其灭火原理是。(3)如今，通过西气东输工程，天然气作为家用燃料已广泛使用，请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式。(4)燃料不充分燃烧不仅会浪费资源，还会造成空气污染。使燃料充分燃烧，通常需要考虑的因素有（写一种即可）。(5)你认为未来家用燃料应具备的特点是。【答案】(1)都具有可燃性(2)清除可燃物(3)(4)燃烧时要有足够的空气（氧气）（或燃料与空气要有足够大的接触面）(5)环保清洁（或安全、来源广、可再生、成本低等）【详解】（1）薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料，是因为它们都是可燃物，具有可燃性；（2）成语“釜底抽薪”的含义是指从锅下抽掉柴火，比喻从根本上解决问题，彻底断绝事情的根源或阻止其继续发展。因此其灭火的原理是清除可燃物；（3）天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式为：；（4）使燃料充分燃烧，通常需要考虑的因素有两方面：燃烧时要有足够的空气（氧气），燃料与空气要有足够大的接触面；（5）未来家用燃料应向着环保清洁、安全、来源广、可再生、成本低等方面发展。12．为缓解化石能源短缺问题，我国科研人员研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，可以转化为汽油，主要转化过程如图所示。下列有关说法正确的是(1)保持化学性质的最小粒子是。(2)X是一种单质，在一定条件下，反应I生成的产物I为，请写出反应I的化学方程式。(3)在一定条件下，若生成的中的碳元素完全来自二氧化碳，请计算消耗44kg理论上能生成的质量是。（可能用到的相对原子质量：）(4)请从最初的反应物和最终得到的生成物两个角度说出这项研究成果的意义。【答案】(1)二氧化碳分子(2)(3)14kg(4)从反应物方面，吸收和利用，减少了二氧化碳的排放；从生成物方面，将二氧化碳转化为汽油，能有效缓解化石能源短缺问题【详解】（1）保持化学性质的最小粒子是二氧化碳分子；（2）X是一种单质，在一定条件下，反应I生成的产物I为，则反应I为二氧化碳与X在催化剂I作用下反应生成一氧化碳和水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物一氧化碳、水中含有碳元素、氧元素和氢元素，反应物二氧化碳中含有碳元素和氧元素，则单质X是含有氢元素的氢气，故反应I的化学方程式为；（3）已知在一定条件下，生成的中的碳元素完全来自二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则消耗44kg理论上能生成的质量是；（4）从反应物方面，二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一，该研究以二氧化碳为原料，吸收和利用，减少了二氧化碳的排放；从生成物方面，该研究将二氧化碳转化为汽油，汽油是一种燃料，为能源利用提供了新的途径，缓解了能源危机，故填：从反应物方面，吸收和利用，减少了二氧化碳的排放；从生成物方面，将二氧化碳转化为汽油，能有效缓解化石能源短缺问题。13．从古至今、家用燃料经历了巨大的变化。某校课外兴趣小组同学通过调查了解家用燃料的变迁经历了“煤——液化石油气——煤气——天然气”的变化过程。合理利用化石能源，是人类不断探索的课题。结合下表提供的信息，完成相关问题。燃料主要成分热值(约)爆炸极限煤C液化石油气C3H8、C4H101.5%~9.5%煤气H2、CO6.9%~69.5%天然气5%~16%(1)煤燃烧时产生二氧化硫、二氧化氮等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于水，会造成的环境问题是。(2)结合表中信息，从能量、安全等角度分析，将煤气改为天然气作为家用燃料的优点有(写两条即可)。(3)随着全球能源使用量的增长，化石能源等不可再生能源将日趋枯竭。请提出一个缓解能源危机的设想(写一条即可)。【答案】(1)酸雨(2)热值高、爆炸极限范围小（更安全）(3)开发太阳能、风能等新能源（合理即可）【详解】（1）煤燃烧时产生二氧化硫、二氧化氮等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于水，会造成酸雨。（2）由表中信息可知，天然气比煤气的热值高，且爆炸极限范围比煤气小得多，所以更不容易发生爆炸，使用更安全。（3）开发太阳能、风能等新能源，有利于减少化石能源等不可再生能源的使用。14．阅读下面的科普短文，回答相关问题。燃油汽车和新能源汽车是当今社会交通工具的两大主流类型。燃油汽车燃料燃烧不仅产生大量二氧化碳，还会释放有害物质。2021～2023年，我国不同动力类型汽车销量占比如图1。纯电动汽车因其能源利用率高、结构简单、噪声小等优点成为近年来使用最广的新能源汽车。纯电动汽车利用电池储能后放电，驱动汽车行驶，但因电池安全性、充电时长、续航里程、使用寿命等因素导致其发展受限。我国科研人员通过研究对比了添加1-SP和2-CNT两种导电剂对纯电动汽车中磷酸铁锂电池使用寿命的影响，结果如图2(容量保持率越高，代表电池使用寿命越长)。混合动力汽车是结合了传统内燃机和电动机作为动力源的汽车类型。这种设计旨在利用两种动力源的优势，提高能源效率、降低排放。其工作模式可以根据车辆的需求和电池的状态自动切换，在制动和减速时，电动机转换为发电机，回收能量并储存在电池中。(1)目前我国主要用压缩天然气作为燃油汽车的替代燃料，天然气的主要成分是甲烷，在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，写出天然气燃烧的文字表达式。(2)纯电动汽车的优点有(答一点即可，下同)，其发展受限的原因是。(3)判断下列说法的正误，填“对”或“错”。①新能源汽车和纯电动汽车是当今社会交通工具的两大主流类型。②2021年～2023年，我国混合动力汽车和纯电动汽车的销量占比均逐年增加。③混合动力汽车可以提高能源效率、降低排放。(4)对比图2中的两条曲线，得出的结论是：在实验研究的放电倍率范围内，当放电倍率相同时，。(5)混合动力汽车在制动和减速这一过程中的能量转化是将化学能转化为能。【答案】(1)(2)能源利用率高、结构简单、噪声小等电池安全性差、充电时间长、续航里程短、使用寿命短等(3)错对对(4)添加2-CNT的电池比添加1-SP的电池容量保持率更高，电池使用寿命更长(5)电【详解】（1）天然气的主要成分是甲烷，在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，文字表达式为；（2）由题干信息可知，纯电动汽车的优点有能源利用率高、结构简单、噪声小等；由题干信息可知，纯电动汽车因电池安全性、充电时长、续航里程、使用寿命等因素导致其发展受限，故其发展受限的原因是电池安全性差、充电时间长、续航里程短、使用寿命短等；（3）①由题干信息可知，燃油汽车和新能源汽车是当今社会交通工具的两大主流类型，故填：错；②由图1可知，2021年~2023年，我国混合动力汽车和纯电动汽车的销量占比均逐年增加，故填：对；③由题干信息可知，混合动力汽车可以提高能源效率、降低排放，故填：对；（4）对比图2中的两条曲线，得出的结论是：在实验研究的放电倍率范围内，当放电倍率相同时，添加2-CNT的电池比添加1-SP的电池容量保持率更高，电池使用寿命更长；（5）混合动力汽车在制动和减速这一过程中的能量转化是将化学能转化为电能。15．阅读下列内容完成对应问题：酒精是一种无色、透明、有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶。常用作酒精灯和内燃机的燃料，是一种绿色能源。当点燃酒精灯时，酒精在灯芯上气化后燃烧生成水和二氧化碳。根据以上叙述，可归纳出：(1)酒精的物理性质是。(2)酒精的化学性质是。保持酒精化学性质最小微粒的是。(3)写出酒精燃烧的化学反应文字表达式。【答案】(1)无色、透明、有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶(2)能燃烧酒精分子(3)【详解】（1）物理性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质。文中提到酒精是一种无色、透明、有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶，这些性质不需要通过化学变化就能表现出来，所以酒精的物理性质是无色、透明、有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶。故填：无色、透明、有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶。（2）化学性质是在化学变化中表现出来的性质。酒精能燃烧，燃烧是化学变化，所以酒精的化学性质是能燃烧。由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，酒精由酒精分子构成，所以保持酒精化学性质的最小微粒是酒精分子。故填：能燃烧；酒精分子。（3）酒精燃烧是酒精和氧气在点燃的条件下反应生成水和二氧化碳，所以化学反应的文字表达式为：。故填：。16．阅读下面材料氨能——未来清洁新能源通常情况下，氨气()无色、有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水，常温加压即可被液化。液氨用途广泛，工业上常用作化肥、化工原料、制冷剂，也可用作液体燃料，在纯氧中完全燃烧的产物只有水和。工业合成氨的历史已有一百多年，反应原理主要是和在高温、高压的条件下，经催化合成。为解决合成转化率低的问题，反应后可将从混合气体中分离出来，将未反应的和重新混合继续合成。在将来，氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面得到广泛应用，氨能有望成为未来理想的清洁能源，将具有巨大的应用价值。回答下列问题：(1)氨气被压缩成液氨时，发生了变化(填“物理”或“化学”)。(2)若氨气发生泄漏易被人发觉，理由是，氨气泄漏可立即用吸收，(3)氨气在空气中无法燃烧，但能在纯氧中燃烧，说明氨气燃烧的剧烈程度与有关。(4)工业上利用和合成氨的反应属于(填基本反应类型)，合成过程中可循环利用的物质除催化剂外还有。(5)结合材料可知液氨的用途有(写一点)。【答案】(1)物理(2)氨气具有刺激性气味水(3)氧气浓度(4)化合反应和(5)作燃料（合理即可）【详解】（1）氨气被压缩成液氨时，只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化。（2）氨气具有刺激性气味，则氨气发生泄漏易被人发觉；氨气极易溶于水，则氨气泄漏可立即用水吸收。（3）氨气在空气中无法燃烧，但能在纯氧中燃烧，空气中氧气含量较低，说明氨气燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关。（4）氮气和氢气反应生成氨气，该反应符合“多变一”的规律，属于化合反应；（5）从文中“反应后可将NH3从混合气体中分离出来，将未反应的H2和N2重新混合继续合成”可知，可循环利用的物质除催化剂外还有N2和H2。（6）根据材料可知，氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面得到广泛应用，氨能有望成为未来理想的清洁能源。17．加快能源转型升级，发展新质生产力。氢气是最理想的清洁能源，依据不同制取方式，可分为“绿氢”“灰氢”“蓝氢”“紫氢”和“金氢”等。如图带你认识“多彩”的氢。储氢是实现氢能广泛应用的重要环节，分为物理储氢和化学储氢，前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，后者将氮气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨，进行储存。依据上文，回答问题。(1)写出符号表达式或化学方程式：电解水制氢气，反应前后氢元素的化合价(填“升高”“降低”或“不变”)。(2)属于“绿氢”和“紫氢”的分别是和(填字母)。a．风能发电制氢

b．煤燃烧发电制氢

c．核能发电制氢(3)从微观角度解释，氢气能被压缩储存的原因是。(4)将氢气降温液化进行储存，属于物理储氢中的储存方式。(5)“液氨储氢”属于(填“物理”或“化学”)储氢。(6)实验室进行探究水的组成实验时，图中不涉及的安全提示图标是(填序号)。①护目镜

②用电

③热烫

④明火【答案】(1)/降低(2)ac(3)分子之间存在间隔(4)低温液态(5)化学(6)③【详解】（1）电解水生成氢气和氧气，反应的符号表达式或化学方程式为：或；氢元素的化合价由反应前水中氢元素的+1价变为氢气中氢元素的化合价为0，反应前后氢元素的化合价降低了；（2）由图和相关信息可知，“绿氢”是可再生能源发电制氢，风能属于可再生能源，所以风能发电制氢属于“绿氢”；“紫氢”是核能发电制氢，所以核能发电制氢属于“紫氢”。故填：a；c；（3）氢气能被压缩储存，是因为分子之间存在间隔，压缩时分子间间隔变小；（4）物理储氢包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，将氢气降温液化进行储存，属于物理储氢中的低温液态储存方式；（5）“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨，有新物质生成，属于化学变化，所以“液氨储氢”属于化学储氢；（6）电解水的条件是通电，反应过程中不会产生高温导致液体或仪器过热，主要安全风险在于用电安全（需避免触电）和氢气的检验（检验氢气时需注意明火），③热烫标志通常用于提示高温物体或液体可能造成烫伤的场景，而电解水实验无此类风险，因此不涉及该标志，图标①是护目镜，在进行一些可能有液体飞溅等危险的实验时需要佩戴，电解水实验会有此类危险，涉及该标志，则实验室进行探究水的组成实验时，图中不涉及的安全提示图标是③。18．南京大学科研团队的研究表明，月壤在光伏电解水和光热催化二氧化碳加氢反应中具有较高的性能和选择性。月壤表面具有丰富的微孔和囊泡结构，这种结构进一步提高了月壤的催化性能。如图为用月壤实现地外人工光合成图。(1)第1步存在能量转化，先将太阳能转化为能，然后用于分解水生成氧气和氢气(H2)，请写出水分解的文字或符号表达式。(2)月壤表面具有丰富的结构，进一步提高了月壤的催化性能。(3)第3步二氧化碳加氢的光热催化反应，月壤作催化剂，可以生成甲烷(CH4)和水，生成的甲烷(甲烷是天然气的主要成分，具有可燃性)是月球基地的重要物质，试写出甲烷其中一种用途。(4)第1步分解水生成的氢气可用作新能源汽车的燃料，使用1kg氢气平均可行驶150km。如果通过电解36kg水分解产生的氢气理论上可让新能源汽车行驶多少千米？（查阅资料：已知每分解18kg的水，可以生成2kg的氢气和16kg的氧气。）【答案】(1)电或(2)微孔和囊泡(3)作燃料(合理即可)(4)解：根据资料，每分解18kg的水可以生成2kg的氢气和16kg的氧气，新能源汽车使用1kg氢气平均可行驶150km。则电解36kg水分解产生的氢气的质量为：产生的氢气理论上可让新能源汽车行驶的路程为：答：电解36kg水分解产生的氢气理论上可让新能源汽车行驶600km。【详解】（1）第1步存在能量转化，先通过光电效应将太阳能转化为电能，然后用于分解水。水在通电条件下反应生成氢气和氧气，反应的文字表达式为：，反应的符号表达式为：。（2）由题中信息可知，月壤表面具有丰富的微孔和囊泡结构，这种结构进一步提高了月壤的催化性能。故填：微孔和囊泡。（3）因为甲烷(CH4)具有可燃性，所以甲烷具有的一种用途是作燃料。（合理即可）（4）详见答案。19．化学兴趣小组同学通过对小区内居民的走访调查，了解不同时代的家用燃料，分析家庭燃料迭代升级之后给生活、环境带来的变化。活动一：认识燃料家用燃料经历了图1所示的变迁过程，并将逐步向理想燃料发展。(1)煤、石油和天然气都属于(填“可再生”或“不可再生”)能源。写出甲烷完全燃烧的化学方程式：。活动二：探究如何合理使用燃料【任务1】认识如何使燃烧更加充分(2)燃烧柴草时，通常要架空柴草，使其燃烧得更旺，其中的原理是。(3)请再举出一例利用此原理促进燃料充分燃烧的例子：。【任务2】理解燃料变化的意义【查阅资料】充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生的质量如图2所示。(4)排放到空气中溶于雨水可能会形成。(5)请结合生活常识和图2信息，总结家庭燃料从煤升级成天然气之后的优点有(写一条)。活动三：了解新能源我国科学家正在利用和开发其他新能源，在一定程度上可减少对环境的影响，有助于实现“双碳”目标。氢气被认为是理想的能源，当前，我国氢能按图3规划发展迅速：(6)利用这一反应制得的氢气属于(填“灰氢”“蓝氢”或“绿氢”)。【答案】(1)不可再生(2)增大柴草与氧气的接触面积(3)将煤粉制成蜂窝煤(4)酸雨(5)相同质量的煤和天然气充分燃烧，天然气产生热量比煤多或相同质量的煤和天然气充分燃烧，天然气产生比煤少，更环保(6)灰氢【详解】（1）煤、石油和天然气是古代生物遗体经过漫长地质年代形成的，在短期内不能再生，属于不可再生能源；

甲烷在点燃条件下与氧气反应生成二氧化碳和水，化学方程式为。

（2）架空柴草，能让柴草与空气充分接触，增加与氧气的接触面积，使燃烧更充分。（3）将煤粉制成蜂窝煤，能让煤与空气充分接触，增加与氧气的接触面积，使燃料充分燃烧。（4）二氧化硫排放到空气中，与水反应生成亚硫酸等，随雨水降下形成酸雨。（5）从图中可知，相同质量的煤和天然气充分燃烧，天然气产生热量比煤多或相同质量的煤和天然气充分燃烧，天然气产生比煤少，更环保。（6）由图和可知，利用煤炭气化制取氢气属于灰氢，所以这一反应制得的氢气属于灰氢。综合应用20．氢气的发现、生产和应用极大地推动了人类社会的发展。资料：氨气和氢气的沸点分别为℃和℃。Ⅰ.发现氢气：1787年，拉瓦锡将水蒸气通过一根在高温下烧红的铁制枪管，得到“易燃空气”。他将“易燃空气”命名为“生成水的元素”，即氢。(1)拉瓦锡实验中，枪管内壁有黑色固体生成，该反应的文字或符号表达式为。(2)发现氢气后，人们一直追求将氢气作为一种绿色能源，其理由是______。（填字母）A．氢气易获取 B．燃烧产物无污染 C．氢气无色无味Ⅱ.制储氢气：安全高效的制氢和储氢是氢能成为主要能源的关键。2023年我国建成首座氨制氢加氢站。氨制氢的一种生产流程图如下所示。(3)步骤Ⅱ的反应属于反应（填基本反应类型）。(4)高压气态储氢是通过恒温高压将氢气储存在压力容器中。从微观角度解释此过程主要发生改变的是。(5)将氢气先转化为液氨储存，相比直接储存氢气，你觉得可能的好处是。Ⅲ.利用氢气：下图为氢能开发与利用的示意图。(6)制氢中的能量转化：太阳能→电能→能。(7)氢气和氧气在Pd基催化剂表面可反应生成过氧化氢，下列微观示意图①、②、③、④分别代表该反应中的某个过程。生成过氧化氢的微观过程的正确顺序应该是。过程③中，结构被破坏的分子是（填字母）。A．氢分子

B．氧分子

C．过氧化氢分子(8)在空气中，氨气不能连续燃烧；剧烈燃烧（见下图）。在中掺入混合燃烧的目的是。【答案】(1)或(2)B(3)分解(4)氢分子的间隔(5)液氨的沸点远高于液氢，更容易液化并便于运输和储存(6)化学(7)④→③→①→②A(8)降低点燃难度并使氨气燃烧更稳定、持续进行【详解】（1）拉瓦锡实验生成黑色固体四氧化三铁和氢气，反应的文字表达式为：，符号表达式为：；（2）氢气燃烧后生成物是水，水无污染，故氢气属于绿色能源，故选：B；（3）步骤Ⅱ氨气在一定条件下反应生成氮气和氢气，该反应属于一变多属于分解反应；（4）高压气态储氢是通过恒温高压将氢气储存在压力容器中，加压后，氢分子的间隔变小，使宏观上氢气的体积变小，储存到容器内；（5）先将氢气转化为液氨再储存的好处是液氨的沸点远高于液氢，更容易液化并便于运输和储存；（6）由示意图可知，制氢过程的能量转化为太阳能→电能→化学能；（7）根据四幅微观示意图的吸附、断键、生成产物等过程，正确顺序是④→③→①→②；其中过程③中被破坏的分子是氢分子，故填：A；（8）在空气中氨气不易连续燃烧，而加入氢气共同燃烧可以降低点燃难度并使氨气燃烧更稳定、持续进行。21．氢能是一种重要的绿色能源。【制氢】(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。①该反应的化学方程式是，反应前后不变的微观粒子是。②已知：（反应放热）。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO，其优点是。(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO，反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________（填序号）。A．步骤①中发生了化合反应 B．在整个反应前后催化剂的质量不变C．过程中催化剂参与了反应 D．该过程总反应的化学方程式是【储氢】(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2，可发生反应，用于储氢。温度高于70℃时，储氢效率降低的原因可能是。【释氢】(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高，不同温度下可分解生成H2和不同固体()，剩余固体残留率（）随温度的变化曲线如图3所示，请判断B点对应的物质为（填化学式）。【用氢】(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时，能转化为电能。(6)在催化剂的作用下，H2能还原氮氧化物（）实现氮污染的治理。某温度（t℃）下，H2的体积分数对反应的影响如图4所示。①H2的体积分数在范围内，发生置换反应的化学方程式是。②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是。【答案】(1)CH4+2H2OCO2+4H2碳原子、氢原子、氧原子提高氢气的产率,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量，节约能源(2)BC(3)因为温度过高，碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低，导致反应的反应速率减慢，从而使储氢效率降低(4)BNH2(5)化学能(6)2H2+2NON2+2H2O当H2的体积分数过高时，会有NH3生成，NH3是一种污染物【详解】（1）由微观示意图可知，甲烷（CH4）和水（H2O）在催化剂、500℃条件下反应生成二氧化碳（CO2）和氢气（H2）。根据化学反应式的书写原则，配平后化学方程式为CH4+2H2OCO2+4H2。化学反应的实质是分子破裂成原子，原子重新组合成新分子，所以反应前后不变的微观粒子是碳原子、氢原子、氧原子。②已知CaO+CO2=CaCO3（反应放热），向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO，一方面CaO能吸收反应生成的CO2，使反应CH4