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16.（5分）化学在能源与材料两大领域中均发挥着重要作用。新能源汽车处处有化学的身影。
（一）汽车材料
（1）如图所示的汽车部件中，属于合成材料的是（填字母）。
A. 塑料保险杠
B. 钢板车身
C. 铝合金轮毂
（2）汽车导航定位系统中通常用到一种新型的无机非金属材料——氮化铝（AlN），已知AlN中N的化合价为-3，则AlN中Al的化合价为。
（3）无人驾驶汽车处理系统的核心材料是高纯度的硅，工业制硅的反应之一是$\ce{2X + SiCl_{4} \xlongequal{一定条件} Si + 4HCl}$。则X的化学式是。
（二）汽车动力来源
动力转化电池能为电动汽车提供动力，几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
（4）依据上图，目前国内新能源汽车的动力电池多采用锂电池的主要原因是。
（5）油电混合汽车：低速行驶用电，高速行驶用油。在满油满电情况下，低速行驶过程中的能量转化是能转化为机械能。
（一）汽车材料
（1）如图所示的汽车部件中，属于合成材料的是（填字母）。
A. 塑料保险杠
B. 钢板车身
C. 铝合金轮毂
（2）汽车导航定位系统中通常用到一种新型的无机非金属材料——氮化铝（AlN），已知AlN中N的化合价为-3，则AlN中Al的化合价为。
（3）无人驾驶汽车处理系统的核心材料是高纯度的硅，工业制硅的反应之一是$\ce{2X + SiCl_{4} \xlongequal{一定条件} Si + 4HCl}$。则X的化学式是。
（二）汽车动力来源
动力转化电池能为电动汽车提供动力，几类电池的部分性能指标如图所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
（4）依据上图，目前国内新能源汽车的动力电池多采用锂电池的主要原因是。
（5）油电混合汽车：低速行驶用电，高速行驶用油。在满油满电情况下，低速行驶过程中的能量转化是能转化为机械能。
答案
解：
(1) 塑料属于合成材料，钢板、铝合金属于金属材料，因此选A。
(2) 化合物中各元素正负化合价代数和为0，设Al的化合价为x，则$x + (-3) = 0$，解得$x=+3$，故Al的化合价为+3。
(3) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，反应后共有1个Si原子、4个H原子、4个Cl原子，已知反应物$\ce{SiCl_{4}}$中含有1个Si原子、4个Cl原子，因此2X中含有4个H原子，可得X的化学式为$\ce{H_{2}}$。
(4) 锂电池的循环寿命较长，能量密度较高，综合性能优异
(5) 电
(1) 塑料属于合成材料，钢板、铝合金属于金属材料，因此选A。
(2) 化合物中各元素正负化合价代数和为0，设Al的化合价为x，则$x + (-3) = 0$，解得$x=+3$，故Al的化合价为+3。
(3) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，反应后共有1个Si原子、4个H原子、4个Cl原子，已知反应物$\ce{SiCl_{4}}$中含有1个Si原子、4个Cl原子，因此2X中含有4个H原子，可得X的化学式为$\ce{H_{2}}$。
(4) 锂电池的循环寿命较长，能量密度较高，综合性能优异
(5) 电
解析
【分析】
本题围绕新能源汽车的化学应用展开，分为汽车材料和动力来源两部分。解题时需结合合成材料的定义判断材料类别，利用化合物化合价代数和为0计算化合价，依据质量守恒定律确定物质化学式，结合题目性能指标分析锂电池的优势，根据能量转化规律判断能量形式，整体考察基础化学概念的实际应用。
【解析】
(1) 合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶等，金属材料包含纯金属和合金。选项中塑料保险杠属于合成材料，钢板车身（铁合金）、铝合金轮毂属于金属材料，因此选A。
(2) 化合物中各元素正负化合价代数和为0，设AlN中Al的化合价为x，已知N的化合价为-3，则$x + (-3) = 0$，解得$x=+3$，故Al的化合价为+3。
(3) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变。反应后生成物含1个Si原子、4个H原子、4个Cl原子，反应物$\ce{SiCl_{4}}$已有1个Si原子和4个Cl原子，因此2个X分子含4个H原子，每个X分子含2个H原子，故X的化学式为$\ce{H_{2}}$。
(4) 结合电池性能指标，锂电池能量密度较高、循环寿命较长，综合性能优异，因此国内新能源汽车动力电池多采用锂电池。
(5) 低速行驶时由电池供电，能量转化为电能转化为机械能，故填电。
【答案】
(1) A；(2) +3；(3) $\ce{H_{2}}$；(4) 能量密度较高、循环寿命较长（或综合性能优异）；(5) 电
【知识点】
合成材料判断、化合价计算、质量守恒定律
【点评】
本题将化学知识与新能源汽车的实际应用结合，考察基础化学概念的应用，贴近生活，难度适中，能体现化学在生活中的重要作用。
【难度系数】
0.6
本题围绕新能源汽车的化学应用展开，分为汽车材料和动力来源两部分。解题时需结合合成材料的定义判断材料类别，利用化合物化合价代数和为0计算化合价，依据质量守恒定律确定物质化学式，结合题目性能指标分析锂电池的优势，根据能量转化规律判断能量形式，整体考察基础化学概念的实际应用。
【解析】
(1) 合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶等，金属材料包含纯金属和合金。选项中塑料保险杠属于合成材料，钢板车身（铁合金）、铝合金轮毂属于金属材料，因此选A。
(2) 化合物中各元素正负化合价代数和为0，设AlN中Al的化合价为x，已知N的化合价为-3，则$x + (-3) = 0$，解得$x=+3$，故Al的化合价为+3。
(3) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变。反应后生成物含1个Si原子、4个H原子、4个Cl原子，反应物$\ce{SiCl_{4}}$已有1个Si原子和4个Cl原子，因此2个X分子含4个H原子，每个X分子含2个H原子，故X的化学式为$\ce{H_{2}}$。
(4) 结合电池性能指标，锂电池能量密度较高、循环寿命较长，综合性能优异，因此国内新能源汽车动力电池多采用锂电池。
(5) 低速行驶时由电池供电，能量转化为电能转化为机械能，故填电。
【答案】
(1) A；(2) +3；(3) $\ce{H_{2}}$；(4) 能量密度较高、循环寿命较长（或综合性能优异）；(5) 电
【知识点】
合成材料判断、化合价计算、质量守恒定律
【点评】
本题将化学知识与新能源汽车的实际应用结合，考察基础化学概念的应用，贴近生活，难度适中，能体现化学在生活中的重要作用。
【难度系数】
0.6
17.(4分)农作物秸秆的综合利用得到了新突破,下面是用秸秆合成新型燃料二甲醚($\mathrm{CH}_3\mathrm{OCH}_3$)的流程图。
(1)下列与二甲醚具有相同化学式的有机化合物是(填字母)。
A.甲烷($\mathrm{CH}_4$)
B.酒精($\mathrm{C}_2\mathrm{H}_5\mathrm{OH}$)
C.醋酸($\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}$)
(2)上述实验过程中,溶解和蒸发时都要使用一种玻璃仪器——玻璃棒,在蒸发结晶时,它的作用是。
(3)秸秆与氧气反应前,需将其粉碎,目的是。
(4)二甲醚在空气中完全燃烧生成$\mathrm{CO}_2$和$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$,其反应的化学方程式为。
(1)下列与二甲醚具有相同化学式的有机化合物是(填字母)。
A.甲烷($\mathrm{CH}_4$)
B.酒精($\mathrm{C}_2\mathrm{H}_5\mathrm{OH}$)
C.醋酸($\mathrm{CH}_3\mathrm{COOH}$)
(2)上述实验过程中,溶解和蒸发时都要使用一种玻璃仪器——玻璃棒,在蒸发结晶时,它的作用是。
(3)秸秆与氧气反应前,需将其粉碎,目的是。
(4)二甲醚在空气中完全燃烧生成$\mathrm{CO}_2$和$\mathrm{H}_2\mathrm{O}$,其反应的化学方程式为。
答案
解：
(1) B
(2) 搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅
(3) 增大反应物的接触面积，使反应更充分，加快反应速率
(4) $\ce{CH_{3}OCH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$
(1) B
(2) 搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅
(3) 增大反应物的接触面积，使反应更充分，加快反应速率
(4) $\ce{CH_{3}OCH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$
解析
【分析】
本题围绕秸秆综合利用的流程设置4个问题，逐一分析：
(1) 先确定二甲醚的分子式，再对比选项中各物质的分子式，找出相同的；
(2) 回忆蒸发操作中玻璃棒的作用，明确其目的；
(3) 粉碎固体反应物的作用是增大接触面积，影响反应的充分性和速率；
(4) 根据反应物、生成物及反应条件，结合质量守恒定律配平化学方程式。
【解析】
(1) 二甲醚的化学式为$\ce{CH_{3}OCH_{3}}$，分子式为$\ce{C_{2}H_{6}O}$。选项中：A甲烷（$\ce{CH_{4}}$）分子式为$\ce{CH_{4}}$，不同；B酒精（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）分子式为$\ce{C_{2}H_{6}O}$，与二甲醚相同；C醋酸（$\ce{CH_{3}COOH}$）分子式为$\ce{C_{2}H_{4}O_{2}}$，不同，故选B。
(2) 蒸发结晶时，玻璃棒的作用是搅拌，使液体受热均匀，防止局部温度过高造成液滴飞溅。
(3) 将秸秆粉碎，能增大秸秆与氧气的接触面积，使反应更充分，同时加快反应速率。
(4) 二甲醚完全燃烧，反应物为$\ce{CH_{3}OCH_{3}}$和$\ce{O_{2}}$，反应条件为点燃，生成物为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$。根据原子守恒配平：C原子左边2个，故$\ce{CO_{2}}$系数为2；H原子左边6个，故$\ce{H_{2}O}$系数为3；O原子右边共$2×2 + 3×1=7$个，左边$\ce{CH_{3}OCH_{3}}$含1个O，故$\ce{O_{2}}$系数为$(7-1)÷2=3$，因此化学方程式为$\ce{CH_{3}OCH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$。
【答案】
(1) B
(2) 搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅
(3) 增大反应物的接触面积，使反应更充分，加快反应速率
(4) $\ce{CH_{3}OCH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$
【知识点】
化学式、实验操作、反应速率、化学方程式书写
【点评】
本题结合实际生产流程考查化学基础知识点，注重知识的应用，难度不大，学生需掌握常见物质的化学式、实验操作要点、影响反应速率的因素及化学方程式配平方法即可解答。
【难度系数】
0.6
本题围绕秸秆综合利用的流程设置4个问题，逐一分析：
(1) 先确定二甲醚的分子式，再对比选项中各物质的分子式，找出相同的；
(2) 回忆蒸发操作中玻璃棒的作用，明确其目的；
(3) 粉碎固体反应物的作用是增大接触面积，影响反应的充分性和速率；
(4) 根据反应物、生成物及反应条件，结合质量守恒定律配平化学方程式。
【解析】
(1) 二甲醚的化学式为$\ce{CH_{3}OCH_{3}}$，分子式为$\ce{C_{2}H_{6}O}$。选项中：A甲烷（$\ce{CH_{4}}$）分子式为$\ce{CH_{4}}$，不同；B酒精（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）分子式为$\ce{C_{2}H_{6}O}$，与二甲醚相同；C醋酸（$\ce{CH_{3}COOH}$）分子式为$\ce{C_{2}H_{4}O_{2}}$，不同，故选B。
(2) 蒸发结晶时，玻璃棒的作用是搅拌，使液体受热均匀，防止局部温度过高造成液滴飞溅。
(3) 将秸秆粉碎，能增大秸秆与氧气的接触面积，使反应更充分，同时加快反应速率。
(4) 二甲醚完全燃烧，反应物为$\ce{CH_{3}OCH_{3}}$和$\ce{O_{2}}$，反应条件为点燃，生成物为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$。根据原子守恒配平：C原子左边2个，故$\ce{CO_{2}}$系数为2；H原子左边6个，故$\ce{H_{2}O}$系数为3；O原子右边共$2×2 + 3×1=7$个，左边$\ce{CH_{3}OCH_{3}}$含1个O，故$\ce{O_{2}}$系数为$(7-1)÷2=3$，因此化学方程式为$\ce{CH_{3}OCH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$。
【答案】
(1) B
(2) 搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅
(3) 增大反应物的接触面积，使反应更充分，加快反应速率
(4) $\ce{CH_{3}OCH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 3H_{2}O}$
【知识点】
化学式、实验操作、反应速率、化学方程式书写
【点评】
本题结合实际生产流程考查化学基础知识点，注重知识的应用，难度不大，学生需掌握常见物质的化学式、实验操作要点、影响反应速率的因素及化学方程式配平方法即可解答。
【难度系数】
0.6
