5.1氢气 专项训练-2024-2025学年九年级化学上册同步资源包（科粤版2024）

5.1 氢气 章节练习原卷版 一、氢气的性质 1．下列关于氢气的说法错误的是（　　） A．氢气难溶于水 B．点燃氢气时一定会发生爆炸 C．在标准状况下，氢气的密度比空气小 D．氢气属于清洁能源 2．航天所用燃料之一为液氢，下列说法中属于H2的化学性质的是（　　） A．液氢燃烧 B．氢气是最轻的气体 C．氢气具有可燃性 D．燃烧产生淡蓝色火焰 3．实验室收集H2气体能用排水集气法、向下排空气法等方法收集，由此推知H2气体可能具有的性质是（　　） ①易溶于水；②难溶于水；③密度比空气大；④密度比空气小；⑤密度与空气接近；⑥常温下可与空气中某些成分反应；⑦常温下不与空气中的成分反应 A．①③⑥ B．①④⑦ C．②④⑦ D．①⑤⑦ 4．关于电解水实验的叙述中，氢气表现出的化学性质是（　　） A．产生的氢气无色、无味 B．试管中能收集到氢气，说明氢气难溶于水 C．氢气的密度小于空气，收集氢气后试管口应向下放置 D．将收集氢气的试管移近火焰，可以听到尖锐的爆鸣声 5．在实验室中探究氢气的有关性质，并回答下列问题。 (1)要证实“氢气的密度比空气小”，这属于氢气的 （填“物理”或“化学”）性质，请设计一种简单的实验方案，简述该方案的操作方法和有关现象： ； (2)欲点燃氢气，做“氢气在空气中燃烧”的实验，在点燃前，必须先检验氢气的 。纯净的氢气在空气里安静地燃烧，点燃氢气后观察到的现象是 ； 6． 阅读短文，回答问题 火箭的燃料多种多样，其中液氢燃料是最清洁的火箭燃料，燃烧产物是水。也是未来火箭燃料的发展趋势之一。液氢由气态氢气加压降温制成，氢气在通常状况下，是一种无色无味、难溶于水、在相同条件下密度最小的气体。它在空气中能安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰。工业上常用电解水的方法制取氢气，水在通电的条件下生成氢气和氧气。氢气由于制取原料(以水为原料制取)丰富、燃烧产物是水(无污染) 、燃烧放出热量多等优点，因此被人们所推崇。 (1)氢气的物理性质 只答一条即可)。 (2)若在实验室制取氢气，可以采用排水法收集，其原因是 。 (3)氢气燃烧反应的化学方程式 。 (4)液氢作为火箭燃料的优点，有 (写一条)。 二、氢气的综合应用 7．如图是电解水的简易装置和电解水的微观示意图。 (1)图1的实验说明，水是由 组成的。B管内气体燃烧产生 火焰。 (2)图2微粒变化按照顺序①②③是电解水的微观实质，发生变化的微粒是 ，反应中最小的微粒是 。根据微观实质可以得出分子与原子的区别是 。其中①和③中属于混合物的是 。该反应的化学方程式为 ，反应的基本类型是 。 (3)若微粒变化的先后顺序是③②①，则该反应的化学方程式为 。由此可以推断氢气被视为“理想能源”的原因之一是 。 8．水是宝贵的自然资源。某实践小组进行了如下有关水的实验和跨学科实践。 任务一、认识水 水是______。 A．纯净物 B．氧化物 C．化合物 D．混合物 (1)宏观辨识水的组成 某兴趣小组向如图装置中加入添加少量氢氧化钠的蒸馏水，对水的组成进行探究。①如何检验b管内产生的是什么气体?②结合氢气在氧气中燃烧实验可以得出水是由什么组成的? (2)微观探析水的分解 借助模型可以更好地认识物质的转化过程。如图是水电解的微观示意图，“●”表示氢原子，“○”表示氧原子。①请在反应后的图中补全相应粒子的结构模型(画在答题卡的方框内，已有的微粒不需要再画，不考虑数量关系) ，②写出该反应的化学方程式 。 任务二、净化水 实践小组的同学调查了城区内自来水的净化过程如图所示： (3)操作a是 ；操作b加入活性炭目的是 。 (4)请根据净水原理选择下面提供的原料自制简易净水器(如图装置)。按从下层到上层的放置顺序，依次将 (①活性炭②棉花③细砂④小石子，填序号)，放入饮料瓶内，且每层用品之间用纱布隔开。 任务三、开发利用水 (5)央视8月22日报道，我国科学家发现利用月壤生产大量水的新方法。研究表明1吨月壤将可以产生51到76kg水。若将其中的72kg水完全分解，理论上能得到最清洁的能源氢气多少kg?写出计算过程。(氢气的质量等于水中氢元素的质量)。 三、氢能源——理想的燃料 9．阅读下面科普短文，回答相关问题。 绿色能源——“绿氢”是指由可再生能源（如太阳能、风能等）制成的氢气。与传统氢气相比，使用绿氢过程中也不会产生二氧化碳和其它空气污染物，对环境十分友好。 绿氢的生产过程主要分为两个步骤。首先是利用太阳能和风力等生产“绿电”，然后利用绿电电解水生产绿氢。但因为氢气的密度只有空气的十四分之一，如何安全、高效地储存和运输，成为绿氢取代传统能源的关键因素。 研究发现，某些金属材料具有特殊的晶体结构，使得氢原子容易进入其原子间隙中并与其形成金属氢化物，其贮氢量可达金属本身体积的倍。氢与这些金属的结合力很弱，一旦加热和改变氢气压强，氢即从金属中释放出来。这些储氢材料的发现和储氢技术的不断成熟，将使绿氢成为未来能源体系中的重要组成部分。 阅读分析，解决问题： (1)绿氢被称为21世纪的重要能源，其原因是 ，但目前仍没得到广泛使用的原因是 。 (2)绿氢在空气中燃烧的化学方程式为 。 (3)绿氢生产过程中要加入一定量的溶液，这样做的目的是 。 (4)某些金属材料吸收氢原子并形成金属氢化物，该过程主要发生的变化是 。传统氢气能被压缩成液氢储存于钢瓶中，微观解释该过程 。 10．氢气作为新能源有很多优点，制取和储存是氢能源利用领域的研究热点，请回答下列问题： (1)实验室电解水制氢，与电源正极相连的电极产生的气体是 （写化学式）。 (2)工业上一种制取的方法为，其生成物和在一种新型催化剂作用下进一步反应，其反应微观过程模型示意图如图1，从该示意图可以判断生成物C与D的分子个数比为 。 (3)利用太阳能将水转化为氢能是一种理想的途径，某种光分解水的循环反应过程如图2所示，该循环过程中不断消耗的物质是 （填化学式）。该过程的化学方程式为 。 (4)镁铜合金（）是一种储氢材料，熔炼时需要通入氩气，目的是 ，该合金在一定条件下完全吸氢生成，与水反应生成白色的沉淀，并释放出，其化学反应方程式为 。 (5)锂氮化合物可用于化学储氢，中锂元素与氮元素的质量比为3：2，则 。 (6)气态储氢是将氢气压缩存储于高压罐中，请从微观角度分析氢气能被压缩的原因是 。 11．氢气作为新能源有很多优点，制取和储存H2是氢能源利用领域的研究热点。 请回答： Ⅰ．实验室电解水制取氢气。 (1)电源正、负极相连的电极产生的气体体积比为 。 Ⅱ．工业上一种制取H2的方法为CO+H2OCO2+H2，其生成物CO2和H2在一种新型催化剂作用下进一步反应，其反应的微观过程模型示意图如图。    (2)反应中发生改变的微粒是 (填“分子”或“原子”)。 (3)由图可以判断反应中A与B的分子个数比为 。 12．H2被视为未来理想的清洁能源，科学家对氢的研究从未停歇。图二是利用天然气和水制备氢气的生产工艺流程。回答下列问题： (1)Nature期刊报道了一种新型催化剂用于光催化分解水。水分解生成的两种气体的体积与时间的关系如图一所示，其中表示氢气的是 (填“a或b”)。 (2)图二蒸汽转化：将水变成水蒸气与天然气混合进行反应的原因是 。水蒸气与天然气反应的微观示意图如图三所示，该反应的化学方程式为 。 (3)图二变换反应：500℃时，物质C进一步与水反应生成H2和另一种参与自然界氧循环的气体。则该反应中物质C与H2O发生反应的质量比为 。 (4)图二固化吸收：发生的反应为：CaO+X=CaCO3，则X的化学式为 。 (5)为达到“绿色化学”要求，使CO和H2发生化合反应全部转化为乙二醇(C2H6O2)，应调节原料中CO和H2的分子个数比为 。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.1 氢气 章节练习解析版 一、氢气的性质 1．下列关于氢气的说法错误的是（　　） A．氢气难溶于水 B．点燃氢气时一定会发生爆炸 C．在标准状况下，氢气的密度比空气小 D．氢气属于清洁能源 【答案】B 【详解】A、氢气难溶于水，故选项说法正确。 B、点燃氢气时不一定会发生爆炸，达到爆炸极限时遇明火会发生爆炸，故选项说法错误。 C、在标准状况下，氢气的密度比空气小，故选项说法正确。 D、氢气具有可燃性，燃烧生成水，氢气属于清洁能源，故选项说法正确。 故选：B。 2．航天所用燃料之一为液氢，下列说法中属于H2的化学性质的是 A．液氢燃烧 B．氢气是最轻的气体 C．氢气具有可燃性 D．燃烧产生淡蓝色火焰 【答案】C 【详解】A、液氢燃烧属于化学变化，不属于性质方面的内容．故选项错误； B、氢气是最轻的气体，属于氢气的物理性质．故选项错误； C、氢气具有可燃性需要通过化学变化表现出来，属于氢气的化学性质．故选项正确； D、燃烧产生淡蓝色火焰属于实验现象，不属于性质方面的内容．故选项错误． 故选C． 3．实验室收集H2气体能用排水集气法、向下排空气法等方法收集，由此推知H2气体可能具有的性质是 ①易溶于水；②难溶于水；③密度比空气大；④密度比空气小；⑤密度与空气接近；⑥常温下可与空气中某些成分反应；⑦常温下不与空气中的成分反应 A．①③⑥ B．①④⑦ C．②④⑦ D．①⑤⑦ 【答案】C 【详解】氢气可用排水法收集，说明氢气难溶于水，且与水不反应，氢气可用向下排空气法收集，说明氢气密度比空气小，且常温下不与空气中的成分反应，故氢气可能具有的性质是：②④⑦。 故选C。 4．关于电解水实验的叙述中，氢气表现出的化学性质是（  ） A．产生的氢气无色、无味 B．试管中能收集到氢气，说明氢气难溶于水 C．氢气的密度小于空气，收集氢气后试管口应向下放置 D．将收集氢气的试管移近火焰，可以听到尖锐的爆鸣声 【答案】D 【详解】A、氢气的颜色、气味不需要通过化学变化表现出来，属于氢气的物理性质； B、氢气的水溶性不需要通过化学变化表现出来，属于氢气的物理性质； C、氢气的密度比空气小，不需要通过化学变化表现出来，属于氢气的物理性质； D、将收集氢气的试管移近火焰，可以听到尖锐的爆鸣声，说明氢气和氧气能够反应，属于化学性质． 故选D． 5．在实验室中探究氢气的有关性质，并回答下列问题。 (1)要证实“氢气的密度比空气小”，这属于氢气的 （填“物理”或“化学”）性质，请设计一种简单的实验方案，简述该方案的操作方法和有关现象： ； (2)欲点燃氢气，做“氢气在空气中燃烧”的实验，在点燃前，必须先检验氢气的 。纯净的氢气在空气里安静地燃烧，点燃氢气后观察到的现象是 ； 【答案】(1) 物理 用氢气吹气球，放在空气中，气球上升 (2) 纯度 气体燃烧，发出淡蓝色火焰，放热 【详解】（1）“氢气的密度比空气小”，密度不需要通过化学变化就能表现出来，这属于氢气的物理性质； 若气体的密度比空气的小，装有该气体的气球在空气就会上升，则操作方法为用氢气吹气球，放在空气中，气球上升； （2）氢气具有可燃性，氢气不纯，点燃可能会爆炸，在点燃前要先检验氢气的纯度； 纯净的氢气在空气中会安静地燃烧，点燃氢气后观察到的现象是氢气燃烧，发出淡蓝色火焰，放热。 6． 阅读短文，回答问题 火箭的燃料多种多样，其中液氢燃料是最清洁的火箭燃料，燃烧产物是水。也是未来火箭燃料的发展趋势之一。液氢由气态氢气加压降温制成，氢气在通常状况下，是一种无色无味、难溶于水、在相同条件下密度最小的气体。它在空气中能安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰。工业上常用电解水的方法制取氢气，水在通电的条件下生成氢气和氧气。氢气由于制取原料(以水为原料制取)丰富、燃烧产物是水(无污染) 、燃烧放出热量多等优点，因此被人们所推崇。 (1)氢气的物理性质 只答一条即可)。 (2)若在实验室制取氢气，可以采用排水法收集，其原因是 。 (3)氢气燃烧反应的化学方程式 。 (4)液氢作为火箭燃料的优点，有 (写一条)。 【答案】(1)难溶于水（合理即可） (2)氢气难溶于水 (3)2H2+O2点燃2H2O (4)燃烧放出热量多（合理即可） 【详解】（1）氢气在通常状况下，是一种无色无味、难溶于水、在相同条件下密度最小的气体，这些均不需要通过化学变化就能表现出来，属于氢气的物理性质，故填：难溶于水（合理即可）； （2）由于氢气难溶于水，若在实验室制取氢气，可以采用排水法收集，故填：氢气难溶于水； （3）氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为：2H2+O2点燃2H2O，故填：2H2+O2点燃2H2O； （4）液氢作为火箭燃料的优点：氢气可以通过电解水制取，制取原料丰富；氢气燃烧产物只有水，不污染环境；氢气燃烧放出热量多，故填：燃烧放出热量多（合理即可）； 二、氢气的综合应用 7．如图是电解水的简易装置和电解水的微观示意图。 (1)图1的实验说明，水是由 组成的。B管内气体燃烧产生 火焰。 (2)图2微粒变化按照顺序①②③是电解水的微观实质，发生变化的微粒是 ，反应中最小的微粒是 。根据微观实质可以得出分子与原子的区别是 。其中①和③中属于混合物的是 。该反应的符号表达式为 ，反应的基本类型是 。 (3)若微粒变化的先后顺序是③②①，则该反应的文字表达式为 。由此可以推断氢气被视为“理想能源”的原因之一是 。 【答案】(1) 氢、氧元素 淡蓝色 (2) 水分子 氢原子、氧原子 在化学变化中，分子可以在分，原子不能在分 ③ 2H2O通电2H2↑+O2↑ 分解反应 (3) 2H2+O2点燃2H2O 产物是水无污染 【详解】（1）由图1的电解水实验可知，A试管与电源的正极相连，收集的气体是氧气，B试管与电源的负极相连，收集的气体是氢气。氧气由氧元素组成，氢气由氢元素组成，所以水是由氢、氧元素组成。即图1的实验说明，水是由氢、氧元素组成的，故填：氢、氧元素； B管内生成的气体是氢气，氢气燃烧会产生淡蓝色的火焰，故填：淡蓝色； （2）图2说明在通电条件下，水分子破裂成氢原子和氧原子，氢原子重新结合成氢分子，氧原子重新结合成氧分子，所以发生变化的是水分子，变化中最小的微粒是氢原子和氧原子。所以，分子和原子的区别是在化学变化中，分子可以在分，原子不能在分； ①表示的是两个相同的水分子，属于纯净物；③表示的是氢分子和氧分子，是两种不同的分子，属于混合物；水在通电的条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为2H2O通电2H2↑+O2↑，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应； 故填：水分子；氢原子、氧原子；在化学变化中，分子可以在分，原子不能在分；③；；分解反应； （3）若微粒变化的先后顺序是③②①，该反应为氢气和氧气反应生成水，化学方程式为2H2+O2点燃2H2O；由此可以推断氢气被视为“理想能源”的原因之一是氢气燃烧生成水，产物无污染，故填：2H2+O2点燃2H2O；产物是水无污染。 8．水是宝贵的自然资源。某实践小组进行了如下有关水的实验和跨学科实践。 任务一、认识水 (1)水是______。 A．纯净物 B．氧化物 C．化合物 D．混合物 宏观辨识水的组成 某兴趣小组向如图装置中加入添加少量氢氧化钠的蒸馏水，对水的组成进行探究。①如何检验b管内产生的是什么气体?②结合氢气在氧气中燃烧实验可以得出水是由什么组成的? (2)微观探析水的分解 借助模型可以更好地认识物质的转化过程。如图是水电解的微观示意图，“●”表示氢原子，“○”表示氧原子。①请在反应后的图中补全相应粒子的结构模型(画在答题卡的方框内，已有的微粒不需要再画，不考虑数量关系) ，②写出该反应的化学方程式 。 任务二、净化水 实践小组的同学调查了城区内自来水的净化过程如图所示： (3)操作a是 ；操作b加入活性炭目的是 。 (4)请根据净水原理选择下面提供的原料自制简易净水器(如图装置)。按从下层到上层的放置顺序，依次将 (①活性炭②棉花③细砂④小石子，填序号)，放入饮料瓶内，且每层用品之间用纱布隔开。 任务三、开发利用水 (5)央视8月22日报道，我国科学家发现利用月壤生产大量水的新方法。研究表明1吨月壤将可以产生51到76kg水。若将其中的72kg水完全分解，理论上能得到最清洁的能源氢气多少kg?写出计算过程。(氢气的质量等于水中氢元素的质量)。 【答案】(1)ABC (2) 2H2O通电2H2↑+O2↑ (3) 过滤 吸附色素和异味 (4)④③①② (5)解：设理论上能得到最清洁的能源氢气的质量为x   x=8kg 答：理论上能得到最清洁的能源氢气的质量为8kg。 【详解】（1）水是由一种物质组成的，属于纯净物；水是由氢和氧两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物、化合物，所以水是纯净物、氧化物、化合物；故选：ABC。 （2）根据水电解的微观示意图，反应前有4个氢原子和2个氧原子，反应后已经有2个氢原子，还缺少1个氢分子和1个氧分子，补全后的粒子结构模型为：；该反应的化学方程式为：2H2O通电2H2↑+O2↑；故答案为：；2H2O通电2H2↑+O2↑。 （3）操作a是过滤，能除去不溶性固体杂质；操作b加入活性炭目的是吸附色素和异味；故答案为：过滤；吸附色素和异味。 （4）按从下层到上层的放置顺序，依次将④小石子、③细砂、①活性炭、②棉花放入饮料瓶内；故答案为：④③①②。 （5）解：设理论上能得到最清洁的能源氢气的质量为x    x=8kg 答：理论上能得到最清洁的能源氢气的质量为8kg。 三、氢能源——理想的燃料 9．阅读下面科普短文，回答相关问题。 绿色能源——“绿氢”是指由可再生能源（如太阳能、风能等）制成的氢气。与传统氢气相比，使用绿氢过程中也不会产生二氧化碳和其它空气污染物，对环境十分友好。 绿氢的生产过程主要分为两个步骤。首先是利用太阳能和风力等生产“绿电”，然后利用绿电电解水生产绿氢。但因为氢气的密度只有空气的十四分之一，如何安全、高效地储存和运输，成为绿氢取代传统能源的关键因素。 研究发现，某些金属材料具有特殊的晶体结构，使得氢原子容易进入其原子间隙中并与其形成金属氢化物，其贮氢量可达金属本身体积的倍。氢与这些金属的结合力很弱，一旦加热和改变氢气压强，氢即从金属中释放出来。这些储氢材料的发现和储氢技术的不断成熟，将使绿氢成为未来能源体系中的重要组成部分。 阅读分析，解决问题： (1)绿氢被称为21世纪的重要能源，其原因是 ，但目前仍没得到广泛使用的原因是 。 (2)绿氢在空气中燃烧的化学方程式为 。 (3)绿氢生产过程中要加入一定量的溶液，这样做的目的是 。 (4)某些金属材料吸收氢原子并形成金属氢化物，该过程主要发生的变化是 。传统氢气能被压缩成液氢储存于钢瓶中，微观解释该过程 。 【答案】(1) 资源丰富、可再生、燃烧产物无污染 储存和运输较困难 (2)2H2+O2点燃2H2O (3)增强导电性 (4) 化学变化 气体氢气分子之间间隔较大，压缩减小了分子间隔，变为液态氢。 【详解】（1）绿氢被称为21世纪的重要能源，它的优点是来源广、热值高、无污染等；由短文可知，因为氢气的密度只有空气的十四分之一，如何安全、高效地储存和运输，成为绿氢取代传统能源的关键因素，故目前没得到广泛使用的原因是储存和运输较困难； （2）氢气在氧气燃烧生成水，反应化学方程式为：2H2+O2点燃2H2O； （3）绿氢生产过程中要加入一定量的NaOH溶液，增强溶液的导电性，加速水的电解过程； （4）储氢材料能够大量“吸收”氢气，即与氢反应生成氢化物，则“吸收”氢气的变化是化学变化；传统氢气能被压缩成液氢储存于钢瓶中，微观解释该过程：气体氢气分子之间间隔较大，压缩减小了分子间隔，变为液态氢。 10．氢气作为新能源有很多优点，制取和储存是氢能源利用领域的研究热点，请回答下列问题： (1)实验室电解水制氢，与电源正极相连的电极产生的气体是 （写化学式）。 (2)工业上一种制取的方法为，其生成物和在一种新型催化剂作用下进一步反应，其反应微观过程模型示意图如图1，从该示意图可以判断生成物C与D的分子个数比为 。 (3)利用太阳能将水转化为氢能是一种理想的途径，某种光分解水的循环反应过程如图2所示，该循环过程中不断消耗的物质是 （填化学式）。该过程的化学方程式为 。 (4)镁铜合金（）是一种储氢材料，熔炼时需要通入氩气，目的是 ，该合金在一定条件下完全吸氢生成，与水反应生成白色的沉淀，并释放出，其化学反应方程式为 。 (5)锂氮化合物可用于化学储氢，中锂元素与氮元素的质量比为3：2，则 。 (6)气态储氢是将氢气压缩存储于高压罐中，请从微观角度分析氢气能被压缩的原因是 。 【答案】(1)O2 (2)1:1 (3)H2O 3FeO+H2O=Fe3O4+H2 (4) 作保护气，防止镁、铜被氧化 (5)3 (6)氢分子间有间隔 【详解】（1）实验室电解水制氢，根据“正氧负氢”可知与电源正极相连的电极产生的气体是O2； （2）由图1可知，A为二氧化碳、B为氢气、C为水、D为甲醇，该反应为二氧化碳与氢气在催化剂的作用下反应生成水和甲醇，化学方程式为，则生成物C与D的分子个数比为1:1； （3）利用太阳能将水转化为氢能是一种理想的途径，某种光分解水的循环反应过程如图2所示，由图2可知该循环过程中不断消耗的物质是H2O；分析图可知，过程的化学方程式为:。 （4）镁铜合金（）是一种储氢材料，熔炼时需要通入氩气，其目的是作保护气，防止镁、铜被氧化； 与水反应生成白色的沉淀，并释放出，化学方程式为； （5）中锂元素与氮元素的质量比为3：2，则，解得； （6）气态储氢是将氢气压缩存储于高压罐中，从微观角度分析氢气能被压缩的原因是氢分子间有间隔。 11．氢气作为新能源有很多优点，制取和储存H2是氢能源利用领域的研究热点。 请回答： Ⅰ．实验室电解水制取氢气。 (1)电源正、负极相连的电极产生的气体体积比为 。 Ⅱ．工业上一种制取H2的方法为CO+H2OCO2+H2，其生成物CO2和H2在一种新型催化剂作用下进一步反应，其反应的微观过程模型示意图如图。    (2)反应中发生改变的微粒是 (填“分子”或“原子”)。 (3)由图可以判断反应中A与B的分子个数比为 。 【答案】(1)1：2 (2)分子 (3)1：3 【详解】（1）电解水的实验中，“正氧负氢，氢二氧一”，电源正、负极相连的电极产生的气体分别为氧气和氢气，氧气、氢气体积比为1:2，故填：1:2； （2）氢气和二氧化碳在一种新型催化剂作用发生化学反应，化学反应的本质是分子分解为原子，原子重新结合为新的分子，所以反应中发生改变的微粒是分子，故填：分子； （3）据题目信息结合微观示意图可知，二氧化碳和氢气在一种新型催化剂作用下反应的化学方程式为：，所以生成物C与D的分子个数比为1：1故填：1：1； 12．H2被视为未来理想的清洁能源，科学家对氢的研究从未停歇。图二是利用天然气和水制备氢气的生产工艺流程。回答下列问题： (1)Nature期刊报道了一种新型催化剂用于光催化分解水。水分解生成的两种气体的体积与时间的关系如图一所示，其中表示氢气的是 (填“a或b”)。 (2)图二蒸汽转化：将水变成水蒸气与天然气混合进行反应的原因是 。水蒸气与天然气反应的微观示意图如图三所示，该反应的化学方程式为 。 (3)图二变换反应：500℃时，物质C进一步与水反应生成H2和另一种参与自然界氧循环的气体。则该反应中物质C与H2O发生反应的质量比为 。 (4)图二固化吸收：发生的反应为：CaO+X=CaCO3，则X的化学式为 。 (5)为达到“绿色化学”要求，使CO和H2发生化合反应全部转化为乙二醇(C2H6O2)，应调节原料中CO和H2的分子个数比为 。 【答案】(1)a (2) 增大反应物的接触面积，加快反应速率 (3)14:9 (4)CO2 (5)2:3 【详解】（1）电解水生成氢气和氧气，生成氢气与氧气的体积比约为2:1，则由图一可知，表示氢气的是a； （2）将水变成水蒸气与天然气混合进行反应的原因是增大反应物的接触面积，加快反应速率； 由微观示意图可知，A为甲烷、B为水、C为一氧化碳、D为氢气，则水蒸气与天然气的反应原理是甲烷与水在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式为； （3）由微观示意图可知，物质C为一氧化碳，500℃时一氧化碳进一步与水反应生成H2和另一种参与自然界氧循环的气体，根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素种类不变，则生成的另一种气体为二氧化碳，即一氧化碳与水在500℃下反应生成氢气和二氧化碳，化学方程式为，则该反应中一氧化碳与H2O发生反应的质量比为； （4）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子种类及数目不变，根据CaO+X=CaCO3，化学方程式左边有1个钙原子、1个氧原子和1个X分子，化学方程式右边有1个钙原子、1个碳原子和3个氧原子，则1个X分子中含有1个碳原子和2个氧原子，则X的化学式为CO2； （5）CO和H2发生化合反应全部转化为乙二醇(C2H6O2)，化学方程式为，故应调节原料中CO和H2的分子个数比为2:3。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$