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6. $\boldsymbol{B}$ （2024·江苏扬州阶段）氢气是理想的“绿色能源”，水光解法和甲烷水化法可用于制氢，原理如下图。下列有关说法错误的是（
A.光解水时，光能转化为化学能
B.16g甲烷理论上可制备氢气的质量为6g
C.转化过程中，氢元素的化合价降低
D.“分离”时发生反应的化学方程式为$K_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\phantom{2}}2KHCO_{3}$
B
）A.光解水时，光能转化为化学能
B.16g甲烷理论上可制备氢气的质量为6g
C.转化过程中，氢元素的化合价降低
D.“分离”时发生反应的化学方程式为$K_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\phantom{2}}2KHCO_{3}$
答案
6.B
解析
【分析】
本题结合制氢工艺流程图，考查化学能量转化、化学方程式计算、化合价变化及反应方程式书写，需逐个分析选项判断正误：A选项判断能量转化是否正确；B选项通过两步反应计算16g甲烷理论制氢质量；C选项分析转化过程中氢元素化合价变化；D选项判断分离步骤的反应方程式是否正确。
【解析】
A选项：光解水时，在光照和光催化剂作用下，水分解为H₂和O₂，将光能转化为H₂、O₂中的化学能，该说法正确，不符合题意；
B选项：甲烷水化的反应为$\ce{CH_{4} + H_{2}O\xlongequal{水化} 3H_{2} + CO}$，16g $\ce{CH_{4}}$（物质的量为1mol）反应生成3mol $\ce{H_{2}}$；转化步骤中$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{转化} CO_{2} + H_{2}}$，1mol $\ce{CO}$反应生成1mol $\ce{H_{2}}$，因此1mol $\ce{CH_{4}}$理论共生成$\ce{H_{2}}$的物质的量为$3\mathrm{mol}+1\mathrm{mol}=4\mathrm{mol}$，质量为$4\mathrm{mol}×2\mathrm{g/mol}=8\mathrm{g}$，并非6g，该说法错误，符合题意；
C选项：转化过程中，$\ce{H_{2}O}$中氢元素为+1价，反应后生成$\ce{H_{2}}$（氢元素为0价），氢元素化合价降低，该说法正确，不符合题意；
D选项：分离时，$\ce{K_{2}CO_{3}}$溶液吸收$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$生成$\ce{KHCO_{3}}$，反应方程式为$\ce{K_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O=2KHCO_{3}}$，该说法正确，不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
化学能量转化、化学方程式计算、化合价变化
【点评】
本题结合工业制氢流程图，考查化学核心基础知识，需准确分析各步反应的物质变化与量的关系，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合制氢工艺流程图，考查化学能量转化、化学方程式计算、化合价变化及反应方程式书写，需逐个分析选项判断正误：A选项判断能量转化是否正确；B选项通过两步反应计算16g甲烷理论制氢质量；C选项分析转化过程中氢元素化合价变化；D选项判断分离步骤的反应方程式是否正确。
【解析】
A选项：光解水时，在光照和光催化剂作用下，水分解为H₂和O₂，将光能转化为H₂、O₂中的化学能，该说法正确，不符合题意；
B选项：甲烷水化的反应为$\ce{CH_{4} + H_{2}O\xlongequal{水化} 3H_{2} + CO}$，16g $\ce{CH_{4}}$（物质的量为1mol）反应生成3mol $\ce{H_{2}}$；转化步骤中$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{转化} CO_{2} + H_{2}}$，1mol $\ce{CO}$反应生成1mol $\ce{H_{2}}$，因此1mol $\ce{CH_{4}}$理论共生成$\ce{H_{2}}$的物质的量为$3\mathrm{mol}+1\mathrm{mol}=4\mathrm{mol}$，质量为$4\mathrm{mol}×2\mathrm{g/mol}=8\mathrm{g}$，并非6g，该说法错误，符合题意；
C选项：转化过程中，$\ce{H_{2}O}$中氢元素为+1价，反应后生成$\ce{H_{2}}$（氢元素为0价），氢元素化合价降低，该说法正确，不符合题意；
D选项：分离时，$\ce{K_{2}CO_{3}}$溶液吸收$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$生成$\ce{KHCO_{3}}$，反应方程式为$\ce{K_{2}CO_{3} + CO_{2} + H_{2}O=2KHCO_{3}}$，该说法正确，不符合题意。
【答案】
B
【知识点】
化学能量转化、化学方程式计算、化合价变化
【点评】
本题结合工业制氢流程图，考查化学核心基础知识，需准确分析各步反应的物质变化与量的关系，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
(2024·江苏泰州期中)阅读下列材料,回答7、8题:
合成氨是 20 世纪伟大成就之一。工业合成氨气($NH_{3}$)反应的化学方程式为$N_{2} +3H_{2}\xlongequal[催化剂]{高温、高压} 2NH_{3}$。$NH_{3}$在能源与环境领域应用广泛,$NH_{3}$燃烧生成$N_{2}$和$H_{2}O$,未来可用作化石燃料的替代能源。用 Pt-Rh 合金催化氧化$NH_{3}$制 NO,其反应的微观模型如图 1 所示,反应过程中含氮生成物产率随反应温度的变化曲线如图 2 所示。
7.$\boldsymbol{B}$ 下列说法正确的是（
A. 工业合成$NH_{3}$的反应类型为分解反应
B. $NH_{3}$燃烧的化学方程式为$2NH_{3} +O_{2}\xlongequal{点燃}N_{2} +2H_{2}O$
C. 制$NH_{3}$过程中,生产$17\mathrm{kg}\ NH_{3}$,理论上需消耗$2\mathrm{kg}\ H_{2}$
D. 作为燃料,$NH_{3}$比甲烷($CH_{4}$)更符合低碳理念
8.$\boldsymbol{B}$ 下列说法不正确的是（
A. 图1反应中,氮、氧元素的化合价都发生变化
B. 图1可说明原子是化学变化中的最小微粒
C. 由图2可知,$400°\mathrm{C}$时 Pt-Rh 合金催化氧化$NH_{3}$的产物只有$N_{2}$、$NO$
D. 由图2可知,Pt-Rh 合金催化氧化$NH_{3}$制 NO,适宜的温度为$800°\mathrm{C}$
合成氨是 20 世纪伟大成就之一。工业合成氨气($NH_{3}$)反应的化学方程式为$N_{2} +3H_{2}\xlongequal[催化剂]{高温、高压} 2NH_{3}$。$NH_{3}$在能源与环境领域应用广泛,$NH_{3}$燃烧生成$N_{2}$和$H_{2}O$,未来可用作化石燃料的替代能源。用 Pt-Rh 合金催化氧化$NH_{3}$制 NO,其反应的微观模型如图 1 所示,反应过程中含氮生成物产率随反应温度的变化曲线如图 2 所示。
7.$\boldsymbol{B}$ 下列说法正确的是（
D
）A. 工业合成$NH_{3}$的反应类型为分解反应
B. $NH_{3}$燃烧的化学方程式为$2NH_{3} +O_{2}\xlongequal{点燃}N_{2} +2H_{2}O$
C. 制$NH_{3}$过程中,生产$17\mathrm{kg}\ NH_{3}$,理论上需消耗$2\mathrm{kg}\ H_{2}$
D. 作为燃料,$NH_{3}$比甲烷($CH_{4}$)更符合低碳理念
8.$\boldsymbol{B}$ 下列说法不正确的是（
C
）A. 图1反应中,氮、氧元素的化合价都发生变化
B. 图1可说明原子是化学变化中的最小微粒
C. 由图2可知,$400°\mathrm{C}$时 Pt-Rh 合金催化氧化$NH_{3}$的产物只有$N_{2}$、$NO$
D. 由图2可知,Pt-Rh 合金催化氧化$NH_{3}$制 NO,适宜的温度为$800°\mathrm{C}$
答案
7.D
8.C 点拨:A.氧气中氧元素的化合价为0,氨气中氢元素的化合价为+1价,设氮元素的化合价为x,根据"化合物中各元素化合价代数和为零",则x+(+1)×3=0,解得x=-3,同理可知,NO中氧元素的化合价为-2价,氮元素的化合价为+2价,则氮、氧元素的化合价改变,该选项说法正确;B. 化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合为新分子,则原子是化学变化中的最小微粒,该选项说法正确;C. 由图可知,400℃时,Pt-Rh合金催化氧化NH₃的产物有N₂、NO,根据反应前后元素的种类不变,则生成物应还有含氢元素的物质,该选项说法不正确;D. 由图可知,800℃时,生成NO的产率最高,接近100%,则Pt-Rh合金催化氧化NH₃制NO,适宜的温度为800℃,该选项说法正确。故选C。
8.C 点拨:A.氧气中氧元素的化合价为0,氨气中氢元素的化合价为+1价,设氮元素的化合价为x,根据"化合物中各元素化合价代数和为零",则x+(+1)×3=0,解得x=-3,同理可知,NO中氧元素的化合价为-2价,氮元素的化合价为+2价,则氮、氧元素的化合价改变,该选项说法正确;B. 化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合为新分子,则原子是化学变化中的最小微粒,该选项说法正确;C. 由图可知,400℃时,Pt-Rh合金催化氧化NH₃的产物有N₂、NO,根据反应前后元素的种类不变,则生成物应还有含氢元素的物质,该选项说法不正确;D. 由图可知,800℃时,生成NO的产率最高,接近100%,则Pt-Rh合金催化氧化NH₃制NO,适宜的温度为800℃,该选项说法正确。故选C。
解析
【分析】
第7题需逐一分析各选项：A选项判断工业合成氨的反应类型；B选项检查$\ce{NH_{3}}$燃烧的化学方程式是否正确；C选项根据合成氨反应计算消耗$\ce{H_{2}}$的质量；D选项对比$\ce{NH_{3}}$和甲烷燃烧产物判断低碳理念。第8题结合图1（反应微观模型）和图2（含氮产物产率随温度变化）分析：A选项分析反应中氮、氧元素化合价变化；B选项结合化学变化实质判断原子的角色；C选项根据元素守恒和图像判断产物种类；D选项根据$\ce{NO}$产率最高的温度确定适宜温度。
【解析】
7. 选项A：工业合成氨的反应为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal[催化剂]{高温、高压} 2NH_{3}}$，是两种物质生成一种物质，属于化合反应，不是分解反应，A错误；
选项B：$\ce{NH_{3}}$燃烧生成$\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，正确的化学方程式为$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2N_{2} + 6H_{2}O}$，选项中方程式未配平，B错误；
选项C：根据合成氨反应，生成$34\ \mathrm{g}\ \ce{NH_{3}}$需要$6\ \mathrm{g}\ \ce{H_{2}}$，则生产$17\ \mathrm{kg}\ \ce{NH_{3}}$时，消耗$\ce{H_{2}}$的质量为$\frac{6\ \mathrm{g}}{34\ \mathrm{g}} × 17\ \mathrm{kg} = 3\ \mathrm{kg}$，不是$2\ \mathrm{kg}$，C错误；
选项D：甲烷燃烧生成$\ce{CO_{2}}$，$\ce{NH_{3}}$燃烧生成$\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，无$\ce{CO_{2}}$排放，故$\ce{NH_{3}}$比甲烷更符合低碳理念，D正确。故选D。
8. 选项A：图1中反应物$\ce{O_{2}}$中氧元素为$0$价，$\ce{NH_{3}}$中氮元素为$-3$价；产物$\ce{NO}$中氮元素为$+2$价，氧元素为$-2$价，氮、氧元素化合价均发生变化，A正确；
选项B：化学变化的实质是分子分裂为原子，原子重新组合为新分子，原子是化学变化中的最小微粒，图1体现了原子的重新组合，B正确；
选项C：根据元素守恒，反应前后元素种类不变，反应物含$\ce{H}$元素，故产物一定有含$\ce{H}$的物质（如$\ce{H_{2}O}$），$400°\mathrm{C}$时产物除$\ce{N_{2}}$、$\ce{NO}$外还有其他含$\ce{H}$物质，C错误；
选项D：由图2可知，$800°\mathrm{C}$时$\ce{NO}$的产率接近$100\%$，是催化氧化$\ce{NH_{3}}$制$\ce{NO}$的适宜温度，D正确。故选C。
【答案】
7. D；8. C
【知识点】
化学反应类型、化学方程式书写与计算、化合价、图像分析
【点评】
本题结合工业合成氨和氨催化氧化的实际反应，通过微观模型和产率图像考查化学基础知识，需准确掌握反应原理、化学用语及图像信息的分析方法，难度适中。
【难度系数】
0.5
第7题需逐一分析各选项：A选项判断工业合成氨的反应类型；B选项检查$\ce{NH_{3}}$燃烧的化学方程式是否正确；C选项根据合成氨反应计算消耗$\ce{H_{2}}$的质量；D选项对比$\ce{NH_{3}}$和甲烷燃烧产物判断低碳理念。第8题结合图1（反应微观模型）和图2（含氮产物产率随温度变化）分析：A选项分析反应中氮、氧元素化合价变化；B选项结合化学变化实质判断原子的角色；C选项根据元素守恒和图像判断产物种类；D选项根据$\ce{NO}$产率最高的温度确定适宜温度。
【解析】
7. 选项A：工业合成氨的反应为$\ce{N_{2} + 3H_{2}\xlongequal[催化剂]{高温、高压} 2NH_{3}}$，是两种物质生成一种物质，属于化合反应，不是分解反应，A错误；
选项B：$\ce{NH_{3}}$燃烧生成$\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，正确的化学方程式为$\ce{4NH_{3} + 3O_{2}\xlongequal{点燃} 2N_{2} + 6H_{2}O}$，选项中方程式未配平，B错误；
选项C：根据合成氨反应，生成$34\ \mathrm{g}\ \ce{NH_{3}}$需要$6\ \mathrm{g}\ \ce{H_{2}}$，则生产$17\ \mathrm{kg}\ \ce{NH_{3}}$时，消耗$\ce{H_{2}}$的质量为$\frac{6\ \mathrm{g}}{34\ \mathrm{g}} × 17\ \mathrm{kg} = 3\ \mathrm{kg}$，不是$2\ \mathrm{kg}$，C错误；
选项D：甲烷燃烧生成$\ce{CO_{2}}$，$\ce{NH_{3}}$燃烧生成$\ce{N_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，无$\ce{CO_{2}}$排放，故$\ce{NH_{3}}$比甲烷更符合低碳理念，D正确。故选D。
8. 选项A：图1中反应物$\ce{O_{2}}$中氧元素为$0$价，$\ce{NH_{3}}$中氮元素为$-3$价；产物$\ce{NO}$中氮元素为$+2$价，氧元素为$-2$价，氮、氧元素化合价均发生变化，A正确；
选项B：化学变化的实质是分子分裂为原子，原子重新组合为新分子，原子是化学变化中的最小微粒，图1体现了原子的重新组合，B正确；
选项C：根据元素守恒，反应前后元素种类不变，反应物含$\ce{H}$元素，故产物一定有含$\ce{H}$的物质（如$\ce{H_{2}O}$），$400°\mathrm{C}$时产物除$\ce{N_{2}}$、$\ce{NO}$外还有其他含$\ce{H}$物质，C错误；
选项D：由图2可知，$800°\mathrm{C}$时$\ce{NO}$的产率接近$100\%$，是催化氧化$\ce{NH_{3}}$制$\ce{NO}$的适宜温度，D正确。故选C。
【答案】
7. D；8. C
【知识点】
化学反应类型、化学方程式书写与计算、化合价、图像分析
【点评】
本题结合工业合成氨和氨催化氧化的实际反应，通过微观模型和产率图像考查化学基础知识，需准确掌握反应原理、化学用语及图像信息的分析方法，难度适中。
【难度系数】
0.5
