5.1氢气---2025-2026学年九年级化学科粤版(2024)上册

第五单元 燃料与二氧化碳 5．1　氢气 1．[武威中考]实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气(Zn＋H2SO4 ===ZnSO4＋H2↑)。用这种方法制取氢气，下列如图所示的实验操 作正确的是( ) 2．2025年4月24日，我国在酒泉卫星发射中心成功发射神舟二十号载人飞船。航天所用的燃料之一为液氢，利用了氢气具备的化学性质是( ) A．液氢是液态 B．氢气密度小 C．氢气具有可燃性 D．燃烧产生淡蓝色火焰 3．[2025·青岛阶段练习]氢能是一种应用前景非常诱人的新能 源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未广泛使用，其主要原因 有( ) ①氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论 ②氢气的制备耗能巨大，廉价制氢的技术尚未成熟 ③氢气储存、运输等安全问题尚未解决 ④氢气燃烧产生的热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 4．[2024·德城区二模改编]2025年4月24日，神舟二十号载人飞船顺利发射升空。已知我国某型号运载火箭使用了液氢和液氧作为推进剂，下列说法有误的是( ) A．液氧和液氢均为无色液体 B．氢气是一种高能燃料，液氧是一种重要的助燃剂 C．氢气燃烧放出大量的热，产物无污染 D．氢气在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为氢气在氧气中接触到氧分子的概率更大 5．在收集氢气、检验氢气纯度的实验操作中，不正确的 是( ) A．用排水法收集一试管气体 B．用拇指堵住试管口，管口向上，靠近火焰，移开拇指点火 C．如果听到的声音很小，表示气体较纯 D．如果听到尖锐的爆鸣声，可直接用排水法收集一试管氢气， 再进行检验 6. [化学方法·模型法]用“ ”和“ ”代表两种不同的分 子，它们在一定条件下能发生化学反应，反应前后的模拟模型如 图，下列说法正确的是( ) A．参加反应的“ ”和“ ”分子的个数比是2∶1 B．上述模型图可以表示氢气在氧气中燃烧 C．参加反应的各元素化合价一定都发生了改变 D．生成物由4个原子构成 7. [新考向·科普阅读][2024·辽宁模拟]阅读下面材料。 氢能是目前正在研究和发展的清洁能源之一。我国目前已经成为世界最大的制氢国，年制氢产量约3 300万吨，目前氢气的来源主要有三种方式：一是“灰氢”，由化石燃料(如石油、天然气、煤等)经过化学反应产生的氢气，在生产过程中会有二氧化碳等排放，但也占据了主要市场；二是“蓝氢”，即生产“灰氢”的同时，使用碳捕捉、利用与储存(CCS)等先进技术捕获温室气体；三是“绿氢”，利用可再生能源发电进行电解水制氢，从源头上实现了二氧化碳零排放。 水煤气变换反应：CO＋H2O CO2＋H2是化石能源制氢过程中的重要反应之一。科研人员使用铁基催化剂，在其他条件一定时，探究在不同温度下，不同汽气比(指通入变换炉原料气中水蒸气与一氧化碳的体积比)与CO转化率的关系，结果如图所示。除了氢气的生产，其运输、储存和利用等方面仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。 几种燃料的部分数据对比表 数据 标准煤 天然气 氢气 热值(kJ/kg) 2.9×104 3.6×104 14.3×104 CO2排放 量(kg/kg) 2.66～2.72 1.76 0 根据上述材料及所学化学知识，回答下列问题： (1)“绿氢”生产过程中要往水中加入一定量的氢氧化钠，这样 做的目的是_______________。 (2)为了提高制“灰氢”时焦炭的转化率，宜采用的措施是_____ _________________(写出一条即可)。 (3)分析表中数据，与煤和天然气相比，氢气作为燃料的优势有 _________________________________________________(写出 两点)。 增强水的导电性 将焦 炭粉碎(合理即可) 燃烧的热值高、实现二氧化碳气体的零排放(合理即可) (4)依据图示回答： ①为提高一氧化碳的转化率，在该条件下，400 ℃时，应控制 最佳汽气比在__(填序号)范围内。 A．2～3　　B．3～4　　C．4～5 ②根据图示可以得出的结论是_____________________________ ___________________(写出一点即可)。 B 相同汽气比条件下，温度越低， 一氧化碳转化率越高 ③分析说明当汽气比过大时，CO转换率下降的原因：_________ _________________________________(答案合理即可)。 (5)结合所学知识写出目前生活中氢气未能广泛使用的原因： _______________________(写出一条即可)。 当汽气比 过大时，水蒸气浓度过大(合理即可) 制取成本较高(合理即可) 8.[新特色·科技创新]2017年，哈佛大学科学家将微小的固态 氢置于488万个大气压下，使固体中所有的氢气分子破裂为氢原 子，制得具有金属性质的金属氢。下列说法正确的是( ) A．金属氢是由氢分子构成的 B．金属氢与氢气的化学性质相同 C．金属氢中原子在不断运动 D．金属氢形成过程中原子核发生改变 9.[学科素养·科学探究与实践]某化学兴趣小组同学学习了气体 性质实验后，对氢气的性质开展以下学习。 【项目一：氢气的性质】 用自制的氢气通过软管吹泡泡液并用喷枪点燃，观察现象。 (1)保持氢气的化学性质的最小粒子是_______(填微粒名称)。吹 出的泡泡液大多数都上升，可能的原因是氢气的密度比空气___ (填“大”或“小”)。 氢分子 小 【项目二：氢气点燃需验纯】 用保鲜袋收集两袋氢气，甲袋是50%空气与50%氢气的混合气体，乙袋是纯净的氢气，然后分别点燃。 【查阅资料】三种常见可燃性气体的爆炸极限如表，氢气极易爆炸，不易储存运输。 可燃气体 爆炸极限(体积分数) H2 4.0%－74.2% CH4 5%－15% CO 12.5%－74.2% (2)点燃上面两袋气体，发现甲发生爆炸，原因是___________ _________________________________________。 (3)根据如表可以得出，CH4使用最安全，该气体可通过氢氧化钠 和醋酸钠(CH3COONa)在加热条件下制得，同时得到碳酸钠，请写 出该反应的符号表达式：_______________________________。 甲袋中氢气 体积分数在爆炸极限范围内，点燃会发生爆炸 NaOH＋CH3COONa Na2CO3＋CH4 (4)结合图3信息，可以得出氢气做燃料比酒精好，理由是氢气 的热值高，温度升高___(填“快”或“慢”)。 (5)目前推广使用氢气面临的困难是_______________________ _______________(写出一点即可)。 快 氢气大量制取和储运成本 较高(合理即可) 10．氢能是未来最理想的能源，目前相关研究热点在于低成本制氢及氢气的贮存。 (1)合适的光分解催化剂可使水在阳光照射下分解产生氢气，若要制取1 000 g氢气。理论上需要分解水的质量是多少？(写出计算过程) (2)图1为一定条件下燃料的燃烧热值，该条件下1 000 g氢气 完全燃烧理论上产生热量为________kJ。 143 000 (3)新型贮氢合金材料的研制和应用对氢能开发意义重大。图2 为甲、乙、丙三种合金材料吸收氢气的效率，其中甲被认为效 率最佳，原因是吸收氢气质量占比最高以及_____________。 所用时间最短 eq \o(=====,\s\up16(催化剂),\s\do12(△)) eq \o(――→,\s\up16(△)) 解：设制取1 000 g氢气，理论上需要分解水的质量为x。 2H2Oeq \o(=====,\s\up15(阳光),\s\do15(催化剂))2H2↑＋O2↑ 36 4 x 1 000 g eq \f(36,4)＝eq \f(x,1 000 g) x＝9 000 g 答：制取1 000 g氢气，理论上需要分解水的质量为9 000 g。 $$