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$\ce{2H_{2}S + 2O_{2}\xlongequal{催化剂}S_{2} + 2H_{2}O_{2}}$
水膜过厚,与活性炭接触的氧分子减少,导致氧原子减少
B
D
A
C
$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
​$ \mathrm {CO}_{2} + \mathrm {Ca}(\mathrm {OH)}_{2} = \mathrm {CaCO}_{3}↓ + \mathrm {H}_{2}\mathrm {O}$​
灭火(合理答案均可)
放出
$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
【分析】
本题围绕能源相关知识展开,分为能源革命和能源与环境两部分,需结合燃烧条件、化学式计算、图示反应分析、化学方程式书写等知识点逐一突破:
1. 第(1)题回忆燃烧三要素,钻木取火是通过摩擦生热使温度达到可燃物的着火点;
2. 第(2)题根据可燃冰的化学式,数出C、H原子总数,计算原子个数比;
3. 第(3)题分析图甲的循环反应,确定总反应后计算甲烷和氢气的质量比;
4. 第(4)题结合图乙的反应物、生成物,配平得到总反应的化学方程式;
5. 第(5)题从水膜厚度对氧气与活性炭接触的影响,分析H₂S吸收率减小的原因。
【解析】
(1) 燃烧需同时满足三个条件:可燃物、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点。“钻木”通过摩擦生热,使温度达到木材的着火点,对应条件为温度达到可燃物的着火点。
(2) 在$\ce{CH_{4}·8H_{2}O}$中,C原子个数为1;H原子总数为$\ce{CH_{4}}$的4个加上8个$\ce{H_{2}O}$的$8×2=16$个,共20个,因此C、H原子个数比为$1:20$。
(3) 分析图甲的循环反应,$\ce{NiFe_{2}O_{4}}$循环参与反应,总反应为$\ce{CH_{4} + H_{2}O = CO + 3H_{2}}$。甲烷的相对分子质量为16,生成氢气的总相对质量为$3×2=6$,故甲烷和氢气的质量比为$16:6=8:3$。
(4) 由图乙可知,反应物为$\ce{H_{2}S}$和$\ce{O_{2}}$,生成物为$\ce{S_{2}}$和$\ce{H_{2}O_{2}}$,反应条件为催化剂,配平后总反应的化学方程式为:$\ce{2H_{2}S + 2O_{2}\xlongequal{催化剂}S_{2} + 2H_{2}O_{2}}$。
(5) 活性炭氧化$\ce{H_{2}S}$时,$\ce{O_{2}}$需通过水膜到达活性炭表面参与反应。若水膜过厚,会导致与活性炭接触的氧分子减少,参与反应的$\ce{O_{2}}$减少,因此$\ce{H_{2}S}$的吸收率减小。
【答案】
使温度达到可燃物的着火点;$1:20$;$8:3$;$\ce{2H_{2}S + 2O_{2}\xlongequal{催化剂}S_{2} + 2H_{2}O_{2}}$;水膜过厚,与活性炭接触的氧分子减少,导致氧原子减少
【知识点】
燃烧条件、化学式计算、化学方程式书写
【点评】
本题是能源主题的综合题,涵盖基础化学核心知识点,需结合图示分析反应过程,难度适中,考查学生的基础应用与分析能力。
【难度系数】
0.6
【分析】本题考查燃烧与灭火的相关知识,需结合实验现象逐一分析选项,明确燃烧的条件、着火点的属性及灭火原理是解题关键。需牢记:燃烧需满足可燃物、与氧气接触、温度达到着火点三个条件;着火点是物质固有属性,一般不改变;增大可燃物与氧气接触面积可促进燃烧;灭火原理包括隔绝氧气、降低温度至着火点以下、清除可燃物。
【解析】A选项:实验中铁丝红热、铁粉剧烈燃烧,说明一定条件下铁能够燃烧,该说法正确;B选项:着火点是物质本身的固有属性,酒精灯加热是为铁提供热量,使其温度达到着火点,并未改变铁的着火点,该说法错误;C选项:铁粉与氧气的接触面积远大于铁丝,因此铁粉燃烧更剧烈,说明增大铁与氧气的接触面积可促进燃烧,该说法正确;D选项:用灯帽盖灭酒精灯,是利用隔绝氧气的灭火原理,该说法正确。综上,不正确的说法是B。
【答案】B
【知识点】燃烧的条件、灭火的原理
【点评】本题结合具体实验现象考查燃烧与灭火的基础知识点,侧重对概念的准确理解,难度适中,属于易得分题。
【难度系数】0.6
【分析】首先明确题目要求是选出与“美丽中国我先行”(核心为保护环境、节约资源)主题不相符的选项,需逐一分析各选项行为是否符合环保理念。
【解析】A选项开发利用清洁能源,可减少化石能源消耗,降低污染物排放,符合环保主题;B选项倡导绿色出行,能减少汽车尾气等污染物排放,符合主题;C选项减少使用一次性餐具,可节约资源、减少垃圾产生,符合主题;D选项露天焚烧垃圾会产生大量有害气体和烟尘,造成大气污染,不符合主题。因此答案为D。
【答案】D
【知识点】环境保护常识
【点评】本题考查环境保护的基础常识,贴近生活实际,难度较低,学生易判断。
【难度系数】0.9
【分析】
本题是关于能源与环保的选择题,需逐一分析每个选项的说法是否正确,核心是明确新能源的定义、常见能源的特点及合理利用方式,最终找出不正确的选项。
【解析】
A选项:新能源是指传统能源之外、刚开始开发利用或有待推广的能源,天然气属于化石燃料,是常规能源,不属于新能源,故A说法错误;
B选项:可燃冰的主要成分是甲烷水合物,具有热值高、储量巨大的优点,说法正确;
C选项:回收秸秆加工成生物柴油,既节约资源又实现变废为宝,符合环保节能要求,说法正确;
D选项:改进燃煤炉灶促使燃料充分燃烧,可提高能源利用效率,减少浪费,说法正确。
综上,不正确的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
能源的分类、燃料的合理利用、化学与环境保护
【点评】
本题考查能源与环保的基础知识点,难度不大,需准确区分新能源与常规能源,掌握常见能源的特点及合理利用方法,属于易得分的基础题。
【难度系数】
0.3
【分析】本题考查燃烧相关的化学知识,需结合气体密度与温度的关系、灭火原理、含碳燃料的燃烧产物等知识点,逐一分析各选项判断正误。
【解析】A选项:热烟气温度较高,气体密度随温度升高而减小,因此热烟气密度较小,会向上流动,不会向下进入水中,故A错误;B选项:关闭灯罩时,隔绝了火焰与氧气(空气)的接触,灭火原理是隔绝氧气,并非清除可燃物,故B错误;C选项:灯油是含碳燃料,若燃烧不充分,会产生炭黑和一氧化碳(CO),故C正确;D选项:灯内的水会吸收烟气中的有害物质,长期使用后需补充更换,故D错误。
【答案】C
【知识点】燃烧与灭火、燃料的充分燃烧
【点评】本题结合古代文物考查化学基础知识,将化学知识与实际应用结合,需准确掌握相关概念,难度适中。
【难度系数】0.6
【分析】首先根据题目给出的物质特征:A是天然气的主要成分($\ce{CH_{4}}$),I是石灰石的主要成分($\ce{CaCO_{3}}$),C是黑色固体单质,可先确定B为$\ce{O_{2}}$(因为A、C都能与B发生点燃反应)。结合转化关系:C与少量$\ce{O_{2}}$点燃生成E,$\ce{CH_{4}}$与$\ce{O_{2}}$点燃生成D和E,可推出E为$\ce{CO}$,D为$\ce{H_{2}O}$;E($\ce{CO}$)与$\ce{O_{2}}$点燃生成H,故H为$\ce{CO_{2}}$;G与H($\ce{CO_{2}}$)反应生成I($\ce{CaCO_{3}}$)和D($\ce{H_{2}O}$),可知G为$\ce{Ca(OH)_{2}}$,D($\ce{H_{2}O}$)与氧化物F反应生成G,故F为$\ce{CaO}$。再根据各物质的性质解答问题。
【解析】
步骤1:确定反应①:C(碳)与少量$\ce{O_{2}}$点燃生成$\ce{CO}$,化学方程式为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$;
步骤2:确定反应④:$\ce{CO_{2}}$与$\ce{Ca(OH)_{2}}$反应生成$\ce{CaCO_{3}}$沉淀和$\ce{H_{2}O}$,化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$;
步骤3:H为$\ce{CO_{2}}$,用途为灭火(合理即可);反应②是$\ce{CaO + H_{2}O = Ca(OH)_{2}}$,该反应放出热量。
【答案】
$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$;$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$;灭火(合理答案均可);放出
【知识点】
碳的化学性质;二氧化碳的性质;化学方程式书写
【点评】
本题为物质推断题,需根据物质的特征性质及转化关系推导各物质,再结合物质性质解答问题,考查学生对常见化学物质性质及转化的掌握程度。
【难度系数】
0.5
【分析】
本题围绕氢气的制取与储存展开,分两部分解答:
1. 制取氢气部分:
(1) 实验室用锌与稀硫酸发生置换反应制取氢气,需正确书写反应的化学方程式,标注气体符号。
(2) ① CO与水蒸气在高温下反应生成CO₂和H₂,根据反应物、生成物及反应条件配平化学方程式;② CaO可吸收混合气体中的水蒸气,使混合气体总体积减小,从而提高H₂的百分含量。
(3) 太阳能能源源不断从自然界获取,属于可再生能源;电解水时,B电极为阴极,H⁺移向该电极,得电子生成H原子,再结合为H₂分子,最终聚集成氢气。
2. 储存氢气部分:
(4) 碳纳米管吸附储氢是利用疏松多孔结构吸附氢气,无新物质生成,属于物理变化。
(5) 根据MgHₙ中Mg与H的质量比,结合Mg的相对原子质量,列式计算n的值。
【解析】
Ⅰ. (1) 锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$。
(2) ① CO与水蒸气在高温条件下反应生成二氧化碳和氢气,化学方程式为:$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{高温}CO_{2} + H_{2}}$;② CaO能与混合气体中的水蒸气反应,吸收水蒸气使混合气体总体积减小,因此H₂在混合气体中的百分含量提高。
(3) 太阳能可源源不断从自然界获得,属于可再生能源;B电极表面,每个氢离子得到1个电子变成氢原子,2个氢原子结合成1个氢分子,氢分子聚集成氢气,从而生成H₂。
Ⅱ. (4) 碳纳米管吸附储氢过程中没有新物质生成,属于物理变化。
(5) $\ce{MgH_{n}}$中Mg与H的质量比为$24:(1×n)=12:1$,解得$n=2$。
【答案】
$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$;$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{高温}CO_{2} + H_{2}}$;CaO能吸收水蒸气,使得混合气体的总体积减小;可再生能源;每个氢离子在B电极表面得到1个电子变成氢原子,2个氢原子结合成1个氢分子,氢分子聚集成氢气;物理;2
【知识点】
化学方程式书写;能源分类;物理变化;化学式计算
【点评】
本题结合氢能源的制取与储存,考查基础化学知识,涵盖方程式书写、能源分类、电解水微观过程、物质变化类型及化学式计算,知识点紧密联系实际,难度适中,需准确掌握基础概念和计算方法。
【难度系数】
0.6