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专题08能源的合理利用与开发
二
3年真题·精准练
考点01燃烧的条件与化学反应中的能量变化
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】D
4【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】A
8.【答案】A
9.【答案】D
10.【答案】D
11.【答案】B
12.【答案】A
考点02灭火的原理和方法
1.【答案】C
2.【答案】c
3.【答案】B
4【答案】A
考点03化石能源
1.【答案】D
2.【答案】D
3.【答案】D
1/4
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4.【答案】C
5【答案】《1)CH+20,
点燃
(2)①3:16②A(3)①
CH+H,O
催化剂c0+3H,
②H2与O2反应放热,为制氢提供热量
(4)C
高温
考点04新能源的开发
1.【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】B
4.【答案】D
5.【答案】(1)增强水的导电性
(2)①<
②单位时间内,电解水产生氢气的体积
是氧气的2倍
(3)带火星的木条复燃
(4)3Fe+4H,0高温
(5)
1:1
(6)得到
(7)LiH+H2O=LiOH+H,1
(8)产生等质量的氢气,需要
LH的质量更小,方便携带
(9)混合物
(10)氢气的热值高,且产物是水无污染
(合理即可)
6.【答案】(1)①2CH4+0
催化剂2C0+4H,
②过量的0,会与生成的H发生反应,消
高温
耗H2
③C(2)A
(3)①>②C
7.【答案】(1)①产物无污染(或环保)
②ABD
(2)负
(3)①CH4
②1:3
(4)①化学
②置换反应
(5)①
00▣°C
Mg+H,
MgH2
②m1<m2
③方法a得到的H,只来自MgH2:方法b得到
高压
的H2来自MgH2和H2O两部分,所以等质量的MgH2经方法b得到的H2更多
8.【答案】(1)二氧化碳
(2)2H2
通电
2H2↑+O2↑
(3)化学性
y-Mno2
质
9.【答案】(1)①Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
②氢气难溶于水,且与水不反
应
(2)①疏松多孔
②在压强相同时,温度越低,活性炭储氢性能越好:在温度相
同时,压强越大,活性炭储氢性能越好
(3)H0
(4)解:设180kg水分解产生氢
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气的质量为x
364x
2H,O
x=20kg
36180kg
180kg
可供汽车行驶的距离:20kg×150km/kg=3000km
答:理论上可供这辆汽车行驶3000km
10.【答案】(1)CH4+H2O
催化剂
C0+3H2
(2)①燃烧热值高
②纯
高温
度
(3)1:6
(4)氢气分子质量小、运动速率快
1.【答案】(1)①CH+H0催化剂
C02+4H2②碳原子、氢原子、氧原子
③提高氢气
500℃
的产率,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源
(2)BC(3)因为温度过高,碳
酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应H,+NaHCO,
催化剂
HCOONa+H,0的反应速率减
催化剂
慢,从而使储氢效率降低
(4)BNH(5)化学能
(6)①2H+2N0
N+2HO②当H的体积分数过高时,会有NH生成,NH3是一种污染物
12.【答案】(1)化学
(2)2H2+02,
13.【答案】(1)Zn
2)①C0+H,0高▣
②氧化钙与水蒸气反应,消耗了水
蒸气,使氢气的百分含量提高
(3)①可再生能源
②氢离子在B电极上得到电子生
成氢气分子
(4)物理
(5)2
考点5能源的综合应用
1.【答案】C
2.【答案】(1)B
(2)氧化钙与水反应放出热量
(3)AC
(4)①02
②Fe3O4
催化剂
3.【答案】(1)CH4+CaS04
(2)N2
(3)①4:3②
4NH+502,。
(4)①2②CH4③防止高温条件下NH3与O2反应生成NO,以免污染环境
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(或CH4燃烧产生的CO2与H2合成CH4后可循环利用,不排放CO2)
4.【答案】(1)①化学
②S0,、氮的氧化物
③大
(2)①不适
宜
②乙醇易挥发,燃点低
③航空煤油
(3)①风力无污染(或风能是可再
生能源等,答案合理即可)
②发电不稳定(或产生噪音,设备维护难度大、成本高等,答案合
理即可)
(4)解:设34g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量为x
4NH3+
30,
点燃
6H,O+
2N2乙L68=349x=48g答:34g氨气完全燃烧至少需
96X
68
i96飞
34g
要消耗氧气的质量为48g。
5.【答案】(1)C0
(2)能耗低
(3)2:1
(4)①Ti203三氧化二
钛
②将反应产物NaBO2还原为原料NaBH4或寻找价格低廉的硼氢化物
(5)
CO,+3H,
催化剂
(6)C02
G
6.【答案】(1)①天然气燃烧每放出1kJ热量排放二氧化碳0.055g
②相同质量的天然气和甲醇
燃烧,天然气发热量高,二氧化碳排放量少
③1
(2)①分液漏斗
②液封,
保证的装置的气密性,防止气体溢出
③CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4
④保证装置
中二氧化碳全部被装置乙吸收
⑤对照试验,保证实验结果的准确性
(3)①
C0+H,0商温,商乐c0,+H)
②氢气运输储存困难
催化剂
4/4
专题08 能源的合理利用与开发
3年真题
考点分类
三年考情(2024-2026)
命题规律
考点01 燃烧的条件与化学反应中的能量变化
2026江苏淮安(2题)、2026江苏常州(1题)、2026江苏无锡(1题)、2026江苏苏州(1题)、2025江苏南京(1题)、2025江苏苏州(1题)、2024江苏南京(1题)、2024江苏无锡(1题)、2024江苏徐州(1题)、2024江苏苏州(1题)、2024江苏连云港(1题)
· 情境设置:依托燃烧条件实验、蜡烛、白磷红磷、粉尘爆炸、油灯和食品发热剂等生活或实验情境,考查燃烧、灭火及反应放热现象。
· 考查重点:重点辨析可燃物、氧气和温度达到着火点三个条件,分析对比实验现象及装置作用,同时判断燃烧产物、热量来源和灭火原理。
· 命题趋势:更加重视实验改进与环保,如用气球减少五氧化二磷逸出、用水和锅盖灭火;设问由现象判断条件发展为控制变量、误差原因和能量综合分析。
考点02 灭火的原理和方法
2025江苏泰州(1题)、2025江苏无锡(1题)、2024江苏南京(1题)、2024江苏无锡(1题)
情境设置:结合烟花爆竹和吸烟等日常安全场景,连续设置消防安全标志辨识题,要求从图标中判断禁止燃放鞭炮或禁止吸烟。
考查重点:主要考查禁止类消防标志的图形识别和安全防范意识,题目直接对应生活中的防火行为,不涉及复杂计算或实验探究。
命题趋势:2024—2025年持续以选择题、图标辨识形式考查,体现试题对消防标志识读和公共安全教育的重视,情境保持生活化、考查方式稳定。
考点03 化石能源
2026江苏镇江(1题)、2026江苏扬州(1题)、2025江苏无锡(1题)、2024江苏常州(1题)、2024江苏苏州(1题)
情境设置:以煤、石油、天然气、可燃冰等资源为背景,涉及煤深加工、煤制气制汽油、石油制合成纤维、甲烷利用及石墨烯制备等。
考查重点:考查化石能源的类别、主要成分、有限性及综合利用,辨析纯净物与混合物、物理变化与化学变化,并结合CH4、H2S、CO、H2等考查反应和性质。
命题趋势:命题由能源常识判断逐步转向资源转化、清洁利用和微观示意图综合分析,突出“富煤少油”背景下化石能源的高效利用及能源问题。
考点04 新能源的开发
2026江苏盐城(1题)、2026江苏南通(2题)、2026江苏镇江(1题)、2026江苏常州(1题)、2025江苏南京(1题)、2025江苏淮安(1题)、2025江苏常州(1题)、2025江苏宿迁(1题)、2024江苏淮安(1题)、2024江苏无锡(1题)、2024江苏镇江(1题)、2024江苏南通(1题)
· 情境设置:以氢能、风能、光伏等新能源为背景,创设共享单车、汽车、制氢储氢流程及新能源发电等真实情境,如南京题考查活性炭储氢,南通题呈现镁储氢。
· 考查重点:围绕氢气制取、收集、储存、释放和利用,考查化学方程式、能量转化、气体性质、催化剂作用、质量计算及图像分析,并辨析新能源的特点。
· 命题趋势:由单一制氢拓展到“制氢—储氢—释氢—应用”全链条,综合微观示意图、实验装置和变化曲线,突出绿色能源的实际困难及技术改进。
考点05 能源的综合应用
2026江苏南通(1题)、2026江苏镇江(1题)、2026江苏连云港(1题)、2025江苏盐城(1题)、2025江苏镇江(1题)、2024江苏扬州(1题)
· 情境设置:围绕天然气、煤炭、甲醇、氨、氢气及化学链燃烧,联系家庭燃料、航空燃料、碳捕集和“双碳”目标,设置燃烧、制氢与资源循环流程。
· 考查重点:考查燃烧方程式、反应物质的量关系、热值与排放量计算、能量转化、尾气成分、循环利用及燃料优缺点,并涉及氨燃烧和二氧化碳综合利用。
· 命题趋势:由比较传统燃料性能转向能源系统综合评价,突出减排、储能和循环;常以流程图融合方程式书写、计算、物质判断和方案评价,强化跨知识点应用。
考点01 燃烧的条件与化学反应中的能量变化
1.(2026·江苏常州·中考真题)美国森特勒利亚镇某煤矿内大火已燃烧60多年,预测还将燃烧250年。下列说法正确的是
A. 矿井内的石灰石是可燃物
B. 矿内温度超过煤炭着火点
C. 煤炭燃烧不会产生有害物
D. 250年后火因耗尽熄灭
2.(2026·江苏淮安·中考真题)某食品发热剂的主要成分为氧化钙、碳酸钠、铝粒。小明取少量该发热剂放入冷水中,实验装置如图所示。已知:铝和NaOH溶液反应产生并放热。下列有关说法错误的是
A. 可观察到产生气泡,放出热量
B. 热量只来源于铝和NaOH溶液的反应
C. 反应之一是
D. 气体无法点燃的原因可能是中混有较多的水蒸气
3.(2026·江苏淮安·中考真题)探究燃烧条件的改进装置如图所示(固定装置已省略)。已知:①白磷的着火点为40℃;②有毒,能与NaOH溶液反应。下列有关说法错误的是
A. 该实验操作简便,节约试剂,现象明显
B. 热水提供热量,使温度达到白磷的着火点
C. NaOH溶液吸收,减少对环境的污染
D. a处白磷燃烧,b处白磷不燃烧,说明可燃物燃烧需要
4.(2026·江苏无锡·中考真题)用如图所示的装置探究燃烧的条件。在U形管中加入80℃的水,观察到①处白磷燃烧,②处白磷不燃烧,③处红磷不燃烧。下列叙述正确的是
A. 实验中白磷和红磷需过量 B. 对比①②处现象可知燃烧需要氧气
C. 对比②③处现象可知红磷的着火点比白磷高 D. 气球b起到防污染的作用
5.(2026·江苏苏州·中考真题)铜盏油灯(如图)工作时,部分油受热蒸发而损耗。夹瓷盏油灯(如图)比铜盏油灯能节省约一半的油。下列说法正确的是
A. 油灯工作时参与反应的物质只有油
B. 油受热分子变大导致油蒸发而损耗
C. 夹瓷盏油灯工作时下层的水吸热,减少了上层油的蒸发
D. 吹灭油灯的原理是降低可燃物的着火点
6.(2025·江苏苏州·中考真题)用如图所示装置模拟粉尘爆炸实验,吹入空气后发生爆炸,硬纸板被掀起。下列说法不正确的是
A. 面粉属于可燃物
B. 吹入空气前,面粉没有燃烧是因为塑料瓶内没有氧气
C. 吹入空气,面粉剧烈燃烧大量放热,气体体积迅速膨胀
D. 面粉加工厂应严禁烟火
7.(2025·江苏南京·中考真题)按图示装置进行燃烧条件的探究(已知:白磷着火点为40℃,红磷着火点为260℃),下列说法不正确的是
A. 对比两处白磷的不同现象,可说明燃烧需要达到可燃物的着火点
B. 实验中可以观察到红磷和热水中的白磷均不燃烧
C. 使用气球可防止生成的五氧化二磷逸出污染环境
D. 通过该实验推测:白磷在实验室里可保存在水中
8.(2024·江苏徐州·中考真题)为探究燃烧的条件,向粘有蜡烛的烧杯中加入水并点燃蜡烛,装置如图。蜡烛燃烧至水面处时熄灭,其主要原因是
A. 蜡烛与氧气隔绝 B. 蜡烛的着火点降低 C. 蜡烛没有可燃性 D. 燃烧产生二氧化碳
9.(2024·江苏苏州·中考真题)火的使用推动人类文明的进步。下列有关燃烧与灭火的说法或措施正确的是
A. 可燃物接触氧气即可发生燃烧 B. 将木材架空可以降低其着火点
C. 电线短路起火,可用冷水浇灭 D. 炒菜油锅着火,可用锅盖盖灭
10.(2024·江苏南京·中考真题)某学习小组的同学利用蜡烛进行实验,下列有关说法不正确的是
A. 切下一块石蜡放入水中,石蜡浮于水面
B. 将冷碟子放在蜡烛火焰的上方,可得到炭黑
C. 在燃着的蜡烛上扣一个烧杯,蜡烛熄灭,说明蜡烛燃烧需要氧气
D. 蜡烛燃烧后减少的质量等于生成的二氧化碳和水的质量之和
11.(2024·江苏无锡·中考真题)用如图所示装置进行“探究燃烧条件”的对比实验:a处通入氧气,管①中白磷未燃烧,b处通入氧气,管②中白磷燃烧。下列叙述错误的是
A. 生料带起隔离作用
B. 实验推知燃烧只需要氧气
C. 实验推知白磷着火点(T)的范围:20℃<T≤80℃
D. 利用该装置进行实验可减少污染
12.(2024·江苏连云港·中考真题)黑火药是中国古代四大发明之一,由C、S和KNO3等混合而成。下列说法正确的是
A. C、S均具有可燃性 B. 黑火药可存放于高温处
C. 黑火药爆炸时吸热 D. KNO3属于氧化物
考点02 灭火的原理和方法
1.(2025·江苏泰州·中考真题)泰州市开展安全燃放烟花爆竹的宣传。下列图标表示“禁止燃放鞭炮”的是
A.
B.
C.
D.
2.(2025·江苏无锡·中考真题)下列消防安全标志中,表示“禁止燃放鞭炮”的是
A.
B.
C.
D.
3.(2024·江苏南京·中考真题)下列图标中表示禁止燃放鞭炮的是
A.
B.
C.
D.
4.(2024·江苏无锡·中考真题)下列图标表示“禁止吸烟”的是( )
A. B. C. D.
考点03 化石能源
1.(2026·江苏镇江·中考真题)化石燃料是重要的化工原料,其储量有限,须综合利用。下列属于煤的深加工产品的是
A. 汽油 B. 石蜡 C. 柴油 D. 焦炭
2.(2026·江苏扬州·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
中国立足“富煤少油”国情,发展现代煤化工产业,实现资源和技术自主可控。煤主要含碳元素,还含有、、、、等元素。煤制气可得、,生成的气体进一步转化可得汽油(含多种碳氢化合物分子)等产品。下列说法正确的是
A. 煤是单质 B. 汽油是纯净物
C. 煤转化为汽油是物理变化 D. 将煤转化为汽油,可缓解石油短缺问题
3.(2025·江苏无锡·中考真题)综合利用海洋资源是解决人类社会面临的资源短缺等难题的重要途径。回答以下3个问题。
海底埋藏着大量的“可燃冰”,可燃冰的主要成分为甲烷水合物。下列叙述正确的是
A. 可燃冰属于纯净物 B. 可燃冰的组成与水相同
C. 甲烷易溶于水 D. 甲烷充分燃烧生成水和二氧化碳
4.(2024·江苏常州·中考真题)下列关于化石燃料的说法正确的是
A. 化石燃料都属于可再生能源 B. 煤完全燃烧时不会产生污染
C. 石油为原料能制造合成纤维 D. 天然气主要成分为一氧化碳
5.(2024·江苏苏州·中考真题)天然气的综合利用是重要的研究课题。
天然气是重要的化石燃料和能源,主要成分为甲烷(CH4),还含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去,其反应微观示意图如图1所示。
利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示,通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应),一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。
利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯,石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。
(1)甲烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为 。
(2)结合图1,分析甲烷与硫化氢的反应。
①产物“”中,碳元素和硫元素的质量比为 (填最简整数比)。
②该反应过程中变化的是 (填字母)。
A.分子的数目 B.原子的种类 C.物质的总质量
(3)结合图2,分析甲烷水蒸气制氢反应。
①甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。
②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。
(4)下列说法正确的是________(填字母)。
A. 天然气属于纯净物 B. 天然气和氢气均属于可再生能源
C. 透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离 D. 石墨烯具有优良的导电性能,是一种金属单质
考点04 新能源的开发
1.(2026·江苏南通·中考真题)通江达海的南通依托江海优势大力发展新能源产业。下列属于新能源的是
A. 风能 B. 煤炭 C. 石油 D. 天然气
2.(2026·江苏常州·中考真题)浮空风力发电(如图)是一种把设备“飘”到高空来发电的新型技术,我国已实现电力并网。下列说法错误的是
A. 浮空器用到的聚乙烯纤维属于天然高分子材料 B. 浮空器充氦气是利用其密度小和化学性质稳定
C. 浮空风力发电是将更强大的风能转化为了电能 D. 浮空风力发电能应用于海岛等难铺设电网的地方
3.(2024·江苏无锡·中考真题)富氢水是指含有氢气的水。镁与水反应可生成氢气,镁储氢、释氢的过程如图所示。完成下面小题。
下列叙述错误的是
A. 富氢水中含有氢分子 B. 常温常压下氢气易溶于水
C. 镁和稀盐酸反应可生成氢气 D. 镁是一种储氢材料
4.(2024·江苏淮安·中考真题)氢能是理想的绿色能源。科学家研究出一种电、热化学循环制氢的方法如图所示。
已知:①熔融混合液组成为、、与LiOH;
②500℃时,
(偏铁酸钾)。
下列有关说法正确的是
A. 该循环制氢过程只有化学能与电能的转化
B. 该循环制氢过程中,Fe的作用是作催化剂
C. 500℃时,与反应生成
D. 第Ⅰ步反应获得时,第Ⅱ步可得
5.(2026·江苏镇江·中考真题)氢能是理想能源,产业链由制氢、储氢和用氢组成。
一、制氢
电解水制氢
实验室用图1所示装置电解水制氢。
(1)电解前,通常会向水中滴加少量的溶液,目的是 。
(2)接通直流电源后,气泡产生的速率:a管 (选填“>”“<”或“=”)b管,原因为 。
(3)打开a管的活塞,将带火星的木条放到a管的尖嘴口,观察到的现象是 。
铁及其氧化物循环制氢
一种循环制氢的反应原理如图2所示。
(4)高温下,“反应c”的化学方程式为 。
(5)循环制氢过程中消耗的与生成的的质量比为 。
二、储氢
氢化锂()、氢化镁()均为固体,都可用作野外供氢剂。两者加水后都能制得,同时生成、。中氢元素的化合价为-1。
(6)LiH形成的过程中,氢原子 (选填“得到”或“失去”)1个电子。
(7)LiH与水反应的化学方程式为 。
(8)对比上述两种野外供氢剂,从便携角度分析选择LiH的原因为 。
三、用氢
四种生活中燃料的热值如下表所示。
几种燃料的热值
物质
煤炭
石油
天然气
氢气
热值/(kJ·g-1)
约33
约48
约56
143
(9)天然气属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(10)选择氢气作为理想能源的原因为 。
6.(2026·江苏南通·中考真题)近年来,我国氢能产业迅猛发展。一种制氢、储氢、释氢的过程如图所示。
(1)和在催化剂、高温条件下可制得。
①写出和反应生成CO和的化学方程式: 。
②“制氢”时,若投入过量的,将会降低的产量,原因是 。
③“制氢”一段时间,有少量固体单质生成并覆盖在催化剂表面,该固体是 。
(2)常压下的“储氢”工艺:在惰性气体氛围下,将镁粉置于有机溶剂中,通入,不断搅拌,生成固体。下列说法不正确的是_________(填序号)。
A. 用镁条代替镁粉更有利于反应进行
B. 惰性气体能防止Mg与空气中的接触
C. 固态相比于气态更便于储存和运输
(3)“释氢”时发生的反应为。
①理论上“释氢”时释放的量 (选填“”“”或“”)“储氢”时吸收的量。
②“释氢”过程如图所示。为了提高“释氢”效率,可在“释氢”过程中添加少量 (填序号)。
A. B.NaOH C.HCl
7.(2026·江苏盐城·中考真题)2026年5月15日,我市首批氢电共享单车(配备氢氧燃料电池)正式上路。同学们围绕氢能源的开发与利用展开研学活动。
Ⅰ.认识氢气
(1)与化石能源相比,氢能源的优点有无毒、热值高、 等。目前,氢气还未能推广应用,制约因素有 (填序号)。
A.制取成本高 B.沸点低,难液化 C.燃烧条件难以满足 D.密度小,难储运
Ⅱ.制取氢气
(2)电解水制氢:与电源 (选填“正”或“负”)极相连的电极表面产生的气体更多。
(3)甲烷制氢:以甲烷和水为原料可制得氢气,反应的微观示意图如图1所示。甲烷的化学式为 ,参加反应的甲烷和生成的氢气的分子个数比为 。
(4)光能制氢:利用太阳能制氢是未来的发展方向。一种利用光能制氢的原理如下。
反应1:
反应2:
反应1是将太阳能转化为 能。
反应2的基本类型是 。
Ⅲ.使用氢气
(5)镁基合金是极具应用前景的储氢材料。该材料“储氢”“释氢”过程中涉及的部分物质转化原理如图2所示。
①“储氢”过程中发生反应的化学方程式为 。
②“释氢”方法有两种。将等质量的经方法a和方法b得到的的质量分别记为和,则和的大小关系是 ,请结合化学反应阐述你的理由: 。
8.(2025·江苏常州·中考真题)光伏发电驱动电解水制氢是目前最为可行的大规模制氢技术之一。
(1)发展光伏发电能大幅减少 的排放,助力我国实现“双碳”目标。
(2)电解水制氢的化学反应方程式为 。
(3)科研人员发现,γ-MnO2可作为酸性条件下电解水的催化剂,则反应前后γ-MnO2的质量和 没有发生变化。
9.(2025·江苏南京·中考真题)氢气是一种清洁的高能燃料,已应用于航天、交通等领域。
(1)实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气(如图1)。
写出该反应的化学方程式: ,可用排水法收集氢气的原因是 。
(2)活性炭因具有 的结构而具有吸附能力,可用于氢气的储存。有研究表明活性炭的储氢性能与温度、压强的关系如图2所示(纵坐标表示每克活性炭吸附氢气的质量),请分析活性炭的储氢性能与温度和压强的关系: 。
(3)氨硼烷(NH3BH3)具有极高的理论储氢量和良好的放氢特性,其一种放氢反应如下:NH3BH3+2X
NH4BO2+3H2↑,则X为 。
(4)某新能源汽车以氢气为燃料,使用1 kg氢气平均可行驶150 km。如果通过电解水产生氢气,180 kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶多远?(写出计算过程)
10.(2025·江苏宿迁·中考真题)我国科学家发明了一种甲烷催化制取氢气的工艺。通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气。其转化流程如图1所示。
(1)甲烷和水蒸气反应制氢气的化学方程式为 。
(2)在理想状态下,小组同学设计了图2的实验,将测得的实验数据绘制成图像(如图3),由图3可得,氢气作为燃料的优点是 。从安全角度考虑,点燃两种气体前,一定要检查其 。
(3)2023年,我国首次掺氢天然气(在天然气中掺入氢气)管道燃爆试验成功,掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气(假设该混合气体仅含CH4和H2)中氢元素质量分数为50%,则混合气体完全燃烧后生成CO2和H2O的分子个数比为 (填最简整数比)。
(4)氢气储运成本较高,原因之一是氢气易逸散,对储运容器密封性要求极高。从微观粒子视角分析,氢气易逸散的原因是 。
11.(2025·江苏淮安·中考真题)氢能是一种重要的绿色能源。
【制氢】
(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。
①该反应的化学方程式是 ,反应前后不变的微观粒子是 。
②已知:(反应放热)。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,其优点是 。
(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO,反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A. 步骤①中发生了化合反应
B. 在整个反应前后催化剂的质量不变
C. 过程中催化剂参与了反应
D. 该过程总反应的化学方程式是
【储氢】
(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2,可发生反应
,用于储氢。温度高于70℃时,储氢效率降低的原因可能是 。
【释氢】
(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高,不同温度下可分解生成H2和不同固体(),剩余固体残留率()随温度的变化曲线如图3所示,请判断B点对应的物质为 (填化学式)。
【用氢】
(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时, 能转化为电能。
(6)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物()实现氮污染的治理。某温度(t℃)下,H2的体积分数对反应的影响如图4所示。
①H2的体积分数在范围内,发生置换反应的化学方程式是 。
②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是 。
12.(2024·江苏镇江·中考真题)如图为氢能开发与利用的示意图。
(1)制氢中的能量转化:太阳能→电能→ 能。
(2)燃料电池中反应的化学方程式为 。
13.(2024·江苏南通·中考真题)氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ制取氢气
(1)相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片,投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2,反应更剧烈的是 (填“Fe”或“Zn”)。
(2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2,CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。
①CO和水蒸气反应的化学方程式为 。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是 。
(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢,电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于 (填“可再生能源”或“不可再生能源”)。B电极表面生成H2的过程可描述为 。
Ⅱ储存氢气
(4)碳纳米管(图2)与活性炭均具有疏松多孔的结构,研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于 变化。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应生成MgHn,MgHn中Mg与H的质量比为12:1,则n= 。
考点05 能源的综合应用
1.(2026·江苏南通·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
是一种工业原料,也是一种储能材料。将、按如图所示工艺联合反应,可获取能量并减少NO的排放。
下列说法正确的是
A. NO是一种酸
B. 燃烧时吸收能量
C. 该过程中可循环使用
D. 中氮元素与氢元素的质量比为
2.(2026·江苏连云港·中考真题)化学变化中有新物质生成,同时伴随着能量变化。
(1)糖类、油脂和蛋白质为生命活动提供了必需的能量基础。下列物质中,可以为人体提供能量的是 (填字母)。
A. 水 B. 牛奶 C. 食盐
(2)自热食品是通过将特制发热包(主要成分CaO)放在容器底部,加适量的凉水给食物加热。加热原理是 。
(3)实验室经常利用酒精灯加热,酒精是乙醇()的俗称。下列说法中正确的是 (填所有正确选项的字母)。
A. 乙醇属于有机物
B. 可用如图所示方式点燃酒精灯
C. 酒精灯里洒出的酒精在实验台上燃烧可用湿抹布扑盖
(4)氢能是理想的清洁能源。一种利用太阳能和铁的氧化物循环分解水制氢的过程如下:,。
①X的化学式为 。
②反应过程中能循环利用的物质有FeO和 (填化学式)。
3.(2026·江苏镇江·中考真题)、都是重要的化学能源。
Ⅰ.燃烧
在催化剂的作用下,以为燃料、为载氧体的化学链燃烧工作原理如图1所示。该装置工作稳定,燃料燃烧更充分。
(1)燃料反应器中发生反应的化学方程式为 。
(2)空气反应器排出的尾气中含量最多的气体为 (填化学式)。
Ⅱ.联合、燃烧
(3)①与燃烧生成和,参加反应的与的分子个数比为 。
②高温下,与还能反应生成和,该反应的化学方程式为 。
(4)一种联合、燃烧的工作原理如图2所示。
①甲烷化反应室中,参加反应的物质有 种。
②该联合燃烧的过程中可循环使用的物质为 。
③对比和的混合气体与的直接燃烧,联合、燃烧的优点为 。
4.(2025·江苏盐城·中考真题)燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。
(1)家用燃料经历了柴草、煤炭、液化石油气、天然气的历史变迁。
①柴草燃烧时将 能转化为热能;煤炭燃烧会产生 等物质污染环境。
②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时,须将燃气灶的进风口调 (选填“大”或“小”)。
(2)作为航空燃料必须满足以下要求:在-40℃至-60℃仍保持液态;不容易挥发,且燃点(着火点)不能太低;热值高……现列举两种燃料的燃点和热值如下表所示。
燃料名称
化学式
燃点/℃
热值/(×1000kJ⋅kg⁻¹)
乙醇
C2H6O
75
30.2
航空煤油
C8H18~C16H34
425
43
①综合以上信息推断:乙醇 (选填“适宜”或“不适宜”)用作航空燃料,理由是 。
②等质量的乙醇和航空煤油完全燃烧,产生CO2质量较大的是 。
(3)我国正积极开发和利用新能源,如图是我市沿海发电的场景,这种发电技术的优点有 ,缺点有 (各写出一点即可)。
(4)液氨有望成为未来理想的清洁能源,它在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气(
)。试计算34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量是多少。(写出计算过程)
5.(2025·江苏镇江·中考真题)助力“碳中和”,捕集、高效制氢与综合利用是重要课题。
Ⅰ.的捕集。制备捕集及再生的过程如下。
(1)转化①产生一种有毒气体,其化学式为 。
(2)与直接热解生成相比,“再生”反应
的优点是 。
Ⅱ.的制取。
(3)光催化水制氢,原理如图1所示。整个过程中产生和的体积比为 。
(4)硼氢化钠水解制氢,原理为
。
①不同钛(Ti)的氧化物催化水解产生的速率如图2所示。催化效率最好的是 。
②水解制氢方便,制得的纯度高,但价格昂贵阻碍其工业化发展。写出一条可能化解阻碍的发展路线 。
Ⅲ.综合利用。下列流程可实现、的贮存、释放和利用。
(5)“催化加氢”发生反应的化学方程式为 。
(6)利用“催化释氢”的产物催化合成乙酸时需添加 (填“”或“”)促进另一气体完全反应。
6.(2024·江苏扬州·中考真题)燃料使用时需关注发热量和排放量等因素。
(1)燃料的发热量可以用每克燃料在一定条件下完全燃烧所释放出的热量表示。天然气和甲醇均可用作燃料,其发热量及排放量见下表。
燃料
发热量()
排放量()
天然气
49.8
0.055
甲醇
20.1
0.070
①天然气的排放量为,其含义是 。
②由上表可知,与甲醇相比,天然气作为燃料的优点是 。
③甲醇的组成可以看作, 。
(2)煤炭中含有的碳酸盐会影响其发热量。测量煤炭中碳酸盐含量的原理是通过碳酸盐与盐酸反应生成的质量进行计算。实验方案为:实验1,如下图所示,取一定质量的煤炭样品于烧瓶中,通入,一段时间后加入足量稀盐酸充分反应,测量装置乙吸收气体的质量;实验2,保持其他实验条件相同,烧瓶中不加煤炭样品,重复上述实验。已知:煤炭样品与稀盐酸反应会产生少量气体,影响质量的测量。
①仪器M的名称为 。将仪器M中的稀盐酸加入烧瓶时,不应全部加入,在仍剩余少量稀盐酸时需关闭活塞,原因是 。
②进行实验1时,装置甲中盛有的能与发生复分解反应,生成和一种常见的强酸,反应的化学方程式为 ;反应结束后,需向装置中继续通入一段时间的,作用是 。
③进行实验2的目的是 。
(3)氢气被誉为未来的理想燃料。
①与在高温、高压、催化剂条件下,生成和,反应的化学方程式为 。
②氢气发热量高,燃烧时排放量为零,氢能的开发与利用也面临着一些困难。在氢气作为能源的其他优点或面临困难中选择一个视角,写出一点: 。
试卷第1页,共3页
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专题08 能源的合理利用与开发
3年真题
考点分类
三年考情(2024-2026)
命题规律
考点01 燃烧的条件与化学反应中的能量变化
2026江苏淮安(2题)、2026江苏常州(1题)、2026江苏无锡(1题)、2026江苏苏州(1题)、2025江苏南京(1题)、2025江苏苏州(1题)、2024江苏南京(1题)、2024江苏无锡(1题)、2024江苏徐州(1题)、2024江苏苏州(1题)、2024江苏连云港(1题)
· 情境设置:依托燃烧条件实验、蜡烛、白磷红磷、粉尘爆炸、油灯和食品发热剂等生活或实验情境,考查燃烧、灭火及反应放热现象。
· 考查重点:重点辨析可燃物、氧气和温度达到着火点三个条件,分析对比实验现象及装置作用,同时判断燃烧产物、热量来源和灭火原理。
· 命题趋势:更加重视实验改进与环保,如用气球减少五氧化二磷逸出、用水和锅盖灭火;设问由现象判断条件发展为控制变量、误差原因和能量综合分析。
考点02 灭火的原理和方法
2025江苏泰州(1题)、2025江苏无锡(1题)、2024江苏南京(1题)、2024江苏无锡(1题)
情境设置:结合烟花爆竹和吸烟等日常安全场景,连续设置消防安全标志辨识题,要求从图标中判断禁止燃放鞭炮或禁止吸烟。
考查重点:主要考查禁止类消防标志的图形识别和安全防范意识,题目直接对应生活中的防火行为,不涉及复杂计算或实验探究。
命题趋势:2024—2025年持续以选择题、图标辨识形式考查,体现试题对消防标志识读和公共安全教育的重视,情境保持生活化、考查方式稳定。
考点03 化石能源
2026江苏镇江(1题)、2026江苏扬州(1题)、2025江苏无锡(1题)、2024江苏常州(1题)、2024江苏苏州(1题)
情境设置:以煤、石油、天然气、可燃冰等资源为背景,涉及煤深加工、煤制气制汽油、石油制合成纤维、甲烷利用及石墨烯制备等。
考查重点:考查化石能源的类别、主要成分、有限性及综合利用,辨析纯净物与混合物、物理变化与化学变化,并结合CH4、H2S、CO、H2等考查反应和性质。
命题趋势:命题由能源常识判断逐步转向资源转化、清洁利用和微观示意图综合分析,突出“富煤少油”背景下化石能源的高效利用及能源问题。
考点04 新能源的开发
2026江苏盐城(1题)、2026江苏南通(2题)、2026江苏镇江(1题)、2026江苏常州(1题)、2025江苏南京(1题)、2025江苏淮安(1题)、2025江苏常州(1题)、2025江苏宿迁(1题)、2024江苏淮安(1题)、2024江苏无锡(1题)、2024江苏镇江(1题)、2024江苏南通(1题)
· 情境设置:以氢能、风能、光伏等新能源为背景,创设共享单车、汽车、制氢储氢流程及新能源发电等真实情境,如南京题考查活性炭储氢,南通题呈现镁储氢。
· 考查重点:围绕氢气制取、收集、储存、释放和利用,考查化学方程式、能量转化、气体性质、催化剂作用、质量计算及图像分析,并辨析新能源的特点。
· 命题趋势:由单一制氢拓展到“制氢—储氢—释氢—应用”全链条,综合微观示意图、实验装置和变化曲线,突出绿色能源的实际困难及技术改进。
考点05 能源的综合应用
2026江苏南通(1题)、2026江苏镇江(1题)、2026江苏连云港(1题)、2025江苏盐城(1题)、2025江苏镇江(1题)、2024江苏扬州(1题)
· 情境设置:围绕天然气、煤炭、甲醇、氨、氢气及化学链燃烧,联系家庭燃料、航空燃料、碳捕集和“双碳”目标,设置燃烧、制氢与资源循环流程。
· 考查重点:考查燃烧方程式、反应物质的量关系、热值与排放量计算、能量转化、尾气成分、循环利用及燃料优缺点,并涉及氨燃烧和二氧化碳综合利用。
· 命题趋势:由比较传统燃料性能转向能源系统综合评价,突出减排、储能和循环;常以流程图融合方程式书写、计算、物质判断和方案评价,强化跨知识点应用。
考点01 燃烧的条件与化学反应中的能量变化
1.(2026·江苏常州·中考真题)美国森特勒利亚镇某煤矿内大火已燃烧60多年,预测还将燃烧250年。下列说法正确的是
A. 矿井内的石灰石是可燃物
B. 矿内温度超过煤炭着火点
C. 煤炭燃烧不会产生有害物
D. 250年后火因耗尽熄灭
【答案】B
【解析】燃烧需要同时满足三个条件:① 可燃物;② 与氧气(或空气)接触;③ 温度达到可燃物的着火点。
【解析】
A. 石灰石主要成分为,不具有可燃性,不属于可燃物,说法错误。
B. 煤炭可以持续燃烧,说明满足燃烧的全部条件,因此矿内温度一定超过了煤炭的着火点,说法正确。
C. 煤炭中含硫、碳等元素,燃烧会生成、等有毒有害气体,还会产生可吸入颗粒物,说法错误。
D. 煤矿不是完全密闭的体系,会有空气持续流通补充,不会因氧气耗尽自然熄灭,说法错误。
2.(2026·江苏淮安·中考真题)某食品发热剂的主要成分为氧化钙、碳酸钠、铝粒。小明取少量该发热剂放入冷水中,实验装置如图所示。已知:铝和NaOH溶液反应产生并放热。下列有关说法错误的是
A. 可观察到产生气泡,放出热量
B. 热量只来源于铝和NaOH溶液的反应
C. 反应之一是
D. 气体无法点燃的原因可能是中混有较多的水蒸气
【答案】B
【解析】A. 首先发生反应,该反应放出大量热;生成的和发生复分解反应:,最后铝和NaOH溶液反应产生并放热,因此可观察到产生气泡,放出热量,说法正确。
B. 热量来源包括与水的反应、铝与溶液的反应,并非仅来源于后者,说法错误。
C. 根据前面的分析,说法正确。
D. 反应放热使水蒸发,中混有较多水蒸气时,水蒸气不支持燃烧且会降低温度,可能导致气体无法点燃,说法正确。
3.(2026·江苏淮安·中考真题)探究燃烧条件的改进装置如图所示(固定装置已省略)。已知:①白磷的着火点为40℃;②有毒,能与NaOH溶液反应。下列有关说法错误的是
A. 该实验操作简便,节约试剂,现象明显
B. 热水提供热量,使温度达到白磷的着火点
C. NaOH溶液吸收,减少对环境的污染
D. a处白磷燃烧,b处白磷不燃烧,说明可燃物燃烧需要
【答案】D
【解析】A.该装置为密闭微型装置,试剂用量少、操作简便,燃烧与不燃烧的对比现象十分明显,说法正确;
B.热水温度为,高于白磷的着火点,可给白磷提供热量,使其温度达到着火点,说法正确;
C.已知有毒且能与反应,装置内的溶液可吸收反应生成的,减少对环境的污染,说法正确;
D.a处白磷被酒精灯加热,温度达到着火点,b处白磷未被加热,温度未达到着火点,二者均与通入的接触,因此a燃烧、b不燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点,而非需要,说法错误。
4.(2026·江苏无锡·中考真题)用如图所示的装置探究燃烧的条件。在U形管中加入80℃的水,观察到①处白磷燃烧,②处白磷不燃烧,③处红磷不燃烧。下列叙述正确的是
A. 实验中白磷和红磷需过量 B. 对比①②处现象可知燃烧需要氧气
C. 对比②③处现象可知红磷的着火点比白磷高 D. 气球b起到防污染的作用
【答案】B
【解析】燃烧需要同时满足三个条件:可燃物、与氧气(或空气)接触、温度达到可燃物的着火点。
【解析】
A.本实验仅需观察可燃物是否发生燃烧,不需要验证消耗反应物的量,因此白磷、红磷不需要过量,说法错误。
B.① 处白磷与氧气接触、温度达到着火点,发生燃烧;② 处白磷温度达到着火点,但被水隔绝氧气,不燃烧。两组实验唯一变量为是否有氧气,可证明燃烧需要氧气,说法正确。
C.② 处白磷隔绝氧气,③ 处红磷与氧气接触但温度未达到自身着火点,存在两个变量,无法对比得出红磷着火点比白磷高的结论,需对比① ③ 的现象才可得出该结论,说法错误。
D.① 处白磷燃烧生成有毒的,由上方的气球a收集处理,气球b与水下区域连通,无法起到防污染作用,说法错误。
5.(2026·江苏苏州·中考真题)铜盏油灯(如图)工作时,部分油受热蒸发而损耗。夹瓷盏油灯(如图)比铜盏油灯能节省约一半的油。下列说法正确的是
A. 油灯工作时参与反应的物质只有油
B. 油受热分子变大导致油蒸发而损耗
C. 夹瓷盏油灯工作时下层的水吸热,减少了上层油的蒸发
D. 吹灭油灯的原理是降低可燃物的着火点
【答案】C
【解析】A.燃烧是可燃物与氧气发生的氧化反应,油灯工作时油、灯芯和氧气都参与反应,因此A错误。
B.油受热蒸发属于物理变化,变化过程中分子本身大小不变,只是分子间间隔变大,因此B错误。
C.夹瓷盏下层的水升温、蒸发时会吸收热量,降低上层油的温度,可减少油的蒸发,因此比铜盏油灯省油,C正确。
D.着火点是可燃物的固有属性,一般不会改变,吹灭油灯的原理是流动的空气带走热量,降低温度至可燃物的着火点以下,因此D错误。
6.(2025·江苏苏州·中考真题)用如图所示装置模拟粉尘爆炸实验,吹入空气后发生爆炸,硬纸板被掀起。下列说法不正确的是
A. 面粉属于可燃物
B. 吹入空气前,面粉没有燃烧是因为塑料瓶内没有氧气
C. 吹入空气,面粉剧烈燃烧大量放热,气体体积迅速膨胀
D. 面粉加工厂应严禁烟火
【答案】B
【解析】A、面粉属于可燃物,说法正确,不符合题意;
B、吹入空气前,面粉没有燃烧是因为温度没有达到面粉的着火点,说法错误,符合题意;
C、吹入空气,面粉剧烈燃烧大量放热,气体体积迅速膨胀,说法正确,不符合题意;
D、面粉加工厂的空气中存在大量面粉粉尘,与空气混合遇明火易发生爆炸,因此面粉加工厂应严禁烟火,以防止粉尘爆炸,说法正确,不符合题意。
故选:B。
7.(2025·江苏南京·中考真题)按图示装置进行燃烧条件的探究(已知:白磷着火点为40℃,红磷着火点为260℃),下列说法不正确的是
A. 对比两处白磷的不同现象,可说明燃烧需要达到可燃物的着火点
B. 实验中可以观察到红磷和热水中的白磷均不燃烧
C. 使用气球可防止生成的五氧化二磷逸出污染环境
D. 通过该实验推测:白磷在实验室里可保存在水中
【答案】A
【解析】A、燃烧的条件是:可燃物、可燃物与氧气充分接触、温度达到可燃物的着火点,已知:白磷着火点为40℃,对比试管中的白磷(燃烧)和热水中的白磷(不燃烧),二者温度均达到了着火点,但水中的白磷没有与氧气接触,此对比可说明燃烧需要与氧气接触,而不能说明燃烧需要达到可燃物的着火点,符合题意;
B、红磷不燃烧是温度未达着火点,水中白磷不燃烧是缺氧气,不符合题意;
C、白磷燃烧生成五氧化二磷会污染空气,气球能防止其逸出,不符合题意;
D、水中白磷因未接触氧气不燃烧,说明在水中可隔绝氧气,可推测实验室能将白磷封存在水中保存,不符合题意。
故选:A 。
8.(2024·江苏徐州·中考真题)为探究燃烧的条件,向粘有蜡烛的烧杯中加入水并点燃蜡烛,装置如图。蜡烛燃烧至水面处时熄灭,其主要原因是
A. 蜡烛与氧气隔绝 B. 蜡烛的着火点降低 C. 蜡烛没有可燃性 D. 燃烧产生二氧化碳
【答案】A
【解析】可燃物燃烧的条件:温度达到可燃物的着火点、与氧气接触,蜡烛燃烧至水面处时熄灭,其主要原因是水使蜡烛与氧气隔绝,故选:A。
9.(2024·江苏苏州·中考真题)火的使用推动人类文明的进步。下列有关燃烧与灭火的说法或措施正确的是
A. 可燃物接触氧气即可发生燃烧 B. 将木材架空可以降低其着火点
C. 电线短路起火,可用冷水浇灭 D. 炒菜油锅着火,可用锅盖盖灭
【答案】D
【解析】A、可燃物燃烧除了要接触氧气,温度也要达到可燃物的着火点,故A错误;
B、将将木材架空可以增大可燃物与氧气的接触面积,使燃烧更充分,故B错误;
C、电线短路起火应该先切断电源,且不能用冷水浇灭,不然会引发触电,故C错误;
D、炒菜油锅着火,可用锅盖盖灭,可以隔绝氧气,达到灭火目的,故D正确。
故选D。
10.(2024·江苏南京·中考真题)某学习小组的同学利用蜡烛进行实验,下列有关说法不正确的是
A. 切下一块石蜡放入水中,石蜡浮于水面
B. 将冷碟子放在蜡烛火焰的上方,可得到炭黑
C. 在燃着的蜡烛上扣一个烧杯,蜡烛熄灭,说明蜡烛燃烧需要氧气
D. 蜡烛燃烧后减少的质量等于生成的二氧化碳和水的质量之和
【答案】D
【解析】A、石蜡密度比水小,所以切下一块石蜡放入水中,石蜡浮于水面。A正确;
B、蜡烛不充分燃烧可生成炭黑,将冷碟子放在蜡烛火焰的上方,蜡烛得不到充分燃烧,可得到炭黑。B正确;
C、在燃着的蜡烛上扣一个烧杯,烧杯中氧气耗尽,蜡烛熄灭,说明蜡烛燃烧需要氧气。C正确;
D、蜡烛燃烧是蜡烛和氧气反应生成了二氧化碳和水蒸气,根据质量守恒定律可知,蜡烛燃烧后减小的质量小于燃烧后生成物的总质量。D不正确。
综上所述:选择D。
11.(2024·江苏无锡·中考真题)用如图所示装置进行“探究燃烧条件”的对比实验:a处通入氧气,管①中白磷未燃烧,b处通入氧气,管②中白磷燃烧。下列叙述错误的是
A. 生料带起隔离作用
B. 实验推知燃烧只需要氧气
C. 实验推知白磷着火点(T)的范围:20℃<T≤80℃
D. 利用该装置进行实验可减少污染
【答案】B
【解析】A、生料带起隔离作用,可以将管①、管②隔离开,说法正确;
B、通入氧气管①中,白磷未燃烧,管②中白磷燃烧,说明燃烧需要温度达到着火点;管②中白磷通入氧气前不燃烧,通入氧气后燃烧,说明燃烧需要氧气,说法错误;
C、实验推知白磷着火点(T)的范围:20℃<T≤80℃,说法正确;
D、白磷燃烧产生五氧化二磷,会污染空气,可以被该装置中氢氧化钠溶液吸收,则利用该装置进行实验可减少污染,说法正确。
故选:B。
12.(2024·江苏连云港·中考真题)黑火药是中国古代四大发明之一,由C、S和KNO3等混合而成。下列说法正确的是
A. C、S均具有可燃性 B. 黑火药可存放于高温处
C. 黑火药爆炸时吸热 D. KNO3属于氧化物
【答案】A
【解析】A、C、S均具有可燃性,碳完全燃烧生成二氧化碳,硫燃烧生成二氧化硫,符合题意;
B、黑火药属于易燃易爆物质,不能存放于高温处,防止发生危险,不符合题意;
C、黑火药爆炸时放出大量的热,不符合题意;
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,硝酸钾由K、N、O三种元素组成,不属于氧化物,不符合题意。
故选A。
考点02 灭火的原理和方法
1.(2025·江苏泰州·中考真题)泰州市开展安全燃放烟花爆竹的宣传。下列图标表示“禁止燃放鞭炮”的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A、该图标是节约用水标志,不符合题意。
B、该图标是中国节能标志,不符合题意。
C、该图标是禁止燃放鞭炮标志,符合题意。
D、该图标是可回收物标志,不符合题意。
故选C。
2.(2025·江苏无锡·中考真题)下列消防安全标志中,表示“禁止燃放鞭炮”的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A、图中所示标志是禁止吸烟标志,故错误;
B、图中所示标志是禁止烟火标志,故错误;
C、图中所示标志是禁止燃放鞭炮标志,故正确;
D、图中所示标志是禁止存放易燃物标志,故错误。
故选C。
3.(2024·江苏南京·中考真题)下列图标中表示禁止燃放鞭炮的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A 、该图标表示禁止烟火。A不符合题意;
B、该图标表示禁止燃放鞭炮。B符合题意;
C、该图标表示禁止吸烟。C不符合题意;
D、该图标表示禁止放易燃物。D不符合题意。
综上所述:选择B。
4.(2024·江苏无锡·中考真题)下列图标表示“禁止吸烟”的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A是禁止吸烟图标; B是禁止放易燃物图标; C是禁止烟火图标; D是禁止燃放鞭炮图标。故选A。
考点03 化石能源
1.(2026·江苏镇江·中考真题)化石燃料是重要的化工原料,其储量有限,须综合利用。下列属于煤的深加工产品的是
A. 汽油 B. 石蜡 C. 柴油 D. 焦炭
【答案】D
【解析】 焦炭是通过煤的干馏得到的,因此焦炭属于煤的深加工产品。汽油、柴油、石蜡均是石油经分馏、裂化等炼制工艺得到的产品,不属于煤的深加工产物。
2.(2026·江苏扬州·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
中国立足“富煤少油”国情,发展现代煤化工产业,实现资源和技术自主可控。煤主要含碳元素,还含有、、、、等元素。煤制气可得、,生成的气体进一步转化可得汽油(含多种碳氢化合物分子)等产品。下列说法正确的是
A. 煤是单质 B. 汽油是纯净物
C. 煤转化为汽油是物理变化 D. 将煤转化为汽油,可缓解石油短缺问题
【答案】D
【解析】(3)A.煤含C、H、O等多种元素,由多种物质组成,属于混合物,不是单质,错误;
B.汽油由多种碳氢化合物组成,属于混合物,错误;
C.煤转化为汽油的过程有新物质生成,属于化学变化,错误;
D.我国“富煤少油”,煤制汽油可降低对石油的依赖,缓解石油短缺问题,正确。
3.(2025·江苏无锡·中考真题)综合利用海洋资源是解决人类社会面临的资源短缺等难题的重要途径。回答以下3个问题。
海底埋藏着大量的“可燃冰”,可燃冰的主要成分为甲烷水合物。下列叙述正确的是
A. 可燃冰属于纯净物 B. 可燃冰的组成与水相同
C. 甲烷易溶于水 D. 甲烷充分燃烧生成水和二氧化碳
【答案】D
【解析】(1)A、可燃冰的主要成分为甲烷水合物,还含有其他物质,属于混合物,说法错误;
B、可燃冰是混合物没有固定的组成,与水的组成不相同,说法错误;
C、甲烷难溶于水,说法错误;
D、甲烷(CH4)充分燃烧生成水和二氧化碳,说法正确。
故选:D。
4.(2024·江苏常州·中考真题)下列关于化石燃料的说法正确的是
A. 化石燃料都属于可再生能源 B. 煤完全燃烧时不会产生污染
C. 石油为原料能制造合成纤维 D. 天然气主要成分为一氧化碳
【答案】C
【解析】A、化石燃料包括煤、石油和天然气,化石燃料在短期内不能从自然界得到补充,属于不可再生能源,说法错误,不符合题意;
B、煤中含有硫元素、氮元素,完全燃烧时生成的二氧化硫、二氧化氮等溶于水会形成酸雨,对环境造成污染,说法错误,不符合题意;
C、以石油为原料能制造合成纤维,说法正确,符合题意。
D、天然气主要成分是甲烷,说法错误,不符合题意。
故选:C。
5.(2024·江苏苏州·中考真题)天然气的综合利用是重要的研究课题。
天然气是重要的化石燃料和能源,主要成分为甲烷(CH4),还含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去,其反应微观示意图如图1所示。
利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示,通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应),一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。
利用甲烷在高温、Cu-Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯,石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。
(1)甲烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为 。
(2)结合图1,分析甲烷与硫化氢的反应。
①产物“”中,碳元素和硫元素的质量比为 (填最简整数比)。
②该反应过程中变化的是 (填字母)。
A.分子的数目 B.原子的种类 C.物质的总质量
(3)结合图2,分析甲烷水蒸气制氢反应。
①甲烷水蒸气制氢反应的化学方程式为 。
②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是 。
(4)下列说法正确的是________(填字母)。
A. 天然气属于纯净物 B. 天然气和氢气均属于可再生能源
C. 透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离 D. 石墨烯具有优良的导电性能,是一种金属单质
【答案】(1) (2)① 3:16 ② A (3)① ② H2与O2反应放热,为制氢提供热量 (4)C
【解析】(1)甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为: ;
(2)① 产物“ ”的化学式为:CS2,CS2中碳元素和硫元素的质量比为:;
② A、由图可知,该反应为甲烷和硫化氢在催化剂的作用下反应生成CS2和氢气,该反应的化学方程式为: ,由化学方程式可知,化学反应前后,分子的数目发生了改变,反应前是3个,反应后是5个,符合题意;
B、根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,不符合题意;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,不符合题意。
故选A;
(3)① 由图2可知,甲烷水蒸气制氢反应为甲烷和水蒸气在高温和催化剂的作用下反应生成一氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为: ;
② 氢气和氧气反应生成水,该反应放出大量的热,故在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是:H2与O2反应放热,为制氢提供热量;
(4)A、天然气的主要成分是甲烷,还含有其它物质,属于混合物,不符合题意;
B、天然气属于化石燃料,短期内不能再生,属于不可再生能源,氢气可通过电解水等制得,属于可再生能源,不符合题意;
C、一氧化碳和氢气均是气体,透氢膜反应器内生成的CO与H2混合在一起,未被完全分离,符合题意;
D、石墨烯具有优良的导电性能,但是石墨烯是由碳元素组成的纯净物,属于碳单质,不符合题意。
故选C。
考点04 新能源的开发
1.(2026·江苏南通·中考真题)通江达海的南通依托江海优势大力发展新能源产业。下列属于新能源的是
A. 风能 B. 煤炭 C. 石油 D. 天然气
【答案】A
【解析】煤炭、石油、天然气是三大传统化石燃料,风能属于新能源,故选A。
2.(2026·江苏常州·中考真题)浮空风力发电(如图)是一种把设备“飘”到高空来发电的新型技术,我国已实现电力并网。下列说法错误的是
A. 浮空器用到的聚乙烯纤维属于天然高分子材料 B. 浮空器充氦气是利用其密度小和化学性质稳定
C. 浮空风力发电是将更强大的风能转化为了电能 D. 浮空风力发电能应用于海岛等难铺设电网的地方
【答案】A
【解析】A.聚乙烯纤维是人工由乙烯聚合得到的合成高分子材料,天然高分子是自然界原本存在的物质(如棉花、羊毛、天然橡胶等),因此该说法错误,选项正确;
B.氦气属于稀有气体,密度远小于空气,且化学性质极稳定、不易发生反应,适合充入浮空器,说法正确,选项错误;
C.风力发电的本质是将风能转化为电能,高空风能更强劲,发电效率更高,说法正确,选项错误;
D.浮空风力发电不需要复杂的地面电网配套设施,可应用于海岛等电网铺设难度大的偏远区域,说法正确,选项错误。
3.(2024·江苏无锡·中考真题)富氢水是指含有氢气的水。镁与水反应可生成氢气,镁储氢、释氢的过程如图所示。完成下面小题。
下列叙述错误的是
A. 富氢水中含有氢分子 B. 常温常压下氢气易溶于水
C. 镁和稀盐酸反应可生成氢气 D. 镁是一种储氢材料
【答案】B
【解析】(3)A、富氢水是指含有氢气的水,富氢水中含有氢气、水,则富氢水中含有氢分子,故正确;
B、常温常压下氢气难溶于水,故错误;
C、镁在金属活动性顺序中排在氢前,可以和稀盐酸反应可生成氢气,故正确;
D、根据图示,镁是一种储氢材料,镁与氢气经过储氢过程,可以生成MgH2,故正确;
故选:B。
4.(2024·江苏淮安·中考真题)氢能是理想的绿色能源。科学家研究出一种电、热化学循环制氢的方法如图所示。
已知:①熔融混合液组成为、、与LiOH;
②500℃时,
(偏铁酸钾)。
下列有关说法正确的是
A. 该循环制氢过程只有化学能与电能的转化
B. 该循环制氢过程中,Fe的作用是作催化剂
C. 500℃时,与反应生成
D. 第Ⅰ步反应获得时,第Ⅱ步可得
【答案】D
【解析】A、在第Ⅱ步高温制氢中有化学能和热能之间的转化,该选项不符合题意;
B、该循环中,含铁物质作为反应物参与了中间反应,并在后续步骤中再生,其化学形态发生了改变,在严格意义上属于中间体,而非催化剂,该选项不符合题意;
C、根据500℃时,与反应生成偏铁酸钾可推知,500℃时,与反应生成偏铁酸钠,化学式为,该选项不符合题意;
D、根据流程图可知,总反应的化学方程式为 ,其中氢气和氧气的质量比为,故生成时,可得,该选项符合题意;
故选D。
5.(2026·江苏镇江·中考真题)氢能是理想能源,产业链由制氢、储氢和用氢组成。
一、制氢
电解水制氢
实验室用图1所示装置电解水制氢。
(1)电解前,通常会向水中滴加少量的溶液,目的是 。
(2)接通直流电源后,气泡产生的速率:a管 (选填“>”“<”或“=”)b管,原因为 。
(3)打开a管的活塞,将带火星的木条放到a管的尖嘴口,观察到的现象是 。
铁及其氧化物循环制氢
一种循环制氢的反应原理如图2所示。
(4)高温下,“反应c”的化学方程式为 。
(5)循环制氢过程中消耗的与生成的的质量比为 。
二、储氢
氢化锂()、氢化镁()均为固体,都可用作野外供氢剂。两者加水后都能制得,同时生成、。中氢元素的化合价为-1。
(6)LiH形成的过程中,氢原子 (选填“得到”或“失去”)1个电子。
(7)LiH与水反应的化学方程式为 。
(8)对比上述两种野外供氢剂,从便携角度分析选择LiH的原因为 。
三、用氢
四种生活中燃料的热值如下表所示。
几种燃料的热值
物质
煤炭
石油
天然气
氢气
热值/(kJ·g-1)
约33
约48
约56
143
(9)天然气属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(10)选择氢气作为理想能源的原因为 。
【答案】(1)增强水的导电性 (2)① < ② 单位时间内,电解水产生氢气的体积是氧气的2倍 (3)带火星的木条复燃 (4) (5)1:1 (6)得到 (7) (8)产生等质量的氢气,需要LiH的质量更小,方便携带 (9)混合物 (10)氢气的热值高,且产物是水无污染(合理即可)
【解析】(1)纯水几乎不导电,水中加入少量氢氧化钠溶液,可电离出钠离子和氢氧根离子,增强水的导电性;
(2)在电解水实验中,“正氧负氢”,生成氢气和氧气的体积比约为2:1,a管与正极相连,产生的是氧气,b管与负极相连,产生的是氢气,故接通直流电源后,气泡产生的速率:a管<b管,原因是单位时间内,电解水产生氢气的体积是氧气的2倍;
(3)由(2)的分析可知,a管中产生的是氧气,氧气具有助燃性,故现象是:带火星的木条复燃;
(4)“反应c”的反应物为铁和水蒸气,生成物是四氧化三铁和氢气,反应条件是高温,化学方程式为: ;
(5)由图可知,反应a为四氧化三铁和氧气在一定条件下反应生成氧化铁,化学方程式为: ,反应b为氧化铁和一氧化碳在一定条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为: ,反应c为铁和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: ,则该反应的总反应为一氧化碳、氧气和水在一定条件下反应生成二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为: ,则消耗的氧气与生成的氢气的质量比为:32:32=1:1;
(6)LiH中锂元素显+1价,设氢元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=-1,则LiH形成的过程中氢原子得到1个电子形成阴离子;
(7)根据题干信息,LiH与水反应生成氢氧化锂与氢气,该反应的化学方程式为:;
(8)氢化锂与水反应:,参加反应的氢化锂与生成氢气的质量比为:8:2,氢化镁与水反应:,参加反应的氢化镁与生成氢气的质量比为:26:4=13:2,故选择LiH的原因是:产生等质量的氢气,需要LiH的质量更小,方便携带;
(9)天然气的主要成分是甲烷,还含有其他杂质,属于混合物;
(10)见答案。
6.(2026·江苏南通·中考真题)近年来,我国氢能产业迅猛发展。一种制氢、储氢、释氢的过程如图所示。
(1)和在催化剂、高温条件下可制得。
①写出和反应生成CO和的化学方程式: 。
②“制氢”时,若投入过量的,将会降低的产量,原因是 。
③“制氢”一段时间,有少量固体单质生成并覆盖在催化剂表面,该固体是 。
(2)常压下的“储氢”工艺:在惰性气体氛围下,将镁粉置于有机溶剂中,通入,不断搅拌,生成固体。下列说法不正确的是_________(填序号)。
A. 用镁条代替镁粉更有利于反应进行
B. 惰性气体能防止Mg与空气中的接触
C. 固态相比于气态更便于储存和运输
(3)“释氢”时发生的反应为。
①理论上“释氢”时释放的量 (选填“”“”或“”)“储氢”时吸收的量。
②“释氢”过程如图所示。为了提高“释氢”效率,可在“释氢”过程中添加少量 (填序号)。
A. B.NaOH C.HCl
【答案】(1)① ② 过量的会与生成的发生反应,消耗 ③ C (2)A (3)① > ② C
【解析】(1)①和在催化剂、高温条件下反应生成CO和,化学方程式见答案;
②过量 会将生成的反应生成水,消耗掉氢气,因此会导致氢气的产量降低;
③CH4 高温分解可能产生碳单质,覆盖在催化剂表面,因此该固体为碳(C);
(2)A.镁粉比镁条接触面积大,反应更快,用镁条代替反而不利,A错误;
B.惰性气体隔绝空气,可以防Mg被氧化,B正确;
C.固态储氢更便于储运,C正确。
(3)①“储氢”时发生的反应为(),“释氢”时发生的反应为(),所以“释氢”时释放的量>“储氢”时吸收的量;
②释氢时表面生成难溶Mg(OH)2 阻碍反应。加少量 HCl 可溶解Mg(OH)2,破坏包裹层,提高效率,故选C。
7.(2026·江苏盐城·中考真题)2026年5月15日,我市首批氢电共享单车(配备氢氧燃料电池)正式上路。同学们围绕氢能源的开发与利用展开研学活动。
Ⅰ.认识氢气
(1)与化石能源相比,氢能源的优点有无毒、热值高、 等。目前,氢气还未能推广应用,制约因素有 (填序号)。
A.制取成本高 B.沸点低,难液化 C.燃烧条件难以满足 D.密度小,难储运
Ⅱ.制取氢气
(2)电解水制氢:与电源 (选填“正”或“负”)极相连的电极表面产生的气体更多。
(3)甲烷制氢:以甲烷和水为原料可制得氢气,反应的微观示意图如图1所示。甲烷的化学式为 ,参加反应的甲烷和生成的氢气的分子个数比为 。
(4)光能制氢:利用太阳能制氢是未来的发展方向。一种利用光能制氢的原理如下。
反应1:
反应2:
反应1是将太阳能转化为 能。
反应2的基本类型是 。
Ⅲ.使用氢气
(5)镁基合金是极具应用前景的储氢材料。该材料“储氢”“释氢”过程中涉及的部分物质转化原理如图2所示。
①“储氢”过程中发生反应的化学方程式为 。
②“释氢”方法有两种。将等质量的经方法a和方法b得到的的质量分别记为和,则和的大小关系是 ,请结合化学反应阐述你的理由: 。
【答案】(1)① 产物无污染(或环保) ② ABD (2)负 (3)① ② 1∶3 (4)① 化学 ② 置换反应 (5)① ② ③ 方法a得到的只来自,方法b得到的来自和两部分,所以等质量的经方法b得到的更多
【解析】(1)氢气燃烧产物为水,作为燃料不会产生污染;
A.目前制取氢气成本较高,推广使用还比较困难,正确;
B.氢气的沸点较低,转化为液态储存需要降温加压,条件较为苛刻,正确;
C.氢气与一定量的氧气接触,温度达到着火点即可燃烧,燃烧条件容易满足,错误;
D.氢气为密度最小的气体,运输时需要降温加压转化为液态,正确;
(2)电解水实验中在电极的正极产生氧气,负极产生氢气;
(3)根据图示可知一个甲烷分子由1C、4H构成,化学式为CH4;根据反应的微观图示可知该反应的化学反应方程式为:CH4+H2O CO+3H2,故参加反应的甲烷与生成的氢气分子个数比为1:3;
(4)根据题干可知反应1的条件为太阳能与温度2000℃,故反应可以将太阳能转化为化学能;反应2反应物为单质与化合物,生成物为单质与化合物,符合置换反应的特征;
(5)① 根据图示可知储氢时Mg与H2在高压、300℃的条件下转化为MgH2,化学反应方程式为: ;
② 反应a化学方程式可知 ,反应b化学方程式可知 ,故26份质量的MgH2,产生的氢气分别为2份、4份,故。
8.(2025·江苏常州·中考真题)光伏发电驱动电解水制氢是目前最为可行的大规模制氢技术之一。
(1)发展光伏发电能大幅减少 的排放,助力我国实现“双碳”目标。
(2)电解水制氢的化学反应方程式为 。
(3)科研人员发现,γ-MnO2可作为酸性条件下电解水的催化剂,则反应前后γ-MnO2的质量和 没有发生变化。
【答案】(1)二氧化碳 (2) (3)化学性质
【解析】(1)发展光伏发电能大幅减少二氧化碳的排放,故填:二氧化碳;
(2)水在通电下生成氢气和氧气,故填: ;
(3)催化剂在化学反应前后化学性质和质量不发生改变,故填:化学性质。
9.(2025·江苏南京·中考真题)氢气是一种清洁的高能燃料,已应用于航天、交通等领域。
(1)实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气(如图1)。
写出该反应的化学方程式: ,可用排水法收集氢气的原因是 。
(2)活性炭因具有 的结构而具有吸附能力,可用于氢气的储存。有研究表明活性炭的储氢性能与温度、压强的关系如图2所示(纵坐标表示每克活性炭吸附氢气的质量),请分析活性炭的储氢性能与温度和压强的关系: 。
(3)氨硼烷(NH3BH3)具有极高的理论储氢量和良好的放氢特性,其一种放氢反应如下:NH3BH3+2X
NH4BO2+3H2↑,则X为 。
(4)某新能源汽车以氢气为燃料,使用1 kg氢气平均可行驶150 km。如果通过电解水产生氢气,180 kg水分解产生的氢气理论上可供这辆汽车行驶多远?(写出计算过程)
【答案】(1)① ② 氢气难溶于水,且与水不反应 (2)① 疏松多孔 ② 在压强相同时,温度越低,活性炭储氢性能越好;在温度相同时,压强越大,活性炭储氢性能越好 (3)H2O (4)解:设180 kg水分解产生氢气的质量为x
x=20 kg
可供汽车行驶的距离:20 kg×150 km/kg=3000 km
答:理论上可供这辆汽车行驶3000 km
【解析】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,该反应的化学方程式为:;
可用排水法收集氢气,是因为氢气难溶于水,且与水不反应;
(2)活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,可用于氢气的储存;
由图可知,在压强相同时,温度越低,活性炭储氢性能越好;在温度相同时,压强越大,活性炭储氢性能越好;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类、数目不变。反应后共含有1个N原子,10个H原子,1个B原子,2个O原子;反应前NH3BH3中含有1个N原子,6个H原子,1个B原子。故2X中应含有4个H原子和2个O原子,故X的化学式为:H2O;
(4)见答案。
10.(2025·江苏宿迁·中考真题)我国科学家发明了一种甲烷催化制取氢气的工艺。通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气。其转化流程如图1所示。
(1)甲烷和水蒸气反应制氢气的化学方程式为 。
(2)在理想状态下,小组同学设计了图2的实验,将测得的实验数据绘制成图像(如图3),由图3可得,氢气作为燃料的优点是 。从安全角度考虑,点燃两种气体前,一定要检查其 。
(3)2023年,我国首次掺氢天然气(在天然气中掺入氢气)管道燃爆试验成功,掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气(假设该混合气体仅含CH4和H2)中氢元素质量分数为50%,则混合气体完全燃烧后生成CO2和H2O的分子个数比为 (填最简整数比)。
(4)氢气储运成本较高,原因之一是氢气易逸散,对储运容器密封性要求极高。从微观粒子视角分析,氢气易逸散的原因是 。
【答案】(1) (2)① 燃烧热值高 ② 纯度 (3)1:6 (4)氢气分子质量小、运动速率快
【解析】(1)甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气,反应的化学方程式为 ,故填: ;
(2)由图3可知,当可燃物质量相同时,氢气燃烧产生的热量大于天然气,因此氢气作为燃料的优点是燃烧热值高;
氢气、天然气均属于可燃性气体,从安全角度考虑,点燃两种气体前,一定要检查其纯度,以防止气体中混有空气(氧气)导致爆炸;
故填:燃烧热值高;纯度;
(3)设该混合气体的质量为m,其中氢元素质量分数为50%,则氢气元素的质量为,由于该混合气体仅含CH4和H2,则混合气体中碳元素的质量为,根据质量守恒定律,反应前后元素的质量不变,则生成二氧化碳的质量为,生成水的质量为,则混合气体完全燃烧后生成CO2和H2O的分子个数比为,故填:1:6;
(4)氢气是由分子构成的物质。微观粒子的运动速率与其分子质量有关:分子质量越小,在相同温度下分子运动速率越快。氢气是常见气体中相对分子质量最小的,因此氢气分子在常温下具有较高的运动速率,能够更快地通过容器缝隙逸散,导致对容器密闭性要求极高,故填:氢气分子质量小、运动速率快。
11.(2025·江苏淮安·中考真题)氢能是一种重要的绿色能源。
【制氢】
(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。
①该反应的化学方程式是 ,反应前后不变的微观粒子是 。
②已知:(反应放热)。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,其优点是 。
(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO,反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A. 步骤①中发生了化合反应
B. 在整个反应前后催化剂的质量不变
C. 过程中催化剂参与了反应
D. 该过程总反应的化学方程式是
【储氢】
(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2,可发生反应
,用于储氢。温度高于70℃时,储氢效率降低的原因可能是 。
【释氢】
(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高,不同温度下可分解生成H2和不同固体(),剩余固体残留率()随温度的变化曲线如图3所示,请判断B点对应的物质为 (填化学式)。
【用氢】
(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时, 能转化为电能。
(6)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物()实现氮污染的治理。某温度(t℃)下,H2的体积分数对反应的影响如图4所示。
①H2的体积分数在范围内,发生置换反应的化学方程式是 。
②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是 。
【答案】(1)① CH4 + 2H2O CO2 + 4H2 ② 碳原子、氢原子、氧原子 ③ 提高氢气的产率,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源 (2)BC (3)因为温度过高,碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应 的反应速率减慢,从而使储氢效率降低 (4)BNH2 (5)化学能 (6)① 2H2+ 2NO N2+ 2H2O ② 当H2的体积分数过高时,会有NH3生成,NH3是一种污染物
【解析】(1)由微观示意图可知,甲烷(CH4)和水(H2O)在催化剂、500℃条件下反应生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2)。根据化学反应式的书写原则,配平后化学方程式为CH4 + 2H2O CO2 + 4H2。 化学反应的实质是分子破裂成原子,原子重新组合成新分子,所以反应前后不变的微观粒子是碳原子、氢原子、氧原子。
② 已知CaO + CO2 = CaCO3(反应放热),向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,一方面CaO能吸收反应生成的CO2,使反应CH4 + H2O CO2 + 4H2的平衡正向移动,从而提高氢气的产率;另一方面,该反应放热,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源。
(2)A、步骤① 中是CO与催化剂载体中的氧结合等过程,不是化合反应(化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应),A错误。
B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变,所以在整个反应前后催化剂的质量不变,B正确。
C、从反应过程图可以看出,催化剂参与了反应过程,C正确。
D、该过程是在催化剂作用下CO与O2反应生成CO2,反应条件不是点燃,总反应的化学方程式应为2CO + O2 2CO2,D错误。 故选BC。
(3)温度高于70℃时,储氢效率降低,可能是因为温度过高,碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应 的反应速率减慢,从而使储氢效率降低(或者温度过高,H2的溶解度减小,参与反应的H2减少等合理原因均可)。
(4)设NH3BH3的质量为m,其相对分子质量为14 + 3×1 + 11 + 3×1 = 31。 B点剩余固体残留率为87.1%,则剩余固体质量为87.1%m。 NH3BH3中B、N原子个数比为1:1,设B点对应物质的化学式为(BNHx)n,则B、N元素质量比在NH3BH3和(BNHx)n中不变。 NH3BH3中B、N元素质量比为11:14。 (BNHx)n的相对分子质量为n(11+14+x),根据残留率可得: 87.1%,近似计算得x≈2,所以B点对应的物质为BNH2。
(5)氢氧燃料电池工作时,化学能转化为电能。
(6)① 在H2的体积分数在0 - 600 ×10-6范围内,由图可知,NO和H2反应生成N2和H2O,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的置换反应,化学方程式为2H2+ 2NO N2+ 2H2O。
② 从图中可以看出,当H2的体积分数过高时,会有NH3生成,NH3是一种污染物,所以实际生产中H2的体积分数不宜过高。
12.(2024·江苏镇江·中考真题)如图为氢能开发与利用的示意图。
(1)制氢中的能量转化:太阳能→电能→ 能。
(2)燃料电池中反应的化学方程式为 。
【答案】(1)化学 (2)
【解析】(1)由图示可知,制氢中的能量转化:太阳能→电能→化学能;
(2)燃料电池中氢气燃烧生成水,反应的化学方程式为 。
13.(2024·江苏南通·中考真题)氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ制取氢气
(1)相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片,投入到等体积等浓度的稀盐酸中制取H2,反应更剧烈的是 (填“Fe”或“Zn”)。
(2)高温下C与水蒸气反应生成CO和H2,CO和水蒸气继续反应得到CO2和H2。
①CO和水蒸气反应的化学方程式为 。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,向其中加入一定量的CaO可提高H2在混合气体中的百分含量,原因是 。
(3)利用太阳能电厂富余电力电解水制氢,电极上微观粒子的变化情况如图1所示。太阳能属于 (填“可再生能源”或“不可再生能源”)。B电极表面生成H2的过程可描述为 。
Ⅱ储存氢气
(4)碳纳米管(图2)与活性炭均具有疏松多孔的结构,研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的10倍。碳纳米管吸附储氢属于 变化。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应生成MgHn,MgHn中Mg与H的质量比为12:1,则n= 。
【答案】(1)Zn (2)① ② 氧化钙与水蒸气反应,消耗了水蒸气,使氢气的百分含量提高 (3)① 可再生能源 ② 氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子 (4)物理 (5)2
【解析】(1)在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,与酸反应的速度就越快,由于锌(Zn)在铁(Fe)的前面,因此相同温度下,相同大小的Fe片、Zn片投入到等体积等浓度的稀盐酸中,Zn与稀盐酸的反应会更剧烈。
(2)①在高温条件下,一氧化碳(CO)与水蒸气(H2O)反应生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2),这个反应的化学方程式为 。
②反应后的气体中含有H2、CO、CO2及水蒸气,当向其中加入一定量的氧化钙(CaO)时,氧化钙会与水蒸气反应生成氢氧化钙[Ca(OH)2],这个反应会消耗掉水蒸气,从而使混合气体中氢气的百分含量提高。
(3)太阳能是一种可再生能源,因为它来源于太阳,而太阳的能量是无穷无尽的,在电解水的过程中,B电极是负极,负极上氢离子(H+)得到电子生成氢气(H2),这个过程可以描述为:水分子在电流的作用下被分解为氢离子和氢氧根离子,氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子;故答案为:可再生能源;氢离子在B电极上得到电子生成氢气分子。
(4)碳纳米管与活性炭均具有疏松多孔的结构,这使得它们都具有很强的吸附能力,当它们用于吸附储氢时,只是将氢气分子吸附在表面或孔隙中,并没有改变氢气的化学性质,因此这个过程属于物理变化。
(5)在MgHn中,镁(Mg)与氢(H)的质量比为12:1,设MgHn中氢原子的个数为n,则镁与氢的质量比可以表示为(因为镁的相对原子质量为24),根据题目给出的质量比12:1,我们可以列出等式:,解这个等式得到n=2。
考点05 能源的综合应用
1.(2026·江苏南通·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
是一种工业原料,也是一种储能材料。将、按如图所示工艺联合反应,可获取能量并减少NO的排放。
下列说法正确的是
A. NO是一种酸
B. 燃烧时吸收能量
C. 该过程中可循环使用
D. 中氮元素与氢元素的质量比为
【答案】C
【解析】(1)A.是氧化物,不属于酸,错误;
B.燃烧属于放热反应,释放能量,错误;
C.由工艺流程可知,甲烷化生成的进入燃烧室反应,生成的又返回甲烷化步骤重新生成,因此可循环使用,正确;
D.中氮、氢元素质量比为,是氮、氢原子个数比,错误。
2.(2026·江苏连云港·中考真题)化学变化中有新物质生成,同时伴随着能量变化。
(1)糖类、油脂和蛋白质为生命活动提供了必需的能量基础。下列物质中,可以为人体提供能量的是 (填字母)。
A. 水 B. 牛奶 C. 食盐
(2)自热食品是通过将特制发热包(主要成分CaO)放在容器底部,加适量的凉水给食物加热。加热原理是 。
(3)实验室经常利用酒精灯加热,酒精是乙醇()的俗称。下列说法中正确的是 (填所有正确选项的字母)。
A. 乙醇属于有机物
B. 可用如图所示方式点燃酒精灯
C. 酒精灯里洒出的酒精在实验台上燃烧可用湿抹布扑盖
(4)氢能是理想的清洁能源。一种利用太阳能和铁的氧化物循环分解水制氢的过程如下:,。
①X的化学式为 。
②反应过程中能循环利用的物质有FeO和 (填化学式)。
【答案】(1)B (2)氧化钙与水反应放出热量 (3)AC (4)① ②
【解析】(1)A. 水:是生命活动不可缺少的物质,但不能提供能量。
B. 牛奶:富含蛋白质,同时也含有乳糖(糖类)和脂肪(油脂),这些物质都能在人体内氧化分解,为生命活动提供能量。
C. 食盐(氯化钠):是无机盐,主要功能是维持体液平衡等,不能提供能量。 因此,可以为人体提供能量的是牛奶。
(2)自热食品的发热包主要成分是氧化钙(CaO),俗称生石灰。当它与水接触时,会发生化学反应生成氢氧化钙(Ca(OH)2),该反应会放出大量的热,从而加热食物。
(3)A. 乙醇(C2H5OH)是含有碳元素的化合物,属于有机物。该说法正确。
B. 图示操作是用燃着的酒精灯去引燃另一盏酒精灯,这是实验室严禁的危险操作,极易导致酒精洒出,引发火灾。该说法错误。
C. 酒精灯洒出的酒精在实验台上燃烧,用湿抹布扑盖可以隔绝空气(氧气),使火焰熄灭。该说法正确。
因此,正确的说法是A和C。
(4)① 根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。反应前:有6 个铁原子和8 个氧原子。反应后:6FeO 中含有6个铁原子和6个氧原子。因此,物质X中应含有 8 - 6 = 2 个氧原子,不含铁原子。所以X的化学式为 O2。
② 循环利用的物质是指在一系列反应中,既是反应物又是生成物的物质。反应一:,反应二:, 物质 Fe3O4 在反应一中被消耗,在反应二中又生成。物质 FeO 在反应一中生成,在反应二中又被消耗。因此,Fe3O4 和 FeO 都是该循环过程中的中间物质,可以被循环利用。
3.(2026·江苏镇江·中考真题)、都是重要的化学能源。
Ⅰ.燃烧
在催化剂的作用下,以为燃料、为载氧体的化学链燃烧工作原理如图1所示。该装置工作稳定,燃料燃烧更充分。
(1)燃料反应器中发生反应的化学方程式为 。
(2)空气反应器排出的尾气中含量最多的气体为 (填化学式)。
Ⅱ.联合、燃烧
(3)①与燃烧生成和,参加反应的与的分子个数比为 。
②高温下,与还能反应生成和,该反应的化学方程式为 。
(4)一种联合、燃烧的工作原理如图2所示。
①甲烷化反应室中,参加反应的物质有 种。
②该联合燃烧的过程中可循环使用的物质为 。
③对比和的混合气体与的直接燃烧,联合、燃烧的优点为 。
【答案】(1) (2) (3)① 4∶3 ② (4)① 2 ② ③ 防止高温条件下与反应生成NO,以免污染环境(或燃烧产生的与合成后可循环利用,不排放)
【解析】(1)根据流程图可知,发生的反应为甲烷与硫酸钙在催化剂作用下反应生成硫化钙、二氧化碳和水,化学方程式见答案;
(2)CaS 与空气中O2反应重新生成CaSO4,空气中主要是N2(不参与反应),所以尾气中含量最多的是 N2。
(3)①与燃烧生成和,反应的化学方程式为 ,则参加反应的与的分子个数比为4:3;
②高温下,与反应生成和,化学方程式见答案;
(4)① 根据流程图可知,N2和H2O进入甲烷化反应室后未参与反应,参与反应的是CO2和H2,因此反应物共有2种;
② 根据流程图可知,气体分离器分离出的甲烷又送回燃烧室参与反应,因此可循环利用;
③ 详见答案。
4.(2025·江苏盐城·中考真题)燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。
(1)家用燃料经历了柴草、煤炭、液化石油气、天然气的历史变迁。
①柴草燃烧时将 能转化为热能;煤炭燃烧会产生 等物质污染环境。
②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时,须将燃气灶的进风口调 (选填“大”或“小”)。
(2)作为航空燃料必须满足以下要求:在-40℃至-60℃仍保持液态;不容易挥发,且燃点(着火点)不能太低;热值高……现列举两种燃料的燃点和热值如下表所示。
燃料名称
化学式
燃点/℃
热值/(×1000kJ⋅kg⁻¹)
乙醇
C2H6O
75
30.2
航空煤油
C8H18~C16H34
425
43
①综合以上信息推断:乙醇 (选填“适宜”或“不适宜”)用作航空燃料,理由是 。
②等质量的乙醇和航空煤油完全燃烧,产生CO2质量较大的是 。
(3)我国正积极开发和利用新能源,如图是我市沿海发电的场景,这种发电技术的优点有 ,缺点有 (各写出一点即可)。
(4)液氨有望成为未来理想的清洁能源,它在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气(
)。试计算34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量是多少。(写出计算过程)
【答案】(1)① 化学 ② SO2、氮的氧化物 ③ 大 (2)① 不适宜 ② 乙醇易挥发,燃点低 ③ 航空煤油 (3)① 风力无污染(或风能是可再生能源等,答案合理即可) ② 发电不稳定(或产生噪音,设备维护难度大、成本高等,答案合理即可) (4)解:设34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量为x
答:34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量为48 g。
【解析】(1)① 柴草燃烧时将化学能转化为热能;煤炭含有氮、硫等元素,故煤炭燃烧会产生SO2、氮的氧化物等物质污染环境;
② 液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰,说明此时氧气不充足导致燃烧不完全,需要将燃气灶进风口调大;
(2)① 乙醇易挥发,燃点低,不适宜用作航空燃料;
② 由乙醇和航空煤油的化学式可知,航空煤油中碳元素的质量分数较大,即等质量的乙醇和航空煤油中,航空煤油含有碳元素的质量较大,完全燃烧产生的二氧化碳质量较大;
(3)风能是可再生能源,风力发电不会产生污染,但是受环境和技术条件限制,风力发电又具有发电不稳定,风机运行时会产生噪音,设备维护的难度大、成本高等缺点;
(4)解析见答案。
5.(2025·江苏镇江·中考真题)助力“碳中和”,捕集、高效制氢与综合利用是重要课题。
Ⅰ.的捕集。制备捕集及再生的过程如下。
(1)转化①产生一种有毒气体,其化学式为 。
(2)与直接热解生成相比,“再生”反应
的优点是 。
Ⅱ.的制取。
(3)光催化水制氢,原理如图1所示。整个过程中产生和的体积比为 。
(4)硼氢化钠水解制氢,原理为
。
①不同钛(Ti)的氧化物催化水解产生的速率如图2所示。催化效率最好的是 。
②水解制氢方便,制得的纯度高,但价格昂贵阻碍其工业化发展。写出一条可能化解阻碍的发展路线 。
Ⅲ.综合利用。下列流程可实现、的贮存、释放和利用。
(5)“催化加氢”发生反应的化学方程式为 。
(6)利用“催化释氢”的产物催化合成乙酸时需添加 (填“”或“”)促进另一气体完全反应。
【答案】(1)CO (2)能耗低 (3) (4)① 三氧化二钛 ② 将反应产物还原为原料或寻找价格低廉的硼氢化物 (5) (6)
【解析】(1)转化① 中,加热后生成的同时还生成一种有毒的气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,则生成的有毒气体中含C元素,即该有毒气体是CO;
(2)由转化② 可以看出,直接热解生成CaO需加热至800~1000℃,而“再生”反应只需600℃即可完成,因此“再生”反应较直接热解生成CaO所需的能耗低;
(3)由图示可知,该过程的实质是光催化分解水生成氢气和氧气,即 ,则分解生成和的体积比为;
(4)① 由图2可以看出,钛的三种氧化物催化水解产生时,相同条件下三氧化二钛()作催化剂时,产生速率最高,即催化效果最好;
② 由硼氢化钠水解制氢的反应可以看出,若能将反应产物还原为原料或寻找价格低廉的硼氢化物水解制氢,可有效化解价格昂贵的问题;
(5)“催化加氢”的过程是将和在催化剂的作用下合成甲醇()和的过程,反应的化学方程式为: ;
(6)“催化释氢”过程是“催化加氢”的逆反应,即发生反应的化学方程式为 ,该反应生成和的分子个数比为;而由和合成乙酸()的过程中,发生反应的化学方程式为 ,该反应中参加反应的和的分子个数比为,则由催化释氢的产物催化合成乙酸时过量,因此需添加以促进完全反应。
6.(2024·江苏扬州·中考真题)燃料使用时需关注发热量和排放量等因素。
(1)燃料的发热量可以用每克燃料在一定条件下完全燃烧所释放出的热量表示。天然气和甲醇均可用作燃料,其发热量及排放量见下表。
燃料
发热量()
排放量()
天然气
49.8
0.055
甲醇
20.1
0.070
①天然气的排放量为,其含义是 。
②由上表可知,与甲醇相比,天然气作为燃料的优点是 。
③甲醇的组成可以看作, 。
(2)煤炭中含有的碳酸盐会影响其发热量。测量煤炭中碳酸盐含量的原理是通过碳酸盐与盐酸反应生成的质量进行计算。实验方案为:实验1,如下图所示,取一定质量的煤炭样品于烧瓶中,通入,一段时间后加入足量稀盐酸充分反应,测量装置乙吸收气体的质量;实验2,保持其他实验条件相同,烧瓶中不加煤炭样品,重复上述实验。已知:煤炭样品与稀盐酸反应会产生少量气体,影响质量的测量。
①仪器M的名称为 。将仪器M中的稀盐酸加入烧瓶时,不应全部加入,在仍剩余少量稀盐酸时需关闭活塞,原因是 。
②进行实验1时,装置甲中盛有的能与发生复分解反应,生成和一种常见的强酸,反应的化学方程式为 ;反应结束后,需向装置中继续通入一段时间的,作用是 。
③进行实验2的目的是 。
(3)氢气被誉为未来的理想燃料。
①与在高温、高压、催化剂条件下,生成和,反应的化学方程式为 。
②氢气发热量高,燃烧时排放量为零,氢能的开发与利用也面临着一些困难。在氢气作为能源的其他优点或面临困难中选择一个视角,写出一点: 。
【答案】(1)① 天然气燃烧每放出1kJ热量排放二氧化碳0.055g ② 相同质量的天然气和甲醇燃烧,天然气发热量高,二氧化碳排放量少 ③ 1 (2)① 分液漏斗 ② 液封,保证的装置的气密性,防止气体溢出 ③ ④ 保证装置中二氧化碳全部被装置乙吸收 ⑤ 对照试验,保证实验结果的准确性 (3)① ② 氢气运输储存困难
【解析】(1)① 天然气的 CO2 排放量为 0.055g/kJ ,其含义是天然气燃烧每放出1kJ热量排放二氧化碳0.055g;
② 由上表可知,与甲醇相比,天然气作为燃料的优点是相同质量的天然气和甲醇燃烧,天然气发热量高,二氧化碳排放量少;
③ 甲醇 (CH4O) 的组成可以看作 mCH2⋅nH2O , 则m=1,2m+2n=4,n=1,故=1;
(2)① 仪器M的名称为分液漏斗;将仪器M中的稀盐酸加入烧瓶时,不应全部加入,在仍剩余少量稀盐酸时需关闭活塞,原因是形成液封,保证的装置的气密性,防止气体溢出;
② 进行实验1时,装置甲中盛有的 CuSO4 能与 H2S 发生复分解反应(两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物),生成 CuS 和一种常见的强酸,根据复分解反应的定义,则该强酸为硫酸,故该反应的化学方程式为:;反应结束后,需向装置中继续通入一段时间的 N2 ,作用是保证装置中二氧化碳全部被装置乙吸收;
③ 实验2:保持其他实验条件相同,烧瓶中不加煤炭样品,重复上述实验,进行实验2的目的是对照试验,保证实验结果的准确性;
(3)① CO 与 H2O 在高温、高压、催化剂条件下,生成 CO2 和 H2 ,反应的化学方程式为: ;
② 氢气发热量高,燃烧时 CO2 排放量为零,氢能的开发与利用也面临着一些困难。氢气属于气体,易燃易爆,氢气运输储存困难,故氢能的开发与利用也面临着一些困难。
试卷第1页,共3页
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