主題綜合測評(三)合理利用化學能源(時間：45分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共計60分)1．下列關于原電池的敘述中錯誤的是()A．構成原電池的正極和負極可以是兩種不同的金屬B．原電池是將化學能轉變為電能的裝置C．在原電池中，電子流出的一極是負極，發生還原反應D．原電池放電時，電流的方向是從正極到負極【解析】原電池中，電子流出的一極是負極，發生的是氧化反應。【答案】C2．據國務院決定，到2023年我國單位GDP(國內生產總值)二氧化碳排放量將比2023年下降40%～45%。下列措施不利于實現該目標的是()A．大力發展可再生能源B．積極推進核電建設C．倡導植樹造林，加強森林管理，提高森林覆蓋率D．大煉鋼鐵，提高鐵、鋁、銅等金屬的產量，以保證國內生產總值的提升【解析】可再生能源、核電的使用可以減少火電的使用，從而降低對煤炭的依賴；森林可以吸收二氧化碳；鐵、鋁、銅等金屬的冶煉屬于高耗能行業，大力發展這些行業會增加二氧化碳的排放。【答案】D3．液化石油氣作為燃料，已普遍進入城市家庭，它是含有下列物質的混合物，在常壓下，這些物質的沸點如下表所示：物質名稱乙烷丙烷丁烷戊烷己烷沸點/℃－－－在常溫下使用至無氣體放出時，鋼瓶中常剩余一些液態物質，這些物質最有可能是()A．乙烷、丙烷和丁烷 B．乙烷和丙烷C．只有乙烷 D．戊烷和己烷【解析】最終剩下的是常溫常壓下為液態的物質，由表中數據可知，乙烷、丙烷、丁烷常溫下為氣體，戊烷、己烷常溫下為液體，故選D項。【答案】D4．關于天然氣的下列敘述中不正確的是()A．天然氣和沼氣的主要成分都是甲烷B．改液化石油氣為天然氣燃料，燃燒時應減少進空氣量或增大進天然氣量C．天然氣燃料的廢氣中，SO2等污染物的含量少D．天然氣與空氣混合點燃，不會發生爆炸【解析】由C3H8、C4H10、CH4的燃燒的熱化學方程式可知，等體積的甲烷燃燒耗氧量少，則改液化石油氣為天然氣燃料時，應減少進空氣量或增大進天然氣量。天然氣與空氣的混合氣體點燃可能爆炸。故選D。【答案】D5．神舟系列的供配電由同位素電池(利用放射性同位素在衰變時釋放巨大能量的原理制作)、太陽能電池(如圖)、鎳氫蓄電池組提供，當月球探測器穿過月食有效陰影區時，由于在月食陰影區沒有太陽照射，會引起太陽能電池無法工作，動力由攜帶的蓄電池提供。下列說法不正確的是()A．太陽能電池可以充當鎳氫蓄電池的電源B．蓄電池放電時的電子流向為正極→負極C．若僅從保護環境的角度考慮，要盡量使用太陽能電池和鎳氫蓄電池D．鎳氫蓄電池和太陽能電池可以用于電動汽車【解析】有太陽照射時，太陽能電池工作，可以為蓄電池充電，A正確；放電時為原電池，電子流向應為負極→正極，B錯誤；同位素電池有放射性，而太陽能電池和鎳氫蓄電池均無污染，C正確；實現汽車燃料的清潔化可用原電池代替汽油，可以大大降低對環境的污染，D正確。【答案】B6．下列烷烴含量越高，汽油品質越好的是()A．CH3(CH2)6CH3B．CH3CH(CH3)CH2CH2CH3C．(CH3)2CHCH2C(CH3)D．CH3(CH2)14CH3【解析】汽油所含分子支鏈多的鏈烴、芳香烴、環烷烴的比例越高，它的抗爆震性越好；所含直鏈烴分子越多，抗爆震性越差。【答案】C7．如圖所示的水果電池中，電子的流向正確的是()A．鋅片→LED燈→銅片B．銅片→LED燈→鋅片C．鋅片→柳橙→銅片D．銅片→柳橙→鋅片【解析】鋅的活潑性比銅強，鋅為負極失電子，電子沿導線流向正極銅。【答案】A8．甲醇燃料電池被廣泛應用于電動汽車的動力來源，下列說法不正確的是()A．負極通入甲醇B．正極通入氧氣或空氣C．無污染物質生成D．甲醇燃料電池的能量利用率比甲醇燃燒的能量利用率小【解析】甲醇燃料電池的能量利用率比甲醇燃燒的能量利用率大。【答案】D9．下列敘述正確的是()①原電池是把化學能轉化成電能的一種裝置②原電池的正極發生氧化反應，負極發生還原反應③不能自發進行的氧化還原反應，通過原電池的裝置均可以實現④碳棒不能用來作原電池的電極⑤反應Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋，能以原電池的形式來實現A．①⑤ B．①④⑤C．②③④ D．②⑤【解析】原電池中化學能轉化為電能，①正確；原電池中負極上發生氧化反應，正極上發生還原反應，②不正確；原電池中發生的反應必須是能自發進行的氧化還原反應，③不正確；碳棒是常用的電極材料，可用來作原電池的電極，④不正確；反應Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋能自發發生，能以原電池反應來實現，⑤正確。【答案】A10．“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油。美國科學家最近的一項研究表明，大量使用“E85可能導致大氣中O3含量上升，將會對人體造成更直接的傷害。下列各項中正確的是()A．“E85”是由兩種物質組成一種燃料，屬于新能源B．推廣使用乙醇汽油是為了減少溫室氣體排放C．等質量的“E85”和汽油充分燃燒后放出的能量相等D．乙醇屬于可再生能源【解析】A項，已知“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油，即為乙醇與汽油的混合物，乙醇為一種物質，而“汽油”是C5～C11的多種烴的混合物，故“E85”為多種物質組成，A錯；B項中，推廣使用“E85”不會減少溫室氣體如CO2的排放，其目的是避免產生SO2、NOx等污染性氣體的排放，故B錯；燃燒等質量的C2H5OH與汽油產生的熱值不相等，故C錯；乙醇可以再生，D對。【答案】D11．汽車尾氣(含烴類、CO、NO和SO2等)是空氣的主要污染源。治理方法之一是在汽車排氣管上加裝“催化轉化器”，使CO和NO反應產生可參與大氣循環的無毒氣體，促使烴類充分燃燒及SO2的轉化。下列說法中錯誤的是()A．CO和NO反應生成CO2和N2反應方程式為2CO＋2NOeq\o(=,\s\up10(催化劑))2CO2＋N2B．汽車改用天然氣為燃料或開發氫能源，都可減少對空氣的污染C．此方法的缺點是由于CO2的增多，會大大提高空氣的酸度D．增大綠化面積，多植樹造林，可有效控制城市空氣污染【解析】由于催化劑促進SO2轉化成了SO3，從而提高了空氣的酸度，故C錯。【答案】C12．鉛酸蓄電池效率低、污染大，現在人們研究用鋅電池取代它。其電池反應為2Zn＋O2=2ZnO，其原料為鋅、空氣和電解質溶液，下列敘述錯誤的是()A．鋅為負極，空氣進入正極發生反應B．正極發生氧化反應，負極發生還原反應C．鋅電池對環境的污染小D．電解質溶液不宜使用酸溶液【解析】在原電池反應中負極失電子發生氧化反應，正極上得電子發生還原反應，故B錯誤。【答案】B二、非選擇題(共40分)13．(8分)隨著“西氣東輸”的全線貫通，“我”家用上了天然氣。作為家庭成員，“我”愿將下列有關天然氣的化學知識告知父母。(1)天然氣的主要成分是________，燃燒的化學方程式為：____________________________________________________________________。(2)天然氣在第一次通過管道輸送到用戶時，必須先將管道內注滿氮氣。填充氮氣的目的是_______________________________________________________________________________________________________________________。(3)天然氣本身是一種無色無味的氣體，但在使用時常在天然氣中加入少量有特殊氣味的乙硫醇。說出加入乙硫醇的作用_____________________________。【解析】(2)點燃CH4與空氣的混合氣體時有可能發生爆炸，故天然氣在第一次送至用戶時，通入N2是為了趕走管道中的空氣。(3)發生天然氣泄漏，與空氣混合如果遇到火種或電火花可能發生爆炸。天然氣無色無味，如果泄漏，人們無法感知，因此加入有特殊氣味的乙硫醇后，如泄漏人們就會知道。【答案】(1)CH4CH4＋2O2eq\o(→,\s\up10(點燃))CO2＋2H2O(2)趕盡管道中的空氣，防止點燃天然氣時爆炸(3)當天然氣泄漏時，會有乙硫醇的特殊氣味，易被人感知14．(12分)將鋅片和銅片用導線相連后一同插入稀硫酸中，導線上便有電流通過。(1)鋅片為________(填“正極”或“負極”)，電極反應是________________。(2)銅片為________(填“正極”或“負極”)，發生________(填“氧化”或“還原”)反應。(3)該原電池工作時，溶液中的SOeq\o\al(2－,4)向________極移動，銅極上的現象是________。【解析】由于鋅比銅活潑，形成原電池后，鋅做負極，被氧化；銅做正極，H＋在此被還原為H2。由于負極失去電子帶上正電荷，因而SOeq\o\al(2－,4)移向負極。【答案】(1)負極Zn－2e－=Zn2＋(2)正極還原(3)負有氣體產生15．(10分)美國的《科學美國人》雜志在1971年7月刊登的“地球的能量資源”一文中，關于到達地球表面的太陽輻射能的幾條主要去路，提供了如下數據：直接反射52000×109kJ·s－1以熱能方式離開地球81000×109kJ·s－1水循環40000×109kJ·s－1大氣流動370×109kJ·s－1光合作用40×109kJ·s－1請選用以上數據計算：(1)地球對太陽能的利用率約為________。(2)通過光合作用，每年有________kJ的太陽能轉化為化學能(每年按365天計算)。(3)設每年綠色植物通過光合作用(6CO2＋6H2O=C6H12O6＋6O2)為我們生存的環境除去二氧化碳的質量為A，試根據能量關系列出A的計算式。列式中缺少的數據用符號表示：A＝________kg，所缺數據的化學含義為___________________________________________________________________。【解析】(1)分析題中所給數據得出，“直接反射”與“以熱能方式離開地球”的太陽能，地球沒有利用，而用于“水循環”“大氣流動”和“光合作用”的太陽能是被地球利用的，所以地球對太陽能的利用率為：eq\f(地球利用的太陽能,到達地球表面總的太陽能)×100%＝eq\f(40000＋370＋40×109kJ·s－1,52000＋81000＋40000＋370＋40×109kJ·s－1)×100%≈%。(2)通過光合作用，每年有(365×24×60×60)s×40×109kJ·s－1≈×1018kJ的太陽能轉化為化學能。(3)6CO2(g)＋6H2O(l)=C6H12O6(s)＋6O2(g)吸收熱量6×44×10－3kgQkJ×1018kJA＝eq\f×1018kJ×6×44×10－3kg,QkJ)≈eq\f×1017,Q)kg。Q為每生成180g葡萄糖時所需要吸收的熱量(或每消耗264gCO2時所需要吸收的熱量)【答案】(1)%(2)×1018(3)×1017/QQ為每生成180g葡萄糖時所需要吸收的熱量16．(10分)2023年第41屆世博會在上海成功舉辦，其主題是“城市，讓生活更美好”。低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式，上海世博會的亮點之一是實現“二氧化碳零排放”。(1)世博停車場，安裝有汽車尾氣催化光解設施，它能將汽車尾氣中CO和NO反應生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體，寫出CO和NO在一定條件下反應的化學方程式：________________________________________________________________。(2)使用傳統催化劑，使二氧化碳與某些有機物反應可以生成塑料，但反應時間長。目前誕生的納米級催化劑增加了催化劑的表面積，提高了________(選填“反應速率”、“產品質量”或“原料利用率”)。使用這種塑料能減少白色污染，因為它在微生物作用下，可以實現100%的降解。(3)合理利用二氧化碳，可以提高生活質量，促進工業發展。在常壓下，－78℃A．將干冰放入冰箱B．讓干冰在通風處自然升華C．直接將干冰倒入下水道D．用手取干冰扔入廢物箱(4)現在人們使用乙醇汽油作為汽車燃料充分體現了低碳經濟，物質的量相同的乙醇與汽油(設為C8H18)均完全燃燒產生的CO2的物質的量之比為________；人們已嘗試使用________作為汽