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2. 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
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)“可燃冰”外观像“冰”，是尚未大量开发的新能源，主要含甲烷水合物($CH_4 · xH_2O$)。某甲烷水合物充分燃烧的化学方程式为$CH_4 · xH_2O + 2O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} CO_2 + 10H_2O$，则$CH_4 · xH_2O$中$x$的值为
(3)现有一混合气体，经测定其中只含有甲烷和一氧化碳。现将10 g该混合气体在足量的氧气中充分燃烧，测得生成$H_2O$的质量为9 g，则原混合气体中一氧化碳的质量为
(1)下列选项中不符合绿色、低碳生产方式的是
B
（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)“可燃冰”外观像“冰”，是尚未大量开发的新能源，主要含甲烷水合物($CH_4 · xH_2O$)。某甲烷水合物充分燃烧的化学方程式为$CH_4 · xH_2O + 2O_2 \stackrel{点燃}{=\!=\!=} CO_2 + 10H_2O$，则$CH_4 · xH_2O$中$x$的值为
8
。(3)现有一混合气体，经测定其中只含有甲烷和一氧化碳。现将10 g该混合气体在足量的氧气中充分燃烧，测得生成$H_2O$的质量为9 g，则原混合气体中一氧化碳的质量为
6
g。答案
2.(1)B
(2)8
(3)6
【解析】(3)根据氢元素守恒建立甲烷和水的质量关系：
$\ce{CH_{4} ～ 2H_{2}O}$
16 36
x 9 g
$\frac{16}{36}=\frac{x}{9\ \mathrm{g}}$ x=4 g
则一氧化碳质量=10 g -4 g =6 g。
(2)8
(3)6
【解析】(3)根据氢元素守恒建立甲烷和水的质量关系：
$\ce{CH_{4} ～ 2H_{2}O}$
16 36
x 9 g
$\frac{16}{36}=\frac{x}{9\ \mathrm{g}}$ x=4 g
则一氧化碳质量=10 g -4 g =6 g。
解析
【分析】
首先分析第(1)问：绿色、低碳生产方式要求减少化石燃料使用，降低污染物和二氧化碳排放。选项A用清洁能源代替化石燃料符合要求，选项B用煤（化石燃料）发电会产生大量污染物和二氧化碳，不符合要求，据此判断答案。第(2)问：根据质量守恒定律，化学反应前后氢原子数目不变，通过反应前后氢原子总数相等列方程求解x。第(3)问：混合气体中只有甲烷含氢元素，燃烧生成的水中的氢全部来自甲烷，利用氢元素守恒，结合甲烷与水的质量关系计算甲烷质量，再用总质量减去甲烷质量得到一氧化碳质量。
【解析】
(1) 选项A利用太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料，减少污染物和二氧化碳排放，符合绿色、低碳生产方式；选项B大力发展以煤为燃料的发电厂，煤燃烧会产生大量污染物和二氧化碳，不符合绿色、低碳生产方式，故答案为B。
(2) 根据质量守恒定律，反应前后氢原子数目相等：左边$CH_4·xH_2O$中氢原子数为$4 + 2x$，右边$10H_2O$中氢原子数为$10×2=20$，因此$4 + 2x = 20$，解得$x=8$。
(3) 设混合气体中甲烷的质量为$x$，甲烷燃烧生成水的关系为：$\ce{CH_{4} ～ 2H_{2}O}$，相对分子质量$\ce{CH_{4}}$为16，$\ce{2H_{2}O}$为36，可得比例式：$\frac{16}{36}=\frac{x}{9\ \mathrm{g}}$，解得$x=4\ \mathrm{g}$；则原混合气体中一氧化碳的质量为$10\ \mathrm{g} - 4\ \mathrm{g}=6\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)B (2)8 (3)6
【知识点】
化学与能源、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题围绕环境保护与能源利用展开，综合考察了绿色生产方式的判断、质量守恒定律的应用以及根据化学方程式的简单计算，题目难度适中，注重基础知识点的应用，适合学生巩固相关内容。
【难度系数】
0.7
首先分析第(1)问：绿色、低碳生产方式要求减少化石燃料使用，降低污染物和二氧化碳排放。选项A用清洁能源代替化石燃料符合要求，选项B用煤（化石燃料）发电会产生大量污染物和二氧化碳，不符合要求，据此判断答案。第(2)问：根据质量守恒定律，化学反应前后氢原子数目不变，通过反应前后氢原子总数相等列方程求解x。第(3)问：混合气体中只有甲烷含氢元素，燃烧生成的水中的氢全部来自甲烷，利用氢元素守恒，结合甲烷与水的质量关系计算甲烷质量，再用总质量减去甲烷质量得到一氧化碳质量。
【解析】
(1) 选项A利用太阳能、风能等清洁能源代替化石燃料，减少污染物和二氧化碳排放，符合绿色、低碳生产方式；选项B大力发展以煤为燃料的发电厂，煤燃烧会产生大量污染物和二氧化碳，不符合绿色、低碳生产方式，故答案为B。
(2) 根据质量守恒定律，反应前后氢原子数目相等：左边$CH_4·xH_2O$中氢原子数为$4 + 2x$，右边$10H_2O$中氢原子数为$10×2=20$，因此$4 + 2x = 20$，解得$x=8$。
(3) 设混合气体中甲烷的质量为$x$，甲烷燃烧生成水的关系为：$\ce{CH_{4} ～ 2H_{2}O}$，相对分子质量$\ce{CH_{4}}$为16，$\ce{2H_{2}O}$为36，可得比例式：$\frac{16}{36}=\frac{x}{9\ \mathrm{g}}$，解得$x=4\ \mathrm{g}$；则原混合气体中一氧化碳的质量为$10\ \mathrm{g} - 4\ \mathrm{g}=6\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1)B (2)8 (3)6
【知识点】
化学与能源、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题围绕环境保护与能源利用展开，综合考察了绿色生产方式的判断、质量守恒定律的应用以及根据化学方程式的简单计算，题目难度适中，注重基础知识点的应用，适合学生巩固相关内容。
【难度系数】
0.7
3.氢能是一种清洁能源,氢气的生产和储存是科学研究的重要方向。
目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢。由化石能源(煤、天然气)制得的$\ce{H_{2}}$中含有$\ce{CO}$,利用液氮的低温可将$\ce{CO}$液化分离,从而获得纯净的氢气。电解水法制氢的能量转化如图所示。
氚可用于核能发电,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离,得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物$\ce{Li_{3}N}$可用于化学储氢。
(1)下列有关氢能的说法不正确的是
A.氢气的燃烧产物无污染,所以氢能是一种清洁能源
B.利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放
C.现阶段氢能已经能完全替代化石能源
(2)利用液氮的低温能将$\ce{H_{2}}$与$\ce{CO}$分离,说明$\ce{H_{2}}$的沸点比$\ce{CO}$的沸点
(3)①氚属于
②下列示意图能表示氚原子的是
(4)①将氢气压缩进储氢瓶过程中,发生改变的是
②石墨烯是一种
③化合物$\ce{Li_{x}N}$中质量比$m(\ce{Li}):m(\ce{N})=3:2$,则$x=$
目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢。由化石能源(煤、天然气)制得的$\ce{H_{2}}$中含有$\ce{CO}$,利用液氮的低温可将$\ce{CO}$液化分离,从而获得纯净的氢气。电解水法制氢的能量转化如图所示。
氚可用于核能发电,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离,得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物$\ce{Li_{3}N}$可用于化学储氢。
(1)下列有关氢能的说法不正确的是
C
(填字母)。A.氢气的燃烧产物无污染,所以氢能是一种清洁能源
B.利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放
C.现阶段氢能已经能完全替代化石能源
(2)利用液氮的低温能将$\ce{H_{2}}$与$\ce{CO}$分离,说明$\ce{H_{2}}$的沸点比$\ce{CO}$的沸点
低
。(3)①氚属于
氢
元素的一种原子。②下列示意图能表示氚原子的是
A
(填字母)。(4)①将氢气压缩进储氢瓶过程中,发生改变的是
分子间间隔
(从微观角度解释)。②石墨烯是一种
单质
(填“单质”或“化合物”)。③化合物$\ce{Li_{x}N}$中质量比$m(\ce{Li}):m(\ce{N})=3:2$,则$x=$
3
。答案
3.(1)C
(2)低
(3)①氢 ②A
(4)①分子间间隔 ②单质 ③3
【解析】(1)氢气的燃烧产物为水,无污染,所以氢能是一种清洁能源,故A正确;利用太阳能发电并电解水制氢,过程中不产生二氧化碳,故可实现二氧化碳零排放,故B正确;现阶段使用的能源仍以化石能源为主,故C错误。(2)根据题目信息可知,利用液氮的低温可将CO液化分离,从而获得纯净的$\ce{H_{2}}$,说明$\ce{H_{2}}$的沸点比CO更低。(3)①元素的种类由质子数决定,氚原子中含有一个质子,因此属于氢元素;②根据题目信息可知,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子,原子的质子数等于核外电子数,故能表示氚原子的是A。(4)①压缩过程中氢气分子间间隔变小;②石墨烯是由碳元素组成的纯净物,故属于单质;③化合物$\ce{Li_{x}N}$中质量比$m(\ce{Li}):m(\ce{N})=7x:14=3:2$,解得$x=3$。
(2)低
(3)①氢 ②A
(4)①分子间间隔 ②单质 ③3
【解析】(1)氢气的燃烧产物为水,无污染,所以氢能是一种清洁能源,故A正确;利用太阳能发电并电解水制氢,过程中不产生二氧化碳,故可实现二氧化碳零排放,故B正确;现阶段使用的能源仍以化石能源为主,故C错误。(2)根据题目信息可知,利用液氮的低温可将CO液化分离,从而获得纯净的$\ce{H_{2}}$,说明$\ce{H_{2}}$的沸点比CO更低。(3)①元素的种类由质子数决定,氚原子中含有一个质子,因此属于氢元素;②根据题目信息可知,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子,原子的质子数等于核外电子数,故能表示氚原子的是A。(4)①压缩过程中氢气分子间间隔变小;②石墨烯是由碳元素组成的纯净物,故属于单质;③化合物$\ce{Li_{x}N}$中质量比$m(\ce{Li}):m(\ce{N})=7x:14=3:2$,解得$x=3$。
解析
【分析】
本题围绕氢能相关知识设置问题，需逐一分析每个小问：
1. 第(1)问：判断氢能说法正误，需结合氢能特点、现阶段能源使用现状分析选项；
2. 第(2)问：利用分离气体的原理，结合液氮低温分离CO和H₂，判断沸点高低；
3. 第(3)问：①根据元素种类由质子数决定，确定氚所属元素；②根据氚原子的质子、中子、核外电子数，判断对应示意图；
4. 第(4)问：①从微观角度分析气体压缩的变化；②根据石墨烯的组成判断物质类别；③利用化合物中元素质量比计算化学式中原子个数。
【解析】
(1) 氢气燃烧产物为水，无污染，是清洁能源，A正确；太阳能发电电解水制氢，过程不产生二氧化碳，可实现二氧化碳零排放，B正确；现阶段能源仍以化石能源为主，氢能无法完全替代，C错误，故选C。
(2) 液氮低温下CO液化分离，说明CO沸点更高，因此H₂的沸点比CO低。
(3) ①元素种类由质子数决定，氚原子含1个质子，属于氢元素；②氚原子质子数1、中子数2，原子中质子数=核外电子数，对应示意图A。
(4) ①压缩氢气时，氢气分子间间隔变小；②石墨烯由碳元素组成的纯净物，属于单质；③化合物LiₓN中，Li相对原子质量为7，N为14，质量比7x:14=3:2，解得x=3。
【答案】
(1)C (2)低 (3)①氢 ②A (4)①分子间间隔 ②单质 ③3
【知识点】
元素概念、分子的性质、单质与化合物判断、化学式相关计算
【点评】
本题以氢能为背景，综合考查化学基础知识点，难度适中，注重对核心概念和基础应用的考查，适合巩固化学基础知识。
【难度系数】
0.7
本题围绕氢能相关知识设置问题，需逐一分析每个小问：
1. 第(1)问：判断氢能说法正误，需结合氢能特点、现阶段能源使用现状分析选项；
2. 第(2)问：利用分离气体的原理，结合液氮低温分离CO和H₂，判断沸点高低；
3. 第(3)问：①根据元素种类由质子数决定，确定氚所属元素；②根据氚原子的质子、中子、核外电子数，判断对应示意图；
4. 第(4)问：①从微观角度分析气体压缩的变化；②根据石墨烯的组成判断物质类别；③利用化合物中元素质量比计算化学式中原子个数。
【解析】
(1) 氢气燃烧产物为水，无污染，是清洁能源，A正确；太阳能发电电解水制氢，过程不产生二氧化碳，可实现二氧化碳零排放，B正确；现阶段能源仍以化石能源为主，氢能无法完全替代，C错误，故选C。
(2) 液氮低温下CO液化分离，说明CO沸点更高，因此H₂的沸点比CO低。
(3) ①元素种类由质子数决定，氚原子含1个质子，属于氢元素；②氚原子质子数1、中子数2，原子中质子数=核外电子数，对应示意图A。
(4) ①压缩氢气时，氢气分子间间隔变小；②石墨烯由碳元素组成的纯净物，属于单质；③化合物LiₓN中，Li相对原子质量为7，N为14，质量比7x:14=3:2，解得x=3。
【答案】
(1)C (2)低 (3)①氢 ②A (4)①分子间间隔 ②单质 ③3
【知识点】
元素概念、分子的性质、单质与化合物判断、化学式相关计算
【点评】
本题以氢能为背景，综合考查化学基础知识点，难度适中，注重对核心概念和基础应用的考查，适合巩固化学基础知识。
【难度系数】
0.7
