9. (科技民生)我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置,其原理(如图)是① 利用太阳能光伏发电;② 电解水获得${H_{2}}$;③ ${H_{2}}$与${CO_{2}}$反应合成绿色液态燃料${CH_{3}OH}$。下列说法正确的是 (

A.太阳能是不可再生资源
B.反应Ⅱ中${H_{2}}$与${CO_{2}}$的质量比是$3:1$
C.该装置能捕集并资源化利用${CO_{2}}$
D.反应Ⅰ的${H_{2}O}$和反应Ⅱ生成的${CH_{3}OH}$中的${H}$元素质量相等
C
)A.太阳能是不可再生资源
B.反应Ⅱ中${H_{2}}$与${CO_{2}}$的质量比是$3:1$
C.该装置能捕集并资源化利用${CO_{2}}$
D.反应Ⅰ的${H_{2}O}$和反应Ⅱ生成的${CH_{3}OH}$中的${H}$元素质量相等
答案:9.C 解析:太阳能为可再生资源,A选项说法不正确;反应Ⅱ为氢气和二氧化碳反应生成水和$\mathrm{CH}_3\mathrm{OH}$,反应的化学方程式为$3\mathrm{H}_2+\mathrm{CO}_2\xlongequal{一定条件}\mathrm{H}_2\mathrm{O}+\mathrm{CH}_3\mathrm{OH}$,则反应Ⅱ中$\mathrm{H}_2$与$\mathrm{CO}_2$的质量比是$(3×1×2):(12 + 16×2)=3:22$,B选项说法不正确;由图可知,该装置能捕获并资源化利用$\mathrm{CO}_2$,C选项说法正确;由图可知,反应过程中,水中的氢元素全部转化为氢气,但氢气和二氧化碳反应生成甲醇和水,根据元素守恒,反应Ⅰ的$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$和反应Ⅱ生成的$\mathrm{CH}_3\mathrm{OH}$中的$\mathrm{H}$元素质量不相等,D选项说法不正确。
10. (2025·连云港)请回答下列问题。
(1) 制取氢气:一种以${NiFe_{2}O_{4}}$为催化剂制氢的反应原理如图甲所示。
① 反应Ⅰ中${NiFe_{2}O_{4}}$
② 将$16\ {g}\ {CH_{4}}$和足量的${H_{2}O(g)}$通过该方法制氢,理论上可获得

(2) 储存氢气:镁基材料固态储氢具有储量大、安全等优点。储氢时,${Mg}$与${H_{2}}$在一定条件下反应生成${MgH_{2}}$固体。$1\ {m^{3}}$镁基材料储存的${H_{2}}$在常温常压下体积可达$1345\ {m^{3}}$。
① ${MgH_{2}}$由两种离子按个数比$1:2$构成。构成${MgH_{2}}$的是${Mg^{2+}}$和
② 镁基材料储氢量大的原因是
(3) 利用氢气:氢氧燃料电池能将化学能转化为电能,工作原理如图乙所示。
① 质子交换膜中只允许一种微观粒子通过,该微观粒子为
a. ${e^{-}}$
b. ${H^{+}}$
c. ${O^{2-}}$
② 燃料电池中发生反应的化学方程式为
(1) 制取氢气:一种以${NiFe_{2}O_{4}}$为催化剂制氢的反应原理如图甲所示。
① 反应Ⅰ中${NiFe_{2}O_{4}}$
参加
(填“参加”或“未参加”)化学反应。② 将$16\ {g}\ {CH_{4}}$和足量的${H_{2}O(g)}$通过该方法制氢,理论上可获得
6
${g}\ {H_{2}}$。(2) 储存氢气:镁基材料固态储氢具有储量大、安全等优点。储氢时,${Mg}$与${H_{2}}$在一定条件下反应生成${MgH_{2}}$固体。$1\ {m^{3}}$镁基材料储存的${H_{2}}$在常温常压下体积可达$1345\ {m^{3}}$。
① ${MgH_{2}}$由两种离子按个数比$1:2$构成。构成${MgH_{2}}$的是${Mg^{2+}}$和
$\mathrm{H}^-$
(填离子符号)。② 镁基材料储氢量大的原因是
镁基材料能使氢气转化到固体中
。(3) 利用氢气:氢氧燃料电池能将化学能转化为电能,工作原理如图乙所示。
① 质子交换膜中只允许一种微观粒子通过,该微观粒子为
b
(填字母)。a. ${e^{-}}$
b. ${H^{+}}$
c. ${O^{2-}}$
② 燃料电池中发生反应的化学方程式为
$2\mathrm{H}_2+\mathrm{O}_2\xlongequal{催化剂}2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$
。答案:10.(1)①参加 ②6 (2)①$\mathrm{H}^-$ ②镁基材料能使氢气转化到固体中 (3)①b ②$2\mathrm{H}_2+\mathrm{O}_2\xlongequal{催化剂}2\mathrm{H}_2\mathrm{O}$
11. (2025·安徽改编)氢气是清洁能源。硼氢化钠(${NaBH_{4}}$)作为一种环境友好的固体储氢材料,可与水反应生成氢气,化学方程式为${NaBH_{4} + 2H_{2}O\xlongequal{}NaBO_{2} + 4H_{2}\uparrow}$。
(1) 氢气被称为清洁能源的原因是
(2) 某工厂生产燃料电池需要$12\ {t}$氢气,理论上需要${NaBH_{4}}$的质量是
(1) 氢气被称为清洁能源的原因是
氢气的燃烧产物是水,不会污染环境
。(2) 某工厂生产燃料电池需要$12\ {t}$氢气,理论上需要${NaBH_{4}}$的质量是
57 t
。答案:11.(1)氢气的燃烧产物是水,不会污染环境 (2)57 t
12. 氢气的储存是科学研究的热点之一。${X}$是一种储存氢气的材料,取$11.2\ {g}\ {X}$在${O_{2}}$中完全燃烧,只生成$8.0\ {g}\ {CuO}$和$8.0\ {g}\ {MgO}$。
(1) 上述燃烧过程中,消耗${O_{2}}$的质量为
(2) ${X}$中${Cu}$、${Mg}$元素对应的原子个数比为
(1) 上述燃烧过程中,消耗${O_{2}}$的质量为
4.8
${g}$。(2) ${X}$中${Cu}$、${Mg}$元素对应的原子个数比为
1:2
。答案:12.(1)4.8 (2)1:2 解析:(2)根据质量守恒定律可知,反应前后元素的质量不变,8.0 g $\mathrm{CuO}$中铜元素的质量为$8.0\mathrm{g}×(\frac{64}{80}×100\%)=6.4\mathrm{g}$,8.0 g $\mathrm{MgO}$中镁元素的质量为$8.0\mathrm{g}×(\frac{24}{40}×100\%)=4.8\mathrm{g}$,所以X中$\mathrm{Cu}$、$\mathrm{Mg}$元素对应的原子个数比为$\frac{6.4\mathrm{g}}{64}:\frac{4.8\mathrm{g}}{24}=1:2$。
解析:
(1)4.8
(2)1:2
(2)1:2