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17. (6分) C919客机是我国自主设计、研发并制造的大型喷气式客机，彰显了中国航空工业的进步。它以碳氢化合物为主要成分的航空煤油作为主要燃料。为应对温室气体产生所带来的环境挑战，科学家为其开发了$\ce{CO_{2}}$回收技术(
)，将$\ce{CO_{2}}$转化为燃料，实现循环利用。飞机发动机工作原理()，空气进入燃烧室后与燃料混合燃烧，产生反冲力。未来，航空燃料有望被氨气等清洁燃料取代。
请根据以上阅读材料，回答以下问题：
(1)航空煤油属于(填“可再生”或“不可再生”)能源，其完全燃烧的产物有。
(2)发生器1中发生反应的化学方程式为，该反应过程中的能量转化形式为。
(3)飞机发动机工作时，空气压缩后再进入燃烧室的微观解释是。
(4)氨气完全燃烧产生氮气和水，从环境角度分析，与航空煤油相比，选择氨气作为燃料的优点是。
)，将$\ce{CO_{2}}$转化为燃料，实现循环利用。飞机发动机工作原理()，空气进入燃烧室后与燃料混合燃烧，产生反冲力。未来，航空燃料有望被氨气等清洁燃料取代。请根据以上阅读材料，回答以下问题：
(1)航空煤油属于(填“可再生”或“不可再生”)能源，其完全燃烧的产物有。
(2)发生器1中发生反应的化学方程式为，该反应过程中的能量转化形式为。
(3)飞机发动机工作时，空气压缩后再进入燃烧室的微观解释是。
(4)氨气完全燃烧产生氮气和水，从环境角度分析，与航空煤油相比，选择氨气作为燃料的优点是。
答案
解：
(1) 不可再生；$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$（或二氧化碳和水）
(2) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow }$；电能转化为化学能
(3) 分子之间有间隔，空气被压缩时，分子间的间隔减小
(4) 氨气燃烧只生成氮气和水，不会产生二氧化碳等温室气体，可有效减缓温室效应，对环境更友好
(1) 不可再生；$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$（或二氧化碳和水）
(2) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow }$；电能转化为化学能
(3) 分子之间有间隔，空气被压缩时，分子间的间隔减小
(4) 氨气燃烧只生成氮气和水，不会产生二氧化碳等温室气体，可有效减缓温室效应，对环境更友好
解析
【分析】
本题结合航空燃料相关知识，分四个小问题考查化学基础知识点：
1. 第(1)题：判断能源类型需明确化石能源的特点，碳氢化合物完全燃烧根据元素守恒确定产物；
2. 第(2)题：根据图中发生器1的反应物（$\ce{H_{2}O}$）和生成物（$\ce{H_{2}}$、$\ce{O_{2}}$），结合太阳能电池提供能量，书写反应方程式并判断能量转化；
3. 第(3)题：从微观角度解释压缩空气，需利用分子间有间隔的性质；
4. 第(4)题：对比氨气和航空煤油的燃烧产物，分析对环境的影响。
【解析】
(1) 航空煤油是石油分馏得到的化石能源，短期内无法再生，属于不可再生能源；航空煤油含碳、氢元素，完全燃烧根据质量守恒定律，产物为二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）和水（$\ce{H_{2}O}$）。
(2) 发生器1中，水在太阳能电池提供的电能作用下分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow }$；该过程中电能转化为氢气和氧气中的化学能。
(3) 微观上，分子之间存在间隔，空气被压缩时，分子间的间隔减小，因此相同体积内可以容纳更多的空气，便于进入燃烧室。
(4) 航空煤油燃烧会产生二氧化碳等温室气体，而氨气完全燃烧只生成氮气和水，不会产生温室气体，能有效减缓温室效应，对环境更友好。
【答案】
(1) 不可再生；$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$（或二氧化碳和水）
(2) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow }$；电能转化为化学能
(3) 分子之间有间隔，空气被压缩时，分子间的间隔减小
(4) 氨气燃烧只生成氮气和水，不会产生二氧化碳等温室气体，可有效减缓温室效应，对环境更友好
【知识点】
不可再生能源、化学方程式书写、分子的性质、燃料与环境
【点评】
本题以C919客机的燃料为背景，将化学知识与实际科技应用相结合，考查能源分类、化学反应方程式、微观粒子性质、燃料环保性等基础知识点，既联系了生活实际，又体现了化学的应用价值，难度适中，适合学生巩固基础。
【难度系数】
0.6
本题结合航空燃料相关知识，分四个小问题考查化学基础知识点：
1. 第(1)题：判断能源类型需明确化石能源的特点，碳氢化合物完全燃烧根据元素守恒确定产物；
2. 第(2)题：根据图中发生器1的反应物（$\ce{H_{2}O}$）和生成物（$\ce{H_{2}}$、$\ce{O_{2}}$），结合太阳能电池提供能量，书写反应方程式并判断能量转化；
3. 第(3)题：从微观角度解释压缩空气，需利用分子间有间隔的性质；
4. 第(4)题：对比氨气和航空煤油的燃烧产物，分析对环境的影响。
【解析】
(1) 航空煤油是石油分馏得到的化石能源，短期内无法再生，属于不可再生能源；航空煤油含碳、氢元素，完全燃烧根据质量守恒定律，产物为二氧化碳（$\ce{CO_{2}}$）和水（$\ce{H_{2}O}$）。
(2) 发生器1中，水在太阳能电池提供的电能作用下分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow }$；该过程中电能转化为氢气和氧气中的化学能。
(3) 微观上，分子之间存在间隔，空气被压缩时，分子间的间隔减小，因此相同体积内可以容纳更多的空气，便于进入燃烧室。
(4) 航空煤油燃烧会产生二氧化碳等温室气体，而氨气完全燃烧只生成氮气和水，不会产生温室气体，能有效减缓温室效应，对环境更友好。
【答案】
(1) 不可再生；$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$（或二氧化碳和水）
(2) $\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow }$；电能转化为化学能
(3) 分子之间有间隔，空气被压缩时，分子间的间隔减小
(4) 氨气燃烧只生成氮气和水，不会产生二氧化碳等温室气体，可有效减缓温室效应，对环境更友好
【知识点】
不可再生能源、化学方程式书写、分子的性质、燃料与环境
【点评】
本题以C919客机的燃料为背景，将化学知识与实际科技应用相结合，考查能源分类、化学反应方程式、微观粒子性质、燃料环保性等基础知识点，既联系了生活实际，又体现了化学的应用价值，难度适中，适合学生巩固基础。
【难度系数】
0.6
18.（4分）阅读科普短文。
氢气的主要来源包括化石燃料制氢和电解水制氢。化石燃料制氢技术比较成熟，但也存在诸多问题。利用可再生能源电解水制氢是目前理想的制氢技术，其技术主要有三种，分别是光催化、光电催化和光－电催化耦合制氢，它们对应的氢能转化率如下表。
氢气储运是氢能产业链的重要环节。除了储氢合金，中国科学家提出的“液态阳光”也是一种储氢载体。“液态阳光”是指利用太阳能等可再生能源制取绿色氢气，结合二氧化碳加氢技术制备以甲醇($\mathrm{CH}_3\mathrm{OH}$)为代表的液态燃料。甲醇相比氢气、甲烷等燃料，可以直接使用现有的以汽油为主的燃料储存运输设施，降低了氢气储存和运输的成本。
“液态阳光”关键技术之一是合成甲醇时催化剂的选择。工业生产选择催化剂时，催化剂的稳定性是重要参考条件之一。中国科学家突破了这一关键技术（部分研究成果如图），推动了“液态阳光”生产从实验室走向应用。事实证明，这是切实可行的碳中和路径。
依据上述材料及所学化学知识，回答下列问题。
（1）如上表所示，光－电催化耦合技术优势之一是。
（2）甲醇完全燃烧的产物与甲烷相同，请写出其完全燃烧的化学方程式：。
（3）根据图中信息，合成“液态阳光”最适合的催化剂是。
（4）下列说法不正确的是（填字母）。
A. 煤经过加工合成的甲醇，可以称作“液态阳光”
B. 甲醇常温下为液体，故可以直接使用现有的以汽油为主的燃料储存运输设施
C. 氢能属于可再生能源，目前理想的制氢技术是利用可再生能源电解水
D. “液态阳光”是理想的储氢材料，据此推测其不仅在合成的过程中能吸收氢气，还应具备的化学性质是不活泼
氢气的主要来源包括化石燃料制氢和电解水制氢。化石燃料制氢技术比较成熟，但也存在诸多问题。利用可再生能源电解水制氢是目前理想的制氢技术，其技术主要有三种，分别是光催化、光电催化和光－电催化耦合制氢，它们对应的氢能转化率如下表。
氢气储运是氢能产业链的重要环节。除了储氢合金，中国科学家提出的“液态阳光”也是一种储氢载体。“液态阳光”是指利用太阳能等可再生能源制取绿色氢气，结合二氧化碳加氢技术制备以甲醇($\mathrm{CH}_3\mathrm{OH}$)为代表的液态燃料。甲醇相比氢气、甲烷等燃料，可以直接使用现有的以汽油为主的燃料储存运输设施，降低了氢气储存和运输的成本。
“液态阳光”关键技术之一是合成甲醇时催化剂的选择。工业生产选择催化剂时，催化剂的稳定性是重要参考条件之一。中国科学家突破了这一关键技术（部分研究成果如图），推动了“液态阳光”生产从实验室走向应用。事实证明，这是切实可行的碳中和路径。
依据上述材料及所学化学知识，回答下列问题。
（1）如上表所示，光－电催化耦合技术优势之一是。
（2）甲醇完全燃烧的产物与甲烷相同，请写出其完全燃烧的化学方程式：。
（3）根据图中信息，合成“液态阳光”最适合的催化剂是。
（4）下列说法不正确的是（填字母）。
A. 煤经过加工合成的甲醇，可以称作“液态阳光”
B. 甲醇常温下为液体，故可以直接使用现有的以汽油为主的燃料储存运输设施
C. 氢能属于可再生能源，目前理想的制氢技术是利用可再生能源电解水
D. “液态阳光”是理想的储氢材料，据此推测其不仅在合成的过程中能吸收氢气，还应具备的化学性质是不活泼
答案
解：
(1) 氢能转化率高（或氢能转化率可达70%以上，合理即可）
(2) $\ce{2CH_{3}OH + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 4H_{2}O}$
(3) $\ce{ZnO-ZrO_{2}}$
(4) AB
(1) 氢能转化率高（或氢能转化率可达70%以上，合理即可）
(2) $\ce{2CH_{3}OH + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 4H_{2}O}$
(3) $\ce{ZnO-ZrO_{2}}$
(4) AB
解析
【分析】
本题为科普阅读类化学题，解题时需先通读全文，明确每个问题对应的短文信息，再结合化学基础知识逐一分析解答：
1. 问题（1）需定位短文里三种制氢技术的氢能转化率相关内容，提取光－电催化耦合技术的优势；
2. 问题（2）根据甲烷燃烧产物（CO₂和H₂O），结合甲醇化学式配平其完全燃烧的化学方程式；
3. 问题（3）关注短文里催化剂稳定性是合成甲醇的重要条件，对应研究成果确定最适合的催化剂；
4. 问题（4）逐一分析选项，结合短文对“液态阳光”、甲醇、氢能的描述判断正误。
【解析】
（1）根据短文内容，三种制氢技术中，光－电催化耦合技术的氢能转化率高（可达70%以上），这是其优势之一；
（2）甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：$\ce{2CH_{3}OH + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 4H_{2}O}$；
（3）短文提到合成甲醇时催化剂的稳定性是重要参考条件，结合相关研究成果，最适合的催化剂是$\ce{ZnO-ZrO_{2}}$；
（4）选项分析：
A. “液态阳光”是利用太阳能制取绿色氢气，结合二氧化碳加氢制备甲醇，煤加工合成的甲醇不符合“液态阳光”的定义，错误；
B. 短文指出甲醇相比氢气、甲烷，可直接使用现有燃料储存运输设施，并非因为常温下为液体，错误；
C. 短文明确利用可再生能源电解水制氢是目前理想的制氢技术，正确；
D. “液态阳光”是储氢载体，需具备稳定的化学性质（不活泼）才能储存运输，正确；故不正确的是AB。
【答案】
(1) 氢能转化率高（合理即可）；(2) $\ce{2CH_{3}OH + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 4H_{2}O}$；(3) $\ce{ZnO-ZrO_{2}}$；(4) AB
【知识点】
化学与能源、化学方程式书写、催化剂的应用
【点评】
本题结合氢能、“液态阳光”等实际问题，考查学生信息提取能力和化学基础知识的应用，需仔细研读短文，结合所学知识分析判断，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题为科普阅读类化学题，解题时需先通读全文，明确每个问题对应的短文信息，再结合化学基础知识逐一分析解答：
1. 问题（1）需定位短文里三种制氢技术的氢能转化率相关内容，提取光－电催化耦合技术的优势；
2. 问题（2）根据甲烷燃烧产物（CO₂和H₂O），结合甲醇化学式配平其完全燃烧的化学方程式；
3. 问题（3）关注短文里催化剂稳定性是合成甲醇的重要条件，对应研究成果确定最适合的催化剂；
4. 问题（4）逐一分析选项，结合短文对“液态阳光”、甲醇、氢能的描述判断正误。
【解析】
（1）根据短文内容，三种制氢技术中，光－电催化耦合技术的氢能转化率高（可达70%以上），这是其优势之一；
（2）甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：$\ce{2CH_{3}OH + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 4H_{2}O}$；
（3）短文提到合成甲醇时催化剂的稳定性是重要参考条件，结合相关研究成果，最适合的催化剂是$\ce{ZnO-ZrO_{2}}$；
（4）选项分析：
A. “液态阳光”是利用太阳能制取绿色氢气，结合二氧化碳加氢制备甲醇，煤加工合成的甲醇不符合“液态阳光”的定义，错误；
B. 短文指出甲醇相比氢气、甲烷，可直接使用现有燃料储存运输设施，并非因为常温下为液体，错误；
C. 短文明确利用可再生能源电解水制氢是目前理想的制氢技术，正确；
D. “液态阳光”是储氢载体，需具备稳定的化学性质（不活泼）才能储存运输，正确；故不正确的是AB。
【答案】
(1) 氢能转化率高（合理即可）；(2) $\ce{2CH_{3}OH + 3O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2CO_{2} + 4H_{2}O}$；(3) $\ce{ZnO-ZrO_{2}}$；(4) AB
【知识点】
化学与能源、化学方程式书写、催化剂的应用
【点评】
本题结合氢能、“液态阳光”等实际问题，考查学生信息提取能力和化学基础知识的应用，需仔细研读短文，结合所学知识分析判断，难度适中。
【难度系数】
0.6
