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第9章第2节 能源的综合利用
题型1 化石燃料及其综合利用 题型2 石油的组成
题型3 石油加工的产物 题型4 常用燃料的使用与其对环境的影响
题型5 甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途 题型6 常见能源的种类、能源的分类
题型7 资源综合利用和新能源开发 题型8 氢气的制取、收集与检验
题型9 氢气的物理性质 题型10 氢气的用途和氢能的优缺点
▉题型1 化石燃料及其综合利用、
【知识点的认识】化石燃料亦称矿石燃料，它们是古代生物遗体在特定地质条件下经过一系列复杂变化形成的复杂的混合物．．
化石燃料主要包括煤、石油和天然气等天然资源．它们都是不可再生资源．它们的具体情况分别是：
1．煤是复杂的混合物，主要含有碳元素．将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量．此外，煤中还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）．
2．石油也是混合物，主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素．石油的化学成分随产地的不同而不同．从油井中开采出来的石油也叫原油，是一种黑色或深棕色不溶于水的黏稠状液体，密度比水的稍小．
3．天然气也是混合物，在有石油的地方，一般都有天然气存在．天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷．
另外，科学家发现海底埋藏着大量的可燃烧的“冰”﹣﹣“可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），可能成为未来的新能源，但目前开采在技术上还存在困难．因为可燃冰埋藏于海底的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更加严重．但是已经发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2倍，它将成为替代化石燃料的新能源．
它们的综合利用分别如下：
1．煤的综合利用：为了使煤得到综合利用，将煤隔绝空气加热，可以使煤分解成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、焦炉煤气和粗氨水等．其中，焦炉煤气（主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳及其他气体）可作为洁净的生活燃气和化工原料；粗氨水可用于制化肥；焦炭可冶炼金属（如炼铁等）、制水煤气、做电极等；黑糊糊的煤焦油也是个大宝库，已经从它里面分离出了上百种化合物，又进一步制成了各种有用的物质，如染料、炸药、农药、药物、化肥、涂料和塑料等．
2．石油的综合利用：将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可以得到溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等不同的产品。
从而使石油得到综合利用．例如，人们常利用液化石油气、汽油、煤油、柴油等的燃烧，给工厂、农村、汽车和家庭生活等提供了所需要的动力和热量．又如，化学科技工作者设法把燃料油中较大的分子裂解成含二个、三个、四个碳原子等的小分子，然后把它们加工制成各种产品，像塑料、合成纤维、合成橡胶、药物、农药、炸药、化肥、染料、洗涤剂等．这就是20世纪兴起的综合利用石油产品的工业﹣﹣石油化工，它已经并正在为满足和丰富人类的物质需要作出贡献．．
3．天然气的综合利用：在池沼的底部常含有甲烷，通常也把池沼中的气体称为沼气．把秸秆、杂草、人畜、粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷．在我国农村，利用沼气可解决生活燃料问题
天然气除主要用作燃料外，也用于制造化工原料、化肥和炭黑等．
1．天然气是一种重要的化工原料和燃料，常含有少量H2S。在酸性介质中，可将天然气中的H2S转化为S，反应原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．CH4是天然气脱硫过程的反应物
B．脱硫过程可在碱性环境中进行
C．反应结束后，Fe2（SO4）3溶液的溶质质量分数减小
D．反应过程中每消耗32g氧气，则能处理34gH2S
【答案】C
【解答】解：A.CH4在反应过程中没有参加反应，因此不是天然气脱硫过程的反应物，故A错误；
B.由图可知，脱硫过程中，硫化氢和硫酸铁反应生成硫酸亚铁、硫酸和S，因生成了硫酸，该反应应为酸性环境中进行，故B错误；
C.根据流程可知，反应过程中生成了水，溶质质量不变，溶剂增大，故反应结束后，Fe3（SO2）4溶液的溶质质量分数减小，故C正确；
D.该过程的总反应为：2H2S+O2＝2H2O+2S↓，反应过程中每消耗32g氧气，则能处理68gH2S，故D错误。
故选：C。
2．能源与人类的生活和社会发展密不可分。下列属于化石燃料的是（ ）
A．酒精 B．风能 C．煤 D．木柴
【答案】C
【解答】解：A、酒精可用粮食来制取，不属于化石燃料，故选项错误。
B、风能属于可再生能源，不属于化石燃料，故选项错误。
C、煤属于三大化石燃料之一，故选项正确。
D、木柴属于可再生能源，不属于化石燃料，故选项错误。
故选：C。
3．下列说法正确的是（ ）
A．楼房着火可以用高压水枪浇灭其灭火原理为降低可燃物的着火点
B．西气东输输送的是液化石油气
C．温室气体有二氧化硫、臭氧、甲烷、氟氯代烷
D．淡水约占全球储水量的2.53%
【答案】D
【解答】解：A、楼房着火可以用高压水枪浇灭其灭火原理为降低可燃物周围的温度至着火点以下，故A错误；
B、西气东输输送的是天然气，不是液化石油气，故B错误；
C、温室气体有二氧化碳、甲烷、臭氧、氟氯代烷等，二氧化硫不是温室气体，故C错误；
D、地球上的水资源分布极不均匀，大部分是海水，占全球总水量的96.5%，陆地上的水资源包括咸水和淡水，其中淡水只占全球总水量的2.53% ，故D正确。
故选：D。
4．能源问题是人们关注的重要主题之一。
（1）目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、 石油 和天然气。
（2）天然气（主要成分CH4）充分燃烧的化学方程式是 。
【答案】（1）石油；
（2）。
【解答】解：（1）化石燃料包括煤、石油、天然气；
（2）甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：。
故答案为：（1）石油；
（2）。
5．阅读下面文章。
化石燃料是宝贵的能源，人们正不断寻找更高效利用它们的新途径，以充分发挥其价值。
煤是人类最早大规模开采和利用的化石燃料。采煤后的不可采煤层可用于封存CO2，即将CO2注入煤层，CO2被吸附于煤层，而驱替出煤层气（主要成分为CH4）。其封存过程主要包含注入和采出两大系统，如图1所示。烟气注入到煤层后，由于煤对气体的吸附能力为CO2＞CH4＞N2，CH4和N2逐渐被CO2驱替并脱附，再通过采出井抽出。研究人员为寻找吸附能力最强的煤，对不同煤在相同条件下吸附CO2的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层CO2封存也涉及多种安全风险。如CO2注入后，易引发地质体结构失稳，导致CO2泄漏，导致地下水酸化等问题。
天然气的主要成分是甲烷，其应用十分广泛。一定条件下，甲烷与水蒸气在透氢膜反应器内反应，如图3所示。生成的氢气部分通过透氢膜扩散至外侧，与通入的氧气反应。近年来，研究人员还通过高温条件下使用Fe﹣Mo催化剂，促使甲烷分解成两种单质，其中一种是碳纳米管。碳纳米管作为21世纪最具潜力的新型材料，进一步拓展了甲烷的高值化利用途径。
回答下列问题。
（1）化石燃料包括煤、石油和 天然气 。
（2）图1中，通常是先将CO2由气态压缩成液体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是 分子之间的间隔 。
（3）图1显示煤层中含有CH4，因此在矿井里作业时，应采取安全措施是 严禁烟火 （写一点即可）。
（4）对比图2中的四条曲线，得出的一个结论是 其他条件相同时，相同压力下，无烟煤对二氧化碳的吸附量最大（或其他条件相同时，压力越大，煤对二氧化碳的吸附量越大） 。
（5）图3中透氢膜反应器内发生反应的化学方程式为 ，根据反应器的膜外侧通入O2的主要目的，判断透氢膜反应器内的反应 吸收 （填“吸收”或“放出”）热量。
（6）分析透氢膜反应器内发生的反应和甲烷制碳纳米管的反应的相同点，推测这两个反应都可以应用于 制取氢气 （写出一点即可）。
（7）下列说法正确的是 CD （填标号）。
A．煤层CO2封存技术安全可靠
B．烟气注入煤层后，煤对N2的吸附能力最强
C．透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离
D．不可采煤层在封存CO2的同时可实现煤层气的采收
【答案】（1）天然气。
（2）分子之间的间隔。
（3）严禁烟火。
（4）其他条件相同时，相同压力下，无烟煤对二氧化碳的吸附量最大（或其他条件相同时，压力越大，煤对二氧化碳的吸附量越大）。
（5）；吸收。
（6）制取氢气。
（7）CD。
【解答】解：（1）化石燃料包括煤、石油和天然气；
（2）图1中，通常是先将CO2由气态压缩成液体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是分子之间的间隔，分子之间的间隔变小；
（3）图1显示煤层中含有CH4，甲烷具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火容易发生爆炸，因此在矿井里作业时，应采取安全措施是：严禁烟火；
（4）由图可知，其他条件相同时，相同压力下，无烟煤对二氧化碳的吸附量最大或其他条件相同时，压力越大，煤对二氧化碳的吸附量越大；
（5）图3中透氢膜反应器内发生反应为甲烷和水蒸气在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：；
根据反应器的膜外侧通入氧气，氢气和氧气反应放热，故判断透氢膜反应器内的反应吸收热量；
（6）透氢膜反应器内发生反应为甲烷和水蒸气在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，甲烷制碳纳米管的反应为甲烷在催化剂的作用下分解生成碳和另一种单质，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含C、H，生成物中含C，故生成物中还应含H，故生成的另一种单质是氢气，均生成了氢气，故推测这两个反应都可以应用于制取氢气；
（7）A、由题干信息可知，煤层CO2封存涉及多种安全风险。如CO2注入后，易引发地质体结构失稳，导致CO2泄漏，导致地下水酸化等问题，不符合题意；
B、烟气注入到煤层后，煤对气体的吸附能力为：CO2＞CH4＞N2，煤对N2的吸附能力最弱，不符合题意；
C、由图3可知，透氢膜反应器内生成的CO与H2，生成的氢气部分通过透氢膜扩散至外侧，未被完全分离，符合题意；
D、采煤后的不可采煤层可用于封存CO2，即将CO2注入煤层，CO2被吸附于煤层，而驱替出煤层气（主要成分为CH4）。故不可采煤层在封存CO2的同时可实现煤层气的采收，符合题意。
故答案为：（1）天然气。
（2）分子之间的间隔。
（3）严禁烟火。
（4）其他条件相同时，相同压力下，无烟煤对二氧化碳的吸附量最大（或其他条件相同时，压力越大，煤对二氧化碳的吸附量越大）。
（5）；吸收。
（6）制取氢气。
（7）CD。
6．阅读下列材料，回答相关问题。
石油是一种非常重要的能源，主要由碳、氢元素组成，还含有少量硫、氧、氮等元素。石油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强，使石油顺利流出。处于石灰石岩层缝隙中的石油流通不畅，需要向岩层中注入稀盐酸等酸液，提高其流通能力。
石油通过输油管道输送至炼油厂，依据各成分的沸点差异，分离出汽油、柴油等多种粗产品。汽油、柴油等燃料的使用会产生大量的二氧化碳，导致温室效应加剧，亟需捕聚和利用。
（1）依据沸点不同，从石油中分离出汽油、柴油的过程属于 物理变化 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）发动机工作时，汽油和吸进的空气必须成适当比例，否则尾气中CO或NO会增多。
①发动机吸进的空气保证汽油完全燃烧，若再增大空气的吸入量，尾气中NO会增多。增多的NO主要来源于 B （填字母）。
A．汽油的燃烧
B．空气中N2和O2高温下反应
②在催化剂作用下，尾气中的CO和NO转化为两种可以参与大气循环的无毒气体，反应的化学方程式为 2NO+2CO2CO2+N2 。
（3）向石灰石岩层中注入盐酸有助于开采岩层间的石油。
①稀盐酸与石灰石反应的化学方程式为 CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 。
②向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力，其原因可能是 稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大 。
（4）输油钢铁管道易被腐蚀，下列措施有利于减缓管道腐蚀的有 ABC （填字母）。
A．对石油进行脱水处理，去除石油中的水分
B．利用化学方法除去石油中残留的酸液
C．在管道内部覆盖防腐涂层，将石油与管道隔绝
（5）中科院研制出一种新型催化剂将二氧化碳成功转化为汽油，其流程如下。
制得汽油中所含氢元素的质量小于参加反应的氢气的质量，原因是 在反应过程中，有部分氢气中的氢元素转化到其他物质（如水等）中去了 。
【答案】（1）物理变化。
（2）①B。
②2NO+2CO2CO2+N2。
（3）①CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O。
②稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大。
（4）ABC。
（5）在反应过程中，有部分氢气中的氢元素转化到其他物质（如水等）中去了。
【解答】解：（1）因为从石油中依据沸点不同分离出汽油、柴油只是利用各成分沸点的差异将它们分开，没有新物质生成，所以这个过程属于物理变化；故答案为：物理变化。
（2）①当空气吸入量增大时，尾气中NO增多，主要是因为空气中的N2和O2在高温下反应生成NO，而不是汽油燃烧产生的；故选B。
②在催化剂作用下，尾气中的CO和NO转化为两种可以参与大气循环的无毒气体，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变，可知这两种气体是CO2、N2，则该反应的化学方程式为：2NO+2CO2CO2+N2；故答案为：2NO+2CO2CO2+N2。
（3）①稀盐酸与石灰石（主要成分是CaCO3）反应生成氯化钙、二氧化碳、水，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O。
②石油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强，使石油顺利流出。处于石灰石岩层缝隙中的石油流通不畅，向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力，其原因可能是：稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大；故答案为：稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压强增大。
（4）钢铁锈蚀是铁与空气中的氧气、水发生反应所致。
A、对石油进行脱水处理，去除石油中的水分，因为钢铁在有水存在的情况下容易发生腐蚀，去除水分可减缓腐蚀，A选项正确；
B、利用化学方法除去石油中残留的酸液，酸液会与钢铁发生反应导致腐蚀，除去酸液可减缓腐蚀，B选项正确；
C、在管道内部覆盖防腐涂层，将石油与管道隔绝，隔绝后石油中的腐蚀性物质就不容易与管道接触，可减缓腐蚀，C选项正确；
故选：ABC。
（5）制得汽油中所含氢元素的质量小于参加反应的氢气的质量，原因是在反应过程中，有部分氢气中的氢元素转化到其他物质（如水等）中去了；故答案为：在反应过程中，有部分氢气中的氢元素转化到其他物质（如水等）中去了。
▉题型2 石油的组成
【知识点的认识】石油的组成是主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素．石油的化学成分随产地的不同而不同，它是混合物．从油井中开采出来的石油也叫原油，是一种黑色或深棕色不溶于水的黏稠状液体，密度比水的稍小．如图所示：
．
7．关于石油性质的叙述不正确的是（ ）
A．是一种黏稠状的液体
B．有特殊气味
C．不溶于水，密度比水大
D．没有固定的熔点和沸点
【答案】C
【解答】解：A、石油是一种黏稠状的液体，故A正确；
B、石油有特殊的油味的气味，故B正确；
C、石油不溶于水，密度比水小，故C不正确；
D、石油是混合物，没有固定的熔点和沸点，故D正确。
故选：C。
▉题型3 石油加工的产物
【知识点的认识】石油加工的产物是：将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可以得到溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等不同的产品．
8．下列叙述中不正确的是（ ）
A．石油是一种化工产品
B．石油中主要含有碳元素和氢元素
C．石油是一种混合物
D．利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可得到不同的产品
【答案】A
【解答】解：A、石油是直接从地下开采出来的，不是化工产品，化工产品是经过化学加工得到的，故A错误；
B、石油中主要含有碳元素和氢元素，故B正确；
C、石油是由多种物质组成的混合物，故C正确；
D、利用石油中各成分的沸点不同，通过分馏可将它们分离，得到不同的产品，如汽油、柴油等，故D正确。
故选：A。
9．将石油加热炼制，不可能得到的产品是（ ）
A．煤焦油 B．润滑油 C．柴油 D．煤油
【答案】A
【解答】解：石油属于混合物，它是由汽油、煤油、柴油、润滑油、机油等沸点不同物质混合而成的，石油通过分馏即可得到上述物质。将煤隔绝空气加强热，可生成焦炭、煤焦油、煤气、焦炉气等产物，煤气、煤焦油、焦炉气均属于煤加工的产品。
A．煤焦油属于煤加工的产品，故选项符合题意。
B．润滑油属于石油加工的产品，故选项不合题意。
C．柴油属于石油加工的产品，故选项不合题意。
D．煤油属于石油加工的产品，故选项不合题意。
故选：A。
10．人类目前所消耗的能量主要来自化石燃料。
（1）石油加热炼制得到的产品中，常用作汽车燃料的是 汽油 （一种即可）。
（2）煤燃烧时排放出 二氧化硫、二氧化氮 等污染物，溶于雨水会形成酸雨。
（3）天然气的主要成分是 甲烷 （写名称），它完全燃烧时的化学方程式为 ；该反应的化学能主要转化为 热 能。
【答案】（1）汽油；
（2）二氧化硫、二氧化氮；
（3）甲烷；；热。
【解答】解：（1）日常生活中所用的汽油是石油经过分馏得到的，汽油是常用汽车燃料；
（2）煤由碳、氢、氧、氮等元素组成，燃烧后会生成二氧化硫、二氧化氮等污染物，两种氧化物溶于水会生成相应的酸；
（3）天然气的主要成分是甲烷，燃烧时会放出热量，甲烷完全二水生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：，该过程的能量转化过程是化学能转化成热能。
故答案为：（1）汽油；
（2）二氧化硫、二氧化氮；
（3）甲烷；；热。
▉题型4 常用燃料的使用与其对环境的影响
【知识点的认识】常用燃料的使用主要是指煤、石油、天然气等化石燃料的使用，以及乙醇和氢气等清洁燃料的使用．它们对环境的影响主要有：
1．燃烧煤对环境的影响：由于其中含有硫、氮等元素，所以煤燃烧时会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物．这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨．还有，燃烧排放出的烟尘和燃烧不充分时产生的一氧化碳、一氧化氮等也都会污染空气．
2．燃烧汽油或柴油对环境的影响：目前，多数汽车、摩托车等机动车使用的燃料是汽油或柴油．它们燃烧时产生的一些物质会随着尾气直接排放到空气中，对空气造成污染．尾气中的主要污染有一氧化碳、未经燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等．
3．燃烧天然气或乙醇对环境的影响：目前，城市的一些汽车已改用压缩天然气（CNG）等作燃料，以减少其尾气对空气的污染．还有，车用乙醇汽油在一些国家已成功使用多年，目前在我国也越来越受到重视．因为使用使用车用乙醇汽油不但可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染，还可以促进农业生产．这些燃料的使用相对来说，确实是减少了对空气的污染；可是它们燃烧生成的二氧化碳虽然不污染空气，但是容易导致温室效应．
4．燃烧氢气对环境来说，是最清洁的燃料．氢气作为燃料，可以说是理想的可再生能源．因为它具有三个优点：（1）氢气燃烧时放出的热量约为同质量汽油的三倍（即热值高），常用作火箭、宇宙飞船的燃料；（2）氢气燃烧后的产物是水，不污染环境（即产物无污染）；（3）氢气可以不断地以水为原料制取（即来源广）．
11．从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（ ）
A．煤 B．氢气 C．天然气 D．石油
【答案】B
【解答】解：A、煤燃烧产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体，二氧化硫会形成酸雨，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不是最理想的燃料，故选项错误。
B、氢气作为燃料，可用水作原料来制取（即来源广），燃烧时释放出的热量多，燃烧的产物只有水，无污染，是最理想的燃料，故选项正确。
C、天然气燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不是最理想的燃料，故选项错误。
D、石油燃烧产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体，二氧化硫会形成酸雨，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不是最理想的燃料，故选项错误。
故选：B。
12．家用燃料使用的发展历程（括号内表示燃料主要成分）如图所示：
下列有关说法错误的是.（ ）
A．燃料燃烧时均放出热量
B．管道煤气中的物质都可以转化成二氧化碳
C．管道煤气有毒
D．丁烷中碳、氢元素的质量比为24：5
【答案】B
【解答】解：A、燃料燃烧时均放出热量，故A选项说法正确；
B、管道煤气中的一氧化碳、甲烷可以转化为二氧化碳，氢气燃烧生成的是水，故B选项说法错误；
C、管道煤气含CO，CO有毒，因此管道煤气有毒，故C选项说法正确；
D、丁烷（C4H10）中，碳、氢元素的质量比为（12×4）：（1×10）＝24：5，故D选项说法正确。
故选：B。
13．燃料的变革预示着文明的进步，我国家用燃料使用的大致顺序为：木柴→煤炭→天然气和电力等。现在有很多地区依然保留着柴火灶（内部结构如图），它是古代劳动人民智慧的结晶。下列有关说法正确的是（ ）
A．为保证充分燃烧，添加木柴时需要堆积紧密
B．通风口的作用是为木柴燃烧提供充足的氧气
C．为提高加热效率，铁锅与铁栅应尽量靠近
D．观察到烟囱口有浓烟，则说明燃烧很充分
【答案】B
【解答】解：A.为保证充分燃烧，添加木柴时若堆积紧密，会使木柴之间的空气减少，氧气供应不足，不利于木柴与氧气充分接触，从而无法充分燃烧，故A错误；
B.通风口的作用是为木柴燃烧提供充足的氧气，故B正确；
C.为了提高加热效率，应该使用外焰加热，不能使铁锅与铁栅靠得太近，故C错误；
D.观察到烟囱口有浓烟，说明燃料燃烧不充分，故D错误。
故选：B。
14．防火安全是安全防护的重中之重。今年黑龙江全省组织开展油品泄漏、火灾爆炸等各类应急演练1021场，不断提升应急处置能力。下列有关说法不正确的是（ ）
A．在加油站应贴有严禁烟火的标志
B．为节省石油资源，并减少对环境的污染，应使用乙醇汽油
C．大多数汽车使用汽油或柴油，尾气中含有二氧化硫，会污染空气
D．燃油汽车在行驶时的能量转化为化学能转化为机械能
【答案】D
【解答】解：A、加油站内的空气中混有可燃的汽油蒸汽，为防止引燃混合气体发生爆炸，要严禁烟火，在加油站应贴有严禁烟火的标志，故选项说法正确。
B、乙醇汽油中的乙醇是可再生资源，使用乙醇汽油可以节省石油资源；乙醇燃烧生成二氧化碳和水，使用乙醇汽油可以减少空气污染，故选项说法正确。
C、大多数汽车使用汽油或柴油，尾气中含有二氧化硫，会污染空气，故选项说法正确。
D、燃油汽车在行驶时的能量转化为化学能转化为内能，内能再转化为机械能，故选项说法错误。
故选：D。
15．阅读下列科普知识：
随着时代发展，人们家庭中使用的燃料也在悄然发生变化，燃料的变革经历了从木柴、油、化石燃料等传统燃料逐渐改变为更加环保的新能源；从上世纪五六十年代烧柴，80年代烧蜂窝煤，90年代大多数家庭用上了罐装燃气，到现在越来越多的家庭用上了管道燃气。家庭燃料经过了一次次的变革，体现了习主席“绿水青山就是金山银山”的生态发展理念，推动形成绿色发展方式和生活方式。
木柴是由碳、氢、氧、氮四种基本元素组成，此外还含有少量和微量的矿质元素。主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。木材的着火点低于煤，各种木材成分不一样，各成分的含量不一样，所以着火点也不固定，范围为200℃﹣290℃。柴火灶是我国劳动人民智慧的结晶，其内部结构如图1所示。
蜂窝煤是一名叫王月山的伙夫发明的，他观察到灶里的煤火燃烧不旺时，只要找根铁棍一拨，火苗就会从拨开的洞眼窜出，火一下就旺起来了。后来，他用煤粉做煤球、煤饼时，有意在上面均匀地戳几个通孔，不仅火烧得旺，而且节省燃料。
灌装燃气一般为液化石油气，它是石油化工的一种产品，主要成分为丙烷（C3H8）、丁烷、丙烯和丁烯等，经加压压缩成液态灌装在钢瓶中。使用时气态液化石油气经减压器减压后送至燃具。
回答下列问题：
（1）目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、 石油 和天然气；
（2）液化石油气的主要成分丙烷是 有机物 （填“无机物”或“有机物”），其中碳、氢元素的质量比为 9：2 ，它燃烧的方程式为 。
（3）①从燃烧条件分析，生火时木材比煤容易点燃的原因是 木材的着火点比煤低 ；
②图1中柴火灶通风口的作用是 提供充足的氧气（空气） ；
③柴火灶烟囱安装的时候，烟筒出烟口朝上（如图1），这种方法排烟顺畅，理由是 燃烧放热，气体受热膨胀，密度变小，热空气向上 ；
（4）诗人陆游曾记载：“书灯惟瓷盏最省油，蜀中有夹瓷盏，一端作小窍，注清冷水于其中，每夕一易之……可省油之半”。
①夹瓷盏（如图）是省油灯，用棉绳做灯芯；上层盏盛油，油燃烧时，化学能转化为 热 能，使油温升高，保持油灯持续燃烧；下层盏内水可 吸收 （填“吸收”或“放出”）热量，减少油的挥发，达到省油目的；
②“注清水于其中，每夕一易之”说明下层出的水会减少，对该现象微观解释错误的是 C （填字母）。
A．水分子数目减少 B．水分子间隔变大 C．水分子受热分解
【答案】（1）石油；
（2）有机物；9：2；；
（3）①木材的着火点比煤低；
②提供充足的氧气（空气）；
③燃烧放热，气体受热膨胀，密度变小，热空气向上；
（4）①热；吸收；
②C。
【解答】解：（1）化石燃料包括煤、石油和天然气；
（2）丙烷（C3H8） 是含有碳元素的化合物，属于有机物；其中碳、氢元素的质量比为（12×3）：（1×8）＝9：2；丙烷燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为；
（3）①燃烧的三要素为：可燃物、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点，三者必须同时具备；从燃烧条件分析，生火时木材比煤容易点燃的原因是木材的着火点比煤低，易被点燃；
②图1中柴火灶通风口可使空气充分对流，提供充足的氧气（空气），促进燃烧；
③由于燃烧放热，气体受热膨胀，密度变小，热空气向上，所以柴火灶烟囱安装的时候，烟筒出烟口朝上可以排烟顺畅；
（4）①上层盏盛油，油燃烧时，化学能转化为热能，使油温升高，保持油灯持续燃烧；下层盏内水可吸收热量，减少油的挥发，达到省油目的；
②“注清水于其中，每夕一易之”说明下层出的水会减少，原因是水受热蒸发了，水减少，则水分子数目减少，水在受热时，分子间间隔增大，水蒸发属于物理变化，水分子不会分解，故选：C。
故答案为：
（1）石油；
（2）有机物；9：2；；
（3）①木材的着火点比煤低；
②提供充足的氧气（空气）；
③燃烧放热，气体受热膨胀，密度变小，热空气向上；
（4）①热；吸收；
②C。
▉题型5 甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途
【知识点的认识】甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途如下表所示：
甲烷（CH4） 乙醇（C2H6OH）
物理性质 无色、无味、气体，密度比空 气的小，极难溶于水。 无色透明、具有特殊气味的液体，易挥发， 能与水以任意比率互溶，并能溶解多种有机物。
化学性质 易燃烧（不纯易爆炸），火焰 明亮呈蓝色，生成二氧化碳和 水（蒸气），放出大量的热。 易燃烧，发出淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水（蒸 气），并放出大量的热，不完全燃烧时还生成一氧 化碳，有黄色火焰，放出热量。
主要用途 被用作气体燃料等 被用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。
16．“冰雪同梦，亚洲同心”。在10月30日晚举办的亚冬会倒计时100天活动现场，发布了本届亚冬会奖牌、火炬并唱响了本届亚冬会会歌，本届亚冬会将坚持绿色、共享、开放、廉洁的办赛理念。100天后，世界的目光将聚焦松花江畔，亚洲冰雪健儿们将相约冰城、相聚亚冬会，共赴一场冰雪之约。下列说法错误的是（ ）
A．亚冬会所用雪会用水人工来制造，造雪过程发生物理变化
B．火炬采用与乙醇组成元素相同的甲醇作为燃料，甲醇有可燃性
C．场馆采用低碳设计理念，电力供应采用超低能耗技术，可有效减少二氧化碳的排放
D．会歌《尔滨的雪》MV创作以“雪”作为核心，飘落的雪花是一种纯净物
【答案】D
【解答】解：A、造雪过程中，只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法正确。
B、甲醇和乙醇均是由碳、氢、氧元素组成的，且甲醇具有可燃性，故选项说法正确。
C、场馆采用低碳设计理念，电力供应采用超低能耗技术，能减少二氧化碳的排放，故选项说法正确。
D、雪花中含有水、杂质等多种物质，属于混合物，故选项说法错误。
故选：D。
17．小松同学设计如图装置探究甲烷和氧化铜的反应。下列叙述错误的是（ ）
A．实验开始时，应先通甲烷气体，再点燃酒精灯
B．反应结束后，熄灭A处酒精灯，不会引起倒吸
C．从节能角度考虑，D处尾气最好转移到装置A酒精灯火焰处点燃
D．装置A中粉末变红色，装置B中粉末变蓝色，说明甲烷具有还原性
【答案】B
【解答】解：A、甲烷具有可燃性，点燃不纯的甲烷可能会发生爆炸，则实验开始时，应先通甲烷气体，排尽装置内的空气，再点燃酒精灯，故A正确；
B、反应结束后，熄灭A处酒精灯，会造成装置内的温度降低，压强变小，可能会引起倒吸，故B错误；
C、从节能角度考虑，D处尾气最好转移到装置A酒精灯火焰处点燃，故C正确；
D、一段时间后，观察到装置A中的黑色粉末变为红色，说明氧化铜中的铜被还原出来，说明甲烷具有还原性，故D正确；
故选：B。
18．宋应星《天工开物》是我国古代劳动人民在长期生产生活实践中总结出来的宝贵财富。
（1）火药制取：“凡火药，以硝石、硫磺为主，草木灰为辅……。”硝石的主要成分为硝酸钾（KNO3），其中氮元素的化合价为 +5 。
（2）燃料使用：“蜀省井盐图”记录了用火井中的天然气来烧煮盐井中的卤水。天然气的主要成分是甲烷（CH4），由上述用途推测甲烷具有 可燃性 ，使用前应先 验纯或检验纯度 。
（3）颜料制取：“水银（汞）入石亭脂（天然硫），同研……银朱（HgS）。”银朱是古代作画的红色颜料。写出制取银朱的化学方程式 Hg+S＝HgS 。
【答案】（1）+5；
（2）可燃性；验纯或检验纯度；
（3）Hg+S＝HgS。
【解答】解：（1）硝酸钾中钾元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为﹣2价，设氮元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零可得：（+1）+x+（﹣2）×3＝0，解得x＝+5，故在硝酸钾中氮元素的化合价为+5价。
（2）根据天然气能够燃烧煮水可知，甲烷具有可燃性，具有可燃性的气体使用前一定要检验纯度，否则和空气或氧气混合达到一定的浓度点燃时会有爆炸的危险，故天然气使用前应先验纯。
（3）根据题中信息可知，汞和硫反应生成硫化汞，该反应的化学方程式为Hg+S＝HgS。
故答案为：（1）+5；
（2）可燃性；验纯或检验纯度；
（3）Hg+S＝HgS。
19．阅读科普短文，并回答相关问题。
甲醇（CH3OH）在通常情况下是一种无色液体，有刺激性气味，密度0.791g/cm3，易挥发、有毒，在空气中完全燃烧会生成二氧化碳和水。
甲醇是一种重要的化工原料，其中利用催化剂催化氢气（H2）与二氧化碳反应制备甲醇是获取甲醇的重娶途径。传统的使用金属氧化物催化剂制备甲醇通常需要较高的反应温度（大于300℃），且会产生大量副产物一氧化碳，而将不同种金属氧化物混合作为催化剂时催化效果会大大改善。如将氧化铜和氧化锌的混合物作为合成甲醇反应的催化剂时，催化效果如图所示。
我国科学家近日开发出一种新型催化剂，该催化剂在180℃时，生成物中甲醇的含量可达94.3%.该催化剂为实现低能耗、高效率的CO2转化利用开辟了新途径。
（1）甲醇的物理性质有 无色液体（合理即可） （至少答2点）。
（2）请计算：甲醇（CH3OH）的相对分子质量是 32 。
（已知相对原子质量：C﹣12；H﹣1；O﹣16）
（3）甲醇在空气中完全燃烧的符号表达式是 CH3OH+O2CO2+H2O 。
（4）混合催化剂中CuO的质量分数为 50% 时，催化效果最佳。
（5）新型催化剂相比传统金属氧化物催化剂的优点是 减轻温室效应 。
（6）新型催化剂在180℃可将二氧化碳和氢气转化为甲醇和水，反应的符号表达式为 CO2+H2CH3OH+H2O 。
【答案】（1）无色液体（合理即可）；
（2）32；
（3）CH3OH+O2CO2+H2O；
（4）50%；
（5）减轻温室效应；
（6）CO2+H2CH3OH+H2O。
【解答】解：（1）物理性质是指不需要通过化学变化就能表现出来的性质，由图可知，甲醇的物理性质有：无色液体，有刺激性气味，密度0.791g/cm3，易挥发。
（2）甲醇的相对分子质量为12+1×4+16＝32。
（3）甲醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水，符号表达式为：CH3OH+O2CO2+H2O。
（4）由图可知，混合催化剂中CuO的质量分数为50%时，生成物中甲醇的含量最高，催化效果最佳。
（5）新型催化剂时，生成物中甲醇的含量可达94.3%，则可减少二氧化碳的产生，缓解温室效应。
（6）新型催化剂在180℃可将二氧化碳和氢气转化为甲醇和水，反应的符号表达式为：CO2+H2CH3OH+H2O。
故答案为：（1）无色液体（合理即可）；
（2）32；
（3）CH3OH+O2CO2+H2O；
（4）50%；
（5）减轻温室效应；
（6）CO2+H2CH3OH+H2O。
20．阅读下面的科普短文。
蒸馏酒，是利用粮食经过“发酵再蒸馏”的方式而得到的酒。中国白酒，就是以高粱，小麦等谷物为原料的蒸馏酒。40度以上的烈酒多是蒸馏酒。李时珍在《本草纲目》中就记载到：“烧酒非古法也，自元时始创其法”。
白酒的“度数”，是指室温下酒中酒精（乙醇）所占的体积百分比。“53度”就表示在100mL的酒中，有53mL酒精。
中国人喝白酒，有一个重要指标，叫做“口感醇厚”，一般用“粘度”来进行衡量，粘度越大口感越醇厚。“粘度”，取决于液体中分子的种类及分子之间的相互吸引力。酒的粘度主要取决于其中水和酒精分子的比例。酒精度数与酒粘度的关系如图1所示。
无论什么品牌的酒，其成分98%以上都是水和酒精，不同酒的味道差异来自2%的其他成分，比如醛类、酯类和芳香族类。酒的成分比例如图2所示。
酒精在嘴里、胃中、小肠中都能被吸收。吸收后，通过呼吸和排尿排出的酒精只占10%，剩下90%的酒精，全部在肝脏中进行代谢。肝脏就像一个大的化工厂，其中有多种渠道帮助酒精变身。如图是酒精变身的途径之一。
酒精变身后的乙醛有毒性，能够破坏身体内蛋白质的结构，使人中毒，对人体的肝脏和胰脏影响很大。酒精也是有毒的，比较长久的作用是对大脑的毒害。进入身体后的酒精，经过10分钟就能到达大脑，并会在大脑中沉着半个月到一个月之久。
回答下列问题：
（1）乙醇（C2H5OH）由 3 种元素组成。
（2）“60度”白酒，就是指在100mL酒中，含有 60 mL酒精。
（3）酒精度数为 55.9 度时，口感最醇厚。
（4）酒精变身后的乙醛会使人中毒是因为 乙醛有毒性，能够破坏身体内蛋白质的结构 。
（5）下列说法正确的是 BC （填序号）。
A．不同品牌的酒价格差别很大，是因为其主要成分不同
B．小酌怡情，饮多伤身，切勿酒驾
C．乙醇溶液可用于医用消毒
【答案】（1）3；
（2）60；
（3）55.9；
（4）乙醛有毒性，能够破坏身体内蛋白质的结构；
（5）BC。
【解答】解：（1）乙醇（C2H5OH）由碳、氢、氧三种元素组成；故答案为：3；
（2）白酒的“度数”，是指室温下酒中酒精（乙醇）所占的体积百分比，则“60度”白酒，就是指在100 mL酒中，含有60mL酒精；故答案为：60；
（3）由于粘度越大口感越醇厚，而由图1可知，酒精度数为55.9度时，口感最醇厚；故答案为：55.9；
（4）酒精变身后的乙醛有毒性，能够破坏身体内蛋白质的结构，使人中毒；故答案为：乙醛有毒性，能够破坏身体内蛋白质的结构；
（5）A、无论什么品牌的酒，其成分98%以上都是水和酒精，该选项说法不正确；
B、小酌怡情，饮多伤身，切勿酒驾，该选项说法正确；
C、乙醇溶液可用于医用消毒，该选项说法正确；
故答案为：BC。
▉题型6 常见能源的种类、能源的分类
【知识点的认识】常见能源的种类主要有：煤、石油、天然气、乙醇、氢能、太阳能、核能、风能、电能、化学能、水能、潮汐能和地热能等．
能源的分类有多种方式，分类标准不同，所分的类别也就不同．现主要有介绍以下4种：
1．按能源可再生性分类为：（1）可再生能源．在自然界中，有一些能源能够循环再生的，称之为可再生能源．例如，风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源．（2）不可再生能源．在自然界中，有些能源不能够循环再生的能源称之为不可再生能源（一旦被耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生）．例如，煤、石油和天然气等化石燃料，这是我们目前地球应用最广泛的能源．
2．按能源使用对环境的影响分类为：（1）清洁能源．在能源的使用过程中对环境不造成污染的，称之为清洁能源．例如，太阳能、风能、海洋能、水能和地热能等．（2）非清洁能源．在能源的使用过程中对环境有污染的，称之为非清洁能源．例如，煤、石油和天然气等化石燃料．随着科学技术的发展，人们可将非清洁能源清洁化．人类使用能源的终极目标是无碳经济．
3．按能源加工程度分类为：（1）一次能源．在自然界中现存的、未经加工转换的直接获得的天然能源称之为一次能源．例如，煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能和核能等．（2）二次能源．由一次能源加工转换而成人们需要的另一种形式的能源产品称之为二次能源．例如，电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等．
4．按人们对能源利用的科技程度分类为：（1）常规能源．已被人们广泛应用的能源称之为常规能源．例如，煤炭、石油、天然气和水力等．（2）新能源．尚未大规模商业应用，在技术、经济上进一步研究的、有前途的能源，称之为新能源．例如，太阳能、风能、潮汐能、地热能、和核能等．有些发达国家也把核能列入常规能源．
21．以某元素的化合价为纵坐标、物质类别为横坐标所绘制的图像叫价类二维图，碳的价类二维图如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．X表示的物质类别是盐
B．CH4中碳元素的化合价是﹣4价，CH4是天然气的主要成分，是不可再生的能源
C．a点对应的物质在一定条件下可转化为b点，c点对应的物质
D．b点对应的氧化物和CuO反应生成Cu与c点对应的氧化物属于置换反应
【答案】D
【解答】解：A.碳酸钙、碳酸氢钠均属于盐，因此X这一类物质是由金属阳离子与酸根阴离子构成的化合物，属于盐，故正确；
B.CH4中氢元素显+1价，依据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知：碳元素的化合价是﹣4价，CH4是天然气的主要成分，是不可再生的能源，故正确；
C.a点表示碳单质，a表示碳，b、c点表示氧化物，且b点碳元素化合价为+2价，b是一氧化碳，c点碳元素化合价为+4价，c是二氧化碳，碳不充分燃烧生成一氧化碳，碳充分燃烧生成二氧化碳，a点对应的物质在一定条件下可转化为b点，c点对应的物质，故正确；
D.b点对应的氧化物和CuO反应生成Cu与c点对应的氧化物，即一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应不属于置换反应，故错误；
故选：D。
22．能源是为人类提供所需能量的资源。下列属于可再生能源的是（ ）
A．煤 B．石油 C．酒精 D．天然气
【答案】C
【解答】解：A、煤属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故选项错误。
B、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，故选项错误。
C、酒精可通过粮食等发酵制得，属于可再生能源，故选项正确。
D、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故选项错误。
故选：C。
23．“可燃冰”是天然气（主要成分是甲烷）在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质。我国的“可燃冰”开采技术处于世界先进水平。下列有关天然气的说法不正确的是（ ）
A．天然气属于可再生能源
B．天然气燃烧时放出热量
C．使天然气充分燃烧需要提供足够的空气
D．天然气与空气混合后遇到明火，可能会发生爆炸
【答案】A
【解答】解：A、天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故选项说法不正确；
B、天然气燃烧时会放出热量，故选项说法正确；
C、促进可燃物燃烧的方法有：增大可燃物与氧气的接触面积或增大氧气的浓度；因此使天然气充分燃烧，需要提供足够的空气，故选项说法正确；
D、可燃性气体与氧气或空气混合遇明火会发生爆炸，天然气具有可燃性，因此天然气与空气混合后遇到明火，也可能会发生爆炸，故选项说法正确。
故选：A。
24．下列归类正确的是（ ）
选项 归类 内容
A 带电的微粒 质子、电子、原子核
B 清洁能源 煤炭、石油、太阳能
C 白色固体 白银、镁带、氧化铜
D 可加热仪器 试管、量筒、锥形瓶
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解答】解：A、质子和原子核带正电，电子带负电，符合题意；
B、太阳能属于清洁能源，煤炭燃烧会产生二氧化硫等污染物，石油燃烧会产生氮氧化物等污染物，它们都不属于清洁能源，不符合题意；
C、白银和镁带均是银白色固体，氧化铜是黑色固体，不符合题意；
D、试管可直接加热；量筒属于精密化学仪器，不能加热；锥形瓶不能直接加热，可垫上陶土网加热，不符合题意。
故选：A。
25．“神舟”五号成功发射，是我国航天事业的里程碑。宇宙飞船中必须建立水的循环体系，以保证宇航员的生活用水并减少飞船的携水量。水的循环体系如图：
下列说法错误的是（ ）
A．氢氧燃料电池中发生了氧化反应
B．氢氧燃料电池使用的能源是可再生能源
C．氢氧燃料电池实现了电能转化为化学能
D．污水和排泄物不能向太空中排放，必须净化处理
【答案】C
【解答】解：A、氢气在反应中被氧气氧化成了水，发生了氧化反应，故A正确；
B、氢氧燃料是以水为资源来分解产生氢气和氧气的，是可再生的能源，故B正确；
C、氢氧燃料电池实现了化学能转化为电能，故C错误；
D、污水和排泄物必须净化处理，不能直接排放到太空中而引起太空垃圾，故D正确。
故选：C。
▉题型7 资源综合利用和新能源开发
【知识点的认识】资源综合利用和新能源开发主要指以下三个方面：
1．在发展现代产业体系，提高产业核心竞争力方面：在《中央关于制定国民经济和社会发展十二五规划的建议》中明确提出推动能源生产和利用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系．加快新能源开发，推进传统能源清洁高效利用，完善油气管网，扩大油气战略储备；发展海洋经济，坚持陆海统筹，制定和实施海洋发展战略，提高海洋开发、控制、综合管理能力．科学规划海洋经济发展，发展海洋油气等产业，合理开发利用海洋资源，保护海岛、海岸带和海洋生态环境；培育发展战略性新兴产业，强化核心关键技术研发，积极有序发展新一代节能环保、新能源、生物等产业，切实提高产业核心竞争力和经济效益．
2．在加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平方面：在《中央关于制定国民经济和社会发展十二五规划的建议》中还提出，要节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化．要大力发展循环经济，加快资源循环利用产业发展，加强矿产资源综合利用，鼓励产业废物循环利用，完善再生资源回收体系，推进资源再生利用产业化；加强资源节约和管理．落实节约优先战略，全面实行资源利用总量控制、供需双向调节、差别化管理．
3．在新能源开发的方面：现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求．目前，人们正在利用和开发其他新能源，如太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等．这些能源的利用，不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染．如图所示：
26．海底埋藏着大量的“可燃冰”，可燃冰的主要成分为甲烷水合物。下列叙述正确的是（ ）
A．可燃冰属于纯净物
B．可燃冰的组成与水相同
C．甲烷易溶于水
D．甲烷充分燃烧生成水和二氧化碳
【答案】D
【解答】解：A、可燃冰的主要成分是甲烷水合物，还含有其它杂质，属于混合物，故说法错误；故选项不符合题意。
B、可燃冰中含有碳、氢、氧三种元素，水中含有氢元素和氧元素，故说法错误；故选项不符合题意。
C、甲烷难溶于水，故说法错误；故选项不符合题意。
D、根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，甲烷充分燃烧生成水和二氧化碳，故说法正确；故选项符合题意。
故选：D。
27．新能源是解决能源和环境问题的重要资源。下列不属于新能源的开发和利用的是（ ）
A．风力发电 B．氢燃料汽车
C．火力发电 D．太阳能路灯
【答案】C
【解答】解：新能源是指无污染、可以持续利用的能源，包括氢能源、太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等。而火力发电不新能源，不属于新能源。
故选：C。
28．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．该流程可实现太阳能向化学能的转化
B．制得H2中氢元素最初来源于水
C．所有涉及的反应中，有四种元素的化合价发生了改变
D．反应Ⅰ中，发生反应的化学方程式为SO2+I2+H2O═2HI+H2SO4
【答案】D
【解答】解：A、以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法，该流程可实现太阳能向化学能的转化，故选项说法正确。
B、根据反应Ⅰ可知，水、二氧化硫、碘三者反应生成H2SO4和HI，HI再反应生成氢气可知，氢元素最初来源于水，故选项说法正确。
C、根据反应过程图示可看出，氢、碘、氧三种元素都有化合物到单质的转化，单质中三种元素化合价为0价，但在化合物中不是0价，则三种元素的化合价都有改变；二氧化硫中硫元素化合价为+4价，转化为硫酸后，硫元素化合价变为+6价，硫元素化合价也有改变，因此有四种元素化合价发生改变，故选项说法正确。
D、根据图示可以看出，反应Ⅰ中的反应物为水、二氧化硫和碘，生成物为H2SO4和HI，发生反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O＝2HI+H2SO4，故选项说法错误。
故选：D。
29．阅读下列材料，回答问题。
联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会于2021年10月11日在昆明召开，会议全程实现“碳中和”（即绿色、安全、智慧、节俭）的理念。
化石能源（煤、石油、天然气等）是应用最广泛的能源。当提出“碳中和”后，能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。其中太阳能的利用是热门研究方向之一。例如，通过光催化可将H2O、CO2转化为H2、CO、CH4、CH3OH（甲醇）等燃料。在新能源的开发和利用中，化学起着不可替代的作用。
（1）比较图中2015、2030和2050年各项能源结构规划，所占比例降低的是 ①③ （填序号）。
（2）下列做法符合该会议理念的是 AC （填字母）。
A．大会会场提供桶装饮用水，鼓励与会人员自带水杯
B．燃放大量烟花爆竹庆祝会议的顺利召开
C．酒店房间不提供一次性洗漱用具，鼓励自带洗漱用具
（3）降碳的一种途径是在合适的催化剂条件下将二氧化碳与氢气反应，使碳全部转化成乙烯。（C2H4），同时生成另一种化合物，请写出该化合物的化学式 H2O 。为实现“碳中和”，生活中你可以做的是 出行多乘坐公共交通工具（合理即可） （写一条）。
【答案】（1）①③。
（2）AC。
（3）H2O；出行多乘坐公共交通工具（合理即可）。
【解答】解：（1）比较2015、2030年和2050年能源结构中的化石能源的比例数据，所占比例降低的是石油（由33%最终降为27%）、煤炭（由30%最终降为18%）；故答案为：①③。
（2）A.大会会场提供桶装饮用水，并鼓励与会人员自带水杯，这样可以减少一次性纸杯的使用，从而减少垃圾的产生，符合环保和节俭的理念，符合低碳生活的理念；
B.燃放大量烟花爆竹会产生大量的空气污染物，如二氧化硫、氮氧化物等，对环境造成严重影响，与“碳中和”的理念相悖，不符合低碳生活的理念；
C.酒店房间不提供一次性洗漱用具，鼓励自带洗漱用具，这样可以减少一次性用品的浪费，降低资源消耗，符合环保和节俭的理念，符合低碳生活的理念；
故选：AC。
（3）在合适的催化剂条件下，将二氧化碳与氢气反应使碳全部转化为乙烯（C2H4）、同时生成另一种化合物，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成的化合物是水，化学式为H2O；响应会议号召为实现“碳中和”做贡献，生活中可以做的是：出行多乘坐公共交通工具、少用或不用一次性餐具（合理即可）；故答案为：H2O；出行多乘坐公共交通工具（合理即可）。
30．阅读下列短文，回答相关问题。
“零碳明星”氨
氨（NH3）是一种重要物质，可用作肥料，缓解耕地资源有限与粮食需求庞大的矛盾，因此，氨的需求量巨大。国内外现在工业上使用的合成氨催化剂基本都是铁基催化剂，降低反应温度，提高合成氨催化剂活性是目前的研发热点。科研人员用磁铁矿与三氧化钼（MoO3）、氧化钨（WO3）、混合稀土等原料，按不同比例充分混合得到合成氨催化剂，氨含量越高代表催化剂活性越好。氢燃料电池动力系统在无人驾驶、军用单兵、深海装备等诸多领域发挥重要作用。但作为易燃气体，它的安全和储运是制约氢能产业化应用的瓶颈若采用可再生能源发电，再通过电解水制得氢气，与氮气反应合成的氨被称为绿氨，与以煤炭等化石能源为原料的合成氨相比，绿氨有显著的碳减排优势。绿氨（NH3）作为氢的“液态载体”，具有能量密度高、储运成本低、安全性高及无碳储能等优点，在有效解决高压氢能储运难题方面具有明显的优势。中国科学院理化技术研究所成功制备了超薄LDH纳米片光催化剂，实现了在常温常压或直接太阳辐射下N2和H2O合成氨，其原理如图1。氨气在空气中不能燃烧，但向氨气中添加适量氢气就可以燃烧。四种不同氨气含量的混合气体在不同体积空气中的燃烧速率如图2所示。研究显示：闽江首航的“氨﹣氢”燃料电池动力船每年可减排CO2 343.67吨，相当于植树1.9万棵，充分体现了化学技术在环保中的实际价值。
（1）由图1可知光催化合成绿氨时，发生反应的方程式为 2N2+6H2O4NH3+3O2 。
（2）分析图2中数据，NH3含量为 40% 时，燃烧速率最快。
（3）关于氨及相关技术的说法，正确的有 ABD （多选）。
A．工业合成氨主流催化剂为铁基催化剂，研发方向包括降低反应温度、提高催化剂活性
B．绿氨是以可再生能源发电电解水制氢，再与氮气合成的氨，相比传统合成氨有碳减排优势
C．氨气本身可在空气中直接燃烧，燃烧速率仅与氨气含量相关
D．绿氨作为氢的“液态载体”，能解决高压氢能储运难题，有能量密度高、储运成本低等优点
【答案】（1）2N2+6H2O4NH3+3O2。
（2）40%。
（3）ABD。
【解答】解：（1）由图1可知，光催化合成绿氨是氮气和水在光照和催化剂的条件下反应生成氨气和氧气，该反应的化学方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2。
（2）观察图2中数据，找到燃烧速率最快时对应的NH3含量，可知NH3含量为40%时，燃烧速率最快。
（3）A、根据短文“国内外现在工业上使用的合成氨催化剂基本都是铁基催化剂，降低反应温度，提高合成氨催化剂活性是目前的研发热点”，可知工业合成氨主流催化剂为铁基催化剂，研发方向包括降低反应温度、提高催化剂活性，故A选项符合题意；
B、由短文“若采用可再生能源发电，再通过电解水制得氢气，与氮气反应合成的氨被称为绿氨，与以煤炭等化石能源为原料的合成氨相比，绿氨有显著的碳减排优势”，可知绿氨是以可再生能源发电电解水制氢，再与氮气合成的氨，相比传统合成氨有碳减排优势，故B选项符合题意；
C、从短文“氨气在空气中不能燃烧，但向氨气中添加适量氢气就可以燃烧。四种不同氨气含量的混合气体在不同体积空气中的燃烧速率如图2所示”可知，氨气本身不可在空气中直接燃烧，且燃烧速率不仅与氨气含量相关，还与空气体积等因素有关，故C选项不符合题意；
D、依据短文“绿氨（NH3）作为氢的‘液态载体’，具有能量密度高、储运成本低、安全性高及无碳储能等优点，在有效解决高压氢能储运难题方面具有明显的优势”，可知绿氨作为氢的“液态载体”，能解决高压氢能储运难题，有能量密度高、储运成本低等优点，故D选项符合题意。
故答案为：（1）2N2+6H2O4NH3+3O2。
（2）40%。
（3）ABD。
▉题型8 氢气的制取、收集与检验
【知识点的认识】氢气的制取包括实验室制取和工业制取两种方法．在实验室里，常用锌与稀硫酸反应来制取氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
制取氢气的简易装置（即固液常温型的发生装置）为：；
制取氢气一般装置（即固液常温型的发生装置）为：．
制取氢气的操作步骤和注意点分别是连（连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可）→查（检查装置的气密性；详见4K：检查装置的气密性）→加（加入固体药品；详见48：固体药品的取用）→倒（倒入液体药品；可参见49：液体药品的取用，但是还要注意长颈漏斗的下端要浸在液面下）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，试管的底部要与铁架台的底座接触，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时，此步可省）→收集（既可用排水法，也可用向下排空气法；前者要事先装满水，收集满氢气后，在水下盖好取出并倒放；后者要将导管伸到试管的底部，并使收集收集稍稍推延）．
工业上制取氢气，常采用电解水的方法、天然气催化分解法和水煤气转换法等．其中，电解水制得的氢气纯度最高（可达99.5%～99.8%）．电解水的化学方程式为2H2O通电 2H2↑+O2↑．
氢气的检验方法是用试管收集一试管氢气，然后用燃着的木条放到试管口，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色（如气体量少，可能会发出爆鸣声．谨记不纯的氢气，引燃会发生爆炸，从而引发一些事故；因此使用氢气前，一定检验其纯度），罩一个干而冷的烧杯时，烧杯内壁会有水雾（或水珠、水滴）生成．
31．下图是实验室制取并收集H2气体的实验操作，其中不正确的是（ ）
A．检查气密性 B．装锌粒
C．产生气体 D．收集气体
【答案】B
【解答】解：A、检查装置的气密性：连接仪器，将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，图示操作正确，故A不符合题意；
B、把密度较大的锌粒放入玻璃容器时，应该先把容器横放，把锌粒放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使锌粒滑到容器底部，以免打破容器，图示操作不正确，故B符合题意；
C、锌与稀盐酸反应产生氢气和氯化锌，且该反应属于固液不加热反应，图示操作正确，故C不符合题意；
D、氢气密度比空气小，用此装置收集应短进长出，图示操作正确，故D不符合题意。
故选：B。
32．关于实验室制取氢气，下列说法不正确的是（ ）
A．所用试剂为锌粒和稀硫酸
B．可采用向上排空气法收集
C．可采用排水集气法收集
D．点燃实验室制取的氢气前，应先进行验纯
【答案】B
【解答】解：A、实验室常用锌粒和稀硫酸制取氢气，故选项说法正确。
B、氢气的密度比空气的小，可用向下排空气法收集，故选项说法错误。
C、氢气难溶于水，可用排水法收集，故选项说法正确。
D、氢气具有可燃性，点燃实验室制取的氢气前，应先进行验纯，以防止发生爆炸，故选项说法正确。
故选：B。
33．实验室用锌和稀硫酸制取氢气，下列操作不规范的是（ ）
A．甲：稀释浓硫酸 B．乙：加入锌粒
C．丙：产生氢气 D．丁：收集氢气
【答案】D
【解答】解：A、稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时的扩散；一定不能把水注入浓硫酸中，以防止酸液飞溅，图中所示操作正确。
B、向试管中装块状固体药品时，先将试管横放，用镊子把块状固体放在试管口，再慢慢将试管竖立起来，图中所示操作错误。
C、实验室通常用锌与稀硫酸反应制取氢气，该反应属于固液不加热反应，可以用该装置，图中所示操作正确。
D、氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集装置，且导管应伸入集气瓶底部，图中所示操作错误。
故选：D。
▉题型9 氢气的物理性质
【知识点的认识】氢气的物理性质是：氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气的小（0.089g/L），是相同条件下密度最小的气体．通常状况下，氢气呈气态．在压强为101kPa、温度为﹣252℃时，氢气呈液态；温度为﹣259℃时则呈雪状固态．
34．下列性质不属于氢气物理性质的是（ ）
A．无色无味 B．难溶于水
C．最轻的气体 D．能够燃烧
【答案】D
【解答】解：A、无色无味是氢气颜色状态，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不正确。
B、氢气难溶于水，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不正确。
C、氢气是最轻的气体，不需要通过化学反应才能表现出来，属于物理性质，故选项不正确。
D、氢气能够燃烧，需要通过化学反应才能表现出来，属于化学性质，不属于物理性质。故选项正确。
故选：D。
35．请用“＞”或“＜”或“＝”填空。
（1）稳定性：氧气 ＜ 氮气；
（2）在原子中的数目：质子数 ＝ 电子数；
（3）密度：氢气 ＜ 空气；
（4）质量：质子 ＞ 电子。
【答案】（1）＜；
（2）＝；
（3）＜；
（4）＞。
【解答】解：（1）氧气的化学性质比氮气活泼，所以稳定性：氧气＜氮气；
（2）在原子中，质子数等于电子数，所以质子数＝电子数；
（3）氢气的密度小于空气，所以密度：氢气＜空气；
（4）质子的质量大于电子，所以质量：质子＞电子。
故答案为：（1）＜；
（2）＝；
（3）＜；
（4）＞。
▉题型10 氢气的用途和氢能的优缺点
【知识点的认识】氢气的用途主要有充灌探空气球（利用氢气密度比空气的小，是相同条件下密度最小的气体）、高能燃料（利用氢气与氧气或空气反应）、氢氧焰焊接或切割金属（利用氢气与氧气或空气反应）、制盐酸（利用氢气与氯气反应）、合成氨（利用氢气与氮气反应）、制备金属材料（用氢气还原三氧化钨）和单晶硅（用氢气与四氯化硅反应）等．
氢能的优缺点分别是：
1．氢气作为燃料有许多其他燃料所不及的优点．首先，氢气可以用时作原料来制取（即来源广）．其次，氢气燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的三倍（即热值高），常用作火箭、宇宙飞船的燃料．第三，氢气作为燃料最大的优点就是它燃烧后的产物是水，不污染环境（即产物无污染）．
2．氢能的缺点是：（1）利用电解水等方法制取氢气的成本高，解决如何廉价、大量地制备氢气（如利用太阳能和催化剂来分解水等）还有待于进一步研究．（2）由于氢气燃烧或使用时，容易发生爆炸现象；并且氢气的熔点（﹣259℃）和沸点（﹣252℃）很低，这些都导致如何安全使用、贮存和运输氢气等成了问题．所以，目前暂时还不能广泛使用．不过，随着科技的发展，氢气终将会成为主要的能源之一．
36．“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
【解答】解：A.液氧不具有可燃性，不能作燃料，故A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，故B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，故C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，故D错误；
故选：C。
37．下列叙述正确的是（ ）
A．水基型灭火器适合在图书馆、档案室等场所使用
B．做实验时，不慎碰倒酒精灯，酒精在桌面上燃烧起来，可用水浇灭
C．氢气是清洁、高能燃料，氢氧燃料电池可作为汽车的驱动电源
D．做饭时，燃气灶火焰出现黄色，锅底出现黑色，则需调小灶具进风口
【答案】C
【解答】解：A、水基型灭火器喷出的溶液会损坏灭图书，图书着火，不能用水基型灭火器扑灭，故A不正确；
B、.燃着的酒精灯不慎碰倒，立即用湿布盖灭，利用隔绝氧气的原理来灭火，不能用水，以防火势蔓延，故B不正确；
C、.氢气是理想的清洁、高能燃料，目前，作为高能燃料，液氧已应用于航天等领域；作为化学能源，氢氧燃料电池已经被应用于汽车的驱动电源等，故C正确；
D、做饭时，燃气灶火焰出现黄色，锅底出现黑色，说明燃烧不充分，需调大灶具进风口，故D不正确。
故选：C。
38．能源与人类的生产和生活密不可分。
（1）目前人类利用的能源主要来自化石燃料，包括煤、 石油 和天然气。
（2）利用天然气做饭，发现家用燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色。此时需要 调大 （选填“调大”或“调小”）灶具的进风口。
（3）做饭时如果油锅着火，可以采用的灭火方法为 盖上锅盖（答案不唯一） 。
（4）酒精也是一种常见的燃料，其燃烧时的化学方程式为 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 。
（5）氢气是目前正在开发利用的新能源之一，氢气作燃料的优点是 无污染（答案不唯一） （写一条）。
【答案】（1）石油；
（2）调大；
（3）盖上锅盖（答案不唯一）；
（4）C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（5）无污染（答案不唯一）。
【解答】解：（1）化石燃料包括煤、石油和天然气；
（2）在使用天然气做饭时，发现燃气灶的火焰呈黄色或橙色，锅底出现黑色，说明氧气量不足，燃气不完全燃烧，此时需要将进风口调大一些，增大氧气的进入量；
（3）炒菜时油锅中的油不慎着火，可用锅盖盖灭，通过锅盖盖在锅上而使锅内的油因不能与氧气接触而熄灭；
（4）酒精和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为：C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（5）氢气燃烧产物只有水，无污染，且热值大，所以氢气是比较理想的能源。
故答案为：（1）石油；
（2）调大；
（3）盖上锅盖（答案不唯一）；
（4）C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（5）无污染（答案不唯一）。
39．多角度认识化学反应，有助于形成系统思维。如图是甲烷在一定量氧气中燃烧的微观示意图，请回答下列问题。
（1）写出图中甲烷在一定量氧气中燃烧的化学方程式 。
（2）含碳物质不充分燃烧会使燃料的利用率降低，浪费资源还会污染空气。用天然气做饭，当锅底出现黑色物质时应该 增大 （填“增大”或“减小”）进风口。
（3）天然气充分燃烧产生的二氧化碳会加剧温室效应，氢气是未来理想的清洁能源。氢气作为新能源的优点是 产物无污染 。（写一条即可）
【答案】（1）；
（2）增大；
（3）产物无污染。
【解答】解：（1）甲烷与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为。
（2）用天然气做饭，当锅底出现黑色物质时说明天然气燃烧不充分，所以应该增大进风口。
（3）氢气燃烧生成水，所以燃烧产物无污染，且热值高。
故答案为：（1）；
（2）增大；
（3）产物无污染。
40．节能减排，保护环境，创建美丽“尔滨”，是我们的责任。化学在“节能减排”中发挥着重要的作用。
（1）近年来，CNG（压缩天然气）公交车是部分大中城市推广的单燃料公交车，它代替汽油用作汽车燃料具有 可减少对空气的污染或节省石油资源 （答一点即可）的优点，写出天然气完全燃烧的化学方程式 CH4+2O22H2O+CO2 ，天然气燃烧将 化学 能转化为光能和 内 能。
（2）人类的发展离不开能源。目前人类利用最多的能源是煤、石油、天然气等不可再生的化石燃料。而化石燃料正面临着日益枯竭的危机，开发和利用清洁而又高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。随着科技的发展，氢气终将会成为主要的能源之一，请从环境保护角度写出氢气具有的优点： 燃烧后的产物是水，不污染空气 。
【答案】（1）可减少对空气的污染或节省石油资源；CH4+2O22H2O+CO2；化学；内；
（2）燃烧后的产物是水，不污染空气。
【解答】解：（1）天然气燃烧的产物是二氧化碳和水，可减少对空气的污染也可以节省石油资源；天然气燃烧的产物是二氧化碳和水，化学方程式为：；天然气燃烧是将化学能转化为光能和内能；
（2）氢气燃烧的产物是水，对环境无污染。
故答案为：（1）可减少对空气的污染或节省石油资源；CH4+2O22H2O+CO2；化学；内；
（2）燃烧后的产物是水，不污染空气。
41．阅读下面科普短文。
氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的清洁能源，已引起人们的广泛关注。氢的规模储运是现阶段氢能应用的瓶颈。根据氢气的特性，其储存方式可分为物理法和化学法两大类。物理法主要有低温液化储氢、高压压缩储氢、碳基材料储氢等。化学法主要有金属氢化物储氢、配位氢化物储氢等。
低温液化储氢是一种极为理想的储存方式，但面临两大技术难题：一是氢液化能耗大，二是对储氢罐的绝热性能要求极高。高压压缩储氢的最大优点是操作方便、能耗小，但同时也存在不安全和对储氢罐强度要求较高的缺点。金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中，比液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量，缺点是一般在最开始时并不具备吸氢的功能，需要在高温高压的氢气环境中进行多次的减压抽真空循环。下图为一些储氢材料（以储氢后的化学式表示）的质量储氢密度（如图1）和体积储氢密度（如图2）。
（已知：质量储氢密度＝储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数，体积储氢密度＝储氢后单位体积的储氢材料中储存氢元素的质量）
目前，国家高度重视氢的安全、高效储存方式及材料的研究开发，以期在21世纪中叶进入“氢能经济”时代。
回答下列问题：
（1）“氢能”具有的优点是 储量丰富或来源广泛或能量密度高或清洁能源 （填一点即可）。
（2）氢气在氧气中燃烧生成水，该化学反应中的最小微粒是 氢原子和氧原子 。
（3）从分子的角度解释低温、高压储氢的原理： 分子间隔变小 。
（4）结合图1和图2，下列储氢材料中最理想的是 d （填序号）。
a．LaNi5H6 b．LiAlH4 c．Mg2FeH6 d．Al（BH4）3
（5）下列说法正确的是 cd （填序号）。
a．氢气的储存问题目前已经解决
b．高压储氢和液化储氢比金属氢化物储氢更安全
c．化学法储氢主要有金属氢化物储氢、配位氢化物储氢
d．金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中
【答案】（1）储量丰富或来源广泛或能量密度高或清洁能源。
（2）氢原子和氧原子。
（3）分子间隔变小。
（4）d。
（5）cd。
【解答】解：（1）根据短文内容，氢能的优点有储量丰富、来源广泛、能量密度高、清洁等。
（2）化学变化中的最小微粒是原子。氢气在氧气中燃烧生成水，该反应中涉及的原子是氢原子和氧原子，所以该化学反应中的最小微粒是氢原子和氧原子。
（3）从分子角度看，物质的状态变化与分子间间隔有关。低温、高压储氢时，氢分子间的间隔变小，从而可以将氢气储存起来。
（4）理想的储氢材料应具备质量储氢密度和体积储氢密度都较高的特点。结合图1和图2，Al（BH4）3的质量储氢密度和体积储氢密度都是最高的，所以最理想的储氢材料是Al（BH4）3。
（5）a、短文提到氢的规模储运是现阶段氢能应用的瓶颈，说明氢气的储存问题目前还未解决，该选项错误。
b、短文指出金属氢化物储氢比液化储氢和高压储氢安全，该选项错误。
c、短文明确说明化学法主要有金属氢化物储氢、配位氢化物储氢等，该选项正确。
d、短文提到金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中，该选项正确。
故答案为：（1）储量丰富或来源广泛或能量密度高或清洁能源。
（2）氢原子和氧原子。
（3）分子间隔变小。
（4）d。
（5）cd。
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第9章第2节 能源的综合利用
题型1 化石燃料及其综合利用 题型2 石油的组成
题型3 石油加工的产物 题型4 常用燃料的使用与其对环境的影响
题型5 甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途 题型6 常见能源的种类、能源的分类
题型7 资源综合利用和新能源开发 题型8 氢气的制取、收集与检验
题型9 氢气的物理性质 题型10 氢气的用途和氢能的优缺点
▉题型1 化石燃料及其综合利用、
【知识点的认识】化石燃料亦称矿石燃料，它们是古代生物遗体在特定地质条件下经过一系列复杂变化形成的复杂的混合物．．
化石燃料主要包括煤、石油和天然气等天然资源．它们都是不可再生资源．它们的具体情况分别是：
1．煤是复杂的混合物，主要含有碳元素．将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量．此外，煤中还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）．
2．石油也是混合物，主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素．石油的化学成分随产地的不同而不同．从油井中开采出来的石油也叫原油，是一种黑色或深棕色不溶于水的黏稠状液体，密度比水的稍小．
3．天然气也是混合物，在有石油的地方，一般都有天然气存在．天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷．
另外，科学家发现海底埋藏着大量的可燃烧的“冰”﹣﹣“可燃冰”，其中主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），可能成为未来的新能源，但目前开采在技术上还存在困难．因为可燃冰埋藏于海底的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更加严重．但是已经发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2倍，它将成为替代化石燃料的新能源．
它们的综合利用分别如下：
1．煤的综合利用：为了使煤得到综合利用，将煤隔绝空气加热，可以使煤分解成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、焦炉煤气和粗氨水等．其中，焦炉煤气（主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳及其他气体）可作为洁净的生活燃气和化工原料；粗氨水可用于制化肥；焦炭可冶炼金属（如炼铁等）、制水煤气、做电极等；黑糊糊的煤焦油也是个大宝库，已经从它里面分离出了上百种化合物，又进一步制成了各种有用的物质，如染料、炸药、农药、药物、化肥、涂料和塑料等．
2．石油的综合利用：将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可以得到溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等不同的产品。
从而使石油得到综合利用．例如，人们常利用液化石油气、汽油、煤油、柴油等的燃烧，给工厂、农村、汽车和家庭生活等提供了所需要的动力和热量．又如，化学科技工作者设法把燃料油中较大的分子裂解成含二个、三个、四个碳原子等的小分子，然后把它们加工制成各种产品，像塑料、合成纤维、合成橡胶、药物、农药、炸药、化肥、染料、洗涤剂等．这就是20世纪兴起的综合利用石油产品的工业﹣﹣石油化工，它已经并正在为满足和丰富人类的物质需要作出贡献．．
3．天然气的综合利用：在池沼的底部常含有甲烷，通常也把池沼中的气体称为沼气．把秸秆、杂草、人畜、粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷．在我国农村，利用沼气可解决生活燃料问题
天然气除主要用作燃料外，也用于制造化工原料、化肥和炭黑等．
1．天然气是一种重要的化工原料和燃料，常含有少量H2S。在酸性介质中，可将天然气中的H2S转化为S，反应原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．CH4是天然气脱硫过程的反应物
B．脱硫过程可在碱性环境中进行
C．反应结束后，Fe2（SO4）3溶液的溶质质量分数减小
D．反应过程中每消耗32g氧气，则能处理34gH2S
2．能源与人类的生活和社会发展密不可分。下列属于化石燃料的是（ ）
A．酒精 B．风能 C．煤 D．木柴
3．下列说法正确的是（ ）
A．楼房着火可以用高压水枪浇灭其灭火原理为降低可燃物的着火点
B．西气东输输送的是液化石油气
C．温室气体有二氧化硫、臭氧、甲烷、氟氯代烷
D．淡水约占全球储水量的2.53%
4．能源问题是人们关注的重要主题之一。
（1）目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、 和天然气。
（2）天然气（主要成分CH4）充分燃烧的化学方程式是 。
5．阅读下面文章。
化石燃料是宝贵的能源，人们正不断寻找更高效利用它们的新途径，以充分发挥其价值。
煤是人类最早大规模开采和利用的化石燃料。采煤后的不可采煤层可用于封存CO2，即将CO2注入煤层，CO2被吸附于煤层，而驱替出煤层气（主要成分为CH4）。其封存过程主要包含注入和采出两大系统，如图1所示。烟气注入到煤层后，由于煤对气体的吸附能力为CO2＞CH4＞N2，CH4和N2逐渐被CO2驱替并脱附，再通过采出井抽出。研究人员为寻找吸附能力最强的煤，对不同煤在相同条件下吸附CO2的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层CO2封存也涉及多种安全风险。如CO2注入后，易引发地质体结构失稳，导致CO2泄漏，导致地下水酸化等问题。
天然气的主要成分是甲烷，其应用十分广泛。一定条件下，甲烷与水蒸气在透氢膜反应器内反应，如图3所示。生成的氢气部分通过透氢膜扩散至外侧，与通入的氧气反应。近年来，研究人员还通过高温条件下使用Fe﹣Mo催化剂，促使甲烷分解成两种单质，其中一种是碳纳米管。碳纳米管作为21世纪最具潜力的新型材料，进一步拓展了甲烷的高值化利用途径。
回答下列问题。
（1）化石燃料包括煤、石油和 。
（2）图1中，通常是先将CO2由气态压缩成液体再注入。从微观角度分析，这一过程中发生变化的是 。
（3）图1显示煤层中含有CH4，因此在矿井里作业时，应采取安全措施是 （写一点即可）。
（4）对比图2中的四条曲线，得出的一个结论是 。
（5）图3中透氢膜反应器内发生反应的化学方程式为 ，根据反应器的膜外侧通入O2的主要目的，判断透氢膜反应器内的反应 （填“吸收”或“放出”）热量。
（6）分析透氢膜反应器内发生的反应和甲烷制碳纳米管的反应的相同点，推测这两个反应都可以应用于 （写出一点即可）。
（7）下列说法正确的是 （填标号）。
A．煤层CO2封存技术安全可靠
B．烟气注入煤层后，煤对N2的吸附能力最强
C．透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离
D．不可采煤层在封存CO2的同时可实现煤层气的采收
6．阅读下列材料，回答相关问题。
石油是一种非常重要的能源，主要由碳、氢元素组成，还含有少量硫、氧、氮等元素。石油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强，使石油顺利流出。处于石灰石岩层缝隙中的石油流通不畅，需要向岩层中注入稀盐酸等酸液，提高其流通能力。
石油通过输油管道输送至炼油厂，依据各成分的沸点差异，分离出汽油、柴油等多种粗产品。汽油、柴油等燃料的使用会产生大量的二氧化碳，导致温室效应加剧，亟需捕聚和利用。
（1）依据沸点不同，从石油中分离出汽油、柴油的过程属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）发动机工作时，汽油和吸进的空气必须成适当比例，否则尾气中CO或NO会增多。
①发动机吸进的空气保证汽油完全燃烧，若再增大空气的吸入量，尾气中NO会增多。增多的NO主要来源于 （填字母）。
A．汽油的燃烧
B．空气中N2和O2高温下反应
②在催化剂作用下，尾气中的CO和NO转化为两种可以参与大气循环的无毒气体，反应的化学方程式为 。
（3）向石灰石岩层中注入盐酸有助于开采岩层间的石油。
①稀盐酸与石灰石反应的化学方程式为 。
②向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力，其原因可能是 。
（4）输油钢铁管道易被腐蚀，下列措施有利于减缓管道腐蚀的有 （填字母）。
A．对石油进行脱水处理，去除石油中的水分
B．利用化学方法除去石油中残留的酸液
C．在管道内部覆盖防腐涂层，将石油与管道隔绝
（5）中科院研制出一种新型催化剂将二氧化碳成功转化为汽油，其流程如下。
制得汽油中所含氢元素的质量小于参加反应的氢气的质量，原因是 。
▉题型2 石油的组成
【知识点的认识】石油的组成是主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素．石油的化学成分随产地的不同而不同，它是混合物．从油井中开采出来的石油也叫原油，是一种黑色或深棕色不溶于水的黏稠状液体，密度比水的稍小．如图所示：
．
7．关于石油性质的叙述不正确的是（ ）
A．是一种黏稠状的液体
B．有特殊气味
C．不溶于水，密度比水大
D．没有固定的熔点和沸点
▉题型3 石油加工的产物
【知识点的认识】石油加工的产物是：将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可以得到溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等不同的产品。
8．下列叙述中不正确的是（ ）
A．石油是一种化工产品
B．石油中主要含有碳元素和氢元素
C．石油是一种混合物
D．利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可得到不同的产品
9．将石油加热炼制，不可能得到的产品是（ ）
A．煤焦油 B．润滑油 C．柴油 D．煤油
10．人类目前所消耗的能量主要来自化石燃料。
（1）石油加热炼制得到的产品中，常用作汽车燃料的是 （一种即可）。
（2）煤燃烧时排放出 等污染物，溶于雨水会形成酸雨。
（3）天然气的主要成分是 （写名称），它完全燃烧时的化学方程式为 ；该反应的化学能主要转化为 能。
▉题型4 常用燃料的使用与其对环境的影响
【知识点的认识】常用燃料的使用主要是指煤、石油、天然气等化石燃料的使用，以及乙醇和氢气等清洁燃料的使用．它们对环境的影响主要有：
1．燃烧煤对环境的影响：由于其中含有硫、氮等元素，所以煤燃烧时会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物．这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨．还有，燃烧排放出的烟尘和燃烧不充分时产生的一氧化碳、一氧化氮等也都会污染空气．
2．燃烧汽油或柴油对环境的影响：目前，多数汽车、摩托车等机动车使用的燃料是汽油或柴油．它们燃烧时产生的一些物质会随着尾气直接排放到空气中，对空气造成污染．尾气中的主要污染有一氧化碳、未经燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等．
3．燃烧天然气或乙醇对环境的影响：目前，城市的一些汽车已改用压缩天然气（CNG）等作燃料，以减少其尾气对空气的污染．还有，车用乙醇汽油在一些国家已成功使用多年，目前在我国也越来越受到重视．因为使用使用车用乙醇汽油不但可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染，还可以促进农业生产．这些燃料的使用相对来说，确实是减少了对空气的污染；可是它们燃烧生成的二氧化碳虽然不污染空气，但是容易导致温室效应．
4．燃烧氢气对环境来说，是最清洁的燃料．氢气作为燃料，可以说是理想的可再生能源．因为它具有三个优点：（1）氢气燃烧时放出的热量约为同质量汽油的三倍（即热值高），常用作火箭、宇宙飞船的燃料；（2）氢气燃烧后的产物是水，不污染环境（即产物无污染）；（3）氢气可以不断地以水为原料制取（即来源广）．
11．从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（ ）
A．煤 B．氢气 C．天然气 D．石油
12．家用燃料使用的发展历程（括号内表示燃料主要成分）如图所示：
下列有关说法错误的是.（ ）
A．燃料燃烧时均放出热量
B．管道煤气中的物质都可以转化成二氧化碳
C．管道煤气有毒
D．丁烷中碳、氢元素的质量比为24：5
13．燃料的变革预示着文明的进步，我国家用燃料使用的大致顺序为：木柴→煤炭→天然气和电力等。现在有很多地区依然保留着柴火灶（内部结构如图），它是古代劳动人民智慧的结晶。下列有关说法正确的是（ ）
A．为保证充分燃烧，添加木柴时需要堆积紧密
B．通风口的作用是为木柴燃烧提供充足的氧气
C．为提高加热效率，铁锅与铁栅应尽量靠近
D．观察到烟囱口有浓烟，则说明燃烧很充分
14．防火安全是安全防护的重中之重。今年黑龙江全省组织开展油品泄漏、火灾爆炸等各类应急演练1021场，不断提升应急处置能力。下列有关说法不正确的是（ ）
A．在加油站应贴有严禁烟火的标志
B．为节省石油资源，并减少对环境的污染，应使用乙醇汽油
C．大多数汽车使用汽油或柴油，尾气中含有二氧化硫，会污染空气
D．燃油汽车在行驶时的能量转化为化学能转化为机械能
15．阅读下列科普知识：
随着时代发展，人们家庭中使用的燃料也在悄然发生变化，燃料的变革经历了从木柴、油、化石燃料等传统燃料逐渐改变为更加环保的新能源；从上世纪五六十年代烧柴，80年代烧蜂窝煤，90年代大多数家庭用上了罐装燃气，到现在越来越多的家庭用上了管道燃气。家庭燃料经过了一次次的变革，体现了习主席“绿水青山就是金山银山”的生态发展理念，推动形成绿色发展方式和生活方式。
木柴是由碳、氢、氧、氮四种基本元素组成，此外还含有少量和微量的矿质元素。主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。木材的着火点低于煤，各种木材成分不一样，各成分的含量不一样，所以着火点也不固定，范围为200℃﹣290℃。柴火灶是我国劳动人民智慧的结晶，其内部结构如图1所示。
蜂窝煤是一名叫王月山的伙夫发明的，他观察到灶里的煤火燃烧不旺时，只要找根铁棍一拨，火苗就会从拨开的洞眼窜出，火一下就旺起来了。后来，他用煤粉做煤球、煤饼时，有意在上面均匀地戳几个通孔，不仅火烧得旺，而且节省燃料。
灌装燃气一般为液化石油气，它是石油化工的一种产品，主要成分为丙烷（C3H8）、丁烷、丙烯和丁烯等，经加压压缩成液态灌装在钢瓶中。使用时气态液化石油气经减压器减压后送至燃具。
回答下列问题：
（1）目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、 和天然气；
（2）液化石油气的主要成分丙烷是 （填“无机物”或“有机物”），其中碳、氢元素的质量比为 ，它燃烧的方程式为 。
（3）①从燃烧条件分析，生火时木材比煤容易点燃的原因是 ；
②图1中柴火灶通风口的作用是 ；
③柴火灶烟囱安装的时候，烟筒出烟口朝上（如图1），这种方法排烟顺畅，理由是 ；
（4）诗人陆游曾记载：“书灯惟瓷盏最省油，蜀中有夹瓷盏，一端作小窍，注清冷水于其中，每夕一易之……可省油之半”。
①夹瓷盏（如图）是省油灯，用棉绳做灯芯；上层盏盛油，油燃烧时，化学能转化为 能，使油温升高，保持油灯持续燃烧；下层盏内水可 （填“吸收”或“放出”）热量，减少油的挥发，达到省油目的；
②“注清水于其中，每夕一易之”说明下层出的水会减少，对该现象微观解释错误的是 （填字母）。
A．水分子数目减少 B．水分子间隔变大 C．水分子受热分解
▉题型5 甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途
【知识点的认识】甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途如下表所示：
甲烷（CH4） 乙醇（C2H6OH）
物理性质 无色、无味、气体，密度比空 气的小，极难溶于水。 无色透明、具有特殊气味的液体，易挥发， 能与水以任意比率互溶，并能溶解多种有机物。
化学性质 易燃烧（不纯易爆炸），火焰 明亮呈蓝色，生成二氧化碳和 水（蒸气），放出大量的热。 易燃烧，发出淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水（蒸 气），并放出大量的热，不完全燃烧时还生成一氧 化碳，有黄色火焰，放出热量。
主要用途 被用作气体燃料等 被用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。
16．“冰雪同梦，亚洲同心”。在10月30日晚举办的亚冬会倒计时100天活动现场，发布了本届亚冬会奖牌、火炬并唱响了本届亚冬会会歌，本届亚冬会将坚持绿色、共享、开放、廉洁的办赛理念。100天后，世界的目光将聚焦松花江畔，亚洲冰雪健儿们将相约冰城、相聚亚冬会，共赴一场冰雪之约。下列说法错误的是（ ）
A．亚冬会所用雪会用水人工来制造，造雪过程发生物理变化
B．火炬采用与乙醇组成元素相同的甲醇作为燃料，甲醇有可燃性
C．场馆采用低碳设计理念，电力供应采用超低能耗技术，可有效减少二氧化碳的排放
D．会歌《尔滨的雪》MV创作以“雪”作为核心，飘落的雪花是一种纯净物
17．小松同学设计如图装置探究甲烷和氧化铜的反应。下列叙述错误的是（ ）
A．实验开始时，应先通甲烷气体，再点燃酒精灯
B．反应结束后，熄灭A处酒精灯，不会引起倒吸
C．从节能角度考虑，D处尾气最好转移到装置A酒精灯火焰处点燃
D．装置A中粉末变红色，装置B中粉末变蓝色，说明甲烷具有还原性
18．宋应星《天工开物》是我国古代劳动人民在长期生产生活实践中总结出来的宝贵财富。
（1）火药制取：“凡火药，以硝石、硫磺为主，草木灰为辅……。”硝石的主要成分为硝酸钾（KNO3），其中氮元素的化合价为 。
（2）燃料使用：“蜀省井盐图”记录了用火井中的天然气来烧煮盐井中的卤水。天然气的主要成分是甲烷（CH4），由上述用途推测甲烷具有 ，使用前应先 。
（3）颜料制取：“水银（汞）入石亭脂（天然硫），同研……银朱（HgS）。”银朱是古代作画的红色颜料。写出制取银朱的化学方程式 。
19．阅读科普短文，并回答相关问题。
甲醇（CH3OH）在通常情况下是一种无色液体，有刺激性气味，密度0.791g/cm3，易挥发、有毒，在空气中完全燃烧会生成二氧化碳和水。
甲醇是一种重要的化工原料，其中利用催化剂催化氢气（H2）与二氧化碳反应制备甲醇是获取甲醇的重娶途径。传统的使用金属氧化物催化剂制备甲醇通常需要较高的反应温度（大于300℃），且会产生大量副产物一氧化碳，而将不同种金属氧化物混合作为催化剂时催化效果会大大改善。如将氧化铜和氧化锌的混合物作为合成甲醇反应的催化剂时，催化效果如图所示。
我国科学家近日开发出一种新型催化剂，该催化剂在180℃时，生成物中甲醇的含量可达94.3%.该催化剂为实现低能耗、高效率的CO2转化利用开辟了新途径。
（1）甲醇的物理性质有 （至少答2点）。
（2）请计算：甲醇（CH3OH）的相对分子质量是 。
（已知相对原子质量：C﹣12；H﹣1；O﹣16）
（3）甲醇在空气中完全燃烧的符号表达式是 。
（4）混合催化剂中CuO的质量分数为 时，催化效果最佳。
（5）新型催化剂相比传统金属氧化物催化剂的优点是 。
（6）新型催化剂在180℃可将二氧化碳和氢气转化为甲醇和水，反应的符号表达式为 。
20．阅读下面的科普短文。
蒸馏酒，是利用粮食经过“发酵再蒸馏”的方式而得到的酒。中国白酒，就是以高粱，小麦等谷物为原料的蒸馏酒。40度以上的烈酒多是蒸馏酒。李时珍在《本草纲目》中就记载到：“烧酒非古法也，自元时始创其法”。
白酒的“度数”，是指室温下酒中酒精（乙醇）所占的体积百分比。“53度”就表示在100mL的酒中，有53mL酒精。
中国人喝白酒，有一个重要指标，叫做“口感醇厚”，一般用“粘度”来进行衡量，粘度越大口感越醇厚。“粘度”，取决于液体中分子的种类及分子之间的相互吸引力。酒的粘度主要取决于其中水和酒精分子的比例。酒精度数与酒粘度的关系如图1所示。
无论什么品牌的酒，其成分98%以上都是水和酒精，不同酒的味道差异来自2%的其他成分，比如醛类、酯类和芳香族类。酒的成分比例如图2所示。
酒精在嘴里、胃中、小肠中都能被吸收。吸收后，通过呼吸和排尿排出的酒精只占10%，剩下90%的酒精，全部在肝脏中进行代谢。肝脏就像一个大的化工厂，其中有多种渠道帮助酒精变身。如图是酒精变身的途径之一。
酒精变身后的乙醛有毒性，能够破坏身体内蛋白质的结构，使人中毒，对人体的肝脏和胰脏影响很大。酒精也是有毒的，比较长久的作用是对大脑的毒害。进入身体后的酒精，经过10分钟就能到达大脑，并会在大脑中沉着半个月到一个月之久。
回答下列问题：
（1）乙醇（C2H5OH）由 种元素组成。
（2）“60度”白酒，就是指在100mL酒中，含有 mL酒精。
（3）酒精度数为 度时，口感最醇厚。
（4）酒精变身后的乙醛会使人中毒是因为 。
（5）下列说法正确的是 （填序号）。
A．不同品牌的酒价格差别很大，是因为其主要成分不同
B．小酌怡情，饮多伤身，切勿酒驾
C．乙醇溶液可用于医用消毒
▉题型6 常见能源的种类、能源的分类
【知识点的认识】常见能源的种类主要有：煤、石油、天然气、乙醇、氢能、太阳能、核能、风能、电能、化学能、水能、潮汐能和地热能等．
能源的分类有多种方式，分类标准不同，所分的类别也就不同．现主要有介绍以下4种：
1．按能源可再生性分类为：（1）可再生能源．在自然界中，有一些能源能够循环再生的，称之为可再生能源．例如，风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等非化石能源．（2）不可再生能源．在自然界中，有些能源不能够循环再生的能源称之为不可再生能源（一旦被耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生）．例如，煤、石油和天然气等化石燃料，这是我们目前地球应用最广泛的能源．
2．按能源使用对环境的影响分类为：（1）清洁能源．在能源的使用过程中对环境不造成污染的，称之为清洁能源．例如，太阳能、风能、海洋能、水能和地热能等．（2）非清洁能源．在能源的使用过程中对环境有污染的，称之为非清洁能源．例如，煤、石油和天然气等化石燃料．随着科学技术的发展，人们可将非清洁能源清洁化．人类使用能源的终极目标是无碳经济．
3．按能源加工程度分类为：（1）一次能源．在自然界中现存的、未经加工转换的直接获得的天然能源称之为一次能源．例如，煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能和核能等．（2）二次能源．由一次能源加工转换而成人们需要的另一种形式的能源产品称之为二次能源．例如，电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等．
4．按人们对能源利用的科技程度分类为：（1）常规能源．已被人们广泛应用的能源称之为常规能源．例如，煤炭、石油、天然气和水力等．（2）新能源．尚未大规模商业应用，在技术、经济上进一步研究的、有前途的能源，称之为新能源．例如，太阳能、风能、潮汐能、地热能、和核能等．有些发达国家也把核能列入常规能源．
21．以某元素的化合价为纵坐标、物质类别为横坐标所绘制的图像叫价类二维图，碳的价类二维图如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．X表示的物质类别是盐
B．CH4中碳元素的化合价是﹣4价，CH4是天然气的主要成分，是不可再生的能源
C．a点对应的物质在一定条件下可转化为b点，c点对应的物质
D．b点对应的氧化物和CuO反应生成Cu与c点对应的氧化物属于置换反应
22．能源是为人类提供所需能量的资源。下列属于可再生能源的是（ ）
A．煤 B．石油 C．酒精 D．天然气
23．“可燃冰”是天然气（主要成分是甲烷）在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质。我国的“可燃冰”开采技术处于世界先进水平。下列有关天然气的说法不正确的是（ ）
A．天然气属于可再生能源
B．天然气燃烧时放出热量
C．使天然气充分燃烧需要提供足够的空气
D．天然气与空气混合后遇到明火，可能会发生爆炸
24．下列归类正确的是（ ）
选项 归类 内容
A 带电的微粒 质子、电子、原子核
B 清洁能源 煤炭、石油、太阳能
C 白色固体 白银、镁带、氧化铜
D 可加热仪器 试管、量筒、锥形瓶
A．A B．B C．C D．D
25．“神舟”五号成功发射，是我国航天事业的里程碑。宇宙飞船中必须建立水的循环体系，以保证宇航员的生活用水并减少飞船的携水量。水的循环体系如图：
下列说法错误的是（ ）
A．氢氧燃料电池中发生了氧化反应
B．氢氧燃料电池使用的能源是可再生能源
C．氢氧燃料电池实现了电能转化为化学能
D．污水和排泄物不能向太空中排放，必须净化处理
▉题型7 资源综合利用和新能源开发
【知识点的认识】资源综合利用和新能源开发主要指以下三个方面：
1．在发展现代产业体系，提高产业核心竞争力方面：在《中央关于制定国民经济和社会发展十二五规划的建议》中明确提出推动能源生产和利用方式变革，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系．加快新能源开发，推进传统能源清洁高效利用，完善油气管网，扩大油气战略储备；发展海洋经济，坚持陆海统筹，制定和实施海洋发展战略，提高海洋开发、控制、综合管理能力．科学规划海洋经济发展，发展海洋油气等产业，合理开发利用海洋资源，保护海岛、海岸带和海洋生态环境；培育发展战略性新兴产业，强化核心关键技术研发，积极有序发展新一代节能环保、新能源、生物等产业，切实提高产业核心竞争力和经济效益．
2．在加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平方面：在《中央关于制定国民经济和社会发展十二五规划的建议》中还提出，要节约能源，降低温室气体排放强度，发展循环经济，推广低碳技术，积极应对气候变化．要大力发展循环经济，加快资源循环利用产业发展，加强矿产资源综合利用，鼓励产业废物循环利用，完善再生资源回收体系，推进资源再生利用产业化；加强资源节约和管理．落实节约优先战略，全面实行资源利用总量控制、供需双向调节、差别化管理．
3．在新能源开发的方面：现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求．目前，人们正在利用和开发其他新能源，如太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等．这些能源的利用，不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染．如图所示：
26．海底埋藏着大量的“可燃冰”，可燃冰的主要成分为甲烷水合物。下列叙述正确的是（ ）
A．可燃冰属于纯净物
B．可燃冰的组成与水相同
C．甲烷易溶于水
D．甲烷充分燃烧生成水和二氧化碳
27．新能源是解决能源和环境问题的重要资源。下列不属于新能源的开发和利用的是（ ）
A．风力发电 B．氢燃料汽车
C．火力发电 D．太阳能路灯
28．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．该流程可实现太阳能向化学能的转化
B．制得H2中氢元素最初来源于水
C．所有涉及的反应中，有四种元素的化合价发生了改变
D．反应Ⅰ中，发生反应的化学方程式为SO2+I2+H2O═2HI+H2SO4
29．阅读下列材料，回答问题。
联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会于2021年10月11日在昆明召开，会议全程实现“碳中和”（即绿色、安全、智慧、节俭）的理念。
化石能源（煤、石油、天然气等）是应用最广泛的能源。当提出“碳中和”后，能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。其中太阳能的利用是热门研究方向之一。例如，通过光催化可将H2O、CO2转化为H2、CO、CH4、CH3OH（甲醇）等燃料。在新能源的开发和利用中，化学起着不可替代的作用。
（1）比较图中2015、2030和2050年各项能源结构规划，所占比例降低的是 （填序号）。
（2）下列做法符合该会议理念的是 （填字母）。
A．大会会场提供桶装饮用水，鼓励与会人员自带水杯
B．燃放大量烟花爆竹庆祝会议的顺利召开
C．酒店房间不提供一次性洗漱用具，鼓励自带洗漱用具
（3）降碳的一种途径是在合适的催化剂条件下将二氧化碳与氢气反应，使碳全部转化成乙烯。（C2H4），同时生成另一种化合物，请写出该化合物的化学式 。为实现“碳中和”，生活中你可以做的是 （写一条）。
30．阅读下列短文，回答相关问题。
“零碳明星”氨
氨（NH3）是一种重要物质，可用作肥料，缓解耕地资源有限与粮食需求庞大的矛盾，因此，氨的需求量巨大。国内外现在工业上使用的合成氨催化剂基本都是铁基催化剂，降低反应温度，提高合成氨催化剂活性是目前的研发热点。科研人员用磁铁矿与三氧化钼（MoO3）、氧化钨（WO3）、混合稀土等原料，按不同比例充分混合得到合成氨催化剂，氨含量越高代表催化剂活性越好。氢燃料电池动力系统在无人驾驶、军用单兵、深海装备等诸多领域发挥重要作用。但作为易燃气体，它的安全和储运是制约氢能产业化应用的瓶颈若采用可再生能源发电，再通过电解水制得氢气，与氮气反应合成的氨被称为绿氨，与以煤炭等化石能源为原料的合成氨相比，绿氨有显著的碳减排优势。绿氨（NH3）作为氢的“液态载体”，具有能量密度高、储运成本低、安全性高及无碳储能等优点，在有效解决高压氢能储运难题方面具有明显的优势。中国科学院理化技术研究所成功制备了超薄LDH纳米片光催化剂，实现了在常温常压或直接太阳辐射下N2和H2O合成氨，其原理如图1。氨气在空气中不能燃烧，但向氨气中添加适量氢气就可以燃烧。四种不同氨气含量的混合气体在不同体积空气中的燃烧速率如图2所示。研究显示：闽江首航的“氨﹣氢”燃料电池动力船每年可减排CO2 343.67吨，相当于植树1.9万棵，充分体现了化学技术在环保中的实际价值。
（1）由图1可知光催化合成绿氨时，发生反应的方程式为 。
（2）分析图2中数据，NH3含量为 时，燃烧速率最快。
（3）关于氨及相关技术的说法，正确的有 （多选）。
A．工业合成氨主流催化剂为铁基催化剂，研发方向包括降低反应温度、提高催化剂活性
B．绿氨是以可再生能源发电电解水制氢，再与氮气合成的氨，相比传统合成氨有碳减排优势
C．氨气本身可在空气中直接燃烧，燃烧速率仅与氨气含量相关
D．绿氨作为氢的“液态载体”，能解决高压氢能储运难题，有能量密度高、储运成本低等优点
▉题型8 氢气的制取、收集与检验
【知识点的认识】氢气的制取包括实验室制取和工业制取两种方法．在实验室里，常用锌与稀硫酸反应来制取氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
制取氢气的简易装置（即固液常温型的发生装置）为：；
制取氢气一般装置（即固液常温型的发生装置）为：．
制取氢气的操作步骤和注意点分别是连（连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可）→查（检查装置的气密性；详见4K：检查装置的气密性）→加（加入固体药品；详见48：固体药品的取用）→倒（倒入液体药品；可参见49：液体药品的取用，但是还要注意长颈漏斗的下端要浸在液面下）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，试管的底部要与铁架台的底座接触，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶做反应器时，此步可省）→收集（既可用排水法，也可用向下排空气法；前者要事先装满水，收集满氢气后，在水下盖好取出并倒放；后者要将导管伸到试管的底部，并使收集收集稍稍推延）．
工业上制取氢气，常采用电解水的方法、天然气催化分解法和水煤气转换法等．其中，电解水制得的氢气纯度最高（可达99.5%～99.8%）．电解水的化学方程式为2H2O通电 2H2↑+O2↑．
氢气的检验方法是用试管收集一试管氢气，然后用燃着的木条放到试管口，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色（如气体量少，可能会发出爆鸣声．谨记不纯的氢气，引燃会发生爆炸，从而引发一些事故；因此使用氢气前，一定检验其纯度），罩一个干而冷的烧杯时，烧杯内壁会有水雾（或水珠、水滴）生成．
31．下图是实验室制取并收集H2气体的实验操作，其中不正确的是（ ）
A．检查气密性 B．装锌粒
C．产生气体 D．收集气体
32．关于实验室制取氢气，下列说法不正确的是（ ）
A．所用试剂为锌粒和稀硫酸
B．可采用向上排空气法收集
C．可采用排水集气法收集
D．点燃实验室制取的氢气前，应先进行验纯
33．实验室用锌和稀硫酸制取氢气，下列操作不规范的是（ ）
A．甲：稀释浓硫酸 B．乙：加入锌粒
C．丙：产生氢气 D．丁：收集氢气
▉题型9 氢气的物理性质
【知识点的认识】氢气的物理性质是：氢气是一种无色、无臭、难溶于水的气体，密度比空气的小（0.089g/L），是相同条件下密度最小的气体．通常状况下，氢气呈气态．在压强为101kPa、温度为﹣252℃时，氢气呈液态；温度为﹣259℃时则呈雪状固态．
34．下列性质不属于氢气物理性质的是（ ）
A．无色无味 B．难溶于水
C．最轻的气体 D．能够燃烧
35．请用“＞”或“＜”或“＝”填空。
（1）稳定性：氧气 氮气；
（2）在原子中的数目：质子数 电子数；
（3）密度：氢气 空气；
（4）质量：质子 电子。
▉题型10 氢气的用途和氢能的优缺点
【知识点的认识】氢气的用途主要有充灌探空气球（利用氢气密度比空气的小，是相同条件下密度最小的气体）、高能燃料（利用氢气与氧气或空气反应）、氢氧焰焊接或切割金属（利用氢气与氧气或空气反应）、制盐酸（利用氢气与氯气反应）、合成氨（利用氢气与氮气反应）、制备金属材料（用氢气还原三氧化钨）和单晶硅（用氢气与四氯化硅反应）等．
氢能的优缺点分别是：
1．氢气作为燃料有许多其他燃料所不及的优点．首先，氢气可以用时作原料来制取（即来源广）．其次，氢气燃烧时放热多，放出的热量约为同质量汽油的三倍（即热值高），常用作火箭、宇宙飞船的燃料．第三，氢气作为燃料最大的优点就是它燃烧后的产物是水，不污染环境（即产物无污染）．
2．氢能的缺点是：（1）利用电解水等方法制取氢气的成本高，解决如何廉价、大量地制备氢气（如利用太阳能和催化剂来分解水等）还有待于进一步研究．（2）由于氢气燃烧或使用时，容易发生爆炸现象；并且氢气的熔点（﹣259℃）和沸点（﹣252℃）很低，这些都导致如何安全使用、贮存和运输氢气等成了问题．所以，目前暂时还不能广泛使用．不过，随着科技的发展，氢气终将会成为主要的能源之一．
36．“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
37．下列叙述正确的是（ ）
A．水基型灭火器适合在图书馆、档案室等场所使用
B．做实验时，不慎碰倒酒精灯，酒精在桌面上燃烧起来，可用水浇灭
C．氢气是清洁、高能燃料，氢氧燃料电池可作为汽车的驱动电源
D．做饭时，燃气灶火焰出现黄色，锅底出现黑色，则需调小灶具进风口
38．能源与人类的生产和生活密不可分。
（1）目前人类利用的能源主要来自化石燃料，包括煤、 石油 和天然气。
（2）利用天然气做饭，发现家用燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色。此时需要 （选填“调大”或“调小”）灶具的进风口。
（3）做饭时如果油锅着火，可以采用的灭火方法为 。
（4）酒精也是一种常见的燃料，其燃烧时的化学方程式为 。
（5）氢气是目前正在开发利用的新能源之一，氢气作燃料的优点是 （写一条）。
39．多角度认识化学反应，有助于形成系统思维。如图是甲烷在一定量氧气中燃烧的微观示意图，请回答下列问题。
（1）写出图中甲烷在一定量氧气中燃烧的化学方程式 。
（2）含碳物质不充分燃烧会使燃料的利用率降低，浪费资源还会污染空气。用天然气做饭，当锅底出现黑色物质时应该 （填“增大”或“减小”）进风口。
（3）天然气充分燃烧产生的二氧化碳会加剧温室效应，氢气是未来理想的清洁能源。氢气作为新能源的优点是 。（写一条即可）
40．节能减排，保护环境，创建美丽“尔滨”，是我们的责任。化学在“节能减排”中发挥着重要的作用。
（1）近年来，CNG（压缩天然气）公交车是部分大中城市推广的单燃料公交车，它代替汽油用作汽车燃料具有 （答一点即可）的优点，写出天然气完全燃烧的化学方程式 ，天然气燃烧将 能转化为光能和 能。
（2）人类的发展离不开能源。目前人类利用最多的能源是煤、石油、天然气等不可再生的化石燃料。而化石燃料正面临着日益枯竭的危机，开发和利用清洁而又高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。随着科技的发展，氢气终将会成为主要的能源之一，请从环境保护角度写出氢气具有的优点： 。
41．阅读下面科普短文。
氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的清洁能源，已引起人们的广泛关注。氢的规模储运是现阶段氢能应用的瓶颈。根据氢气的特性，其储存方式可分为物理法和化学法两大类。物理法主要有低温液化储氢、高压压缩储氢、碳基材料储氢等。化学法主要有金属氢化物储氢、配位氢化物储氢等。
低温液化储氢是一种极为理想的储存方式，但面临两大技术难题：一是氢液化能耗大，二是对储氢罐的绝热性能要求极高。高压压缩储氢的最大优点是操作方便、能耗小，但同时也存在不安全和对储氢罐强度要求较高的缺点。金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中，比液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量，缺点是一般在最开始时并不具备吸氢的功能，需要在高温高压的氢气环境中进行多次的减压抽真空循环。下图为一些储氢材料（以储氢后的化学式表示）的质量储氢密度（如图1）和体积储氢密度（如图2）。
（已知：质量储氢密度＝储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数，体积储氢密度＝储氢后单位体积的储氢材料中储存氢元素的质量）
目前，国家高度重视氢的安全、高效储存方式及材料的研究开发，以期在21世纪中叶进入“氢能经济”时代。
回答下列问题：
（1）“氢能”具有的优点是 （填一点即可）。
（2）氢气在氧气中燃烧生成水，该化学反应中的最小微粒是 。
（3）从分子的角度解释低温、高压储氢的原理： 。
（4）结合图1和图2，下列储氢材料中最理想的是 （填序号）。
a．LaNi5H6 b．LiAlH4 c．Mg2FeH6 d．Al（BH4）3
（5）下列说法正确的是 （填序号）。
a．氢气的储存问题目前已经解决
b．高压储氢和液化储氢比金属氢化物储氢更安全
c．化学法储氢主要有金属氢化物储氢、配位氢化物储氢
d．金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中
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