5.1 氢气-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(科粤版·新教材)

第五单元】 燃料与二氧化碳 5.1氢气 边一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.关于氢能的说法错误的是 () A.燃烧产物无污染B.属于可再生能源C.需解决安全储存问题D.能量转化效率为100% 2.舒眉境航空航天2024年5月3日，搭载“嫦娥六号”探测器的“长征五 高压 He 号”遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射。该火箭的发动机 四阀门C 使用液氧、液氢作为推进剂，火箭发动机运行简示图如图 燃料贮箱 助燃剂贮箱 (1)写出火箭升空时，燃烧室里反应的化学方程式： 阀门A区 阀门B (2)液体火箭发动机的优点是可以通过调控发动机内阀门来调控燃 燃烧室 烧室动力。火箭运行过程中，为增大动力，应进行的操作是 (第2题图) 月二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 3.下列收集氢气、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.用大拇指堵住试管口，试管口向上，移近火焰，松开大拇指，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，可用排水法再收集一试管氢气，进行检验 4鉴别氢气、氧气、空气三瓶无色气体，最简便的方法是 () A.观察颜色、闻气味 B.检验气体的溶解性 C.将气体分别通入澄清石灰水中 D.将燃着的木条分别伸入三个集气瓶中 5.[2024阜阳颍州期中]拉瓦锡曾经做了这样一个实验：让水蒸气通过一根烧红的铁制枪管，生成了 一种气体和四氧化三铁。某同学设计了如图所示的装置进行探究，下列说法错误的是() A.观察到气体燃烧产生淡蓝色火焰 B.该反应的化学方程式为3Fe十4H,O(g)商温Fe,0,十4H,[H,O(g)表示水装气] C.该实验可证明水是由氢、氧两种元素组成的 D.用干冷烧杯罩在火焰上方，目的是便于观察燃烧时火焰的亮度 足量无水CuSO 太阳能 ZnFe,O 太阳能H 高温、氩气MgH, 1铁粉 (作干燥剂) 足量 、反应1) (反应2) (反应3 水蒸气 A 0, Zn0、Fe,0 H2O Mg.Cu MgCuz 循环制氢 贮氢 (第5题图) (第6题图) 6.如图为我国科学家研发的循环制氢、贮氢的新工艺。回答下列问题： (1)与传统电解法制取氢气相比，该工艺的优点是 (2)ZnFe2O,中铁元素的化合价为 (3)反应1的基本反应类型是 ;反应3的化学方程式为 第五单元燃料与二氧化碳 (4)下列关于该工艺的说法，正确的是 (填字母)。 A.反应1需要在ZnFe2O4的催化作用下进行 B.制氢过程中需要不断加入ZnO和Fe3O, C.反应3中通入氩气作保护气，是利用氩气很不活泼的化学性质 7.新素养科学探究与实践实验探究氢气遇到氧气发生爆炸的条件。 收集混合气体 A 多孔塑料板 甲 乙 丙 (第7题图) (1)甲装置中仪器A的名称是 。 在实验室中利用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，发生 反应的化学方程式为 。 常温下，利用锌粒和稀硫酸制取氢 气，可选图示中的 (填“甲”或“乙”)装置作发生装置。 (2)利用丙装置可将氢气和氧气混合并收集起来，通过观察 数量，转动活塞控制两种气 体体积的比例关系，利用一次性保鲜袋收集混合气体，然后直接点燃保鲜袋。 (3)(2)中实验共进行四次，实验数据及现象记录如表所示，则氢气与氧气混合发生爆炸，除要达 到燃烧的三个条件外，还和 有关。 序号 二 三 四 氢气与氧气的体积比 1:2 1:4 1:19 1:29 氢气的体积分数 33% 20% 5% 3.3% 点燃后现象 爆炸 爆炸 爆炸 保鲜袋燃烧，没有爆炸 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维。◆ 8.氢气被看作是理想的能源。氢气的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： I.氢气的制取。 (1)科学家正致力于研究在催化剂和光照条件下分解水制取氢气。写出该反应的化学方程式： ,该反应 (填“放出”或“吸收”)能量 (2)水热分解可制得氢气，高温下水分解体系中微观粒子的含量与 0.8 温度的关系如图所示。（微观粒子的含呈-某种微观粒子的个数） H,0 微观粒子的总数 0.6 曲线A、B对应的微观粒子依次是 (填化学符号)。 B H -02 Ⅱ.氢气的储存。 0 00020003000400050006000 (3)一种镁铜合金可用于储氢。 温度/℃ (第8题图) ①将镁、铜单质按比例在一定温度下熔炼得到上述合金。熔 炼时须通人氩气，其目的是 ②350℃时，该镁铜合金与氢气反应，生成了一种仅含Mg、H两种元素的化合物，其中氢元素的 质量分数为7.7%，则该化合物的化学式为 ●“答案与解析”见P39 73第五单元惚 5.1氢气 1.D氢气燃烧产物是水，无污染，A不符合题意；氢气可 以通过水的电解等方式制取，而水在自然界中储量丰富 可不断再生，所以氢能属于可再生能源，B不符合题意；氢 气具有可燃性，与空气混合，遇明火、高热能引起燃烧爆 炸，所以需要解决安全储存问题，C不符合题意；任何能量 转化过程都存在损耗（如热能散失），效率无法达到100%， D符合题意。 2.(4)2H+0,点燃2H,0(2)控制阀门A和阀门B,使 燃烧室内的液氢、液氧充分反应 〔解析)(2)燃料充分燃烧时，可增大动力，则可控制阀门A 和阀门B,使燃烧室内的液氢、液氧充分反应 3.B由于氢气的密度比空气的小，试管口向上，氢气易逸 出，B错误 4.D氢气、氧气、空气均是无色、无气味的气体，A项方法 无法区分。氢气难溶于水，氧气、空气均不易溶于水，现象 不够明显，B项方法无法区分。将气体分别通入澄清石灰 水中，氢气和氧气都无明显现象，由于空气中二氧化碳的 含量很少，短时间内澄清石灰水也不会变浑浊，C项方法无 法区分。将燃着的木条分别伸人三个集气瓶中，若气体燃 烧或发出轻微的爆鸣声，则此气体是氢气：若木条燃烧更 旺，则此气体是氧气；若木条燃烧情况不变，则此气体为空 气，D项方法可以区分。 5.D根据质量守恒定律及产生的气体可以燃烧，可知生 成的气体是氢气，氢气燃烧产生淡蓝色火焰，A正确。铁 和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化 半方程式为3Fe十4H0(g)商温Fe,0,十4H,B正确。根 据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，故该实验 可证明水是由氢、氧两种元素组成的，C正确。用干冷烧杯 罩在火焰上方，目的是便于观察氢气燃烧的产物，而不是 观察燃烧时火焰的亮度，D错误。 6.(1)节约能源(2)+3(3)分解反应2MgCu+ 3H,氢气MeOu+3MgH4C 高温 〔解析)(1)与传统电解法制取氢气相比，该工艺的优点是 节约能源。(2)ZnFe O,中，锌元素的化合价为十2，氧元 素的化合价为一2，根据化合物中各元素正、负化合价的代 数和为0，可得铁元素的化合价为十3。(3)反应1是由一 种物质生成三种物质，属于分解反应；反应3的化学方程式 为2Mg2Cu+3H2 MeCu+3MeH。(4)反应1中， 高温 料与二氧化碳 ZnFe2O,是反应物，故A错误：制氢过程中不需要不断加 入氧化锌和四氧化三铁，因为反应2中ZnO、FeO,和 HO反应生成ZnFe2O,和H,反应1中ZnFe2O又分解 生成ZnO、FeO,和O2,ZnO、FeO,和ZnFe,O,可以循环 利用，故B错误；反应3中通人氩气作保护气，是利用氩气 的化学性质不活泼，故C正确。 MnO2 7.(1)长颈漏斗2KC1O3 2KC1+302↑甲 △ (2)气泡(3)氢气的体积分数（或氢气与氧气的体积比） 〔解析)(1)仪器A为长颈漏斗。氯酸钾在二氧化锰的催 化作用下受热分解生成氯化钾和氧气。锌和稀硫酸在常 温下接触即可产生氢气，因此可选甲装置作发生装置。 (2)氢气和氧气通入水中会观察到有气泡产生，通过观察 气泡数量可以确定两种气体体积的比例关系。(3)氢气的 体积分数（或氢气与氧气的体积比）不同，现象不同，说明爆 炸与氢气的体积分数（或氢气与氧气的体积比）有关。 8(D2H0催剂2，个+0个吸收(2)H、0 (3)①防止熔炼时镁、铜与空气中的成分反应②MgH 〔解析)(1)水在催化剂和光照条件下分解生成氧气和氢 催化剂 气，化学方程式为2H0 光照2H↑+0，↑，该反应将 光能转化为化学能储存在生成的氢气和氧气中，是一个吸 收能量的化学反应。(2)原子是化学变化中最小的微观粒 子，在水分解的过程中，水分子先分解成氢原子和氧原子， 由水的化学式可知，水中氢原子与氧原子的个数比为2： 1,根据图像可知，曲线A、B对应的微观粒子个数比约为 2：1,所以曲线A、B对应的微观粒于依次是氢原子、氧原 子，其符号依次是H、O。(3)①镁、铜在一定温度下能与 空气中的成分发生反应，可以通人化学性质稳定的氩气，隔 绝空气。②仅含Mg、H两种元素的化合物，其中氢元素的 质量分数为7.7%，则镁元素的质量分数为1一7.7%= 264↓明士写彩中屏形 77必≈1：2，则该化合物的化学式为MeH。 1 5.2碳 1.B金刚石、石墨和C6都是由碳元素组成的，A正确； 金刚石和新制铅笔芯的主要成分一石墨，都是由碳原子 构成的单质，B错误；物质的结构决定物质的性质，所以金 刚石和石墨的物理性质差异主要源于碳原子的排列方式 不同，C正确；在常温下，碳单质的化学性质稳定，D正确。 2.C①石墨具有优良的导电性，干电池里的碳棒是用石