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第十一单元 第二节 化学与能源开发
题型1 电解水实验 题型2 微粒观点及模型图的应用
题型3 常见能源的种类、能源的分类 题型4 资源综合利用和新能源开发
题型5 氢气的用途和氢能的优缺点
▉题型1 电解水实验
【知识点的认识】
电解水实验如图所示：
1．实验用品有：水槽、试管、直流电、石墨电极（正极不能用铜等金属或与氧气反应的电极）、12V的直流电源．
2．实验过程及现象：按照上面的实物图所示，连接好装置．为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液（一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫）．闭合电路后，会看到试管内的电极上出现气泡，过一段时间，与电源正（氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1：2．（氧气的密度为1.429g/mL，氢气的为0.089g/mL；通过计算可得氧气与氢气的质量比为8：1，氢，氧两种分子和原子个数比都是2：1）．可简单概括为：“正氧负氢1：2，质量比为8：1”．
3．该实验结论或推论有：
（1）水由氢、氧两种元素组成．
（2）水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1，两气体的分子个数比为2：1、体积比为2：1．
（3）水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气．该反应的化学方程式为2H2O通电 2H2↑+O2↑．
（4）化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变．
（5）在化学变化中，分子可分，而原子不可分．
（6）化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新的分子（或聚集后直接构成物质）
（7）分子是保持物质化学性质的最小粒子．
（8）原子是化学变化中的最小粒子．
（9）氧气是由氧元素组成；氢气是由氢元素组成．
（10）水是由水分子构成的；一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成；一个氢气分子是由二个氢原子构成；一个氧气分子是由二个氧原子构成．
（11）水是纯净物中的化合物中的氧化物，氧气和氢气是纯净物中的单质．
（12）该实验中发生的化学反应属于分解反应．
4．电解水时的误差分析，即氧气、氢气的体积比小于1：2，其原因主要有如下三个：（1）氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的．由于氧气的溶解度比氢气的稍大些，导致氧气、氢气的体积比小于1：2．（2）电极的氧化造成的．当使用金属电极进行实验时，由于氧气的化学性质比较活泼，所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应，使氧气损耗了一部分；导致氧气、氢气的体积比小于1：2．（3）电极产生副反应等造成的．如用稀硫酸溶液作电解液，可能会有下列副反应发生：H2SO4＝H+，在阴极：2H++2e＝H2；在阳极：22e＝H2S2O8（过二硫酸），H2S2O8+H2O＝H2SO4+H2SO5（过一硫酸），H2SO5+H2O＝H2O2+H2SO4；生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定，不易放出氧气．从而使生成的氢气增多了，导致氧气、氢气的体积比小于1：2．
克服的办法是，在电解液中加入碱比加入酸的误差会小些．或者事先将电解液用氧气饱和，可以消除因溶解度不同而产生的误差，或者电极不能是金属或易与氧气、氢气反应的，等等．
佛山探索利用电解水、超临界水蒸煤等制氢技术，研发全球首创的氨氢高温窑炉零碳燃烧技术。回答1﹣1题。
1．下列有关“电解水”实验叙述正确的是（ ）
A．正、负极产生的气体质量比为1：8
B．实验可证明水是由氢气和氧气组成
C．水中加入少量NaOH溶液以增强导电性
D．本实验需注意排气通风（图乙）
【答案】C
【解答】解：A、电解水实验中“”负氢正氧“”，正、负极产生的气体质量比为8：1，A错误；
B、电解水生成氢气和氧气，根据化学反应前后元素种类不变可知该实验证明水是由氢元素和氧元素组成的，B错误；
C、为增强水的导电性，可在水中加入一定量的氢氧化钠，C正确；
D、电解水实验中，不需注意排气通风（图乙），D错误；
故选：C。
▉题型2 微粒观点及模型图的应用
【知识点的认识】
微粒观点的应用就是从物质的微粒性角度来分析解决实际问题．也就是，运用分子、原子或离子等微观粒子的知识来分析解释实际问题．例如，水受热变成了水蒸气，是由于水受热时，水分子获得的能力大，运动加剧，分子间隔逐渐变大，从而使水由液态变成了气态．
而模型图的应用是指把看不见的、抽象的微观粒子，用能够看到的模型图的形式形象展现出来，以便用来解释抽象的概念、化学反应或实际问题等．例如，分析图1中的模型图可知：（1）A表示的是某种原子（因为原子模型之间没有连接起来）；当该原子是能够直接物质的原子（即金属元素的原子、稀有气体元素的原子和能够构成固态非金属的非金属元素的原子）时，该图还能表示由这种原子直接构成的单质．（2）B表示的是由同种原子构成的分子（因为原子模型之间连接起来了，即原子结合构成了分子），还表示由该分子构成的单质．（3）C表示的是由不同种原子构成的分子，还表示由该分子构成的化合物．（4）D表示的是两种由同种原子构成的不同的分子，还表示由这两种分子构成的混合物．（5）原子模型之间没有连接起来的表示是原子；原子模型之间连接起来的表示是分子（即原子结合构成了分子）．（6）单质是只含有一种原子或分子（指由同种原子构成的）的物质；化合物是只含有一种分子（指由不同种原子构成的）的物质；混合物是含有多种分子的物质．又如，分析图2中的模型图可知：（1）2个甲分子反应生成1个丙分子和3个乙分子．（2）参加反应的甲物质属于化合物，反应生成的丙物质和乙物质都属于单质．（3）该反应中原子的种类发生了改变．（4）根据质量守恒定律可推知，1个乙分子中含有2个A原子．（5）甲、乙、丙的化学式分别是BA3（或A3B）、A2和B2．（6）该反应的化学方程式是2BA3（或A3B）＝B2+3A2（由于不知条件和物质的状态，所以暂时不够全面）．（7）该反应的类型是分解反应．
“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。完成下面小题。
2．在催化剂作用下，过氧化氢可将甲烷转化为含氧有机物，其微观过程如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．过程1中发生的反应为CH4+H2O2H2O+CH3OH
B．过程2反应前后分子的数目保持不变
C．过程2生成的有机物分子中碳、氧原子的个数比为1：2
D．反应结束后催化剂的质量增大
【答案】A
【解答】解：由反应的微观示意图可知，过程1是甲烷和过氧化氢在催化剂的条件下生成了甲醇和水，反应的化学方程式是：CH4+H2O2H2O+CH3OH；过程2是甲醇和过氧化氢在催化剂的条件下生成了甲醛和水，反应的化学方程式是：CH3OH+H2O22H2O+CH2O；
A、根据以上分析，过程1中发生的反应为CH4+H2O2H2O+CH3OH，故A正确；
B、由化学方程式可知，过程2反应前后分子的数目发生改变，故B错误；
C、过程2生成的有机物分子是甲醛分子，分子中碳、氧原子的个数比为1：1，故C错误；
D、反应结束后催化剂的质量应不变，故D错误；
故选：A。
佛山探索利用电解水、超临界水蒸煤等制氢技术，研发全球首创的氨氢高温窑炉零碳燃烧技术。回答3﹣3题。
3．如图为超临界水蒸煤制氢的微观示意图，下列叙述不正确的是（ ）
A．元素观：反应前后元素种类不变
B．分类观：反应前后都包含氧化物
C．守恒观：反应前后分子个数不变
D．转化观：该反应属于还原反应
【答案】C
【解答】解：由反应的为微观示意图可知，该反应的化学方程式是：C+H2OCO+H2。
A、由微观示意图可知，反应前后元素种类不变，故A正确；
B、由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，属于氧化物，反应前后水和一氧化碳为氧化物，故B正确；
C、由化学方程式可知，反应前后分子个数改变，故C错误；
D、该反应水失去氧元素，属于还原反应，故D正确；
故选：C。
▉题型3 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．
4．中国传统文化蕴藏丰富的化学知识，下列解读正确的是（ ）
A．《汉书》：“高奴县有洧水可燃”，“洧水”指的是石油，属于可再生能源
B．“朱门酒肉臭，路有冻死骨”，酒肉变臭是缓慢氧化的过程
C．“众人拾柴火焰高”是指可燃物越多，着火点越低，燃烧就会越剧烈
D．《天工开物》：“凡石灰，经火焚炼为用”，“石灰”指的是CaCO3，属于氧化物
【答案】B
【解答】解：A.石油是由古代生物遗骸在地下高压、高温条件下经过数百万年形成的，属于化石燃料，一旦消耗就很难在短时间内自然再生，因此石油是不可再生能源，错误；
B.酒肉变臭是物质与氧气发生的反应，且进行的很慢，属于缓慢氧化，正确；
C.着火点是物质固有的属性，它表示物质开始燃烧的最低温度，与可燃物的多少无关。而“众人拾柴火焰高”这句话的意思是可燃物越多，燃烧放出的热量就越多，火焰就越大，燃烧就越剧烈，错误；
D.氧化物是由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，CaCO3是由三种元素组成，不属于氧化物，错误；
故选：B。
5．化学与生活、环境、能源等息息相关，下列说法正确的是（ ）
A．烧开水时，水转化为水蒸气后水分子间隔变大
B．煤、石油、天然气都是可再生能源
C．高层建筑物起火，乘坐电梯快速逃生
D．CO2会造成温室效应，也可以供给呼吸
【答案】A
【解答】解：A、烧开水时，水由液态变为气态，水分子本身没有变化，只是水分子之间的间隔变大，故符合题意；
B、煤、石油、天然气都是经过漫长的地质年代形成的化石燃料，属于不可再生能源，故不符合题意；
C、高层建筑物起火时，电梯可能因断电停运或成为烟火蔓延的通道，因此不能乘坐电梯逃生，故不符合题意；
D、CO2会造成温室效应，但它不能供给呼吸，能供给呼吸的是O2，故不符合题意；
故选：A。
6．化学在环境保护和能源利用等方面起着重要的作用，下列说法不正确的是（ ）
A．煤、石油和沼气都属于不可再生的化石燃料
B．图书馆内图书起火，用二氧化碳灭火器灭火
C．化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化
D．煽风点火是促进空气流通，提供充足的氧气使之燃烧
【答案】A
【解答】解：A、煤、石油属于不可再生的化石燃料，但沼气是由生物质发酵产生的，属于可再生能源，并非化石燃料，故A错误；
B、二氧化碳灭火器灭火时不会留下残留物质，不会损坏图书，适合图书馆内图书起火的灭火，故B正确；
C、化学反应的本质是新物质生成，同时常伴随能量变化（如吸热、放热），故C正确；
D、煽风点火可加快空气流通，使可燃物获得更充足的氧气，从而促进燃烧，故D正确。
故选：A。
7．能源是人类发展的基础。下列属于不可再生能源的是（ ）
A．风能 B．氢能 C．石油 D．潮汐能
【答案】C
【解答】解：A、风能是可以从自然界中源源不断地得到的能源，属于可再生能源，故A错误；
B、氢气作为能源，能用水来制取，故氢能属于可再生能源，故B错误；
C、石油属于化石燃料，它的储量是有限的，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故C正确；
D、潮汐能能循环使用，在使用后会在短时间内重新形成，因此潮汐能属于可再生能源，故D错误。
故选：C。
8．下列能源属于不可再生资源的是（ ）
A．化石燃料 B．太阳能 C．风能 D．水能
【答案】A
【解答】解：A、化石燃料包括煤、石油和天然气，它们在短时间内不能从自然界内得到补充，属于不可再生能源，故选项正确。
B、太阳能能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故选项错误。
C、风能能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故选项错误。
D、水能能从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故选项错误。
故选：A。
9．燃料和能源与生活息息相关，下列说法正确的是（ ）
A．燃气灶火焰出现黄色，锅底出现黑色时，可增大灶具进风口
B．炒菜时油锅着火，应立即用水浇灭
C．“钻木取火”的原理是通过摩擦生热提高木材的着火点
D．石油是一种清洁能源，也是一种可再生能源
【答案】A
【解答】解：A．燃气灶火焰出现黄色，锅底出现黑色，这是氧气不足造成的，可增大灶具进风口，选项说法正确；
B．炒菜时油锅着火，应立即用锅盖盖灭，不可用水灭火，以免发生危险，选项说法错误；
C．“钻木取火”的原理是通过摩擦生热提高木材的温度，达到木材的着火点，选项说法错误；
D．石油燃烧会产生污染物，不属于清洁能源，选项说法错误。
故选：A。
阅读下列材料，完成6 7题：
“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。
10．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、天然气是古代海洋生物的遗体经若干年复杂的变化形成的，是化石能源，不可再生，故错误；
B、天然气燃烧放出热量，故正确。
C、使天然气充分燃烧需要提供足够的空气，故正确；
D、然气与空气混合后遇到明火，可能会发生爆炸，故正确；
故选：A。
11．总结是化学学科的基本方法之一。下列知识内容的总结不正确的一组是（ ）
A．化学与环境：“碳达峰”“碳中和”的碳指的是CO2，它是引起温室效应的主要气体
B．化学与能源：煤和石油是化石燃料，属于可再生能源，要合理开发与利用
C．化学与生活：炒菜时油锅着火，不能用水浇灭
D．化学与安全：进入溶洞地窖时，需要点火把照明
【答案】B
【解答】解：A、“碳达峰”“碳中和”的碳指的是CO2，它是引起温室效应的主要气体，故A正确；
B、煤和石油是化石燃料，属于不可再生能源，要合理开发与利用，故B错误；
C、炒菜时油锅着火，不能用水浇灭，应用锅盖盖灭，故C正确；
D、一般溶洞地窖底部都会聚集二氧化碳，拿着火把照明可以检验氧气是否充足，故D正确。
故选：B。
12．2022年我国新能源汽车销量达到688.7万辆，连续8年居全球第一，下列属于清洁能源的是（ ）
A．石油 B．煤 C．天然气 D．太阳能
【答案】D
【解答】解：新能源是区别传统能源而言，传统能源主要是三大化石燃料，即煤、石油、天然气等，而太阳能是新能源，属于清洁能源；
故选：D。
13．下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油都是储量丰富的可再生能源
B．电线老化着火，马上用水浇灭
C．家用液化石油气泄漏，先关闭阀门
D．水灭火的原理是降低可燃物的着火点
【答案】C
【解答】解：A、化石燃料属于不可再生能源，煤、石油都是化石燃料，都属于不可再生能源，故A错；
B、电线着火不能直接用水灭火，水通电后产生氢气和氧气，会越烧越旺，故B错；
C、家用液化石油气泄漏的处理方法：先关闭阀门，再打开门窗通风，故C正确；
D、水灭火的原理是降低温度到可燃物的着火点以下，故D错。
故选：C。
14．阅读科普短文，回答下列问题。
近年来，我国载人航天事业取得了举世瞩目的成就。在太空中，如何补充宇航员吸入的氧气和处理呼出的二氧化碳气体，是科学家需要解决的问题。
在空间站中，利用太阳能电池板提供的电能，通过电解水制备氧气，利用分子吸附技术，吸收航天员呼出的二氧化碳，同时利用舱内外压强差实现二氧化碳的脱附，将其排入太空。
北京时间2023年5月10日采用液氧加煤油作为推进剂的长征七号遥七运载火箭搭载天舟六号货运飞船在我国文昌航天发射场点火发射成功。10月26日神舟十七号载人飞船发射成功。我国神舟十七载人飞船座舱通过专用风机将座舱空气引入净化罐，利用无水氢氧化锂吸收二氧化碳，生成碳酸锂和水，然后净化后的空气再重新流回舱。
（1）保持液氧化学性质的最小粒子是 氧分子 ；发动机点火后煤油燃烧，从燃烧条件的角度分析，点火的作用是 使温度达到煤油的着火点 ；航天煤油是从石油分离出来的，石油属于 不可再生 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）飞船太阳能帆板工作过程中，将太阳能转化为 电能 。
（3）请写出LiOH吸收CO2反应的化学方程式 2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O 。
【答案】（1）氧分子；使温度达到煤油的着火点；不可再生；
（2）电能；
（3）2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O。
【解答】解：（1）液氧是液态的氧气，液氧是由氧分子构成的，保持液氧化学性质的最小粒子为氧分子；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的，发动机点火后煤油燃烧，从燃烧条件的角度分析，点火的作用是使温度达到煤油的着火点；石油属于化石燃料，在短期内不能再生，属于不可再生能源；
（2）飞船太阳能帆板工作过程中，将太阳能转化为电能；
（3）氢氧化锂和二氧化碳反应生成碳酸锂和水，该反应的化学方程式为：2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O。
故答案为：（1）氧分子；使温度达到煤油的着火点；不可再生；
（2）电能；
（3）2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O。
15．我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国为担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动。
任务一：调查碳排放
（1）调查发现，全社会的碳排放80%以上来自能源活动。将化石能源转化为清洁能源、开发可再生能源等为能源利用开辟了新途径。请列举一种可再生能源： 风能（答案不唯一） 。
任务二：探究碳固定
Ca（OH）2吸收CO2可以“固碳”。为了探究CO2浓度对固碳速率的影响，小组同学将Ca（OH）2粉末与少量蒸馏水混合均匀，压制成形状一样的固碳样品块，在相同条件下进行实验，数据如图所示：
（2）Ca（OH）2“固碳”的原理为 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O （用化学方程式表示）。
（3）由上图曲线得出的结论是 其他条件相同时，50～300s内或（实验研究范围内”），CO2浓度越高 ，固碳速率越大。
任务三：计算碳转化
我国科学家利用CO2直接合成乙醇（C2H5OH）的研究已取得重大突破，其反应的化学方程式为：2CO2+6H2C2H5OH+3H2O。
（4）用上述方法处理44kgCO2，完全转化生成乙醇（C2H5OH）的质量为？（根据化学方程式计算，写出计算过程）
【答案】（1）风能（答案不唯一）；
（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）其他条件相同时，50～300s内或（实验研究范围内”），CO2浓度越高；
（4）23 kg。
【解答】解：（1）目前正在开发和利用的可再生能源有：风能、太阳能、核能等；
（2）氢氧化钙“固碳”的原理为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）由图可知，其他条件相同时，50～300s内或（实验研究范围内”），二氧化碳浓度越高，质量增加率越大，则固碳速率越大；
（4）设生成乙醇的质量为x
2CO2+6H2C2H5OH+3H2O
88 46
44kg x
x＝23kg
答：处理 44 kg CO2，生成乙醇的质量为23 kg。
故答案为：（1）风能（答案不唯一）；
（2）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O；
（3）其他条件相同时，50～300s内或（实验研究范围内”），CO2浓度越高；
（4）23 kg。
▉题型4 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：．
16．氢气是未来的重要能源，科学家们用以下方法尝试解决氢气储存和运输困难的问题，图1是将风力发电产生的电能用于电解水制取氢气，图2是用Ni﹣Fe双金属催化剂将H2转化为CH4的微观示意图，下列说法错误的是（ ）
A．图1中的能量转化为风能→电能→化学能
B．图1中电解水的反应前后分子的种类和数目改变
C．图2中参加反应的H2和生成CH4的分子个数比为4：1
D．图2中保持甲烷化学性质的微粒是碳原子和氢原子
【答案】D
【解答】解：A、利用风力发电，水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，能量转化为风能→电能→化学能，选项正确，不符合题意。
B、图1中电解水生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，反应前后分子的种类发生了改变，水通电分解生成氢气和氧气，即，由化学方程式可知，化学反应前后分子的数目发生了改变，选项正确，不符合题意。
C、图2中反应为二氧化碳和氢气在Ni﹣Fe双金属催化剂的作用下反应生成甲烷和水，该反应的化学方程式为：，故参加反应的氢气和生成甲烷的分子个数比为：4：1，选项正确，不符合题意。
D、甲烷由甲烷分子构成，故保持甲烷化学性质的微粒是甲烷分子，选项不正确，符合题意。
故选：D。
17．下列不属于新能源的是（ ）
A．地热能 B．太阳能 C．石油 D．风能
【答案】C
【解答】解：人们正在利用和开发的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等。
A、地热能是清洁、无污染的新能源，故选项错误。
B、太阳能是清洁、无污染的新能源，故选项错误。
C、石油属于化石燃料，不属于新能源，故选项正确。
D、风能是清洁、无污染的新能源，故选项错误。
故选：C。
佛山探索利用电解水、超临界水蒸煤等制氢技术，研发全球首创的氨氢高温窑炉零碳燃烧技术。回答18﹣18题。
18．氢能产业推动绿色能源的可持续发展。下列关于能源利用与开发叙述不合理的是（ ）
A．氢能的最大优点是环保，无污染
B．降低化石能源在能源结构中比例
C．工业上大力发展风能和核能发电
D．开采可燃冰时无需注意甲烷泄漏
【答案】D
【解答】解：A、氢气燃烧产物只有水，无污染，比较环保，故A正确；
B、氢能产业推动绿色能源的可持续发展，可以降低化石能源在能源结构中比例，减少污染物的排放，保护环境，故B正确；
C、工业上大力发展风能和核能发电，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，故C正确；
D、可燃冰的主要成分是甲烷水合物，CH4是一种温室气体，其温室效应远高于CO2；在开采可燃冰的过程中，如果发生甲烷泄漏，将会对大气环境造成严重的影响，加剧全球变暖。因此，开采可燃冰时必须采取严格的措施防止甲烷泄漏，确保开采过程的安全性和环保性，故D错误。
故选：D。
19．氢气作为能源，正在受到越来越多的关注。氢能不属于（ ）
A．化石能源 B．可再生能源
C．清洁能源 D．新能源
【答案】A
【解答】解：A、化石能源是指由古代生物遗骸经过长时间地质作用形成的能源，如煤、石油、天然气等，它们在短期内得不到补充，属于不可再生能源。氢能不是从化石资源中直接开采或形成的，氢能不属于化石能源。故A符合题意。
B、从能源循环角度，通过水的电解等可再生方式获取氢能，且氢气燃烧生成水，水又能再转化为氢气。因此，氢能属于可再生能源。故B不符合题意。
C、清洁能源是指在使用过程中不产生或极少产生污染物的能源。氢气燃烧只生成水，无有害排放，因此氢能属于清洁能源。故C不符合题意。
D、新能源是指新近开发或利用的先进能源技术，如太阳能、核能、氢能等。氢能作为新兴能源，正受到广泛关注和研发，因此属于新能源。故D不符合题意。
故选：A。
20．“化学链热烧”技术是能源领域研究的热点之一。基于CaSO4载氧体的“化学链燃烧”过程如图所示，相比直接燃烧甲烷，对该技术的评价错误的是（ ）
A．减少爆炸风险，更安全
B．反应更充分，减少能量损耗
C．消耗等质量甲烷，参加反应氧气较少
D．有利于获得较纯净的二氧化碳
【答案】C
【解答】解：A、氧气和甲烷没有直接接触，没有形成混合气体不会发生爆炸，故A正确；
B、硫酸钙作为载氧体，使氧气的浓度比空气中氧气的浓度大，甲烷燃烧迅速，能量损耗少、利用率高，故B正确；
C、根据质量守恒定律可知，消耗等质量甲烷，生成的二氧化碳和水的质量不变，参加反应的氧气的质量也不变，故C错误；
D、反应生成的气体冷却后，水变成液体，剩下的气体主要是二氧化碳，故D正确。
故选：C。
21．现代社会对能源的需求越来越大，下列说法不正确的是（ ）
A．物质燃烧过程中既有物质变化又伴随着能量变化
B．可燃冰的大量发现表明化石燃料是一种取之不尽、用之不竭的能源
C．车用乙醇汽油可在一定程度上减少汽车尾气的污染
D．人们正在利用和开发的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等
【答案】B
【解答】解：A、物质燃烧过程中既有物质的变化，又伴随着能量变化，故选项说法正确。
B、随着技术的发展，人们发现海底埋藏着大量可以燃烧的“可燃冰”，可燃冰的大量发现，不能表明化石燃料是一种取之不尽、用之不竭的能源，事实上，化石燃料属于不可再生资源，不是取之不尽、用之不竭的，故选项说法错误。
C、车用乙醇汽油是乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一种汽车燃料，乙醇的燃烧产物是二氧化碳和水，能一定程度上减少空气污染，故选项说法正确。
D、新能源是指传统能源之外的各种能源形式，人们正在利用和开发的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等，故选项说法正确。
故选：B。
22．我国南海海底发现巨大的“可燃冰”分布带．目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2倍，“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4 H2O）．请结合初中化学知识判断下列说法正确的是（ ）
A．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性
B．可燃冰的发现为我国使用高效新能源开辟了广阔的前景
C．可燃冰的主要成分是固态水
D．可燃冰由四种元素组成
【答案】B
【解答】解：A、可燃冰可以燃烧是因为含有甲烷，水不具有可燃性，故A错误；
B、现在利用的化石燃料已经接近枯竭，可燃冰的使用将开辟新的能源种类，故B正确；
C、固态水中含有氧氢元素，而可燃冰中含有碳、氢、氧元素，所以可燃冰不是固态的水，故C错误；
D、根据可燃冰的化学式可以看出，是由碳、氢、氧三种元素组成，故D错误。
故选：B。
23．下列能源中，不会对环境造成污染且取之不尽的天然能源 的是（ ）
A．氢气 B．太阳能 C．天然气 D．石油
【答案】B
【解答】解：A、氢气燃烧生成水，又可以用水来制取，为可再生能源，但不是天然能源，所以错误。
B、太阳能是取之不尽的天然能源，且不排放污染物，不会对环境造成污染，所以正确。
C、天然气是古代海洋生物遗体经若干年复杂的变化形成的，是化石能源，不可再生，所以错误。
D、石油也是古代海洋生物遗体经若干年复杂的变化形成的，是化石能源，不可再生，所以错误。
故选：B。
24．从古至今，人类的生活生产离不开燃料的利用。
Ⅰ.木柴
（1）《庄子 外物篇》载：“木与木相摩则燃”，原因是 摩擦生热，能使温度升高到可燃物着火点 。
Ⅱ、油
（2）诗人陆游曾记载：“书灯惟瓷盏最省油，蜀中有夹瓷盏（如图）。一端做小窍，注清冷水于其中，每夕一易之……可省油之半”。水减少的原因是 水受热蒸发 。
Ⅱ、煤
（3）《天工开物》记载：“凡取煤经历久者………初见煤端时，毒气灼人。”“毒气”俗名为瓦斯，其主要成分是甲烷，写出甲烷在空气中燃烧的化学方程式 CH4+2O2CO2+2H2O 。
Ⅳ、可燃冰
（4）可燃冰的主要成分是高压、低温条件下形成的甲烷水合物。可燃冰主要分布在海底和冻土层，下列选项中，可能存在可燃冰的是 CD （填字母）。
A.长江中下游平原
B.四川盆地
C.青藏高原
D.南海
【答案】（1）摩擦生热，能使温度升高到可燃物着火点。
（2）水受热蒸发。
（3）CH4+2O2CO2+2H2O。
（4）CD。
【解答】解：（1）《庄子 外物篇》载：“木与木相摩则燃”，原因是摩擦生热，能使温度升高到可燃物着火点。
故答案为：摩擦生热，能使温度升高到可燃物着火点。
（2）水减少的原因是水受热蒸发。
故答案为：水受热蒸发。
（3）甲烷燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式是CH4+2O2CO2+2H2O。
故答案为：CH4+2O2CO2+2H2O。
（4）可燃冰的主要成分是高压、低温条件下形成的甲烷水合物。可燃冰主要分布在海底和冻土层，下列选项中，可能存在可燃冰的是南海、青藏高原，是因为南海、青藏高原符合可燃冰形成的条件。
故答案为：CD。
25．《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转变。如图是不同年份中世界能源占比结构图。
可燃冰外观像冰，主要成分含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳等气体，被广泛认为是一种具有巨大潜力的替代能源。我国是全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。“可燃冰”的开发既复杂又相当危险。在天然气水合物开采过程中对温度、压强条件的控制极难，如果控制不好，就可能导致温室效应的加剧、海洋生态的变化以及海底滑塌事件等环境问题。
请回答下列问题。
（1）比较2015、2030、2050年能源结构。化石能源占比日益减少的是 煤炭 、 石油 。
（2）天然气是比较清洁的能源，其主要成分燃烧的化学方程式为 。
（3）人们正在利用和开发的新能源有 太阳能（合理即可） （写一种）。
（4）减少CO2排放已成为全球共识。下列做法符合低碳理念的是 AB （填字母）。
A．随手关灯
B．节约用纸
C．多使用一次性木筷
（5）如果开采天然气水合物过程泄漏会引起 温室效应 。（填写一点）
【答案】（1）煤炭；石油；
（2）；
（3）太阳能（合理即可）；
（4）AB；
（5）温室效应。
【解答】解：（1）由图可知，比较2015、2030、2050年能源结构，化石能源占比日益减少的是煤炭、石油；
（2）天然气主要成分是甲烷，甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为；
（3）人们正在利用和开发的新能源有太阳能、风能、氢能、生物质能等；
（4）A、随手关灯，有利于节约电能，符合低碳理念，符合题意；
B、节约用纸，有利于节约资源，符合低碳理念，符合题意；
C、多使用一次性木筷，会造成资源浪费，不利于保护环境，不符合低碳理念，不符合题意。
（5）如果开采天然气水合物过程泄漏会引起温室效应。
故答案为：（1）煤炭；石油；
（2）；
（3）太阳能（合理即可）；
（4）AB；
（5）温室效应。
26．能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。
（1）目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油、 天然气 等。
（2）节约化石能源、减少对环境的影响是能源进一步利用和开发的重点。某品牌汽车使用相同标号的乙醇汽油和普通汽油时，每百公里油耗和CO排放量的数据如下表。由表中数据可知，乙醇汽油对环境更友好的理由是 相同情况下，乙醇汽油排放的CO比普通汽油少 。
项目 平均油耗/L CO排放量/g
乙醇汽油 11.8 1.358
普通汽油 11.8 2.108
（3）乙醇是可再生能源，乙醇在空气中充分燃烧的化学方程式为 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 。
（4）下列属于新能源的是 ABC （填序号）。
A．潮汐能
B．太阳能
C．风能
【答案】（1）天然气；
（2）相同情况下，乙醇汽油排放的CO比普通汽油少；
（3）C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（4）ABC。
【解答】解：（1）三大化石燃料包括煤、石油、天然气；
（2）由表格数据可知，相同情况下，乙醇汽油排放的CO比普通汽油少，所以乙醇汽油对环境更友好；
（3）乙醇在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，则该反应的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（4）潮汐能、太阳能、风能均属于新能源，故选：ABC。
故答案为：（1）天然气；
（2）相同情况下，乙醇汽油排放的CO比普通汽油少；
（3）C2H5OH+3O22CO2+3H2O；
（4）ABC。
27．第19届亚运会在杭州顺利举办，主火炬使用的燃料为甲醇（CH3OH），是将焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳在催化条件下反应而制得，同时产生水。由于制备和燃烧过程中，二氧化碳的净排放为零，因此被称为“零碳甲醇”。
（1）甲醇中C、H元素的质量比为 3：1 。
（2）写出制备“零碳甲醇”的化学反应方程式 3H2+CO2CH3OH+H2O 。
（3）杭州亚运会各场馆的所有电力供应均为“绿电”，“绿电”的主要来源为新能源。下列可作为“绿电”来源的是 AC （填序号）。
A．风能
B．煤炭
C．太阳能
【答案】3：1；3H2+CO2CH3OH+H2O；AC
【解答】解：（1）甲醇中碳、氢元素的质量比为12：（4×1）＝3：1；
（2）由题可知，制备“零碳甲醇”的化学反应方程式为氢气与二氧化碳在催化条件下反应产生水和甲醇，化学方程式为3H2+CO2CH3OH+H2O；
（3）“绿电”的主要来源为新能源，风能、太阳能均为新能源。
故答案为：（1）3：1；
（2）3H2+CO2CH3OH+H2O；
（3）AC。
28．能源的开发、储存和综合利用是世界各国科学家关注的重大课题。
（1）化石能源在我们的生产生活中广泛使用，其开发和利用大大推动社会的发展。化石能源包括 煤 、石油、天然气，但化石能源是有限的，我们需要寻找新能源，目前使用的新能源有 太阳能（合理即可） （填一种）。
（2）燃烧是化学能转化为热能的常见形式，图一、图二是关于燃烧条件探究的实验。
①图一铜片上的白磷能燃烧，红磷不能燃烧，由此现象能得出的燃烧条件是 温度达到可燃物的着火点 。
②破坏燃烧条件可以灭火，避免火灾。图二所示的“火立熄”接触到火焰3～5秒后炸开，释放的粉末覆盖在可燃物上，同时放出不可燃气体，使火焰熄灭。“火立熄”的灭火原理是 B （填序号）。
A．清除可燃物
B．使可燃物与氧气隔绝
C．降低可燃物的着火点
（3）柴火灶是古代劳动人民智慧的结晶，内部结构如图三。从燃烧条件分析，通风口的作用是 提供氧气（空气） ；下列关于柴火灶中烟囱的说法正确的是 ab （填字母）。
a.排走烟气，改善燃烧条件
b.若排烟口出现浓黑烟，则证明燃烧不充分
c.烟囱建高就可以消除污染
【答案】（1）煤；太阳能（合理即可）；
（2）温度达到可燃物的着火点；B；
（3）提供氧气（空气）；ab。
【解答】解：（1）化石能源包括煤、石油、天然气；目前使用的新能源有太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能等。
（2）①铜片上的白磷能燃烧，红磷不能燃烧，由此现象能得出的燃烧条件是温度达到可燃物的着火点，另外两个条件是：可燃物、可燃物与空气（氧气）接触；
②释放的粉末覆盖在可燃物上，同时放出不可燃气体，可以使可燃物与氧气隔绝，达到灭火的目的。
（3）通风口的作用是：提供氧气（空气）；烟囱建高不能消除污染，可以排走烟气，改善燃烧条件，若排烟口出现浓黑烟，则证明燃烧不充分，故说法正确的是ab。
故答案为：（1）煤；太阳能（合理即可）；
（2）温度达到可燃物的着火点；B；
（3）提供氧气（空气）；ab。
29．我国海域可燃冰试采成功，可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含少量二氧化碳等物质。
（1）可燃冰属于 不可再生能源 （填“可再生能源”或“不可再生能源”）。
（2）科学家还在尝试一种开采可燃冰的新方法——置换开采法：向海底可燃冰层注入CO2换出可燃冰中的天然气，这种方法在环保方面的优点是 缓解温室效应 。（答一条即可）
（3）写出天然气燃烧的化学方程式 CH4+2O2CO2+2H2O 。
（4）“低碳”生活是一种生活态度，也是一种生活理念，请你写出一条生活中践行“低碳”生活的具体做法 骑自行车上学，随手关灯等（合理即可） 。
【答案】（1）不可再生能源；
（2）缓解温室效应；
（3）CH4+2O2CO2+2H2O；
（4）骑自行车上学，随手关灯等（合理即可）。
【解答】解：（1）可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含少量二氧化碳等物质，在短时期内不能得到补充，属于不可再生能源；
（2）向海底可燃冰层注入CO2，换出可燃冰中的天然气，这样可以消耗大量的二氧化碳，可以缓解温室效应的发生；
（3）天然气的主要成分是甲烷，甲烷和氧气点燃生成二氧化碳和水，化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O；
（4）生活中践行“低碳”生活的具体做法有：骑自行车上学，随手关灯等（合理即可）。
故答案为：
（1）不可再生能源；
（2）缓解温室效应；
（3）CH4+2O2CO2+2H2O；
（4）骑自行车上学，随手关灯等（合理即可）。
30．阅读科普短文。
氨（NH3）是一种重要物质，可用作肥料，缓解了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。最初，为了找到合成氨反应合适的催化剂，人们做了数千次实验，发现铁触媒效果较好。在铁触媒作用下，工业上用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨，当反应中氨的含量不再发生变化时，测得氨的含量分别与温度和压强的关系如图所示。
随着“双碳”目标（双碳，即碳中和与碳达峰的简称）的提出，氨作为氢的载体，能源化应用成为研究热点，氨正由肥料走向燃料。研究发现氨作为燃料，是一种比氢气更理想的能源。二者在相同条件下的物性参数对比见表。
表：氢气和氨气的物性参数对比
物性参数 H2 NH3
颜色、气味 无色、无味 无色、刺激性
沸点/℃ ﹣252.9 ﹣33.5
水中溶解度 难溶于水 极易溶于水
燃烧热/（kJ L﹣1） 12.77 17.10
爆炸极限/% 4～75 16～25
回答下列问题：
（1）分离液态空气可获得工业合成氨的原料气N2，该过程发生的是 物理变化 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）上述材料中合成氨反应合适的催化剂是 铁触媒 。
（3）参照上上图，按下列条件进行合成氨反应，最终氨的含量最高的是 C 。
A．2×107Pa、300℃
B．2×107Pa、500℃
C．4×107Pa、300℃
D．4×107Pa、500℃
（4）根据表1等相关信息，氨替代氢气作为燃料的优点有 泄漏易发觉或燃烧更安全或燃烧值大或泄漏易处理 （填一点即可）。
（5）氨气作为燃料燃烧可生成两种常见且无毒无害的产物，写出氨气燃烧的化学方程式 。
【答案】（1）物理变化；
（2）铁触媒；
（3）C；
（4）泄漏易发觉或燃烧更安全或燃烧值大或泄漏易处理；
（5）。
【解答】解：（1）分离液态空气获得工业合成氨的原料气N2的过程中，只是通过降低温度使空气中的各组分因沸点不同而分离，没有新物质生成，所以该过程发生的是物理变化；
（2）根据题目信息，为了找到合成氨反应合适的催化剂，人们做了数千次实验，发现铁触媒效果较好，所以，上述材料中合成氨反应合适的催化剂是铁触媒；
（3）参照图1，在相同温度下，压强越大，氨的含量越高；在相同压强下，温度越低，氨的含量也越高，因此，为了得到最高的氨含量，我们应该选择温度最低、压强最大的条件，对比选项A、B、C、D，我们可以发现C选项（4×107Pa、300℃）满足这一条件；故选：C；
（4）根据题目给出的氢气和氨气的物性参数对比表，氨气比氢气更易溶于水，说明在储存和运输过程中，氨气可能更安全，因为即使泄漏，也更容易被水吸收，此外，氨气的爆炸极限范围比氢气小，这也增加了氨气作为燃料的安全性，另外，从燃烧热的角度来看，氨气的燃烧热比氢气大，说明氨气燃烧时放出的热量更多，因此氨气作为燃料可能更高效，故氨替代氢气作为燃料的优点有泄漏易发觉或燃烧更安全或燃烧值大或泄漏易处理；
（5）氨气作为燃料燃烧可生成两种常见且无毒无害的产物，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则氨气和氧气点燃产物应该是氮气和水，反应的化学方程式为：。
故答案为：（1）物理变化；
（2）铁触媒；
（3）C；
（4）泄漏易发觉或燃烧更安全或燃烧值大或泄漏易处理；
（5）。
31．阅读科普短文。
液态阳光，是指利用太阳能和风能等可再生能源，将二氧化碳和水转化为以甲醇（CH3OH）为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源，实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如图。
2020年，我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。
甲醇作为液态阳光首要目标产物，能生产乙酸、烯烃等化学品，能用作内燃机燃料，也能用于燃料电池产生电能，还能通过重整反应释放出氢气。
（1）“液态阳光生产”首要目标产物是 甲醇或CH3OH 。
（2）“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是 水或H2O 和CO2。
（3）可用NaOH溶液实现“碳捕获”，其反应的化学方程式为 CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O 。
（4）相比氢气，液体燃料甲醇的优点有 更易储存和运输（合理即可） （写一条）。
（5）液体燃料甲醇燃烧的化学方程式为 2CH3OH+3O24H2O+2CO2 。
【答案】（1）甲醇或CH3OH；
（2）水或H2O；
（3）CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；
（4）更易储存和运输（合理即可）；
（5）2CH3OH+3O24H2O+2CO2。
【解答】解：（1）根据“液态阳光，是指利用太阳能和风能等可再生能源，将二氧化碳和水转化为以甲醇（CH3OH）为代表的液态燃料和有机化学品”可知，“液态阳光生产”首要目标产物是是甲醇（CH3OH）；
（2）根据“液态阳光，是指利用太阳能和风能等可再生能源，将二氧化碳和水转化为以甲醇（CH3OH）为代表的液态燃料和有机化学品”可知，液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是水（或H2O）和CO2；
（3）NaOH溶液与CO2反应生成碳酸钠和水，化学方程式为2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（4）氢气是气体，甲醇是液体，甲醇比氢气更易储存和运输；
（5）甲醇燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为2CH3OH+3O24H2O+2CO2。
故答案为：（1）甲醇或CH3OH；
（2）水或H2O；
（3）CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；
（4）更易储存和运输（合理即可）；
（5）2CH3OH+3O24H2O+2CO2。
32．科普阅读
我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。
光伏发电制氢：利用太阳能发电产生的余电将水分解并转化为氢气，得到“绿氢”。
固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生反应生成氢化镁（MgH2）。
固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，实现能量的转化，为我们提供“绿电”。
能源站通过氢能的制取、储存、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电过程中随机性、季节性波动强的难题。
依据所给信息，回答下列问题：
（1）光伏发电得到的“绿氢”，主要利用 太阳能 发电产生的余电将水分解而获得。电解水制氢反应的化学方程式为 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（2）镁系合金通过发生 化学 变化（填“物理”或“化学”）储存氢气。氢化镁与水发生反应生成氢氧化镁和氢气，反应过程中氢化镁与氢气的微粒个数比为 1：2 ；据此推测，镁系合金储氢装置储氢时需要注意 密封、防潮、放置于干燥处（合理即可） 。
（3）该技术帮助能源站解决了新能源发电过程中 随机性、季节性波动强 的难题。
【答案】（1）太阳能；2H2O2H2↑+O2↑；
（2）化学；1：2；密封、防潮、放置于干燥处（合理即可）；
（3）随机性、季节性波动强。
【解答】解：（1）光伏发电得到的“绿氢”，主要利用太阳能发电产生的余电将水分解而获得。电解水制氢反应的化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑；故答案为：太阳能；2H2O2H2↑+O2↑；
（2）镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生反应生成氢化镁（MgH2），此过程有新物质生成，发生的属于化学变化；MgH2易与水发生反应生成氢氧化镁沉淀和氢气，反应的化学方程式为：MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑，由化学方程式可知，反应过程中氢化镁与氢气的微粒个数比为1：2；据此推测，镁系合金储氢装置储氢时需要注意密封、防潮、放置于干燥处；故答案为：化学；1：2；密封、防潮、放置于干燥处（合理即可）；
（3）源站通过氢能的制取、储存、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电过程中随机性、季节性波动强的难题；故答案为：随机性、季节性波动强。
33．阅读科普短文。
氢能是一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的清洁能源，我国已经发布氢能15年规划，对氢能重点关注。
氢能的储存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，这些主要是从气体体积的改变和吸附气体来完成，相对技术上较为成熟，但成本高昂且能耗较大。化学法主要有金属氢化物储氢等。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，比低温液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量。镁及其氢化物就是其中之一，其原理如图1所示，利用金属镁和氢气在300℃和高压条件下发生反应生成氢化镁（MgH2），然后氢化镁固体与水反应生成一种碱并放出氢气。不同温度下，加热等质量的MgH2释放H2的质量分数随时间变化如图2所示。
（1）用吸附气体来储氢是文中三种物理法中的 碳基材料储氢 。
（2）镁基固态储氢技术的原理是 （用化学方程式表示）。
（3）在40min时，放氢量最少所对应的温度是 300℃ 。
（4）化学法储氢相对物理法储氢的优点有 比低温液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量（合理即可） （任写一点）。
【答案】（1）碳基材料储氢；
（2）；
（3）300℃；
（4）比低温液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量（合理即可）。
【解答】解：（1）用吸附气体来储氢是文中三种物理法中的碳基材料储氢，是利用碳基材料疏松多孔的结构来储存氢气；
（2）镁基固态储氢技术的原理是镁和氢气在300℃和高压条件下发生反应生成氢化镁，该反应的化学方程式为：；
（3）由图2可知，相同条件下，在40min时，放氢量最少所对应的温度是300℃；
（4）由题干资料可知，化学法储氢相对物理法储氢的优点有：比低温液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量。
故答案为：（1）碳基材料储氢；
（2）；
（3）300℃；
（4）比低温液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量（合理即可）。
34．阅读下面科普短文。
甲醇（CH3OH）作为低碳燃料，在常温常压下为无色液体，具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点，运输及使用相对安全、便捷，是全球公认的新型能源。
2023年杭州亚运会首次使用甲醇做火炬燃料，实现了“零碳排放”。甲醇是利用电解水生成的氢气与工业废气捕捉的二氧化碳在一定条件下合成，其原理如图1所示。因为甲醇燃烧时生成的二氧化碳与合成甲醇时消耗的二氧化碳达到平衡，所以又被称为“零碳甲醇”。为探究影响甲醇产率的因素，研究人员在一定条件下，测定有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度变化的关系如图2所示。
甲醇作为一种能够破解能源安全和“双碳”难题的“超级燃料”，极具开发潜力，是中国能源多样化的“新灯塔”。依据文章回答下列问题。
（1）写出甲醇的一条物理性质： 常温常压下为无色液体 ；甲醇是全球公认的新型能源，它的优点是 燃烧高效、排放清洁、可再生，运输及使用相对安全 （答两点即可）。
（2）根据图1写出由水制备氢气的化学方程式： 。
（3）补全甲醇燃烧的化学方程式： 4H2O 。
（4）对比图2中两条曲线，得出的结论：在一定条件下，200℃～250℃范围内， 有分子筛膜时甲醇的产率比无分子筛膜时的高 。
（5）参加反应的H2质量 ＞ （填“＞”或“＝”或“＜”）生成的甲醇中氢元素质量。
【答案】（1）常温常压下为无色液体；燃烧高效、排放清洁、可再生，运输及使用相对安全；
（2）；
（3）4H2O；
（4）有分子筛膜时甲醇的产率比无分子筛膜时的高；
（5）＞。
【解答】解：（1）甲醇在常温常压下为无色液体，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质；甲醇具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点，运输及使用相对安全、便捷，是全球公认的新型能源；
（2）水通过光伏发电分解生成氢气和氧气，化学方程式为；
（3）甲醇燃烧生成二氧化碳和水，根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，反应前有2个C、8个H、8个O，反应后有2个C、4个O，则未知物中含有8个H和4个O，则其化学方程式补充为4H2O；
（4）对比图2中两条曲线，得出的结论：在一定条件下，200℃～250℃范围内，有分子筛膜时甲醇的产率比无分子筛膜时的高；
（5）氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类和质量不变，根据氢元素质量守恒，参加反应的H2质量等于生成的甲醇中氢元素质量和水中的氢元素的质量，故参加反应的H2质量＞生成的甲醇中氢元素质量。
故答案为：
（1）常温常压下为无色液体；燃烧高效、排放清洁、可再生，运输及使用相对安全；
（2）；
（3）4H2O；
（4）有分子筛膜时甲醇的产率比无分子筛膜时的高；
（5）＞。
35．阅读科普短文。工业革命以来，大量化石能源的燃烧使二氧化碳等温室气体激增，引发全球变暖等问题。同时，传统能源面临短缺与安全风险。如何高效转化利用二氧化碳，将其变废为宝，对缓解能源危机、实现“碳达峰”“碳中和”战略意义重大。利用绿色氢气与二氧化碳制备甲醇（CH3OH）是一条重要的途径。我国科学家利用二硫化钼（MoS2）催化剂，成功实现了低温、高效、长寿命催化二氧化碳加氢制甲醇，为二氧化碳的低能耗、高效率转化开辟了新途径，其概念示意图如图所示。
近年来，我国能源转型升级驶入“快车道”，从风力发电到光伏电板再到氢能供应，能源供给结构持续优化，低碳、零碳能源正加速向纵深发展。
（1）“碳达峰”“碳中和”中的“碳”是指 CO2 （选填“C”“CO”或“CO2”）。
（2）光催化制氢过程中的能量转化形式为 太阳能转化为化学能（或氢能） 。
（3）反应Ⅱ的化学方程式为 。
（4）我国能源的开发与利用向 低碳（或零碳，答案不唯一） 的方向发展。
【答案】（1）CO2；
（2）太阳能转化为化学能（或氢能）；
（3）；
（4）低碳（或零碳，答案不唯一）。
【解答】解：（1）“碳达峰”是指二氧化碳排放总量在一个时间点达到峰值后由升转降的历史拐点；“碳中和”是指人类经济社会活动所产生的二氧化碳排放，通过植树造林、循环利用以及各种科学技术等手段加以捕集、利用或封存，使排放到大气中的二氧化碳增量为零；“碳达峰”“碳中和”中的“碳”是指CO2；
（2）根据流程图可知，光催化制氢过程中是水通电分解生成氢气和氧气，其能量转化形式为太阳能转化为化学能（或氢能）；
（3）根据流程图可知，反应Ⅱ发生反应是氢气和二氧化碳在二硫化钼（MoS2）催化作用下生成甲醇和水，反应的化学方程式为：；
（4）我国能源的开发与利用向低碳（或零碳）的方向发展。
故答案为：（1）CO2；
（2）太阳能转化为化学能（或氢能）；
（3）；
（4）低碳（或零碳，答案不唯一）。
36．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，后者将氢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）电解水制氢气的化学方程式为 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（2）属于“绿氢”和“紫氢”的分别是 a 和 c （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 分子之间存在间隔 。
（4）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”属于 化学 （填“物理”或“化学”）储氢。
（6）写出氧气的一种应用 支持燃烧（答案不唯一） 。
【答案】（1）2H2O2H2↑+O2↑；
（2）a；c
（3）分子之间存在间隔；
（4）低温液态；
（5）化学
（6）支持燃烧（答案不唯一）
【解答】解：（1）水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑；故答案为：2H2O2H2↑+O2↑；
（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”。故答案为：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。故答案为：分子之间存在间隔；
（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。故答案为：低温液态；
（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。故答案为：化学；
（6）氧气有助燃性，可支持燃烧；氧气能供给呼吸，用于医疗急救等（答案不唯一）。故答案为：支持燃烧（答案不唯一）。
37．阅读科普短文，回答下列问题。
新能源汽车已经走进了我们的生活。与传统汽车使用化石燃料不同，新能源汽车的能量来源更加多元化。电动汽车：电池能为电动汽车提供动力，几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量；乙醇汽车：乙醇汽车以乙醇为燃料，乙醇可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物、植物秸秆大量提取；此外，还有氢内燃车、太阳能汽车等。我国新能源汽车发展迅速，未来可期。
（1）乙醇汽车以乙醇为燃料，乙醇的化学式为 C2H5OH 。
（2）由图可知，锂电池优于铝空电池的性能指标是 循环寿命 。
（3）下列说法不正确的是 C （填序号）。
A．据图可知，铝空电池的单位体积的电池所具有的能量最大
B．农业大国盛产薯类和玉米，有利于推广乙醇汽车
C．报废的电动汽车电池，要及时用土进行掩埋处理
（4）太阳能电池需要大量的单质硅（Si），单质硅（Si）是由石英固体（SiO2）与碳在高温条件下反应制得的，同时生成一种有毒的可燃性气体，该反应的化学方程式为 。
【答案】（1）C2H5OH；
（2）循环寿命；
（3）C；
（4）。
【解答】解：（1）乙醇的化学式为C2H5OH；
（2）根据图示分析，锂电池的循环寿命优于铝空电池；
（3）A、依据图示可知，铝空电池的能量密度最大，则提供相同能量时，铝空电池的体积最小，故A说法正确；
B、乙醇可通过薯类和玉米发酵制得，则农业大国盛产薯类和玉米，有利于推广乙醇汽车，故B说法正确；
C、报废电池属于有害垃圾，应集中回收处理，不能用土掩埋处理，会造成土壤污染、地下水污染，故C说法错误；
（4）由石英固体（SiO2）与碳在高温条件下反应制得的，同时生成单质硅和一种有毒的可燃性气体，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Si、O、C，生成物中也应含Si、C、O，则生成的可燃性气体为一氧化碳，即二氧化硅与碳高温条件下反应生成硅和一氧化碳，反应的化学方程式为：。
故答案为：（1）C2H5OH；
（2）循环寿命；
（3）C；
（4）。
38．阅读科普短文。
近年来，各地聚焦新能源汽车领域，把发展新能源汽车作为推动制造业转型升级的重要抓手。
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。燃油汽车的燃料燃烧不仅产生大量二氧化碳，还会释放一氧化碳等有害物质。发展新能源汽车是降低燃料消耗量、改善大气环境的重要举措。2021﹣2023年，我国不同动力类型汽车销量占比见图1。
纯电动汽车因其能源利用率高、结构简单、噪音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亚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）。
（1）纯电动汽车的优点有 能源利用率高 （写一条）。
（2）天然气充分燃烧的化学反应方程式为 。
（3）根据短文，下列说法不正确的是 BD （填字母）。
A．使用燃油汽车会造成空气污染
B．2021﹣2023年，我国燃油汽车和纯电动汽车的销量占比均逐年增加
C．新能源汽车有助于减少空气污染和温室气体排放
D．纯电动汽车电池中的磷酸亚铁锂（LiFePO4）属于金属材料
（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， 电池使用寿命随放电倍率的增加先降低后增大；放电倍率相同时，添加2 CNT导电剂的电池使用寿命更长 。
【答案】（1）能源利用率高；
（2）；
（3）BD；
（4）电池使用寿命随放电倍率的增加先降低后增大；放电倍率相同时，添加2 CNT导电剂的电池使用寿命更长。
【解答】解：（1）由题干信息可知，纯电动汽车具有能源利用率高、结构简单、噪音小等优点；
（2）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，该反应的化学方程式为：；
（3）A、燃油汽车的燃料燃烧不仅产生大量二氧化碳，还会释放一氧化碳等有害物质，会造成空气污染，不符合题意；
B、由图1可知，2021﹣2023年，我国燃油汽车的销量占比逐年减小，纯电动汽车的销量占比逐年增加，符合题意；
C、新能源汽车可以减少二氧化碳等温室气体的排放，同时可以减少一氧化碳等污染性气体的排放，可以减少空气污染，不符合题意；
D、金属材料包括纯金属和合金，磷酸亚铁锂不属于金属材料，符合题意。
故选BD；
（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，电池使用寿命随放电倍率的增加先降低后增大；放电倍率相同时，添加2 CNT导电剂的电池使用寿命更长。
故答案为：（1）能源利用率高；
（2）；
（3）BD；
（4）电池使用寿命随放电倍率的增加先降低后增大；放电倍率相同时，添加2 CNT导电剂的电池使用寿命更长。
39．【科普阅读理解】据央视新闻报道：2023年3月25日，我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。
光伏发电制氢：利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”。
固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成氢化镁（MgH2）。
固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，可实现能量的转化，为我们提供“绿电”。
能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。
随着绿色、循环、低碳等技术的不断发展，化学正在为建设美丽中国贡献巨大力量!
依据所给信息，回答下列问题：
（1）光伏发电得到的“绿氢”，主要通过 太阳能 产生的余电将水分解而获得。
（2）图中制氢装置内电解水反应的产物是氧气和 氢气 。
（3）镁属于 金属 （填“金属”或“非金属”）。镁在储氢过程中有化学变化发生，判断的依据是过程中生成了 氢化镁或MgH2 （填名称）。
（4）MgH2易与水发生反应生成Mg（OH）2（氢氧化镁）和H2，请写出MgH2与水反应的化学方程式为 MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑ 。据此，镁系合金储氢装置需要注意的安全问题之一是 防水 。
（5）除了“绿氢”“绿电”，化学对建设美丽中国的贡献还有 利用化学合成药物，保障人体健康（合理即可） 。
【答案】（1）太阳能；
（2）氢气；
（3）金属；氢化镁或MgH2；
（4）MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；防水；
（5）利用化学合成药物，保障人体健康（合理即可）。
【解答】解：（1）光伏发电制氢：利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”；
（2）电解水生成氢气和氧气；
（3）镁属于金属；镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成氢化镁，化学式为MgH2；
（4）MgH2易与水发生反应生成氢氧化镁和氢气，反应的化学方程式为：MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；因此镁系合金储氢装置需要注意的安全问题之一是防水；
（5）利用化学合成药物，保障人体健康，符合树立建设美丽中国的理念。
故答案为：
（1）太阳能；
（2）氢气；
（3）金属；氢化镁或MgH2；
（4）MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；防水；
（5）利用化学合成药物，保障人体健康（合理即可）。
40．阅读科普短文。
离子发动机即通常所说的“电火箭”，广泛应用于空间推进。传统的火箭发动机是通过燃料燃烧（如氢气燃烧），在尾部喷出高速气体实现向前推进。离子发动机采用同样的喷气式原理，将推进剂电离成粒子，粒子在电磁场中加速至高速喷出实现向前推进。目前，离子发动机主要使用氟（Kr）或氙（Xe）作推进剂，但成本太高。最新研究指出，加热固态碘使其升华成为气体，然后在高速电子的轰击下使其变成带正电的碘离子与自由电子，接着碘离子被加速至排气口排出，成功推动目标向前。碘的价格低廉、产量丰富、储存方便，有望成为离子发动机的高效推进剂。
（1）传统的火箭是通过燃料燃烧向前推进的，请写出有关反应的化学方程式： 2H2+O22H2O 。
（2）碘属于 非金属 元素（选填“金属”、“非金属”或“稀有气体”），固态碘升华时，碘分子间的间隙会 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）用碘作为离子发动机的高效推进剂的优点是 碘的价格低廉、产量丰富、储存方便 。
【答案】（1）2H2+O22H2O；
（2）非金属；变大；
（3）碘的价格低廉、产量丰富、储存方便。
【解答】解：（1）在点燃的条件下，氢气与氧气反应生成水，化学方程式为2H2+O22H2O；故答案为：2H2+O22H2O；
（2）由元素名称的偏旁“石”字可知，碘元素属于非金属元素，固态碘升华时，碘分子间的间隙会变大；故答案为：非金属；变大；
（3）用碘作为离子发动机的高效推进剂的优点是碘的价格低廉、产量丰富、储存方便；故答案为：碘的价格低廉、产量丰富、储存方便。
41．杭州努力打造“史上首届碳中和亚运会”。
材料1：开幕式主火炬使用燃料甲醇（CH3OH），可在常温常压下运输和使用，具有安全高效、排放相对清洁的特点。利用绿氢（经可再生能源制取的氢气）与烟气收集得到的二氧化碳在催化剂催化、高温条件下可制得甲醇和水，实现二氧化碳捕集利用和绿色甲醇燃料制备。
材料2：“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一，“碳捕捉技术”是指通过一定的方法，将工业中产生的CO2分离出来进行储存和利用的新工艺和技术。科学家设想利用碳酸钙与氧化钙之间的相互转化，在太阳能加热器的作用下“捕捉”与“释放”CO2，实现碳循环。“碳封存技术”是指将CO2捕捉、压缩后运输到指定的地点长期储存。目前正在研究的技术有：海洋封存——利用庞大的水体使海洋成为封存CO2的容器；地质封存——将CO2注入特定的地层等。
（1）制绿氢的过程中需要太阳能发电，是将太阳能转化为 电 能。大气中二氧化碳含量过高引发的主要环境问题是 温室效应增强 。
（2）写出氢气和二氧化碳制取甲醇的符号表达式 CO2+H2CH3OH+H2O 。
（3）碳酸钙高温分解产生氧化钙，生成的氧化钙具有疏松、多孔的结构特点，具有 吸附 性，且还能与CO2反应，故常用于捕集CO2。
（4）地质封存CO2的方法之一是将CO2和水在低温、高压条件下形成一种固态的二氧化碳水合物封存。该过程中CO2分子间间隔 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）电；温室效应增强。
（2）CO2+H2CH3OH+H2O。
（3）吸附。
（4）变小。
【解答】解：（1）在制绿氢的过程中，利用太阳能发电，这是将太阳能转化为电能的过程；而大气中二氧化碳含量过高，会加剧温室效应，导致全球气候变暖，从而引发一系列环境问题，如冰川融化、海平面上升等；故答案为：电；温室效应增强。
（2）由短文可知，二氧化碳和氢气在催化剂催化、高温条件下可制得甲醇和水，反应的符号表达式为CO2+H2CH3OH+H2O；故答案为：CO2+H2CH3OH+H2O。
（3）碳酸钙在高温下分解产生氧化钙和二氧化碳，生成的氧化钙具有疏松、多孔的结构特点，这使得它具有很好的吸附性，能够吸附并固定二氧化碳分子，同时，氧化钙还能与二氧化碳反应，进一步捕集和固定二氧化碳。因此，氧化钙常用于捕集二氧化碳；故答案为：吸附。
（4）当二氧化碳和水在低温、高压条件下形成一种固态的二氧化碳水合物时，这个过程中二氧化碳分子间的间隔会变小，这是因为固态物质中的分子排列更加紧密，分子间的距离比气态或液态时要小得多，所以，该过程中CO2分子间间隔变小；故答案为：变小。
42．阅读下面科普短文。
氢能是公认的高热值清洁能源。目前，氢气的来源如图1所示。化石资源制氢最为成熟。水煤气变换反应：CO+H2OCO2+H2，是化石资源制氢过称中的重要反应之一。北京大学团队研究了在不同温度下，多种催化剂对水煤气变换反应中CO转化率的影响，结果如图2所示。
电解水制氢过程简便，但造价高昂，利用太阳能制氢是未来的发展方向，“人造太阳”的探索也就应运而生。我国“人造太阳”大科学装置“东方超环”利用的是核聚变，当氘、氚核聚变温度达到1亿摄氏度、持续时间超过1000秒，就能形成持续反应，为水分解提供能量。2020年4月，“东方超环”实现了1亿摄氏度运行近10秒，取得重大突破。除了氢气的生产，其运输、储存和利用等仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。依据文章内容回答下列问题。
（1）目前氢气的主要来源是 化石资源制氢 ，电解水的化学方程式 2H2O2H2↑+O2↑ 。
（2）图2中，催化剂为2%Au/a﹣MoC时，CO转化率和温度的关系是 在其他条件相同时，温度范围在50℃～400℃之间，CO转化率随温度的增大先上升再下降 。
（3）根据下表信息可知氘、氚都属于氢元素，理由是 氘和氚的质子数为1，属于相同质子数的一类原子，都属于氢元素 。
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氘 1 1 1
氚 1 2 1
（4）下列说法正确的是 BCD （填序号）。
A.a﹣MoC可使CO转化率接近100%
B.水电解制氢的不足是造价高昂
C.利用太阳能制氢是未来发展方向
D.“东方超环”利用核聚变提供能量
【答案】（1）化石资源制氢；2H2O2H2↑+O2↑；
（2）在其他条件相同时，温度范围在50℃～400℃之间，CO转化率随温度的增大先上升再下降；
（3）氘和氚的质子数为1，属于相同质子数的一类原子，都属于氢元素；
（4）BCD。
【解答】解：（1）由题干材料可知，目前化石资源制氢最为成熟；水在通电的条件下分解为氢气和氧气，化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑；故填：化石资源制氢；2H2O2H2↑+O2↑；
（2）由图2中的信息可知，催化剂为2% Au/α﹣MoC时，CO转化率和温度的关系是在其他条件相同时，温度范围在50℃～400℃之间，CO转化率随温度的增大先上升再下降；故填：在其他条件相同时，温度范围在50℃～400℃之间，CO转化率随温度的增大先上升再下降；
（3）元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称，氘和氚的质子数为1，属于相同质子数的一类原子，都属于氢元素；故填：氘和氚的质子数为1，属于相同质子数的一类原子，都属于氢元素；
（4）A．由图2信息可知，α﹣MoC可使CO转化率接近70%，选项说法错误；
B．水电解制氢需要消耗大量的电能，该方法的不足是造价高昂，选项说法正确；
C．太阳能取之不尽、用之不竭，所以利用太阳能制氢是未来发展方向，选项说法正确；
D．由题干材料可知：“东方超环”利用核聚变提供能量，选项说法正确。
故填：BCD。
43．目前，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。氢能是人类未来的理想能源之一，氢气的发现、制取、利用等意义重大。
（1）发现氢气：1766年，英国科学家卡文迪许用铁与稀盐酸作用，制得了“易燃空气”。1787年拉瓦锡将H2O（g）[表示水蒸气]通过一根烧红的铁制枪管，同样得到“易燃空气”。他将“易燃空气”命名为“生成水的元素”，即氢。
①文中“易燃空气”是指 H2 （填化学式）。
②拉瓦锡实验中，枪管内壁有黑色固体（四氧化三铁）生成，该反应的化学方程式为 。
（2）制取氢气：利用太阳能等可再生能源“绿色”制氢，一种以NiFe2O4为催化剂制氢的反应原理如图1所示。
反应Ⅰ中NiFe2O4 参加 （填“参加”或“未参加”）化学反应。
（3）利用氢气：氢燃料电池的工作原理示意图如图2所示：
①将氢气送到燃料电池中，经过催化剂的作用，通过质子交换膜，再与氧气反应，同时产生电流。该电池能将 化学能 转化为电能，氢燃料电池中发生反应的化学方程式为 。
②质子交换膜中只允许一种微观粒子通过，该微观粒子为 B （填字母序号）。
A．e B．H+ C．O2
【答案】（1）①H2； ②。
（2）参加。
（3）①化学能；；②B。
【解答】解：（1）①拉瓦锡将“易燃空气”命名为“生成水的元素”，即氢，则文中“易燃空气”是指氢气；
②拉瓦锡实验中，枪管内壁有黑色固体（四氧化三铁）生成，则该反应为铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，该反应的化学方程式为：；
（2）由图可知，反应Ⅰ中NiFe2O4与甲烷反应生成NiO、FeO、一氧化碳和氢气，则NiFe2O4参加化学反应；
（3）①将氢气送到燃料电池中，经过催化剂的作用，通过质子交换膜，再与氧气反应，同时产生电流。则该电池能将化学能转化为电能；氢燃料电池中发生反应为氢气和氧气在催化剂的作用下反应生成水，该反应的化学方程式为：；
②由图可知，氢分子分解为氢原子，氢原子失去电子形成氢离子，氢离子通过质子交换膜进入另一端，电子通过导线到达另一端，然后氢离子与电子、氧原子结合为水分子，则质子交换膜中只允许一种微观粒子通过，该微观粒子为氢离子。
故答案为：（1）①H2； ②。
（2）参加。
（3）①化学能；；②B。
44．建设海南自贸区，要坚持“绿色、循环、低碳”的理念，为此海南省政府采取了系列相关措施。
（1）写出使用新能源汽车对环境保护的重要意义；
（2）列举两种适合海南推广使用的新能源。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）新能源汽车既能减少化石燃料的使用，从环保的角度看，可以减少污染物的排放，有利于保护空气质量；故填：减少空气污染；
（2）海南作为一个海岛，适宜推广使用风能、太阳能、潮汐能、核能、氢能等新能源；故填：风能、核能（或太阳能、潮汐能、氢能等）。
45．化石燃料面临枯竭，目前人们正在利用和开发的新能源有哪些？（至少答三种）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：目前，人们正在利用和开发的新能源主要有以下几种：
①太阳能：太阳能是一种广泛存在、几乎无穷无尽的能源，通过太阳能电池板等设备，我们可以将太阳能转化为电能或热能进行利用，太阳能具有清洁、无污染、可再生的优点，是未来能源的重要组成部分；
②风能：风能是另一种广泛存在、可再生的能源，通过风力发电机等设备，我们可以将风能转化为电能进行利用，风能具有环保、低碳、可再生的特点，是替代化石燃料的重要选择之一；
③地热能：地热能是地球内部蕴藏的巨大热能，通过地热发电等技术，我们可以将地热能转化为电能进行利用，地热能具有稳定、可靠、可再生的特点，是未来能源的重要补充；除了以上三种新能源外，人们还在积极研究和开发其他新能源，如潮汐能、生物质能、核聚变能等。这些新能源的利用和开发将有助于缓解能源危机、减少环境污染、推动经济社会的可持续发展；
故答案为：太阳能、风能、潮汐能（合理即可）
46．请回答下列问题。
（1）自燧人氏发明了钻木取火，火的运用成为我们生活中不可缺少的一部分。
①火折子是古代的一种取火用具（如图所示），内置带火星的火种及硝、硫磺、磷等物质，使用时打开竹筒，用嘴一吹就复燃。但吹的时候要短促、有力，送气量要大，目的是 提供充足的氧气 。
②现在可用火柴替代火折子，火柴头中含有氯酸钾、二氧化锰、红磷和硫等物质，点燃时有白烟生成，白烟的成分是 P2O5 （填化学式）。
③我国新研发的森林灭火电磁炮，可将装有超细干粉灭火剂炮弹打到森林大火中，覆盖在可燃物表面，其灭火原理是 隔绝氧气（或者空气） 。为防止火灾发生，游客进入森林旅游时应注意 禁止带火种，严禁烟火（合理即可） 。
（2）2025年某汽车厂将停止销售传统燃油车，新能源汽车发展成为主要趋势。
①下列不属于新能源的是 B （填序号）。
A．氢能
B．汽油
C．生物质能
②乙醇是一种生物燃料，它是 可再生 （填“可再生”或“不可再生”）能源。乙醇在空气中完全燃烧反应的化学方程式为 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 。
【答案】（1）①提供充足的氧气；
②P2O5；
③隔绝氧气（或者空气）；禁止带火种，严禁烟火（合理即可）；
（2）①B；
②可再生；C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
【解答】解：（1）①吹气的时候要短促、有力，送气量要大，目的是提供足够多的氧气，使可燃物和氧气充分接触，从而复燃。
②点燃时，硫燃烧生成二氧化硫气体，磷燃烧生成白色固体小颗粒五氧化二磷，烟是固体小颗粒，所以白烟的成分是P2O5。
③超细干粉灭火剂炮弹打到森林大火中，覆盖在可燃物表面，其灭火原理是隔绝氧气（或者空气）。为防止火灾发生，游客进入森林旅游时应注意禁止带火种，严禁烟火。
（2）①汽油是化石燃料，不属于新能源，氢能、生物质能属于新能源。
②乙醇是一种生物燃料，以植物的果实、种子等发酵、蒸馏得到，乙醇燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和水是绿色植物光合作用的原料，所以它是可再生能源。乙醇在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O。
47．阅读下列科普材料，回答问题。
电动汽车越来越多的走进百姓家庭。电动汽车的电池是磷酸亚铁锂（人们习惯也称其为磷酸铁锂）电池，是一种使用磷酸亚铁锂（LiFePO4）作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池，单体额定电压为3.2V，充电截止电压为3.6V～3.65V。
充电过程中，磷酸亚铁锂中的部分锂离子脱出，经电解质传递到负极，嵌入负极碳材料；同时从正极释放出电子，自外电路到达负极，维持化学反应的平衡。放电过程中，锂离子自负极脱出，经电解质到达正极，同时负极释放电子，自外电路到达正极，为外界提供能量。
LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质．一般用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6.磷酸铁锂电池中含有的LiPF6、有机碳酸酯、铜等化学物质均在国家危险废物名录中。LiPF6有强烈的腐蚀性，遇水易分解产生HF；有机溶剂及其分解和水解产物会对大气、水、土壤造成严重的污染，并对生态系统产生危害；铜等重金属在环境中累积，最终通过生物链危害人类自身；磷元素一旦进入湖泊等水体，极易造成水体富营养化。由此可见，如若对废弃的磷酸铁锂电池不加以回收利用，对环境及人类健康都是极大危害。
（1）LiFePO4中Li的化合价是： +1 。
（2）制备电解质的中间产物PF5与水反应生成HF（氢氟酸）和磷酸（H3PO4），请写出该反应的化学方程式： PF5+4H2O＝5HF+H3PO4 。
（3）充电过程中电子的流向为： 正极→负极 （选填：“正极→负极”或“负极→正极”）。
（4）你认为电动汽车是否环保，谈谈你的看法： 不环保，其废弃电池对环境及人体有不良影响（或不环保，应增强废弃电池的回收意识）（其它合理答案均可） 。
【答案】（1）+1；
（2）PF5+4H2O＝5HF+H3PO4；
（3）正极→负极；
（4）不环保，其废弃电池对环境及人体有不良影响（或不环保，应增强废弃电池的回收意识） （其它合理答案均可）。
【解答】解：（1）磷酸亚铁锂（LiFePO4）中，铁元素显+2价，磷元素显+5价，氧元素显﹣2价，设Li的化合价为x，则：
x+（+2）+（+5）+（﹣2）×4＝0，x＝+1；故填：+1；
（2）PF5与水反应生成HF（氢氟酸）和磷酸（H3PO4），该反应的化学方程式为：PF5+4H2O＝5HF+H3PO4，故填：PF5+4H2O＝5HF+H3PO4；
（3）充电过程中，磷酸亚铁锂中的部分锂离子脱出，经电解质传递到负极，嵌入负极碳材料；同时从正极释放出电子，自外电路到达负极，维持化学反应的平衡。因此充电过程中电子的流向为正极→负极；故填：正极→负极；
（4）电动汽车并不环保，因为电动汽车废弃电池对环境及人体有不良影响，应增强废弃电池的回收意识等；故填：不环保，其废弃电池对环境及人体有不良影响（或不环保，应增强废弃电池的回收意识） （其它合理答案均可）。
▉题型5 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．
48．2023年10月26日，北京航天飞行控制中心拍摄了神舟十七号航天员乘组和神舟十六号航天员乘组的“全家福”。下列可作为火箭理想燃料的是（ ）
A．氢气 B．酒精 C．液氧 D．一氧化碳
【答案】A
【解答】解：A、氢气具有可燃性，燃烧热值高，产生只有水，对环境无污染，可作为火箭理想燃料，故选项正确；
B、酒精具有可燃性，燃烧生成二氧化碳和水，但热值低，不能作为火箭理想燃料，故选项错误；
C、液氧不具有可燃性，不能作为燃料，故选项错误；
D、一氧化碳具有可燃性，但热值低，不能作为火箭理想燃料，故选项错误。
故选：A。
49．下列关于物质的性质和用途说法不正确的是（ ）
A．氢气用于火箭发射，是利用氢气的可燃性
B．氮气用来保护粮食，是利用氮气常温下化学性质稳定
C．稀有气体充入霓虹灯，是利用稀有气体化学性质
D．白磷易自燃，而红磷需在点燃的条件下燃烧，是因为两者的化学性质不同
【答案】C
【解答】解：A、氢气具有可燃性，可以被用作火箭发射的燃料，故A正确。
B、氮气常温下不活泼，氮气用来保护粮食，是利用氮气常温下化学性质稳的性质，不能与粮食发生化学反应，故B正确；
C、稀有气体充入霓虹灯，是利用稀有气体通电能发出不同颜色的光的性质，该性质属于物理性质，故C错误；
D、白磷易自燃，而红磷需在点燃的条件下燃烧，是因为两者的化学性质不同，故D正确；
故选：C。
50．中国空间站的建成标志着中国从航天大国迈向了航天强国，如图。
（1）火箭燃料。发射梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭采用低温液氢液氧环保型推进剂作为动力来源。氢气与氧气反应的化学方程式为 2H2+O22H2O ，液氢液氧推进剂被称为“环保型推进剂”的原因是 反应生成水，无污染 。
（2）太空空调。石墨烯可用于航天器在轨运行时的设备温度控制，利用了其具有良好的 导热 性。石墨烯是一种由碳原子构成的单层结构的新材料，其与金刚石的物理性质差异较大，从微观角度分析，原因是 碳原子排列方式不同 。
（3）太空能源。中国空间站的能量主要来自于柔性太阳电池翼，该电池翼应用了我国自主研发的砷化镓太阳能技术，可将 太阳能 转化成电能。镓原子结构示意图如图，其中x＝ 18 。
（4）太空清洁。科学家正在研究向太空发射航天器，用大网“捕捉”太空垃圾然后将其推入大气层，使其与大气层摩擦产生热量，进而焚毁。“摩擦”为太空垃圾燃烧提供的条件是 温度达到着火点 。
【答案】（1）2H2+O22H2O；反应生成水，无污染；
（2）导热；碳原子排列方式不同；
（3）太阳能；18；
（4）温度达到着火点。
【解答】解：（1）氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，化学方程式中小学教育资源及组卷应用平台
第十一单元 第二节 化学与能源开发
题型1 电解水实验 题型2 微粒观点及模型图的应用
题型3 常见能源的种类、能源的分类 题型4 资源综合利用和新能源开发
题型5 氢气的用途和氢能的优缺点
▉题型1 电解水实验
【知识点的认识】
电解水实验如图所示：
1．实验用品有：水槽、试管、直流电、石墨电极（正极不能用铜等金属或与氧气反应的电极）、12V的直流电源．
2．实验过程及现象：按照上面的实物图所示，连接好装置．为增强水的导电性，可在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液（一般不加氢氧化钠溶液，容易起泡沫）．闭合电路后，会看到试管内的电极上出现气泡，过一段时间，与电源正（氧气），负极（氢气）相连的试管产生的气体体积比约为1：2．（氧气的密度为1.429g/mL，氢气的为0.089g/mL；通过计算可得氧气与氢气的质量比为8：1，氢，氧两种分子和原子个数比都是2：1）．可简单概括为：“正氧负氢1：2，质量比为8：1”．
3．该实验结论或推论有：
（1）水由氢、氧两种元素组成．
（2）水（分子）中，氢、氧两种元素的原子个数比为2：1，两气体的分子个数比为2：1、体积比为2：1．
（3）水通电生成氢气、氧气，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气．该反应的化学方程式为2H2O通电 2H2↑+O2↑．
（4）化学反应前后，原子种类、个数不变，元素种类不变．
（5）在化学变化中，分子可分，而原子不可分．
（6）化学反应的实质是在化学变化中分子分解成原子，原子重新组合成新的分子（或聚集后直接构成物质）
（7）分子是保持物质化学性质的最小粒子．
（8）原子是化学变化中的最小粒子．
（9）氧气是由氧元素组成；氢气是由氢元素组成．
（10）水是由水分子构成的；一个水分子是由二个氢原子和一个氧原子构成；一个氢气分子是由二个氢原子构成；一个氧气分子是由二个氧原子构成．
（11）水是纯净物中的化合物中的氧化物，氧气和氢气是纯净物中的单质．
（12）该实验中发生的化学反应属于分解反应．
4．电解水时的误差分析，即氧气、氢气的体积比小于1：2，其原因主要有如下三个：（1）氧气、氢气在水中的溶解度不同造成的．由于氧气的溶解度比氢气的稍大些，导致氧气、氢气的体积比小于1：2．（2）电极的氧化造成的．当使用金属电极进行实验时，由于氧气的化学性质比较活泼，所以有可能有一部分氧气在电极处与电极发生了反应，使氧气损耗了一部分；导致氧气、氢气的体积比小于1：2．（3）电极产生副反应等造成的．如用稀硫酸溶液作电解液，可能会有下列副反应发生：H2SO4＝H+，在阴极：2H++2e＝H2；在阳极：22e＝H2S2O8（过二硫酸），H2S2O8+H2O＝H2SO4+H2SO5（过一硫酸），H2SO5+H2O＝H2O2+H2SO4；生成的过氧化氢在酸性溶液中较稳定，不易放出氧气．从而使生成的氢气增多了，导致氧气、氢气的体积比小于1：2．
克服的办法是，在电解液中加入碱比加入酸的误差会小些．或者事先将电解液用氧气饱和，可以消除因溶解度不同而产生的误差，或者电极不能是金属或易与氧气、氢气反应的，等等．
佛山探索利用电解水、超临界水蒸煤等制氢技术，研发全球首创的氨氢高温窑炉零碳燃烧技术。回答1﹣1题。
1．下列有关“电解水”实验叙述正确的是（ ）
A．正、负极产生的气体质量比为1：8
B．实验可证明水是由氢气和氧气组成
C．水中加入少量NaOH溶液以增强导电性
D．本实验需注意排气通风（图乙）
▉题型2 微粒观点及模型图的应用
【知识点的认识】
微粒观点的应用就是从物质的微粒性角度来分析解决实际问题．也就是，运用分子、原子或离子等微观粒子的知识来分析解释实际问题．例如，水受热变成了水蒸气，是由于水受热时，水分子获得的能力大，运动加剧，分子间隔逐渐变大，从而使水由液态变成了气态．
而模型图的应用是指把看不见的、抽象的微观粒子，用能够看到的模型图的形式形象展现出来，以便用来解释抽象的概念、化学反应或实际问题等．例如，分析图1中的模型图可知：（1）A表示的是某种原子（因为原子模型之间没有连接起来）；当该原子是能够直接物质的原子（即金属元素的原子、稀有气体元素的原子和能够构成固态非金属的非金属元素的原子）时，该图还能表示由这种原子直接构成的单质．（2）B表示的是由同种原子构成的分子（因为原子模型之间连接起来了，即原子结合构成了分子），还表示由该分子构成的单质．（3）C表示的是由不同种原子构成的分子，还表示由该分子构成的化合物．（4）D表示的是两种由同种原子构成的不同的分子，还表示由这两种分子构成的混合物．（5）原子模型之间没有连接起来的表示是原子；原子模型之间连接起来的表示是分子（即原子结合构成了分子）．（6）单质是只含有一种原子或分子（指由同种原子构成的）的物质；化合物是只含有一种分子（指由不同种原子构成的）的物质；混合物是含有多种分子的物质．又如，分析图2中的模型图可知：（1）2个甲分子反应生成1个丙分子和3个乙分子．（2）参加反应的甲物质属于化合物，反应生成的丙物质和乙物质都属于单质．（3）该反应中原子的种类发生了改变．（4）根据质量守恒定律可推知，1个乙分子中含有2个A原子．（5）甲、乙、丙的化学式分别是BA3（或A3B）、A2和B2．（6）该反应的化学方程式是2BA3（或A3B）＝B2+3A2（由于不知条件和物质的状态，所以暂时不够全面）．（7）该反应的类型是分解反应．
“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。完成下面小题。
2．在催化剂作用下，过氧化氢可将甲烷转化为含氧有机物，其微观过程如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．过程1中发生的反应为CH4+H2O2H2O+CH3OH
B．过程2反应前后分子的数目保持不变
C．过程2生成的有机物分子中碳、氧原子的个数比为1：2
D．反应结束后催化剂的质量增大
佛山探索利用电解水、超临界水蒸煤等制氢技术，研发全球首创的氨氢高温窑炉零碳燃烧技术。回答3﹣3题。
3．如图为超临界水蒸煤制氢的微观示意图，下列叙述不正确的是（ ）
A．元素观：反应前后元素种类不变
B．分类观：反应前后都包含氧化物
C．守恒观：反应前后分子个数不变
D．转化观：该反应属于还原反应
▉题型3 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．
4．中国传统文化蕴藏丰富的化学知识，下列解读正确的是（ ）
A．《汉书》：“高奴县有洧水可燃”，“洧水”指的是石油，属于可再生能源
B．“朱门酒肉臭，路有冻死骨”，酒肉变臭是缓慢氧化的过程
C．“众人拾柴火焰高”是指可燃物越多，着火点越低，燃烧就会越剧烈
D．《天工开物》：“凡石灰，经火焚炼为用”，“石灰”指的是CaCO3，属于氧化物
5．化学与生活、环境、能源等息息相关，下列说法正确的是（ ）
A．烧开水时，水转化为水蒸气后水分子间隔变大
B．煤、石油、天然气都是可再生能源
C．高层建筑物起火，乘坐电梯快速逃生
D．CO2会造成温室效应，也可以供给呼吸
6．化学在环境保护和能源利用等方面起着重要的作用，下列说法不正确的是（ ）
A．煤、石油和沼气都属于不可再生的化石燃料
B．图书馆内图书起火，用二氧化碳灭火器灭火
C．化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化
D．煽风点火是促进空气流通，提供充足的氧气使之燃烧
7．能源是人类发展的基础。下列属于不可再生能源的是（ ）
A．风能 B．氢能 C．石油 D．潮汐能
8．下列能源属于不可再生资源的是（ ）
A．化石燃料 B．太阳能 C．风能 D．水能
9．燃料和能源与生活息息相关，下列说法正确的是（ ）
A．燃气灶火焰出现黄色，锅底出现黑色时，可增大灶具进风口
B．炒菜时油锅着火，应立即用水浇灭
C．“钻木取火”的原理是通过摩擦生热提高木材的着火点
D．石油是一种清洁能源，也是一种可再生能源
阅读下列材料，完成6 7题：
“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。
10．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
11．总结是化学学科的基本方法之一。下列知识内容的总结不正确的一组是（ ）
A．化学与环境：“碳达峰”“碳中和”的碳指的是CO2，它是引起温室效应的主要气体
B．化学与能源：煤和石油是化石燃料，属于可再生能源，要合理开发与利用
C．化学与生活：炒菜时油锅着火，不能用水浇灭
D．化学与安全：进入溶洞地窖时，需要点火把照明
12．2022年我国新能源汽车销量达到688.7万辆，连续8年居全球第一，下列属于清洁能源的是（ ）
A．石油 B．煤 C．天然气 D．太阳能
13．下列说法正确的是（ ）
A．煤、石油都是储量丰富的可再生能源
B．电线老化着火，马上用水浇灭
C．家用液化石油气泄漏，先关闭阀门
D．水灭火的原理是降低可燃物的着火点
14．阅读科普短文，回答下列问题。
近年来，我国载人航天事业取得了举世瞩目的成就。在太空中，如何补充宇航员吸入的氧气和处理呼出的二氧化碳气体，是科学家需要解决的问题。
在空间站中，利用太阳能电池板提供的电能，通过电解水制备氧气，利用分子吸附技术，吸收航天员呼出的二氧化碳，同时利用舱内外压强差实现二氧化碳的脱附，将其排入太空。
北京时间2023年5月10日采用液氧加煤油作为推进剂的长征七号遥七运载火箭搭载天舟六号货运飞船在我国文昌航天发射场点火发射成功。10月26日神舟十七号载人飞船发射成功。我国神舟十七载人飞船座舱通过专用风机将座舱空气引入净化罐，利用无水氢氧化锂吸收二氧化碳，生成碳酸锂和水，然后净化后的空气再重新流回舱。
（1）保持液氧化学性质的最小粒子是 ；发动机点火后煤油燃烧，从燃烧条件的角度分析，点火的作用是 ；航天煤油是从石油分离出来的，石油属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）飞船太阳能帆板工作过程中，将太阳能转化为 。
（3）请写出LiOH吸收CO2反应的化学方程式 。
15．我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国为担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动。
任务一：调查碳排放
（1）调查发现，全社会的碳排放80%以上来自能源活动。将化石能源转化为清洁能源、开发可再生能源等为能源利用开辟了新途径。请列举一种可再生能源： 。
任务二：探究碳固定
Ca（OH）2吸收CO2可以“固碳”。为了探究CO2浓度对固碳速率的影响，小组同学将Ca（OH）2粉末与少量蒸馏水混合均匀，压制成形状一样的固碳样品块，在相同条件下进行实验，数据如图所示：
（2）Ca（OH）2“固碳”的原理为 （用化学方程式表示）。
（3）由上图曲线得出的结论是 ，固碳速率越大。
任务三：计算碳转化
我国科学家利用CO2直接合成乙醇（C2H5OH）的研究已取得重大突破，其反应的化学方程式为：2CO2+6H2C2H5OH+3H2O。
（4）用上述方法处理44kgCO2，完全转化生成乙醇（C2H5OH）的质量为？（根据化学方程式计算，写出计算过程）
▉题型4 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：．
16．氢气是未来的重要能源，科学家们用以下方法尝试解决氢气储存和运输困难的问题，图1是将风力发电产生的电能用于电解水制取氢气，图2是用Ni﹣Fe双金属催化剂将H2转化为CH4的微观示意图，下列说法错误的是（ ）
A．图1中的能量转化为风能→电能→化学能
B．图1中电解水的反应前后分子的种类和数目改变
C．图2中参加反应的H2和生成CH4的分子个数比为4：1
D．图2中保持甲烷化学性质的微粒是碳原子和氢原子
17．下列不属于新能源的是（ ）
A．地热能 B．太阳能 C．石油 D．风能
佛山探索利用电解水、超临界水蒸煤等制氢技术，研发全球首创的氨氢高温窑炉零碳燃烧技术。回答18﹣18题。
18．氢能产业推动绿色能源的可持续发展。下列关于能源利用与开发叙述不合理的是（ ）
A．氢能的最大优点是环保，无污染
B．降低化石能源在能源结构中比例
C．工业上大力发展风能和核能发电
D．开采可燃冰时无需注意甲烷泄漏
19．氢气作为能源，正在受到越来越多的关注。氢能不属于（ ）
A．化石能源 B．可再生能源
C．清洁能源 D．新能源
20．“化学链热烧”技术是能源领域研究的热点之一。基于CaSO4载氧体的“化学链燃烧”过程如图所示，相比直接燃烧甲烷，对该技术的评价错误的是（ ）
A．减少爆炸风险，更安全
B．反应更充分，减少能量损耗
C．消耗等质量甲烷，参加反应氧气较少
D．有利于获得较纯净的二氧化碳
21．现代社会对能源的需求越来越大，下列说法不正确的是（ ）
A．物质燃烧过程中既有物质变化又伴随着能量变化
B．可燃冰的大量发现表明化石燃料是一种取之不尽、用之不竭的能源
C．车用乙醇汽油可在一定程度上减少汽车尾气的污染
D．人们正在利用和开发的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等
22．我国南海海底发现巨大的“可燃冰”分布带．目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2倍，“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4 H2O）．请结合初中化学知识判断下列说法正确的是（ ）
A．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性
B．可燃冰的发现为我国使用高效新能源开辟了广阔的前景
C．可燃冰的主要成分是固态水
D．可燃冰由四种元素组成
23．下列能源中，不会对环境造成污染且取之不尽的天然能源 的是（ ）
A．氢气 B．太阳能 C．天然气 D．石油
24．从古至今，人类的生活生产离不开燃料的利用。
Ⅰ.木柴
（1）《庄子 外物篇》载：“木与木相摩则燃”，原因是 。
Ⅱ、油
（2）诗人陆游曾记载：“书灯惟瓷盏最省油，蜀中有夹瓷盏（如图）。一端做小窍，注清冷水于其中，每夕一易之……可省油之半”。水减少的原因是 。
Ⅱ、煤
（3）《天工开物》记载：“凡取煤经历久者………初见煤端时，毒气灼人。”“毒气”俗名为瓦斯，其主要成分是甲烷，写出甲烷在空气中燃烧的化学方程式 。
Ⅳ、可燃冰
（4）可燃冰的主要成分是高压、低温条件下形成的甲烷水合物。可燃冰主要分布在海底和冻土层，下列选项中，可能存在可燃冰的是 （填字母）。
A.长江中下游平原
B.四川盆地
C.青藏高原
D.南海
25．《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转变。如图是不同年份中世界能源占比结构图。
可燃冰外观像冰，主要成分含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含有少量二氧化碳等气体，被广泛认为是一种具有巨大潜力的替代能源。我国是全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。“可燃冰”的开发既复杂又相当危险。在天然气水合物开采过程中对温度、压强条件的控制极难，如果控制不好，就可能导致温室效应的加剧、海洋生态的变化以及海底滑塌事件等环境问题。
请回答下列问题。
（1）比较2015、2030、2050年能源结构。化石能源占比日益减少的是 、 。
（2）天然气是比较清洁的能源，其主要成分燃烧的化学方程式为 。
（3）人们正在利用和开发的新能源有 （写一种）。
（4）减少CO2排放已成为全球共识。下列做法符合低碳理念的是 （填字母）。
A．随手关灯
B．节约用纸
C．多使用一次性木筷
（5）如果开采天然气水合物过程泄漏会引起 。（填写一点）
26．能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。
（1）目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油、 等。
（2）节约化石能源、减少对环境的影响是能源进一步利用和开发的重点。某品牌汽车使用相同标号的乙醇汽油和普通汽油时，每百公里油耗和CO排放量的数据如下表。由表中数据可知，乙醇汽油对环境更友好的理由是 。
项目 平均油耗/L CO排放量/g
乙醇汽油 11.8 1.358
普通汽油 11.8 2.108
（3）乙醇是可再生能源，乙醇在空气中充分燃烧的化学方程式为 。
（4）下列属于新能源的是 （填序号）。
A．潮汐能
B．太阳能
C．风能
27．第19届亚运会在杭州顺利举办，主火炬使用的燃料为甲醇（CH3OH），是将焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳在催化条件下反应而制得，同时产生水。由于制备和燃烧过程中，二氧化碳的净排放为零，因此被称为“零碳甲醇”。
（1）甲醇中C、H元素的质量比为 。
（2）写出制备“零碳甲醇”的化学反应方程式 。
（3）杭州亚运会各场馆的所有电力供应均为“绿电”，“绿电”的主要来源为新能源。下列可作为“绿电”来源的是 （填序号）。
A．风能
B．煤炭
C．太阳能
28．能源的开发、储存和综合利用是世界各国科学家关注的重大课题。
（1）化石能源在我们的生产生活中广泛使用，其开发和利用大大推动社会的发展。化石能源包括 、石油、天然气，但化石能源是有限的，我们需要寻找新能源，目前使用的新能源有 （填一种）。
（2）燃烧是化学能转化为热能的常见形式，图一、图二是关于燃烧条件探究的实验。
①图一铜片上的白磷能燃烧，红磷不能燃烧，由此现象能得出的燃烧条件是 。
②破坏燃烧条件可以灭火，避免火灾。图二所示的“火立熄”接触到火焰3～5秒后炸开，释放的粉末覆盖在可燃物上，同时放出不可燃气体，使火焰熄灭。“火立熄”的灭火原理是 （填序号）。
A．清除可燃物
B．使可燃物与氧气隔绝
C．降低可燃物的着火点
（3）柴火灶是古代劳动人民智慧的结晶，内部结构如图三。从燃烧条件分析，通风口的作用是 ；下列关于柴火灶中烟囱的说法正确的是 （填字母）。
a.排走烟气，改善燃烧条件
b.若排烟口出现浓黑烟，则证明燃烧不充分
c.烟囱建高就可以消除污染
29．我国海域可燃冰试采成功，可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含少量二氧化碳等物质。
（1）可燃冰属于 （填“可再生能源”或“不可再生能源”）。
（2）科学家还在尝试一种开采可燃冰的新方法——置换开采法：向海底可燃冰层注入CO2换出可燃冰中的天然气，这种方法在环保方面的优点是 。（答一条即可）
（3）写出天然气燃烧的化学方程式 。
（4）“低碳”生活是一种生活态度，也是一种生活理念，请你写出一条生活中践行“低碳”生活的具体做法 。
30．阅读科普短文。
氨（NH3）是一种重要物质，可用作肥料，缓解了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。最初，为了找到合成氨反应合适的催化剂，人们做了数千次实验，发现铁触媒效果较好。在铁触媒作用下，工业上用体积比为1：3的氮气和氢气合成氨，当反应中氨的含量不再发生变化时，测得氨的含量分别与温度和压强的关系如图所示。
随着“双碳”目标（双碳，即碳中和与碳达峰的简称）的提出，氨作为氢的载体，能源化应用成为研究热点，氨正由肥料走向燃料。研究发现氨作为燃料，是一种比氢气更理想的能源。二者在相同条件下的物性参数对比见表。
表：氢气和氨气的物性参数对比
物性参数 H2 NH3
颜色、气味 无色、无味 无色、刺激性
沸点/℃ ﹣252.9 ﹣33.5
水中溶解度 难溶于水 极易溶于水
燃烧热/（kJ L﹣1） 12.77 17.10
爆炸极限/% 4～75 16～25
回答下列问题：
（1）分离液态空气可获得工业合成氨的原料气N2，该过程发生的是 （填“物理变化”或“化学变化”）。
（2）上述材料中合成氨反应合适的催化剂是 。
（3）参照上上图，按下列条件进行合成氨反应，最终氨的含量最高的是 。
A．2×107Pa、300℃
B．2×107Pa、500℃
C．4×107Pa、300℃
D．4×107Pa、500℃
（4）根据表1等相关信息，氨替代氢气作为燃料的优点有 （填一点即可）。
（5）氨气作为燃料燃烧可生成两种常见且无毒无害的产物，写出氨气燃烧的化学方程式 。
31．阅读科普短文。
液态阳光，是指利用太阳能和风能等可再生能源，将二氧化碳和水转化为以甲醇（CH3OH）为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源，实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如图。
2020年，我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。
甲醇作为液态阳光首要目标产物，能生产乙酸、烯烃等化学品，能用作内燃机燃料，也能用于燃料电池产生电能，还能通过重整反应释放出氢气。
（1）“液态阳光生产”首要目标产物是 。
（2）“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是 和CO2。
（3）可用NaOH溶液实现“碳捕获”，其反应的化学方程式为 。
（4）相比氢气，液体燃料甲醇的优点有 （写一条）。
（5）液体燃料甲醇燃烧的化学方程式为 。
32．科普阅读
我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。
光伏发电制氢：利用太阳能发电产生的余电将水分解并转化为氢气，得到“绿氢”。
固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生反应生成氢化镁（MgH2）。
固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，实现能量的转化，为我们提供“绿电”。
能源站通过氢能的制取、储存、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电过程中随机性、季节性波动强的难题。
依据所给信息，回答下列问题：
（1）光伏发电得到的“绿氢”，主要利用 发电产生的余电将水分解而获得。电解水制氢反应的化学方程式为 。
（2）镁系合金通过发生 变化（填“物理”或“化学”）储存氢气。氢化镁与水发生反应生成氢氧化镁和氢气，反应过程中氢化镁与氢气的微粒个数比为 ；据此推测，镁系合金储氢装置储氢时需要注意 。
（3）该技术帮助能源站解决了新能源发电过程中 的难题。
33．阅读科普短文。
氢能是一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的清洁能源，我国已经发布氢能15年规划，对氢能重点关注。
氢能的储存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，这些主要是从气体体积的改变和吸附气体来完成，相对技术上较为成熟，但成本高昂且能耗较大。化学法主要有金属氢化物储氢等。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，比低温液化储氢和高压储氢安全，并且有很高的储存容量。镁及其氢化物就是其中之一，其原理如图1所示，利用金属镁和氢气在300℃和高压条件下发生反应生成氢化镁（MgH2），然后氢化镁固体与水反应生成一种碱并放出氢气。不同温度下，加热等质量的MgH2释放H2的质量分数随时间变化如图2所示。
（1）用吸附气体来储氢是文中三种物理法中的 。
（2）镁基固态储氢技术的原理是 （用化学方程式表示）。
（3）在40min时，放氢量最少所对应的温度是 。
（4）化学法储氢相对物理法储氢的优点有 （任写一点）。
34．阅读下面科普短文。
甲醇（CH3OH）作为低碳燃料，在常温常压下为无色液体，具有燃烧高效、排放清洁、可再生等特点，运输及使用相对安全、便捷，是全球公认的新型能源。
2023年杭州亚运会首次使用甲醇做火炬燃料，实现了“零碳排放”。甲醇是利用电解水生成的氢气与工业废气捕捉的二氧化碳在一定条件下合成，其原理如图1所示。因为甲醇燃烧时生成的二氧化碳与合成甲醇时消耗的二氧化碳达到平衡，所以又被称为“零碳甲醇”。为探究影响甲醇产率的因素，研究人员在一定条件下，测定有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度变化的关系如图2所示。
甲醇作为一种能够破解能源安全和“双碳”难题的“超级燃料”，极具开发潜力，是中国能源多样化的“新灯塔”。依据文章回答下列问题。
（1）写出甲醇的一条物理性质： ；甲醇是全球公认的新型能源，它的优点是 （答两点即可）。
（2）根据图1写出由水制备氢气的化学方程式： 。
（3）补全甲醇燃烧的化学方程式： 。
（4）对比图2中两条曲线，得出的结论：在一定条件下，200℃～250℃范围内， 。
（5）参加反应的H2质量 （填“＞”或“＝”或“＜”）生成的甲醇中氢元素质量。
35．阅读科普短文。工业革命以来，大量化石能源的燃烧使二氧化碳等温室气体激增，引发全球变暖等问题。同时，传统能源面临短缺与安全风险。如何高效转化利用二氧化碳，将其变废为宝，对缓解能源危机、实现“碳达峰”“碳中和”战略意义重大。利用绿色氢气与二氧化碳制备甲醇（CH3OH）是一条重要的途径。我国科学家利用二硫化钼（MoS2）催化剂，成功实现了低温、高效、长寿命催化二氧化碳加氢制甲醇，为二氧化碳的低能耗、高效率转化开辟了新途径，其概念示意图如图所示。
近年来，我国能源转型升级驶入“快车道”，从风力发电到光伏电板再到氢能供应，能源供给结构持续优化，低碳、零碳能源正加速向纵深发展。
（1）“碳达峰”“碳中和”中的“碳”是指 （选填“C”“CO”或“CO2”）。
（2）光催化制氢过程中的能量转化形式为 。
（3）反应Ⅱ的化学方程式为 。
（4）我国能源的开发与利用向 的方向发展。
36．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，后者将氢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）电解水制氢气的化学方程式为 。
（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）写出氧气的一种应用 。
37．阅读科普短文，回答下列问题。
新能源汽车已经走进了我们的生活。与传统汽车使用化石燃料不同，新能源汽车的能量来源更加多元化。电动汽车：电池能为电动汽车提供动力，几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量；乙醇汽车：乙醇汽车以乙醇为燃料，乙醇可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物、植物秸秆大量提取；此外，还有氢内燃车、太阳能汽车等。我国新能源汽车发展迅速，未来可期。
（1）乙醇汽车以乙醇为燃料，乙醇的化学式为 。
（2）由图可知，锂电池优于铝空电池的性能指标是 。
（3）下列说法不正确的是 （填序号）。
A．据图可知，铝空电池的单位体积的电池所具有的能量最大
B．农业大国盛产薯类和玉米，有利于推广乙醇汽车
C．报废的电动汽车电池，要及时用土进行掩埋处理
（4）太阳能电池需要大量的单质硅（Si），单质硅（Si）是由石英固体（SiO2）与碳在高温条件下反应制得的，同时生成一种有毒的可燃性气体，该反应的化学方程式为 。
38．阅读科普短文。
近年来，各地聚焦新能源汽车领域，把发展新能源汽车作为推动制造业转型升级的重要抓手。
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。燃油汽车的燃料燃烧不仅产生大量二氧化碳，还会释放一氧化碳等有害物质。发展新能源汽车是降低燃料消耗量、改善大气环境的重要举措。2021﹣2023年，我国不同动力类型汽车销量占比见图1。
纯电动汽车因其能源利用率高、结构简单、噪音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亚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）。
（1）纯电动汽车的优点有 （写一条）。
（2）天然气充分燃烧的化学反应方程式为 。
（3）根据短文，下列说法不正确的是 （填字母）。
A．使用燃油汽车会造成空气污染
B．2021﹣2023年，我国燃油汽车和纯电动汽车的销量占比均逐年增加
C．新能源汽车有助于减少空气污染和温室气体排放
D．纯电动汽车电池中的磷酸亚铁锂（LiFePO4）属于金属材料
（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， 。
39．【科普阅读理解】据央视新闻报道：2023年3月25日，我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。
光伏发电制氢：利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”。
固态储氢：利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁系合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生作用生成氢化镁（MgH2）。
固态氢能发电：其形式之一是在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生化学反应，产生直流电，可实现能量的转化，为我们提供“绿电”。
能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。
随着绿色、循环、低碳等技术的不断发展，化学正在为建设美丽中国贡献巨大力量!
依据所给信息，回答下列问题：
（1）光伏发电得到的“绿氢”，主要通过 产生的余电将水分解而获得。
（2）图中制氢装置内电解水反应的产物是氧气和 。
（3）镁属于 （填“金属”或“非金属”）。镁在储氢过程中有化学变化发生，判断的依据是过程中生成了 （填名称）。
（4）MgH2易与水发生反应生成Mg（OH）2（氢氧化镁）和H2，请写出MgH2与水反应的化学方程式为 。据此，镁系合金储氢装置需要注意的安全问题之一是 。
（5）除了“绿氢”“绿电”，化学对建设美丽中国的贡献还有 。
40．阅读科普短文。
离子发动机即通常所说的“电火箭”，广泛应用于空间推进。传统的火箭发动机是通过燃料燃烧（如氢气燃烧），在尾部喷出高速气体实现向前推进。离子发动机采用同样的喷气式原理，将推进剂电离成粒子，粒子在电磁场中加速至高速喷出实现向前推进。目前，离子发动机主要使用氟（Kr）或氙（Xe）作推进剂，但成本太高。最新研究指出，加热固态碘使其升华成为气体，然后在高速电子的轰击下使其变成带正电的碘离子与自由电子，接着碘离子被加速至排气口排出，成功推动目标向前。碘的价格低廉、产量丰富、储存方便，有望成为离子发动机的高效推进剂。
（1）传统的火箭是通过燃料燃烧向前推进的，请写出有关反应的化学方程式： 。
（2）碘属于 元素（选填“金属”、“非金属”或“稀有气体”），固态碘升华时，碘分子间的间隙会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）用碘作为离子发动机的高效推进剂的优点是 。
41．杭州努力打造“史上首届碳中和亚运会”。
材料1：开幕式主火炬使用燃料甲醇（CH3OH），可在常温常压下运输和使用，具有安全高效、排放相对清洁的特点。利用绿氢（经可再生能源制取的氢气）与烟气收集得到的二氧化碳在催化剂催化、高温条件下可制得甲醇和水，实现二氧化碳捕集利用和绿色甲醇燃料制备。
材料2：“碳捕捉和封存”技术是实现碳中和的重要途径之一，“碳捕捉技术”是指通过一定的方法，将工业中产生的CO2分离出来进行储存和利用的新工艺和技术。科学家设想利用碳酸钙与氧化钙之间的相互转化，在太阳能加热器的作用下“捕捉”与“释放”CO2，实现碳循环。“碳封存技术”是指将CO2捕捉、压缩后运输到指定的地点长期储存。目前正在研究的技术有：海洋封存——利用庞大的水体使海洋成为封存CO2的容器；地质封存——将CO2注入特定的地层等。
（1）制绿氢的过程中需要太阳能发电，是将太阳能转化为 能。大气中二氧化碳含量过高引发的主要环境问题是 。
（2）写出氢气和二氧化碳制取甲醇的符号表达式 。
（3）碳酸钙高温分解产生氧化钙，生成的氧化钙具有疏松、多孔的结构特点，具有 性，且还能与CO2反应，故常用于捕集CO2。
（4）地质封存CO2的方法之一是将CO2和水在低温、高压条件下形成一种固态的二氧化碳水合物封存。该过程中CO2分子间间隔 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
42．阅读下面科普短文。
氢能是公认的高热值清洁能源。目前，氢气的来源如图1所示。化石资源制氢最为成熟。水煤气变换反应：CO+H2OCO2+H2，是化石资源制氢过称中的重要反应之一。北京大学团队研究了在不同温度下，多种催化剂对水煤气变换反应中CO转化率的影响，结果如图2所示。
电解水制氢过程简便，但造价高昂，利用太阳能制氢是未来的发展方向，“人造太阳”的探索也就应运而生。我国“人造太阳”大科学装置“东方超环”利用的是核聚变，当氘、氚核聚变温度达到1亿摄氏度、持续时间超过1000秒，就能形成持续反应，为水分解提供能量。2020年4月，“东方超环”实现了1亿摄氏度运行近10秒，取得重大突破。除了氢气的生产，其运输、储存和利用等仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。依据文章内容回答下列问题。
（1）目前氢气的主要来源是 ，电解水的化学方程式 。
（2）图2中，催化剂为2%Au/a﹣MoC时，CO转化率和温度的关系是 。
（3）根据下表信息可知氘、氚都属于氢元素，理由是 。
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氘 1 1 1
氚 1 2 1
（4）下列说法正确的是 （填序号）。
A.a﹣MoC可使CO转化率接近100%
B.水电解制氢的不足是造价高昂
C.利用太阳能制氢是未来发展方向
D.“东方超环”利用核聚变提供能量
43．目前，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。氢能是人类未来的理想能源之一，氢气的发现、制取、利用等意义重大。
（1）发现氢气：1766年，英国科学家卡文迪许用铁与稀盐酸作用，制得了“易燃空气”。1787年拉瓦锡将H2O（g）[表示水蒸气]通过一根烧红的铁制枪管，同样得到“易燃空气”。他将“易燃空气”命名为“生成水的元素”，即氢。
①文中“易燃空气”是指 （填化学式）。
②拉瓦锡实验中，枪管内壁有黑色固体（四氧化三铁）生成，该反应的化学方程式为 。
（2）制取氢气：利用太阳能等可再生能源“绿色”制氢，一种以NiFe2O4为催化剂制氢的反应原理如图1所示。
反应Ⅰ中NiFe2O4 （填“参加”或“未参加”）化学反应。
（3）利用氢气：氢燃料电池的工作原理示意图如图2所示：
①将氢气送到燃料电池中，经过催化剂的作用，通过质子交换膜，再与氧气反应，同时产生电流。该电池能将 转化为电能，氢燃料电池中发生反应的化学方程式为 。
②质子交换膜中只允许一种微观粒子通过，该微观粒子为 （填字母序号）。
A．e B．H+ C．O2
44．建设海南自贸区，要坚持“绿色、循环、低碳”的理念，为此海南省政府采取了系列相关措施。
（1）写出使用新能源汽车对环境保护的重要意义；
（2）列举两种适合海南推广使用的新能源。
45．化石燃料面临枯竭，目前人们正在利用和开发的新能源有哪些？（至少答三种）
46．请回答下列问题。
（1）自燧人氏发明了钻木取火，火的运用成为我们生活中不可缺少的一部分。
①火折子是古代的一种取火用具（如图所示），内置带火星的火种及硝、硫磺、磷等物质，使用时打开竹筒，用嘴一吹就复燃。但吹的时候要短促、有力，送气量要大，目的是 。
②现在可用火柴替代火折子，火柴头中含有氯酸钾、二氧化锰、红磷和硫等物质，点燃时有白烟生成，白烟的成分是 （填化学式）。
③我国新研发的森林灭火电磁炮，可将装有超细干粉灭火剂炮弹打到森林大火中，覆盖在可燃物表面，其灭火原理是 。为防止火灾发生，游客进入森林旅游时应注意 。
（2）2025年某汽车厂将停止销售传统燃油车，新能源汽车发展成为主要趋势。
①下列不属于新能源的是 （填序号）。
A．氢能
B．汽油
C．生物质能
②乙醇是一种生物燃料，它是 （填“可再生”或“不可再生”）能源。乙醇在空气中完全燃烧反应的化学方程式为 。
47．阅读下列科普材料，回答问题。
电动汽车越来越多的走进百姓家庭。电动汽车的电池是磷酸亚铁锂（人们习惯也称其为磷酸铁锂）电池，是一种使用磷酸亚铁锂（LiFePO4）作为正极材料，碳作为负极材料的锂离子电池，单体额定电压为3.2V，充电截止电压为3.6V～3.65V。
充电过程中，磷酸亚铁锂中的部分锂离子脱出，经电解质传递到负极，嵌入负极碳材料；同时从正极释放出电子，自外电路到达负极，维持化学反应的平衡。放电过程中，锂离子自负极脱出，经电解质到达正极，同时负极释放电子，自外电路到达正极，为外界提供能量。
LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质．一般用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6.磷酸铁锂电池中含有的LiPF6、有机碳酸酯、铜等化学物质均在国家危险废物名录中。LiPF6有强烈的腐蚀性，遇水易分解产生HF；有机溶剂及其分解和水解产物会对大气、水、土壤造成严重的污染，并对生态系统产生危害；铜等重金属在环境中累积，最终通过生物链危害人类自身；磷元素一旦进入湖泊等水体，极易造成水体富营养化。由此可见，如若对废弃的磷酸铁锂电池不加以回收利用，对环境及人类健康都是极大危害。
（1）LiFePO4中Li的化合价是： 。
（2）制备电解质的中间产物PF5与水反应生成HF（氢氟酸）和磷酸（H3PO4），请写出该反应的化学方程式： 。
（3）充电过程中电子的流向为： （选填：“正极→负极”或“负极→正极”）。
（4）你认为电动汽车是否环保，谈谈你的看法： 。
▉题型5 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．
48．2023年10月26日，北京航天飞行控制中心拍摄了神舟十七号航天员乘组和神舟十六号航天员乘组的“全家福”。下列可作为火箭理想燃料的是（ ）
A．氢气 B．酒精 C．液氧 D．一氧化碳
49．下列关于物质的性质和用途说法不正确的是（ ）
A．氢气用于火箭发射，是利用氢气的可燃性
B．氮气用来保护粮食，是利用氮气常温下化学性质稳定
C．稀有气体充入霓虹灯，是利用稀有气体化学性质
D．白磷易自燃，而红磷需在点燃的条件下燃烧，是因为两者的化学性质不同
50．中国空间站的建成标志着中国从航天大国迈向了航天强国，如图。
（1）火箭燃料。发射梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭采用低温液氢液氧环保型推进剂作为动力来源。氢气与氧气反应的化学方程式为 ，液氢液氧推进剂被称为“环保型推进剂”的原因是 。
（2）太空空调。石墨烯可用于航天器在轨运行时的设备温度控制，利用了其具有良好的 性。石墨烯是一种由碳原子构成的单层结构的新材料，其与金刚石的物理性质差异较大，从微观角度分析，原因是 。
（3）太空能源。中国空间站的能量主要来自于柔性太阳电池翼，该电池翼应用了我国自主研发的砷化镓太阳能技术，可将 转化成电能。镓原子结构示意图如图，其中x＝ 。
（4）太空清洁。科学家正在研究向太空发射航天器，用大网“捕捉”太空垃圾然后将其推入大气层，使其与大气层摩擦产生热量，进而焚毁。“摩擦”为太空垃圾燃烧提供的条件是 。
51．物质的性质很大程度上决定物质的用途。请从下列物质中选择适当的物质填空（均填序号）：
①氮气 ②明矾 ③过氧化氢溶液 ④稀有气体 ⑤氧气 ⑥氢气
（1）可用于制作氮肥的是 。
（2）可用于医疗急救的气体是 。
（3）在医疗上可以用来消毒防腐的是 。
（4）具有可燃性，可用作燃料的是 。
（5）可制成多种用途的电光源的气体是 。
（6）可用于自来水厂净水，使悬浮杂质较快沉降的是 。
52．高压水枪灭火所依据的灭火原理是 ；煤块经粉碎处理后燃烧的更快，这是因为 ；氢气作燃料的优点是 （答出一条即可）。
53．化石燃料面临被耗尽的危险，综合利用资源和开发新能源具有重要意义。
（1）化石燃料包括煤、 、天然气等。目前居民生活中常用的气体燃料主要是天然气、煤气、液化石油气。有时燃气灶的火焰会呈现黄色或橙色，锅底出现黑色，此时应 （填“调大”或“调小”）灶具的进风口，使燃料充分燃烧。
（2）煤燃烧时排放出SO2、NO2、CO2、CO等气体，其中能引发酸雨的气体有NO2和 。
（3）车用乙醇汽油能够在一定程度上减少汽车尾气的污染，请写出乙醇（C2H5OH）充分燃烧的化学方程式 。
（4）氢气作为一种理想的燃料，其优点是 。（写一点即可）
54．解决能源与环境污染问题，开发新能源越来越受人们的关注，氢能是一种高效清洁的能源，请回答以下问题：
（1）氢气是最理想的燃料，优点是 。（答一点即可）
（2）目前氢能暂时未能广泛使用的原因是 （答一点即可）。
55．化学与人类生活息息相关，是造福于人类的科学。请利用所学知识回答下列问题。
Ⅰ、化学与生活
（1）用石墨作干电池的电极是利用了石墨的 性。
（2）做饭时，有时燃气灶或煤炉的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色，此时应将灶具或炉具的进风口 （填“变大”或“变小”）。
Ⅱ、化学与环境
（3）倡导“低碳”生活，主要是为了减少 （填化学式）的排放量。
（4）“提高防火意识，预防森林火灾”。到林区活动时，下列做法错误的是 。
A．禁带火种
B．严禁吸烟
C．野外生火
D．文明祭祀
（5）目前未计入空气污染指数检测项目的是 （填字母）。
A．一氧化碳
B．可吸入颗粒物
C．二氧化氮
D．二氧化碳
Ⅲ、化学与新能源
（6）神舟十六号载人飞船于今年5月30日成功发射。液氢是运载火箭常用的燃料之一，氢气作为燃料的优点是 。
A．制取成本高
B．产物无污染
C．燃烧热值高
D．贮存困难
（7）新能源汽车越来越受到人们的青睐，某新能源汽车定位系统应用了一种新型材料氮化铝（AlN）工业上在氮气流中用氧化铝与焦炭在高温条件下制得氮化铝，并生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为 。
56．北京时间2024年10月30日，神舟十九号载人飞船发射成功!这次发射成功不仅意味着中国航天事业又向前迈进了一大步，而且也是中国科技实力的又一次展现。
信息1：天和核心舱内气体组成和空气成分基本一致，发射采用液氢和液氧作为助推剂，有利于环境保护。
信息2：飞船座舱通过专用风机将座舱内部的空气引入净化罐，利用过氧化钠（Na2O2）吸收二氧化碳，生成碳酸钠和氧气，净化后的空气再重新流回舱内。
信息3：主电源储能电池由锅镍电池更改为锂电池。其能量更高、循环寿命更长、高倍率充电更佳，还能为整船减重约50公斤。
回答下列问题：
（1）天和核心舱内气体组成中含量最多的物质是 （填化学式）。
（2）从环保角度考虑，液氢作燃料的优点是 。
（3）写出净化罐中吸收二氧化碳的化学方程式 。
（4）锂元素的相关信息如图所示，请回答下列问题。
①锂元素的原子序数x为 。
②从元素分类角度，锂元素属于 元素。
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