4. 氢气作为新能源有很多优点,制取和储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。
(1)在电解水实验中,与电源负极相连的电极产生的气体是。
(2)某新能源汽车以氢气为燃料,使用1 kg氢气平均可行驶150 km。如果通过电解水制氢,180 kg水分解产生的氢气,理论上可供这辆汽车行驶km。
(3)工业上可利用$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}}$制取甲醇($\ce{CH_{3}OH}$),其反应的微观模拟示意图如下,从该示意图可以判断生成物C与D的分子个数比为。

(4)下图为我国不同年份的能源结构图,下列说法不正确的是(填字母)。

A.氢气是理想的清洁高能燃料
B.我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势
C.使用脱硫煤可减少$\ce{CO_{2}}$排放
D.加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染

4.(1)$\ce{H_{2}}$
(2)3 000
(3)1:1
(4)C
【解析】(2)180 kg水电解可以产生20 kg氢气,该新能源汽车使用1 kg氢气平均行驶150 km,故使用20 kg氢气平均行驶3 000 km。(3)根据化学方程式$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{催化剂}CH_{3}OH + H_{2}O}$可得,生成的水和甲醇的分子个数比为1:1。(4)使用脱硫煤可减少$\ce{SO_{2}}$排放,故C错误。

【分析】
本题包含四个小问题，分别考查电解水实验、化学方程式计算、微观反应示意图应用及能源相关知识。解题思路：1. 第(1)问回忆电解水“负氢正氧”的规律，直接确定负极产物；2. 第(2)问先通过电解水的化学方程式计算180kg水生成氢气的质量，再结合每千克氢气行驶距离求总路程；3. 第(3)问根据微观示意图写出化学方程式，确定生成物分子个数比；4. 第(4)问逐一分析选项，结合能源、脱硫煤的作用找出错误选项。
【解析】
(1) 电解水实验中，与电源负极相连的电极产生氢气，化学式为$\ce{H_{2}}$。
(2) 电解水的化学方程式为$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通电}2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow}$，水与氢气的质量比为$36:4=9:1$。设180kg水分解生成氢气的质量为$x$，则$\frac{36}{4}=\frac{180\ \mathrm{kg}}{x}$，解得$x=20\ \mathrm{kg}$。总行驶路程为$20\ \mathrm{kg} × 150\ \mathrm{km/kg}=3000\ \mathrm{km}$。
(3) 根据微观模拟示意图，反应的化学方程式为$\ce{CO_{2} + 3H_{2}\xlongequal{催化剂}CH_{3}OH + H_{2}O}$，生成物$\ce{CH_{3}OH}$与$\ce{H_{2}O}$的分子个数比为$1:1$。
(4) 选项分析：A. 氢气是清洁高能燃料，正确；B. 我国清洁能源占比呈增加趋势，正确；C. 脱硫煤减少$\ce{SO_{2}}$排放，不是$\ce{CO_{2}}$，错误；D. 加大水电风电利于减污染，正确。故不正确的是C。
【答案】
(1)$\ce{H_{2}}$；(2)$3000$；(3)$1:1$；(4)C
【知识点】
电解水实验、根据化学方程式计算、能源与环境
【点评】
本题综合考查化学基础知识点，注重对核心概念的理解与应用，难度适中，适合巩固学生的化学基础知识。
【难度系数】
0.7

5.“长征五号”运载火箭使用了液氢、液氧以及煤油为燃料。
(1)煤油是(填“混合物”或“纯净物”),它是利用石油中各成分的沸点不同分离得到的产品,这一过程属于(填“物理”或“化学”)变化。
(2)液氢燃烧的化学方程式为。该反应前后没有发生改变的粒子有。
(3)在实验室中,我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气,写出反应的化学方程式:。

5.(1)混合物 物理
(2)$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$ 氢原子、氧原子
(3)$\ce{Zn + H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$

【分析】
1. 第(1)问需明确：由多种物质组成的是混合物，由一种物质组成的是纯净物；石油分馏利用各成分沸点不同分离，该过程无新物质生成，据此判断类别和变化类型。
2. 第(2)问：液氢燃烧是氢气与氧气在点燃条件下生成水，需正确配平化学方程式；化学变化中原子是最小粒子，反应前后原子种类不变，据此确定不变粒子。
3. 第(3)问：锌与稀硫酸发生置换反应，生成硫酸锌和氢气，需正确书写化学方程式并标注气体符号。
【解析】
(1) 煤油是石油分馏的产物，石油分馏可得到汽油、煤油等多种物质，因此煤油属于混合物；利用沸点不同分离石油各成分的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。
(2) 液氢（$\ce{H_{2}}$）在氧气（$\ce{O_{2}}$）中点燃生成水（$\ce{H_{2}O}$），化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$；化学变化中原子不发生改变，因此反应前后没有改变的粒子是氢原子、氧原子。
(3) 锌（$\ce{Zn}$）与稀硫酸（$\ce{H_{2}SO_{4}}$）反应生成硫酸锌（$\ce{ZnSO_{4}}$）和氢气（$\ce{H_{2}}$），化学方程式为$\ce{Zn + H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$。
【答案】
5.(1)混合物 物理
(2)$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$ 氢原子、氧原子
(3)$\ce{Zn + H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$
【知识点】
混合物与纯净物判断、物理变化与化学变化判断、化学方程式书写
【点评】
本题考查初中化学基础知识点，涵盖物质分类、变化类型、反应方程式书写等内容，均为核心基础考点，侧重考查学生对基础知识的掌握程度，难度较低。
【难度系数】
0.8

6. 环境保护和能源利用是人类共同关注的问题。
(1)下列选项中不符合绿色、低碳生产方式的是（填字母）。
A. 利用和开发太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料
B. 大力发展以煤为燃料的发电厂以缓解电能紧缺
(2)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,可在一定程度上减少汽车尾气的污染。写出乙醇在空气中充分燃烧的化学方程式。
(3)载人航天器中,航天员呼出的二氧化碳在一定条件下与氢气反应生成甲烷和水,水电解得到氢气和氧气,氧气供给航天员呼吸。写出在一定条件下二氧化碳与氢气反应生成甲烷和水的化学方程式。

6.(1)B
(2)$\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 3H_{2}O}$
(3)$\ce{CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4} + 2H_{2}O}$

【分析】
首先分析第(1)问，绿色、低碳生产方式需减少化石燃料使用、降低污染与碳排放，据此判断选项；第(2)(3)问需根据反应物、生成物，结合原子守恒配平化学方程式。
【解析】
(1) 选项A用太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料，可减少污染物和二氧化碳排放，符合绿色低碳；选项B大力发展煤发电，煤燃烧会产生大量污染物和二氧化碳，不符合要求，故选B。
(2) 乙醇（$\ce{C_{2}H_{5}OH}$）在空气中充分燃烧，与$\ce{O_{2}}$反应生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，根据原子守恒配平：C原子左边2个，故$\ce{CO_{2}}$系数为2；H原子左边6个，故$\ce{H_{2}O}$系数为3；O原子右边共$2×2 + 3×1=7$，左边乙醇含1个O，故$\ce{O_{2}}$系数为3，化学方程式为$\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 3H_{2}O}$。
(3) $\ce{CO_{2}}$与$\ce{H_{2}}$在一定条件下反应生成$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}O}$，根据原子守恒配平：C原子左右各1，O原子左边2，故$\ce{H_{2}O}$系数为2；H原子右边共$4 + 2×2=8$，故$\ce{H_{2}}$系数为4，化学方程式为$\ce{CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4} + 2H_{2}O}$。
【答案】
(1) B；(2) $\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xlongequal{点燃}2CO_{2} + 3H_{2}O}$；(3) $\ce{CO_{2} + 4H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{4} + 2H_{2}O}$
【知识点】
绿色化学、化学方程式书写、能源利用
【点评】
本题围绕环保与能源考查基础化学知识，题型基础，需掌握绿色低碳的判断方法和化学方程式配平技巧，是常见的基础题型。
【难度系数】
0.3