18. 新趋势情境素材 (8分)今年我国已有多款家用型"氢能自行车"投放市场,"氢能进万家"战略进一步落实。氢能自行车配套有微型太阳能制充氢一体机、氢燃料电池、储氢燃料棒。
(1) 氢能自行车车架采用镁铝合金,与钢质车架相比较,镁铝合金的优点是
(2) 氢能自行车轮胎由合成橡胶制成,合成橡胶属于
A. 无机非金属材料
B. 有机高分子材料
C. 金属材料
D. 复合材料
(3) 氢能自行车的车把、轴承、挡泥板等都是钢材制成的,请任选一个部件写出一种合理的防锈方法:
(4) 在氢燃料电池中,氢气与外界进来的氧气在催化剂作用下反应生成水,同时为自行车提供电力,这一过程中的能量转化形式是
(5) 微型太阳能制充氢一体机可以连接太阳能电池板或家用电源,能将一杯水电解出200L氢气,并将氢气充入储氢燃料棒中,该制氢反应的化学方程式为
(6) 氢能源的优点是
(1) 氢能自行车车架采用镁铝合金,与钢质车架相比较,镁铝合金的优点是
不易生锈（答案合理即可）
(写出一条即可)。(2) 氢能自行车轮胎由合成橡胶制成,合成橡胶属于
B
(填字母)。A. 无机非金属材料
B. 有机高分子材料
C. 金属材料
D. 复合材料
(3) 氢能自行车的车把、轴承、挡泥板等都是钢材制成的,请任选一个部件写出一种合理的防锈方法:
车把镀铬（答案合理即可）
。(4) 在氢燃料电池中,氢气与外界进来的氧气在催化剂作用下反应生成水,同时为自行车提供电力,这一过程中的能量转化形式是
化学能转化为电能
。(5) 微型太阳能制充氢一体机可以连接太阳能电池板或家用电源,能将一杯水电解出200L氢气,并将氢气充入储氢燃料棒中,该制氢反应的化学方程式为
${2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow }$
,氢气在连接电源的负
极产生。(6) 氢能源的优点是
氢气燃烧产物是水，不污染环境（答案合理即可）
(写出一条即可)。答案：18. （1）不易生锈（答案合理即可） （2）B （3）车把镀铬（答案合理即可） （4）化学能转化为电能 （5）${2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow }$ 负 （6）氢气燃烧产物是水，不污染环境（答案合理即可）
19. (5分)煤是社会生产、生活中最重要的能源,其主要成分是碳。工业上常把煤进行气化和液化处理,使煤变成清洁能源。煤气化和液化的流程如图所示。
(1) 粗煤属于
(2) 步骤①中分离操作的名称是
(3) 步骤③中发生反应的化学方程式为
(4) 相比于直接用煤作燃料,"煤的气化和液化"的优点是
(1) 粗煤属于
混合物
(填"纯净物"或"混合物")。(2) 步骤①中分离操作的名称是
过滤
。(3) 步骤③中发生反应的化学方程式为
${CO + 2H_{2}\xrightarrow{催化剂}CH_{4}O}$
。(4) 相比于直接用煤作燃料,"煤的气化和液化"的优点是
更环保，利用率高
。答案：19. （1）混合物 （2）过滤 （3）${CO + 2H_{2}\xrightarrow{催化剂}CH_{4}O}$ （4）更环保，利用率高
20. (7分)(2025·江苏无锡模拟)阅读科普短文,回答下列问题。
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质称为生物质。它包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物,可再生、低污染、分布广泛。
生物质能是贮存在生物质中的能量,是人类历史上最早使用的能源,属于可再生能源。据计算,生物质储存的能量比世界能源消费总量大2倍。现代较为有效地利用生物质能的方式有:将秸秆粉碎、添加乳酸菌发酵,即可做成牲畜饲料;以秸秆为主要原料,经粉碎、厌氧发酵即可生产沼气;利用秸秆和畜禽粪便为原料,经无害化处理、发酵腐熟就可制成有机肥料;秸秆经粉碎、水解、糖化发酵、蒸馏等过程,可获得燃料酒精。
目前,生物质能已成为世界第四大能源。它燃烧后灰渣极少,且燃烧后的灰烬是品质极高的优质钾肥,是一种清洁能源。生物柴油是生物质燃料的一种,但在其生产过程中,副产物甘油(C₃H₈O₃)产生的环境污染制约了其产业发展,处理方法之一为光催化重整法。该方法是在常温常压和太阳光的驱动下,利用催化剂处理甘油和水产生二氧化碳和氢气。二氧化钛(TiO₂)由于具有安全、无生物毒性、耐腐蚀、廉价、可重复利用等优点,已成为甘油处理最常用的催化剂之一。为了提高催化效果,常将TiO₂与其他物质相结合形成复合催化剂。其他条件相同时,几种催化剂的催化效果如图所示。
(1) 生物质的优点有
(2) 若酒精充分燃烧后产生二氧化碳的质量为13.2g,则消耗酒精的质量为
(3) 写出光催化重整甘油的化学方程式:
(4) 下列有关生物质能的说法正确的是
A. 生物质能虽然储量丰富,但是不可再生,要节约使用
B. 生物质燃料燃烧后的灰烬能为农作物提供营养元素,是优质肥料
C. 生物柴油是生物质燃料的一种,其生产和使用都不会产生污染
D. 为了提高催化效果,常将TiO₂与其他物质相结合形成复合催化剂
(5) 由图示可知,在生产时间相同时,影响氢气产量的因素为
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质称为生物质。它包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物,可再生、低污染、分布广泛。
生物质能是贮存在生物质中的能量,是人类历史上最早使用的能源,属于可再生能源。据计算,生物质储存的能量比世界能源消费总量大2倍。现代较为有效地利用生物质能的方式有:将秸秆粉碎、添加乳酸菌发酵,即可做成牲畜饲料;以秸秆为主要原料,经粉碎、厌氧发酵即可生产沼气;利用秸秆和畜禽粪便为原料,经无害化处理、发酵腐熟就可制成有机肥料;秸秆经粉碎、水解、糖化发酵、蒸馏等过程,可获得燃料酒精。
目前,生物质能已成为世界第四大能源。它燃烧后灰渣极少,且燃烧后的灰烬是品质极高的优质钾肥,是一种清洁能源。生物柴油是生物质燃料的一种,但在其生产过程中,副产物甘油(C₃H₈O₃)产生的环境污染制约了其产业发展,处理方法之一为光催化重整法。该方法是在常温常压和太阳光的驱动下,利用催化剂处理甘油和水产生二氧化碳和氢气。二氧化钛(TiO₂)由于具有安全、无生物毒性、耐腐蚀、廉价、可重复利用等优点,已成为甘油处理最常用的催化剂之一。为了提高催化效果,常将TiO₂与其他物质相结合形成复合催化剂。其他条件相同时,几种催化剂的催化效果如图所示。
(1) 生物质的优点有
可再生、低污染、分布广泛（答案合理即可）
。(2) 若酒精充分燃烧后产生二氧化碳的质量为13.2g,则消耗酒精的质量为
6.9
g。(3) 写出光催化重整甘油的化学方程式:
${C_{6}H_{8}O_{3} + 9H_{2}O\xlongequal[太阳光]{催化剂} 6CO_{2}\uparrow + 13H_{2}\uparrow }$
。(4) 下列有关生物质能的说法正确的是
BD
(填字母)。A. 生物质能虽然储量丰富,但是不可再生,要节约使用
B. 生物质燃料燃烧后的灰烬能为农作物提供营养元素,是优质肥料
C. 生物柴油是生物质燃料的一种,其生产和使用都不会产生污染
D. 为了提高催化效果,常将TiO₂与其他物质相结合形成复合催化剂
(5) 由图示可知,在生产时间相同时,影响氢气产量的因素为
催化剂种类
;通过对比图中信息,还可以得到的结论是${CuO-NiO/TiO_{2}}$ 催化效果最好（答案合理即可）
。答案：20. （1）可再生、低污染、分布广泛（答案合理即可） （2）6.9 （3）${C_{6}H_{8}O_{3} + 9H_{2}O\xlongequal[太阳光]{催化剂} 6CO_{2}\uparrow + 13H_{2}\uparrow }$ （4）BD （5）催化剂种类 ${CuO-NiO/TiO_{2}}$ 催化效果最好（答案合理即可）
解析：（2）酒精燃烧的化学方程式为${C_{2}H_{6}O + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 3H_{2}O}$，设消耗酒精的质量为$x$，已知生成二氧化碳的质量13.2 g，则
${C_{2}H_{6}O + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 3H_{2}O}$
46 88
$x$ 13.2 g
$\dfrac{46}{88}=\dfrac{x}{13.2\ \mathrm{g}}$ $x = 6.9\ \mathrm{g}$
（3）由短文可知，光催化重整甘油是在常温常压和太阳光的驱动下，利用催化剂，将甘油和水转化为二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为${C_{6}H_{8}O_{3} + 9H_{2}O\xlongequal[太阳光]{催化剂} 6CO_{2}\uparrow + 13H_{2}\uparrow }$。
（4）根据“生物质能是贮存在生物质中的能量，是人类历史上最早使用的能源，属可再生能源”，可知生物质能可再生，故A错误；由短文“它燃烧后灰渣极少，且燃烧后的灰烬是品质极高的优质钾肥”可知，生物质燃料燃烧后的灰烬能为农作物提供营养元素，是优质肥料，故B正确；由短文“生物柴油是生物质燃料的一种，但其生产过程中，副产物甘油产生的环境污染制约了其产业发展”可知，生物柴油生产过程会产生污染，故C错误；由题意可知，为了提高催化效果，常将${TiO_{2}}$与其他物质相结合形成复合催化剂，故D正确。（5）由题图可知，横坐标为生产时间，纵坐标为氢气质量，不同的曲线代表不同的催化剂，所以在生产时间相同时，影响氢气产量的因素是催化剂种类；通过对比题图中信息，发现在相同时间内，${CuO-NiO/TiO_{2}}$产生氢气质量最多，所以可得出其他条件相同时，${CuO-NiO/TiO_{2}}$催化效果最好的结论。
解析：（2）酒精燃烧的化学方程式为${C_{2}H_{6}O + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 3H_{2}O}$，设消耗酒精的质量为$x$，已知生成二氧化碳的质量13.2 g，则
${C_{2}H_{6}O + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 3H_{2}O}$
46 88
$x$ 13.2 g
$\dfrac{46}{88}=\dfrac{x}{13.2\ \mathrm{g}}$ $x = 6.9\ \mathrm{g}$
（3）由短文可知，光催化重整甘油是在常温常压和太阳光的驱动下，利用催化剂，将甘油和水转化为二氧化碳和氢气，反应的化学方程式为${C_{6}H_{8}O_{3} + 9H_{2}O\xlongequal[太阳光]{催化剂} 6CO_{2}\uparrow + 13H_{2}\uparrow }$。
（4）根据“生物质能是贮存在生物质中的能量，是人类历史上最早使用的能源，属可再生能源”，可知生物质能可再生，故A错误；由短文“它燃烧后灰渣极少，且燃烧后的灰烬是品质极高的优质钾肥”可知，生物质燃料燃烧后的灰烬能为农作物提供营养元素，是优质肥料，故B正确；由短文“生物柴油是生物质燃料的一种，但其生产过程中，副产物甘油产生的环境污染制约了其产业发展”可知，生物柴油生产过程会产生污染，故C错误；由题意可知，为了提高催化效果，常将${TiO_{2}}$与其他物质相结合形成复合催化剂，故D正确。（5）由题图可知，横坐标为生产时间，纵坐标为氢气质量，不同的曲线代表不同的催化剂，所以在生产时间相同时，影响氢气产量的因素是催化剂种类；通过对比题图中信息，发现在相同时间内，${CuO-NiO/TiO_{2}}$产生氢气质量最多，所以可得出其他条件相同时，${CuO-NiO/TiO_{2}}$催化效果最好的结论。