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10. 有科学家认为“氢能将成为未来主要的能源”，图甲是利用太阳能将水转化为氢能的两条理想途径。
（1）途径一“光电转换”过程中，光能转化为
（2）途径二中反应过程的微观示意图如图乙所示。
①请将图乙中方框内微观粒子补充完整。
②该反应前后催化剂的化学性质和
③该反应过程中不发生变化的微观粒子是
（1）途径一“光电转换”过程中，光能转化为
电
能，可较好解决传统制氢过程中效率低、能耗成本高
等问题。（2）途径二中反应过程的微观示意图如图乙所示。
①请将图乙中方框内微观粒子补充完整。
②该反应前后催化剂的化学性质和
质量
均不发生改变。③该反应过程中不发生变化的微观粒子是
H、O
（填化学符号）。答案
10.（1）电 能耗成本高 （2）①
②质量 ③H、O解析
【分析】
第（1）问：“光电转换”是将光能转化为电能，传统制氢（如电解水）需消耗大量电能，存在效率低、能耗成本高的问题，途径一利用太阳能发电可解决该问题；第（2）问：①微观化学反应遵循质量守恒定律，原子的种类、数目在反应前后不变，需先确定反应物的原子总数，再补充方框内的粒子；②催化剂的核心性质是反应前后化学性质和质量不变；③化学反应中原子是最小的变化微粒，反应前后不发生改变，据此解答。
【解析】
（1）途径一的“光电转换”过程中，将光能转化为电能；传统制氢多采用电解水的方法，需要消耗大量电能，存在效率低、能耗成本高的问题，因此该途径可较好解决这些问题。
（2）① 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，2个水分子（$\ce{H_{2}O}$）分解后，生成的原子为4个氢原子（$\ce{H}$）和2个氧原子（$\ce{O}$），因此方框内应补充4个$\ce{H}$原子和2个$\ce{O}$原子（对应参考答案的图示）。
② 催化剂在化学反应前后，其化学性质和质量均不发生改变。
③ 化学反应的本质是分子破裂为原子，原子重新组合成新分子，因此反应前后不发生变化的微观粒子是氢原子（$\ce{H}$）和氧原子（$\ce{O}$）。
【答案】
10.（1）电 能耗成本高 （2）① ②质量 ③H、O
【知识点】
能量转化、催化剂性质、质量守恒定律
【点评】
本题结合氢能制取的实际应用场景，考查能量转化、催化剂的性质及质量守恒定律的应用，注重基础知识点的理解与运用，难度适中。
【难度系数】
0.5
第（1）问：“光电转换”是将光能转化为电能，传统制氢（如电解水）需消耗大量电能，存在效率低、能耗成本高的问题，途径一利用太阳能发电可解决该问题；第（2）问：①微观化学反应遵循质量守恒定律，原子的种类、数目在反应前后不变，需先确定反应物的原子总数，再补充方框内的粒子；②催化剂的核心性质是反应前后化学性质和质量不变；③化学反应中原子是最小的变化微粒，反应前后不发生改变，据此解答。
【解析】
（1）途径一的“光电转换”过程中，将光能转化为电能；传统制氢多采用电解水的方法，需要消耗大量电能，存在效率低、能耗成本高的问题，因此该途径可较好解决这些问题。
（2）① 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，2个水分子（$\ce{H_{2}O}$）分解后，生成的原子为4个氢原子（$\ce{H}$）和2个氧原子（$\ce{O}$），因此方框内应补充4个$\ce{H}$原子和2个$\ce{O}$原子（对应参考答案的图示）。
② 催化剂在化学反应前后，其化学性质和质量均不发生改变。
③ 化学反应的本质是分子破裂为原子，原子重新组合成新分子，因此反应前后不发生变化的微观粒子是氢原子（$\ce{H}$）和氧原子（$\ce{O}$）。
【答案】
10.（1）电 能耗成本高 （2）①
②质量 ③H、O【知识点】
能量转化、催化剂性质、质量守恒定律
【点评】
本题结合氢能制取的实际应用场景，考查能量转化、催化剂的性质及质量守恒定律的应用，注重基础知识点的理解与运用，难度适中。
【难度系数】
0.5
11. 某化学兴趣小组用火柴、蜡烛、烧杯三种实验材料探究物质燃烧的条件。
【提出问题】物质燃烧需要什么条件？
【猜想与假设】(1) 有可燃物；(2) 温度要达到着火点；(3) 与氧气(或空气)接触。
【设计与实验】
【得出结论】猜想正确，燃烧必须同时满足
【反思质疑1】氢气在氯气中能燃烧。燃烧是否一定要有氧气参加？
【查阅资料1】镁条能在空气中剧烈燃烧，也能在二氧化碳中剧烈燃烧，发出耀眼的白光、放出大量的热；细铁丝可以在氯气中剧烈燃烧，放出大量的热，产生大量棕黄色的烟；磷能在氯气中剧烈燃烧，放出大量的热，产生大量的白色烟雾。
【表达与交流】根据上述内容和课本中对“燃烧”的描述，你认为
【反思质疑2】根据“细铁丝在氧气中燃烧”的实验现象，细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”？
【查阅资料2】含碳细铁丝燃烧时，其中的碳粒生成的$\ce{CO_{2}}$气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
【设计实验】为了验证细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因，你设计的实验方案是
【提出问题】物质燃烧需要什么条件？
【猜想与假设】(1) 有可燃物；(2) 温度要达到着火点；(3) 与氧气(或空气)接触。
【设计与实验】
【得出结论】猜想正确，燃烧必须同时满足
3
个条件，只要破坏1
个燃烧的条件，就能达到灭火的目的。【反思质疑1】氢气在氯气中能燃烧。燃烧是否一定要有氧气参加？
【查阅资料1】镁条能在空气中剧烈燃烧，也能在二氧化碳中剧烈燃烧，发出耀眼的白光、放出大量的热；细铁丝可以在氯气中剧烈燃烧，放出大量的热，产生大量棕黄色的烟；磷能在氯气中剧烈燃烧，放出大量的热，产生大量的白色烟雾。
【表达与交流】根据上述内容和课本中对“燃烧”的描述，你认为
发光、放热的剧烈的化学反应(合理答案均可)
叫作燃烧。【反思质疑2】根据“细铁丝在氧气中燃烧”的实验现象，细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”？
【查阅资料2】含碳细铁丝燃烧时，其中的碳粒生成的$\ce{CO_{2}}$气体在熔融液态物质中形成气泡，熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
【设计实验】为了验证细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因，你设计的实验方案是
取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象(合理答案均可)
。答案
11.【设计与实验】
| 假设(1) | 点燃蜡烛，蜡烛可燃 |
| ---- | ---- |
| 假设(2) | 点燃蜡烛，蜡烛燃烧 |
| 假设(3) | 将燃着的蜡烛放入一只倒扣的烧杯内，蜡烛逐渐熄灭 |
（合理答案均可）
【得出结论】3 1
【表达与交流】发光、放热的剧烈的化学反应(合理答案均可)
【设计实验】取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象(合理答案均可)
| 假设(1) | 点燃蜡烛，蜡烛可燃 |
| ---- | ---- |
| 假设(2) | 点燃蜡烛，蜡烛燃烧 |
| 假设(3) | 将燃着的蜡烛放入一只倒扣的烧杯内，蜡烛逐渐熄灭 |
（合理答案均可）
【得出结论】3 1
【表达与交流】发光、放热的剧烈的化学反应(合理答案均可)
【设计实验】取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象(合理答案均可)
解析
【分析】
本题围绕“物质燃烧的条件”展开探究，核心思路是通过对比实验验证燃烧的三个假设条件：①有可燃物、②温度达到着火点、③与氧气接触。设计对比实验时需控制变量，每组实验对应验证一个条件，通过不同现象推导结论；后续结合资料分析燃烧的广义定义，再根据给定的“火星四射”原因设计对比实验验证猜想。
【解析】
1. 【设计与实验】的对比实验：
假设(1)验证“有可燃物”：示例是加热不可燃的烧杯，对应需验证可燃物质的实验，即点燃蜡烛，蜡烛可燃，通过对比说明燃烧需要可燃物；
假设(2)验证“温度达到着火点”：示例是常温蜡烛不燃烧，对应需验证温度达到着火点的实验，即点燃蜡烛，蜡烛燃烧，对比说明温度需达到可燃物的着火点；
假设(3)验证“与氧气接触”：示例是点燃蜡烛在空气中燃烧，对应需验证隔绝氧气的实验，即将燃着的蜡烛放入倒扣的烧杯内，蜡烛因隔绝氧气逐渐熄灭，对比说明燃烧需要与氧气接触。
2. 【得出结论】：燃烧必须同时满足3个条件（可燃物、温度达着火点、与氧气接触），只要破坏其中1个条件，就能达到灭火目的。
3. 【表达与交流】：根据资料中镁、铁、磷在非氧气环境中燃烧的现象，可知燃烧不一定需要氧气，其定义为：发光、放热的剧烈的化学反应。
4. 【设计实验】：要验证“含碳细铁丝燃烧产生火星四射”的原因，需控制变量（铁丝的长短、粗细相同，氧气足量），取含碳和不含碳的细铁丝分别在纯氧中燃烧，观察是否产生火星四射现象，从而验证猜想。
【答案】
【设计与实验】
假设(1)：点燃蜡烛，蜡烛可燃
假设(2)：点燃蜡烛，蜡烛燃烧
假设(3)：将燃着的蜡烛放入一只倒扣的烧杯内，蜡烛逐渐熄灭
【得出结论】3；1
【表达与交流】发光、放热的剧烈的化学反应
【设计实验】取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象
【知识点】
燃烧的条件；灭火的原理；燃烧的定义
【点评】
本题为实验探究题，通过对比实验的设计考查燃烧条件的核心知识点，同时结合资料拓展了燃烧的广义定义，最后要求设计实验验证现象原因，既考查基础知识点的掌握，又锻炼了实验设计能力，是化学中典型的探究类题目。
【难度系数】
0.5
本题围绕“物质燃烧的条件”展开探究，核心思路是通过对比实验验证燃烧的三个假设条件：①有可燃物、②温度达到着火点、③与氧气接触。设计对比实验时需控制变量，每组实验对应验证一个条件，通过不同现象推导结论；后续结合资料分析燃烧的广义定义，再根据给定的“火星四射”原因设计对比实验验证猜想。
【解析】
1. 【设计与实验】的对比实验：
假设(1)验证“有可燃物”：示例是加热不可燃的烧杯，对应需验证可燃物质的实验，即点燃蜡烛，蜡烛可燃，通过对比说明燃烧需要可燃物；
假设(2)验证“温度达到着火点”：示例是常温蜡烛不燃烧，对应需验证温度达到着火点的实验，即点燃蜡烛，蜡烛燃烧，对比说明温度需达到可燃物的着火点；
假设(3)验证“与氧气接触”：示例是点燃蜡烛在空气中燃烧，对应需验证隔绝氧气的实验，即将燃着的蜡烛放入倒扣的烧杯内，蜡烛因隔绝氧气逐渐熄灭，对比说明燃烧需要与氧气接触。
2. 【得出结论】：燃烧必须同时满足3个条件（可燃物、温度达着火点、与氧气接触），只要破坏其中1个条件，就能达到灭火目的。
3. 【表达与交流】：根据资料中镁、铁、磷在非氧气环境中燃烧的现象，可知燃烧不一定需要氧气，其定义为：发光、放热的剧烈的化学反应。
4. 【设计实验】：要验证“含碳细铁丝燃烧产生火星四射”的原因，需控制变量（铁丝的长短、粗细相同，氧气足量），取含碳和不含碳的细铁丝分别在纯氧中燃烧，观察是否产生火星四射现象，从而验证猜想。
【答案】
【设计与实验】
假设(1)：点燃蜡烛，蜡烛可燃
假设(2)：点燃蜡烛，蜡烛燃烧
假设(3)：将燃着的蜡烛放入一只倒扣的烧杯内，蜡烛逐渐熄灭
【得出结论】3；1
【表达与交流】发光、放热的剧烈的化学反应
【设计实验】取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量的氧气中燃烧，观察实验现象
【知识点】
燃烧的条件；灭火的原理；燃烧的定义
【点评】
本题为实验探究题，通过对比实验的设计考查燃烧条件的核心知识点，同时结合资料拓展了燃烧的广义定义，最后要求设计实验验证现象原因，既考查基础知识点的掌握，又锻炼了实验设计能力，是化学中典型的探究类题目。
【难度系数】
0.5
