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第9章 化学与社会发展 考点一 化学与能源 典例1 (2023 大庆肇源段考)氢气作为新能源有很多优点,制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。 . 制氢:① 6ZnFe2O46ZnO+4Fe3O4+O2 ;② 3ZnO+2Fe3O4+H2O3ZnFe2O4+H2 。 . 贮氢:③ 2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2。 下列说法中,不正确的是( ) A. ZnFe2O4中铁元素的化合价为+3 B. 循环制氢过程中,不断消耗的物质是ZnFe2O4,得到H2和O2的质量比为16∶1 C. 该制氢的不足之处是反应需要的温度较高,耗能大 D. 熔炼制备Mg2Cu合金时,需要通入氩气,目的是防止镁、铜在高温下与氧气反应 解析:ZnFe2O4中锌元素的化合价为+2,氧元素的化合价为-2,设铁元素的化合价为x,根据化合物中正、负化合价的代数和为零,则(+2)+2x+(-2) 4=0,x=+3,A正确;反应①中ZnFe2O4是反应物,而反应②中ZnFe2O4是生成物,可以循环使用,不断被消耗的物质是水,生成氢气和氧气的质量比为4∶32=1∶8,B错误;该制氢方法的不足之处是反应需要的温度较高,耗能大,C正确;氩气是稀有气体,化学性质稳定,在熔炼制备Mg2Cu合金时,通入氩气,目的是防止镁、铜在高温下与氧气反应,D正确。 答案:B 1. (2022 连云港)一种利用太阳能分解水的原理如图所示。下列说法中,不正确的是( B ) A. 反应 的化学方程式:I2+SO2+2H2O2HI+H2SO4 B. 理论上每生成2gH2,同时生成32gO2 C. 反应 中生成SO2和O2的分子个数比为2∶1 D. 反应 、 和 在反应前后均有元素的化合价发生改变 B 1 2 3 4 典例2 燃料作为重要的能源,对人类社会具有非常重要的作用。 (1) 家用燃料的发展历程如图甲所示,括号内的物质是该燃料的主要成分。 (典例2图甲) 1 2 3 4 ① 下列说法中,错误的是 (多选,填字母)。 A. 煤、石油、天然气都是不可再生能源 B. 汽油、柴油、煤油、液化石油气均是石油化工的产品 C. 可燃冰有望成为未来新能源,其中主要含有丙烷水合物 D. 等质量的甲烷和丙烷完全燃烧,生成的二氧化碳质量相等 ② 在相同的温度和压强下,相同体积的气体具有相同的分子数,反之亦然。在20 、101kPa下,1L一氧化碳和1L甲烷分别充分燃烧,消耗氧气的体积比为 。 1 2 3 4 ③ 为了使燃料充分燃烧,通常要考虑两点:一是燃烧时要有足够的空气;二是 。 解析:(1) ① 煤、石油、天然气都是不可再生能源,A正确;汽油、柴油、煤油、液化石油气均是石油化工的产品,B正确;“可燃冰”有望成为未来新能源,其中主要含有甲烷水合物,C错误;甲烷的分子式为CH4,丙烷的分子式为C3H8,两者中碳元素含量不同,等质量的两物质生成的二氧化碳质量不相等,D错误。② 一氧化碳燃烧的化学方程式为2CO+O22CO2; 1 2 3 4 甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O,等体积的一氧化碳和甲烷燃烧,就是分子个数相等的一氧化碳和甲烷燃烧,故消耗氧气的分子个数比为1∶4。③ 为了使燃料充分燃烧,还要考虑燃料与空气的接触面积。 答案:(1) ① CD ② 1∶4 ③ 增大燃料与空气的接触面积 1 2 3 4 (2) 为减少污染、提高煤的利用率,可将其转化为可燃性气体,此过程可认为是碳与水蒸气在高温下的反应,其微观示意图如图乙所示: (典例2图乙) 1 2 3 4 ① 该反应的化学方程式为 。 ② 该反应生成物的分子个数比为 。 解析:(2) ① 由反应的微观示意图可知,该反应的化学方程式为C+H2O(气)CO+H2。② 该反应生成物的分子个数比为1∶1。 答案:(2) ① C+H2O(气)CO+H2 ② 1∶1 1 2 3 4 ① NH3中氮元素和氢元素的质量比为 。 ② 写出NH3燃烧的化学方式: 。 解析:(3) ① 氨气(NH3)中氮元素和氢元素的质量比为(14 1)∶(1 3)=14∶3。② NH3燃烧生成水和氮气,化学方程式为4NH3+3O26H2O+2N2。 答案:(3) ① 14∶3 ② 4NH3+3O26H2O+2N2 (3) 经研究发现,NH3在空气中燃烧的产物为没有污染的一种氧化物与空气中含量最多的气体,反应过程中会释放大量能量,有一定的应用前景。 1 2 3 4 2. 利用能源、节约能源、保护环境是人们共同关注的社会问题。 (1) 天然气、氢气、乙醇、汽油、柴油中,最清洁的燃料是 氢气 。 (2) 为减少燃料燃烧对环境造成的污染,我国发射“嫦娥一号”火箭探测器时以C2H8N2(偏二甲肼)和N2O4为火箭的推