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16. 提升题 预计到2060年，我国氢气年需求量将达1.3亿吨。我国谢和平院士团队开创了海水直接电解制氢全新原理与技术，为氢能源的发展提供了巨大的帮助。
(1)绿色零碳氢能是指利用可再生能源分解水得到的氢气，燃烧时可从源头上实现二氧化碳零排放。它之所以是未来能源发展的重要方向，是因为。
氢气点燃前要先。
(2)现有的化石能源，如煤的燃烧会产生$\ce{SO_{2}}$等有害气体，导致问题，因此要推广使用脱硫煤。为提高燃烧效率，可以将煤块先粉碎成煤粉再进行燃烧，其原因是。
(3)为更好地转变现有能源结构，中国科学院科研团队研究出一种可使二氧化碳与氢气在一定条件下转化为甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)和一种氧化物的方法。请写出相应反应的化学方程式：。
(1)绿色零碳氢能是指利用可再生能源分解水得到的氢气，燃烧时可从源头上实现二氧化碳零排放。它之所以是未来能源发展的重要方向，是因为。
氢气点燃前要先。
(2)现有的化石能源，如煤的燃烧会产生$\ce{SO_{2}}$等有害气体，导致问题，因此要推广使用脱硫煤。为提高燃烧效率，可以将煤块先粉碎成煤粉再进行燃烧，其原因是。
(3)为更好地转变现有能源结构，中国科学院科研团队研究出一种可使二氧化碳与氢气在一定条件下转化为甲醇($\ce{CH_{3}OH}$)和一种氧化物的方法。请写出相应反应的化学方程式：。
答案
解：
(1) 氢气燃烧产物只有水，无污染，热值高，制取氢气的原料水资源来源广泛，燃烧过程可实现二氧化碳零排放；检验氢气的纯度（或验纯）
(2) 酸雨；增大煤与氧气（空气）的接触面积，使煤燃烧更充分，提升燃烧效率
(3) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
(1) 氢气燃烧产物只有水，无污染，热值高，制取氢气的原料水资源来源广泛，燃烧过程可实现二氧化碳零排放；检验氢气的纯度（或验纯）
(2) 酸雨；增大煤与氧气（空气）的接触面积，使煤燃烧更充分，提升燃烧效率
(3) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
解析
【分析】
逐个分析各小问：(1) 绿色氢能的优势需结合题目信息及氢气性质，氢气是可燃性气体，点燃前需防爆炸；(2) SO₂会导致酸雨，粉碎煤粉是为增大接触面积促进燃烧；(3) 根据质量守恒定律确定生成物，配平化学方程式。
【解析】
(1) 绿色零碳氢能燃烧实现二氧化碳零排放，且氢气燃烧产物只有水（无污染）、热值高、制取原料水资源丰富，因此是未来能源发展的重要方向；氢气为可燃性气体，混有空气时点燃易爆炸，故点燃前需检验纯度（验纯）。
(2) 煤燃烧产生的SO₂等有害气体会导致酸雨；将煤块粉碎成煤粉，可增大煤与氧气（空气）的接触面积，使煤燃烧更充分，提升燃烧效率。
(3) 根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，CO₂与H₂反应生成CH₃OH和氧化物H₂O，配平后化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$。
【答案】
(1) 氢气燃烧产物只有水，无污染，热值高，制取氢气的原料水资源来源广泛，燃烧过程可实现二氧化碳零排放；检验氢气的纯度（或验纯）
(2) 酸雨；增大煤与氧气（空气）的接触面积，使煤燃烧更充分，提升燃烧效率
(3) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
【知识点】
氢气的性质；化石燃料的利用；化学方程式书写
【点评】
本题围绕能源相关基础知识点展开，涵盖氢气的优点、可燃性气体安全操作、化石燃料的环境影响及燃烧效率提升、化学方程式书写，难度适中，需学生掌握初中化学能源相关的基础知识。
【难度系数】
0.6
逐个分析各小问：(1) 绿色氢能的优势需结合题目信息及氢气性质，氢气是可燃性气体，点燃前需防爆炸；(2) SO₂会导致酸雨，粉碎煤粉是为增大接触面积促进燃烧；(3) 根据质量守恒定律确定生成物，配平化学方程式。
【解析】
(1) 绿色零碳氢能燃烧实现二氧化碳零排放，且氢气燃烧产物只有水（无污染）、热值高、制取原料水资源丰富，因此是未来能源发展的重要方向；氢气为可燃性气体，混有空气时点燃易爆炸，故点燃前需检验纯度（验纯）。
(2) 煤燃烧产生的SO₂等有害气体会导致酸雨；将煤块粉碎成煤粉，可增大煤与氧气（空气）的接触面积，使煤燃烧更充分，提升燃烧效率。
(3) 根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，CO₂与H₂反应生成CH₃OH和氧化物H₂O，配平后化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$。
【答案】
(1) 氢气燃烧产物只有水，无污染，热值高，制取氢气的原料水资源来源广泛，燃烧过程可实现二氧化碳零排放；检验氢气的纯度（或验纯）
(2) 酸雨；增大煤与氧气（空气）的接触面积，使煤燃烧更充分，提升燃烧效率
(3) $\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH + H_{2}O}$
【知识点】
氢气的性质；化石燃料的利用；化学方程式书写
【点评】
本题围绕能源相关基础知识点展开，涵盖氢气的优点、可燃性气体安全操作、化石燃料的环境影响及燃烧效率提升、化学方程式书写，难度适中，需学生掌握初中化学能源相关的基础知识。
【难度系数】
0.6
三、计算题
17.在煤中加入适量的生石灰制成供居民采暖用的“环保煤”，以减少二氧化硫的排放，减轻二氧化硫对空气的污染。“环保煤”燃烧时生石灰吸收二氧化硫反应的化学方程式为$2CaO + mSO_2 + O_2 = nCaSO_4$。请完成下列各题。
(1)m、n的值分别是、。
(2)若煤厂一次共加入56 t生石灰，则理论上最多可吸收二氧化硫多少吨？
17.在煤中加入适量的生石灰制成供居民采暖用的“环保煤”，以减少二氧化硫的排放，减轻二氧化硫对空气的污染。“环保煤”燃烧时生石灰吸收二氧化硫反应的化学方程式为$2CaO + mSO_2 + O_2 = nCaSO_4$。请完成下列各题。
(1)m、n的值分别是、。
(2)若煤厂一次共加入56 t生石灰，则理论上最多可吸收二氧化硫多少吨？
答案
解：
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类与数目不变：
反应前钙原子总数为2，反应后钙原子总数为n，因此n=2；
反应后硫原子总数为n=2，反应前硫原子总数为m，因此m=2。
m、n的值分别是$\boldsymbol{2}$、$\boldsymbol{2}$。
(2) 设理论上最多可吸收二氧化硫的质量为$x$。
配平后的反应化学方程式为：
$\ce{2CaO + 2SO_{2} + O_{2} = 2CaSO_{4}}$
相关物质的相对质量、实际质量如下：
$\begin{aligned}2×56 &= 112 & & 2×64 = 128 \\56\ \mathrm{t} & & & x\end{aligned}$
列比例式：
$\frac{112}{128} = \frac{56\ \mathrm{t}}{x}$
解得：$x=64\ \mathrm{t}$
答：理论上最多可吸收二氧化硫64吨。
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类与数目不变：
反应前钙原子总数为2，反应后钙原子总数为n，因此n=2；
反应后硫原子总数为n=2，反应前硫原子总数为m，因此m=2。
m、n的值分别是$\boldsymbol{2}$、$\boldsymbol{2}$。
(2) 设理论上最多可吸收二氧化硫的质量为$x$。
配平后的反应化学方程式为：
$\ce{2CaO + 2SO_{2} + O_{2} = 2CaSO_{4}}$
相关物质的相对质量、实际质量如下：
$\begin{aligned}2×56 &= 112 & & 2×64 = 128 \\56\ \mathrm{t} & & & x\end{aligned}$
列比例式：
$\frac{112}{128} = \frac{56\ \mathrm{t}}{x}$
解得：$x=64\ \mathrm{t}$
答：理论上最多可吸收二氧化硫64吨。
解析
【分析】
本题分为两小问，第一问需利用质量守恒定律，即化学反应前后原子的种类与数目不变，确定化学方程式中m、n的值；第二问需根据配平后的化学方程式，结合生石灰的质量，通过比例计算吸收二氧化硫的质量。首先，观察反应前后各原子的数目，先确定钙原子的数目得到n，再确定硫原子的数目得到m；接着，配平后的化学方程式明确了生石灰与二氧化硫的质量关系，据此设未知量，列比例式求解即可。
【解析】
解：
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类与数目不变：
反应前钙原子总数为2（来自2个CaO），反应后钙原子总数为n（来自n个CaSO₄），因此n=2；
反应后硫原子总数为n=2，反应前硫原子总数为m（来自m个SO₂），因此m=2。
故m、n的值分别为2、2。
(2) 配平后的反应化学方程式为：$\ce{2CaO + 2SO_{2} + O_{2} = 2CaSO_{4}}$
设理论上最多可吸收二氧化硫的质量为$x$。
各物质的相对总质量：2个CaO的相对质量为$2×(40+16)=112$，2个SO₂的相对质量为$2×(32+16×2)=128$；
实际质量：生石灰为56 t，二氧化硫为$x$。
列比例式：$\frac{112}{128} = \frac{56\ \mathrm{t}}{x}$
解得：$x = \frac{128×56\ \mathrm{t}}{112} = 64\ \mathrm{t}$
【答案】
(1) 2、2；(2) 64吨
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式的计算
【点评】
本题为化学基础计算题，结合质量守恒定律确定化学计量数，再利用化学方程式进行简单的质量计算，题型常规，难度较低，主要考查学生对基础知识点的掌握和应用能力。
【难度系数】
0.7
本题分为两小问，第一问需利用质量守恒定律，即化学反应前后原子的种类与数目不变，确定化学方程式中m、n的值；第二问需根据配平后的化学方程式，结合生石灰的质量，通过比例计算吸收二氧化硫的质量。首先，观察反应前后各原子的数目，先确定钙原子的数目得到n，再确定硫原子的数目得到m；接着，配平后的化学方程式明确了生石灰与二氧化硫的质量关系，据此设未知量，列比例式求解即可。
【解析】
解：
(1) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类与数目不变：
反应前钙原子总数为2（来自2个CaO），反应后钙原子总数为n（来自n个CaSO₄），因此n=2；
反应后硫原子总数为n=2，反应前硫原子总数为m（来自m个SO₂），因此m=2。
故m、n的值分别为2、2。
(2) 配平后的反应化学方程式为：$\ce{2CaO + 2SO_{2} + O_{2} = 2CaSO_{4}}$
设理论上最多可吸收二氧化硫的质量为$x$。
各物质的相对总质量：2个CaO的相对质量为$2×(40+16)=112$，2个SO₂的相对质量为$2×(32+16×2)=128$；
实际质量：生石灰为56 t，二氧化硫为$x$。
列比例式：$\frac{112}{128} = \frac{56\ \mathrm{t}}{x}$
解得：$x = \frac{128×56\ \mathrm{t}}{112} = 64\ \mathrm{t}$
【答案】
(1) 2、2；(2) 64吨
【知识点】
质量守恒定律、化学方程式的计算
【点评】
本题为化学基础计算题，结合质量守恒定律确定化学计量数，再利用化学方程式进行简单的质量计算，题型常规，难度较低，主要考查学生对基础知识点的掌握和应用能力。
【难度系数】
0.7
