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6.液氨有许多优点,有望成为真正的可持续燃料。一种合成液氨的原理示意图如图。
资料:氢气的沸点为$-252.8°\mathrm{C}$,氨气的沸点为$-33.5°\mathrm{C}$。
(1)上图用水制氢气的过程中,能量转化形式为→电能→氢能,反应的化学方程式为。
(2)用$\mathrm{N}_2$和$\mathrm{H}_2$制取$\mathrm{NH}_3$,其基本反应类型为反应。
(3)$\mathrm{NH}_3$中氮元素的化合价为。
(4)氨气在足量氧气中充分燃烧,发生置换反应。该反应的化学方程式为。
(5)上述过程所得液氨称为“绿氨”,从其制备或燃烧产物等角度,分析用“绿氨”作燃料的优点:(写一条)。
资料:氢气的沸点为$-252.8°\mathrm{C}$,氨气的沸点为$-33.5°\mathrm{C}$。
(1)上图用水制氢气的过程中,能量转化形式为→电能→氢能,反应的化学方程式为。
(2)用$\mathrm{N}_2$和$\mathrm{H}_2$制取$\mathrm{NH}_3$,其基本反应类型为反应。
(3)$\mathrm{NH}_3$中氮元素的化合价为。
(4)氨气在足量氧气中充分燃烧,发生置换反应。该反应的化学方程式为。
(5)上述过程所得液氨称为“绿氨”,从其制备或燃烧产物等角度,分析用“绿氨”作燃料的优点:(写一条)。
答案
解：
(1) 太阳能
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
(2) 化合
(3) $\boldsymbol{-3}$
(4) $\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2N_{2} + 6H_{2}O}$
(5) 燃烧产物为氮气和水，无污染（或制备过程利用太阳能，节约化石能源等合理答案均可）
(1) 太阳能
$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
(2) 化合
(3) $\boldsymbol{-3}$
(4) $\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2N_{2} + 6H_{2}O}$
(5) 燃烧产物为氮气和水，无污染（或制备过程利用太阳能，节约化石能源等合理答案均可）
解析
【分析】
本题围绕合成液氨的原理展开，需结合图示信息和化学基础知识点逐一分析各小问：
1. 第(1)问：从图示可知光伏发电是太阳能转化为电能，电能用于电解水制氢气，需明确电解水的反应方程式；
2. 第(2)问：判断两种物质生成一种物质的反应类型；
3. 第(3)问：利用化合物中化合价代数和为0计算氮元素化合价；
4. 第(4)问：根据置换反应定义，结合氨气燃烧的反应物和生成物书写配平化学方程式；
5. 第(5)问：从制备或燃烧产物角度分析绿氨作燃料的优点。
【解析】
(1) 光伏发电是将太阳能转化为电能，电解水制氢气时能量转化为电能→氢能，故第一个空填太阳能；水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$。
(2) $\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}}$反应生成$\ce{NH_{3}}$，反应式为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} 2NH_{3}}$，该反应符合“多变一”特征，属于化合反应。
(3) 化合物中各元素化合价代数和为0，$\ce{NH_{3}}$中$\mathrm{H}$为$+1$价，设$\mathrm{N}$化合价为$x$，则$x + 3×(+1)=0$，解得$x=-3$。
(4) 置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，氨气在足量氧气中燃烧，反应物为$\ce{NH_{3}}$和$\ce{O_{2}}$（单质），生成物为$\ce{N_{2}}$（单质）和$\ce{H_{2}O}$，配平后化学方程式为$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2N_{2} + 6H_{2}O}$。
(5) 从燃烧产物看，产物为氮气和水，无污染；从制备看，利用太阳能，节约化石能源，任选一条即可。
【答案】
(1) 太阳能；$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
(2) 化合
(3) $-3$
(4) $\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2N_{2} + 6H_{2}O}$
(5) 燃烧产物为氮气和水，无污染（或制备过程利用太阳能，节约化石能源等合理答案均可）
【知识点】
化合价规则、化学方程式书写、反应类型判断
【点评】
本题结合合成液氨的实际情境，考查化学基础核心知识点，涵盖能量转化、反应类型、化合价计算、化学方程式书写及燃料优点分析，既注重基础应用，又联系实际，难度适中，能较好考查学生对化学知识的掌握和运用能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕合成液氨的原理展开，需结合图示信息和化学基础知识点逐一分析各小问：
1. 第(1)问：从图示可知光伏发电是太阳能转化为电能，电能用于电解水制氢气，需明确电解水的反应方程式；
2. 第(2)问：判断两种物质生成一种物质的反应类型；
3. 第(3)问：利用化合物中化合价代数和为0计算氮元素化合价；
4. 第(4)问：根据置换反应定义，结合氨气燃烧的反应物和生成物书写配平化学方程式；
5. 第(5)问：从制备或燃烧产物角度分析绿氨作燃料的优点。
【解析】
(1) 光伏发电是将太阳能转化为电能，电解水制氢气时能量转化为电能→氢能，故第一个空填太阳能；水在通电条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$。
(2) $\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}}$反应生成$\ce{NH_{3}}$，反应式为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal{一定条件} 2NH_{3}}$，该反应符合“多变一”特征，属于化合反应。
(3) 化合物中各元素化合价代数和为0，$\ce{NH_{3}}$中$\mathrm{H}$为$+1$价，设$\mathrm{N}$化合价为$x$，则$x + 3×(+1)=0$，解得$x=-3$。
(4) 置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物，氨气在足量氧气中燃烧，反应物为$\ce{NH_{3}}$和$\ce{O_{2}}$（单质），生成物为$\ce{N_{2}}$（单质）和$\ce{H_{2}O}$，配平后化学方程式为$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2N_{2} + 6H_{2}O}$。
(5) 从燃烧产物看，产物为氮气和水，无污染；从制备看，利用太阳能，节约化石能源，任选一条即可。
【答案】
(1) 太阳能；$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$
(2) 化合
(3) $-3$
(4) $\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2N_{2} + 6H_{2}O}$
(5) 燃烧产物为氮气和水，无污染（或制备过程利用太阳能，节约化石能源等合理答案均可）
【知识点】
化合价规则、化学方程式书写、反应类型判断
【点评】
本题结合合成液氨的实际情境，考查化学基础核心知识点，涵盖能量转化、反应类型、化合价计算、化学方程式书写及燃料优点分析，既注重基础应用，又联系实际，难度适中，能较好考查学生对化学知识的掌握和运用能力。
【难度系数】
0.6
7.《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转变。下图是不同年份中世界能源占比结构图，请回答下列问题。
(1)比较2015年、2030年和2050年的能源结构。化石能源占比日益减少的是。
(2)天然气是比较清洁的能源，其主要成分燃烧的化学方程式为。
(3)人们正在利用和开发的新能源有（写一种）。
(4)减少$\mathrm{CO}_2$排放已成为全球共识。下列做法符合低碳理念的是（填字母，多选）。
A. 随手关灯 B. 节约用纸 C. 多使用一次性木筷
(1)比较2015年、2030年和2050年的能源结构。化石能源占比日益减少的是。
(2)天然气是比较清洁的能源，其主要成分燃烧的化学方程式为。
(3)人们正在利用和开发的新能源有（写一种）。
(4)减少$\mathrm{CO}_2$排放已成为全球共识。下列做法符合低碳理念的是（填字母，多选）。
A. 随手关灯 B. 节约用纸 C. 多使用一次性木筷
答案
解：
(1) 煤炭、石油
(2) $\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(3) 太阳能（合理即可）
(4) AB
(1) 煤炭、石油
(2) $\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(3) 太阳能（合理即可）
(4) AB
解析
【分析】
本题围绕能源结构与低碳理念设置问题，解题思路如下：
1. 第(1)题：先明确化石能源包含石油、煤炭、天然气，再对比三个年份中这三种能源的占比变化，找出占比日益减少的能源；
2. 第(2)题：天然气主要成分为甲烷，根据甲烷燃烧的反应原理，结合化学方程式书写规则（配平、标注反应条件）写出对应方程式；
3. 第(3)题：回忆常见新能源，写出一种合理的即可；
4. 第(4)题：依据低碳理念（减少二氧化碳排放），逐一分析选项是否符合要求。
【解析】
(1) 化石能源包括石油、煤炭、天然气，对比三个年份的占比变化：
石油：2015年33%→2030年31%→2050年27%，占比减少；
煤炭：2015年30%→2030年24%→2050年18%，占比减少；
天然气：2015年23%→2030年26%→2050年27%，占比增加；
因此化石能源占比日益减少的是煤炭、石油。
(2) 天然气的主要成分是甲烷（$\ce{CH_{4}}$），甲烷在点燃条件下与氧气反应生成二氧化碳和水，化学方程式为：$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2} + 2H_{2}O}$。
(3) 人们正在利用和开发的新能源有太阳能、风能、地热能等，合理即可，例如写太阳能。
(4) 分析选项：
A. 随手关灯可节约用电，减少火力发电产生的二氧化碳，符合低碳理念；
B. 节约用纸能减少树木砍伐，树木可吸收二氧化碳，符合低碳理念；
C. 多使用一次性木筷需要砍伐大量树木，不利于二氧化碳吸收，不符合低碳理念；
因此选AB。
【答案】
(1) 煤炭、石油
(2) $\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(3) 太阳能（合理即可）
(4) AB
【知识点】
化学与能源、化学方程式书写、低碳生活
【点评】
本题结合能源结构图表考查能源相关基础知识，难度较低，需要学生读懂饼图数据，掌握常见能源、化学方程式书写及低碳理念的判断，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕能源结构与低碳理念设置问题，解题思路如下：
1. 第(1)题：先明确化石能源包含石油、煤炭、天然气，再对比三个年份中这三种能源的占比变化，找出占比日益减少的能源；
2. 第(2)题：天然气主要成分为甲烷，根据甲烷燃烧的反应原理，结合化学方程式书写规则（配平、标注反应条件）写出对应方程式；
3. 第(3)题：回忆常见新能源，写出一种合理的即可；
4. 第(4)题：依据低碳理念（减少二氧化碳排放），逐一分析选项是否符合要求。
【解析】
(1) 化石能源包括石油、煤炭、天然气，对比三个年份的占比变化：
石油：2015年33%→2030年31%→2050年27%，占比减少；
煤炭：2015年30%→2030年24%→2050年18%，占比减少；
天然气：2015年23%→2030年26%→2050年27%，占比增加；
因此化石能源占比日益减少的是煤炭、石油。
(2) 天然气的主要成分是甲烷（$\ce{CH_{4}}$），甲烷在点燃条件下与氧气反应生成二氧化碳和水，化学方程式为：$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2} + 2H_{2}O}$。
(3) 人们正在利用和开发的新能源有太阳能、风能、地热能等，合理即可，例如写太阳能。
(4) 分析选项：
A. 随手关灯可节约用电，减少火力发电产生的二氧化碳，符合低碳理念；
B. 节约用纸能减少树木砍伐，树木可吸收二氧化碳，符合低碳理念；
C. 多使用一次性木筷需要砍伐大量树木，不利于二氧化碳吸收，不符合低碳理念；
因此选AB。
【答案】
(1) 煤炭、石油
(2) $\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(3) 太阳能（合理即可）
(4) AB
【知识点】
化学与能源、化学方程式书写、低碳生活
【点评】
本题结合能源结构图表考查能源相关基础知识，难度较低，需要学生读懂饼图数据，掌握常见能源、化学方程式书写及低碳理念的判断，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
