6.为推进国家“碳达峰碳中和”目标,某智能社区引入了一套AI能源管理系统。系统依托大数据分析与智能调度算法,实现对社区空调、照明、充电桩等用电的精准控制,显著降低能耗。为保障系统稳定运行,社区配备了备用电源系统,其中氢气燃料电池是关键动力来源之一。氢气作为清洁燃料,燃烧只生成水,可有效助力社区实现低碳目标。
(1)氢气等可燃性气体或粉尘与空气混合遇明火易发生爆炸,故点燃前需要
(2)氢燃料电池汽车的燃料研发,从光伏发电、电解水制氢,到高压加氢,克服了一个个技术难关。其中储氢罐中的氢气被转化为液态氢,请从微观角度解释这一变化:
(3)在城市建设中,下列做法有利于改善环境的是
A. 积极植树造林
B. 用布袋代替塑料袋
C. 垃圾分类回收处理
D. 开发利用清洁能源
(1)氢气等可燃性气体或粉尘与空气混合遇明火易发生爆炸,故点燃前需要
验纯
。(2)氢燃料电池汽车的燃料研发,从光伏发电、电解水制氢,到高压加氢,克服了一个个技术难关。其中储氢罐中的氢气被转化为液态氢,请从微观角度解释这一变化:
氢分子之间有间隔,增大压强,氢分子之间的间隔变小
。(3)在城市建设中,下列做法有利于改善环境的是
ABCD
(填字母)。A. 积极植树造林
B. 用布袋代替塑料袋
C. 垃圾分类回收处理
D. 开发利用清洁能源
答案
6. (1)验纯
(2)氢分子之间有间隔,增大压强,氢分子之间的间隔变小
(3)ABCD
(2)氢分子之间有间隔,增大压强,氢分子之间的间隔变小
(3)ABCD
解析
【分析】
本题围绕“碳达峰碳中和”热点,考查化学基础知识点,分三小问:
1. 第(1)问:需回忆可燃性气体的安全操作,明确点燃前的必要步骤,防止爆炸;
2. 第(2)问:从微观角度解释物质三态变化,核心是分子的间隔变化,结合加压条件分析;
3. 第(3)问:判断改善环境的做法,逐一分析选项对环境的积极影响,确定正确答案。
【解析】
(1) 可燃性气体或粉尘与空气混合达到爆炸极限时,遇明火会发生爆炸,因此点燃前必须检验气体的纯度(验纯),防止爆炸事故;
(2) 氢气由氢分子构成,气态时氢分子间间隔较大,储氢罐中增大压强,氢分子之间的间隔变小,氢气就由气态转化为液态;
(3) 逐一分析选项:
A. 积极植树造林可吸收二氧化碳、净化空气,利于改善环境;
B. 用布袋代替塑料袋能减少塑料使用,降低白色污染,利于改善环境;
C. 垃圾分类回收处理可减少环境污染,节约资源,利于改善环境;
D. 开发利用清洁能源可减少化石燃料使用,降低污染物排放,利于改善环境;
因此选ABCD。
【答案】
(1)验纯;(2)氢分子之间有间隔,增大压强,氢分子之间的间隔变小;(3)ABCD
【知识点】
可燃性气体的验纯、分子的性质、环境保护的措施
【点评】
本题结合生活实际与热点主题,考查化学基础知识点,难度较低,侧重学生对基础概念的理解与应用,贴近日常学习。
【难度系数】
0.8
本题围绕“碳达峰碳中和”热点,考查化学基础知识点,分三小问:
1. 第(1)问:需回忆可燃性气体的安全操作,明确点燃前的必要步骤,防止爆炸;
2. 第(2)问:从微观角度解释物质三态变化,核心是分子的间隔变化,结合加压条件分析;
3. 第(3)问:判断改善环境的做法,逐一分析选项对环境的积极影响,确定正确答案。
【解析】
(1) 可燃性气体或粉尘与空气混合达到爆炸极限时,遇明火会发生爆炸,因此点燃前必须检验气体的纯度(验纯),防止爆炸事故;
(2) 氢气由氢分子构成,气态时氢分子间间隔较大,储氢罐中增大压强,氢分子之间的间隔变小,氢气就由气态转化为液态;
(3) 逐一分析选项:
A. 积极植树造林可吸收二氧化碳、净化空气,利于改善环境;
B. 用布袋代替塑料袋能减少塑料使用,降低白色污染,利于改善环境;
C. 垃圾分类回收处理可减少环境污染,节约资源,利于改善环境;
D. 开发利用清洁能源可减少化石燃料使用,降低污染物排放,利于改善环境;
因此选ABCD。
【答案】
(1)验纯;(2)氢分子之间有间隔,增大压强,氢分子之间的间隔变小;(3)ABCD
【知识点】
可燃性气体的验纯、分子的性质、环境保护的措施
【点评】
本题结合生活实际与热点主题,考查化学基础知识点,难度较低,侧重学生对基础概念的理解与应用,贴近日常学习。
【难度系数】
0.8
7.氢气、氦气均可用作飞艇的填充气。
结合信息,回答下列问题。(表中数据均在0℃,$1.01×10^5$Pa时测定)


(1)氢气曾用于飞艇的填充气,其原因是
(2)目前使用氦气代替氢气,其理由是
结合信息,回答下列问题。(表中数据均在0℃,$1.01×10^5$Pa时测定)
(1)氢气曾用于飞艇的填充气,其原因是
在 0℃,1.01×10⁵Pa 时,氢气的密度比空气小
。(2)目前使用氦气代替氢气,其理由是
在 0℃,1.01×10⁵Pa 时,氦气的密度比空气小,化学性质稳定
。答案
7. (1)在 0℃,1.01×10⁵Pa 时,氢气的密度比空气小
(2)在 0℃,1.01×10⁵Pa 时,氦气的密度比空气小,化学性质稳定
(2)在 0℃,1.01×10⁵Pa 时,氦气的密度比空气小,化学性质稳定
解析
【分析】
要解答本题,需明确飞艇填充气的两个关键要求:一是密度比空气小,可提供浮力使飞艇升空;二是化学性质稳定,避免安全隐患。结合题目指定的测定条件(0℃,$1.01×10^5Pa)$,分析氢气和氦气的对应性质即可得出答案。
【解析】
(1) 飞艇填充气需满足密度小于空气,才能产生浮力。在题目给定的条件下,氢气的密度比空气小,因此曾被用于飞艇的填充气。
(2) 氢气具有可燃性,易引发爆炸,安全性不足;而氦气在相同条件下密度也比空气小,且化学性质稳定,不易发生反应,安全性更高,因此目前用氦气代替氢气作为飞艇填充气。
【答案】
(1)在0℃,1.01×10⁵Pa时,氢气的密度比空气小;
(2)在0℃,1.01×10⁵Pa时,氦气的密度比空气小,化学性质稳定。
【知识点】
气体的密度、气体的化学性质、常见气体的用途
【点评】
本题结合实际应用考查物质性质与用途的关系,体现了“性质决定用途”的化学核心思想,属于化学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解答本题,需明确飞艇填充气的两个关键要求:一是密度比空气小,可提供浮力使飞艇升空;二是化学性质稳定,避免安全隐患。结合题目指定的测定条件(0℃,$1.01×10^5Pa)$,分析氢气和氦气的对应性质即可得出答案。
【解析】
(1) 飞艇填充气需满足密度小于空气,才能产生浮力。在题目给定的条件下,氢气的密度比空气小,因此曾被用于飞艇的填充气。
(2) 氢气具有可燃性,易引发爆炸,安全性不足;而氦气在相同条件下密度也比空气小,且化学性质稳定,不易发生反应,安全性更高,因此目前用氦气代替氢气作为飞艇填充气。
【答案】
(1)在0℃,1.01×10⁵Pa时,氢气的密度比空气小;
(2)在0℃,1.01×10⁵Pa时,氦气的密度比空气小,化学性质稳定。
【知识点】
气体的密度、气体的化学性质、常见气体的用途
【点评】
本题结合实际应用考查物质性质与用途的关系,体现了“性质决定用途”的化学核心思想,属于化学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.5
8.阅读下面科普短文,回答问题。
为世界和平与发展贡献更多中国智慧、中国方案、中国力量,化学功不可没!我国的长征系列运载火箭采用液氢、液氧作推进剂。
长征五号运载火箭采用的燃料是液氢,助燃剂是液氧。液氢燃烧的化学方程式为
为世界和平与发展贡献更多中国智慧、中国方案、中国力量,化学功不可没!我国的长征系列运载火箭采用液氢、液氧作推进剂。
长征五号运载火箭采用的燃料是液氢,助燃剂是液氧。液氢燃烧的化学方程式为
$2H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O$
,为使推进剂恰好完全反应,则加注液氢和液氧的质量比为1:8
(填最简整数比)。答案
8. $2H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O$ 1:8
解析
【分析】
要解决该问题,需先回忆氢气燃烧的反应原理,正确书写化学方程式;再根据化学方程式中各物质的相对质量关系,计算液氢和液氧恰好完全反应时的质量比。首先确定反应物、生成物及反应条件,配平化学方程式;再利用化学计量数与相对分子质量的乘积计算质量比,化简为最简整数比。
【解析】
液氢($\ce{H_{2}}$)在液氧($\ce{O_{2}}$)中燃烧生成水($\ce{H_{2}O}$),反应条件为点燃,配平后的化学方程式为:$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}2H_{2}O}$。
根据化学方程式,各物质的质量比等于相对分子质量与化学计量数的乘积之比:
液氢的总相对质量:$2×(1×2)=4$;
液氧的总相对质量:$16×2=32$;
因此液氢和液氧恰好完全反应的质量比为$4:32=1:8$。
【答案】
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}2H_{2}O}$;1:8
【知识点】
化学方程式书写;根据化学方程式计算
【点评】
本题考查化学用语的基础应用,涉及化学方程式书写和简单质量比计算,属于核心基础知识点,难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决该问题,需先回忆氢气燃烧的反应原理,正确书写化学方程式;再根据化学方程式中各物质的相对质量关系,计算液氢和液氧恰好完全反应时的质量比。首先确定反应物、生成物及反应条件,配平化学方程式;再利用化学计量数与相对分子质量的乘积计算质量比,化简为最简整数比。
【解析】
液氢($\ce{H_{2}}$)在液氧($\ce{O_{2}}$)中燃烧生成水($\ce{H_{2}O}$),反应条件为点燃,配平后的化学方程式为:$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}2H_{2}O}$。
根据化学方程式,各物质的质量比等于相对分子质量与化学计量数的乘积之比:
液氢的总相对质量:$2×(1×2)=4$;
液氧的总相对质量:$16×2=32$;
因此液氢和液氧恰好完全反应的质量比为$4:32=1:8$。
【答案】
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}2H_{2}O}$;1:8
【知识点】
化学方程式书写;根据化学方程式计算
【点评】
本题考查化学用语的基础应用,涉及化学方程式书写和简单质量比计算,属于核心基础知识点,难度较低。
【难度系数】
0.8
9.科幻大片《火星救援》中航天员马克为了得到生存用的水,采用了氢气燃烧的方法,他第一次点燃氢气时发生了剧烈的爆炸。
(1)我们由此知道点燃氢气前应该
(2)请同学们用化学方程式计算,若马克制9kg水至少要准备多少千克氢气?(写出计算过程)
(1)我们由此知道点燃氢气前应该
检验氢气的纯度
。(2)请同学们用化学方程式计算,若马克制9kg水至少要准备多少千克氢气?(写出计算过程)
答案
9. (1)检验氢气的纯度
(2)1kg
(2)1kg
解析
【分析】
本题分为两小问,第(1)问考查可燃性气体的安全操作,氢气是可燃性气体,与空气混合点燃易发生爆炸,因此点燃前需验纯;第(2)问考查根据化学方程式的计算,解题思路为:先写出氢气燃烧的化学方程式,再明确已知量(水的质量)和未知量(氢气质量),利用化学方程式中各物质的相对质量之比等于实际质量之比列比例式求解。
【解析】
(1) 氢气属于可燃性气体,若混有空气,点燃时会发生剧烈爆炸,因此点燃氢气前应该检验氢气的纯度。
(2) 解:设至少需要准备氢气的质量为$x$。
氢气燃烧的化学方程式为:$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$
各物质的相对质量:$\ce{2H_{2}}$的相对质量为$2×2=4$,$\ce{2H_{2}O}$的相对质量为$2×18=36$
根据化学方程式,参加反应的氢气和生成水的质量比为$4:36$,则:
$\frac{4}{36} = \frac{x}{9\ \mathrm{kg}}$
解得:$x = \frac{4×9\ \mathrm{kg}}{36} = 1\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) 检验氢气的纯度;(2) 1kg
【知识点】
氢气的验纯、根据化学方程式的计算
【点评】
本题结合科幻电影场景,将化学知识与实际应用结合,既考查了实验安全的基础知识点,又巩固了化学方程式计算的基本技能,题目难度适中,适合学生夯实化学基础。
【难度系数】
0.7
本题分为两小问,第(1)问考查可燃性气体的安全操作,氢气是可燃性气体,与空气混合点燃易发生爆炸,因此点燃前需验纯;第(2)问考查根据化学方程式的计算,解题思路为:先写出氢气燃烧的化学方程式,再明确已知量(水的质量)和未知量(氢气质量),利用化学方程式中各物质的相对质量之比等于实际质量之比列比例式求解。
【解析】
(1) 氢气属于可燃性气体,若混有空气,点燃时会发生剧烈爆炸,因此点燃氢气前应该检验氢气的纯度。
(2) 解:设至少需要准备氢气的质量为$x$。
氢气燃烧的化学方程式为:$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$
各物质的相对质量:$\ce{2H_{2}}$的相对质量为$2×2=4$,$\ce{2H_{2}O}$的相对质量为$2×18=36$
根据化学方程式,参加反应的氢气和生成水的质量比为$4:36$,则:
$\frac{4}{36} = \frac{x}{9\ \mathrm{kg}}$
解得:$x = \frac{4×9\ \mathrm{kg}}{36} = 1\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1) 检验氢气的纯度;(2) 1kg
【知识点】
氢气的验纯、根据化学方程式的计算
【点评】
本题结合科幻电影场景,将化学知识与实际应用结合,既考查了实验安全的基础知识点,又巩固了化学方程式计算的基本技能,题目难度适中,适合学生夯实化学基础。
【难度系数】
0.7
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