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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(guān)于原電池的敘述中錯誤的是()A.構(gòu)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(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C.在原電池中,電子流出的一極是負極,發(fā)生還原反應(yīng)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(fā)生的是氧化反應(yīng)?!敬鸢浮緾2.據(jù)國務(wù)院決定,到2023年我國單位GDP(國內(nèi)生產(chǎn)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(xiàn)該目標的是()A.大力發(fā)展可再生能源B.積極推進核電建設(shè)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(chǎn)量,以保證國內(nèi)生產(chǎn)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(yè),大力發(fā)展這些行業(yè)會增加二氧化碳的排放?!敬鸢浮緿3.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(zhì)的混合物,在常壓下,這些物質(zhì)的沸點如下表所示:物質(zhì)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(tài)物質(zhì),這些物質(zhì)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(tài)的物質(zhì),由表中數(shù)據(jù)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?!敬鸢浮緿4.關(guān)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(yīng)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(fā)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(yīng)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?!敬鸢浮緿5.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(qū)時,由于在月食陰影區(qū)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(huán)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(yīng)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(xiàn)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(huán)境的污染,D正確?!敬鸢浮緽6.下列烷烴含量越高,汽油品質(zhì)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(huán)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?!敬鸢浮緾7.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?!敬鸢浮緼8.甲醇燃料電池被廣泛應(yīng)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(zhì)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(zhuǎn)化成電能的一種裝置②原電池的正極發(fā)生氧化反應(yīng),負極發(fā)生還原反應(yīng)③不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),通過原電池的裝置均可以實現(xiàn)④碳棒不能用來作原電池的電極⑤反應(yīng)Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+,能以原電池的形式來實現(xiàn)A.①⑤ B.①④⑤C.②③④ D.②⑤【解析】原電池中化學能轉(zhuǎn)化為電能,①正確;原電池中負極上發(fā)生氧化反應(yīng),正極上發(fā)生還原反應(yīng),②不正確;原電池中發(fā)生的反應(yīng)必須是能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),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(yīng)Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+能自發(fā)發(fā)生,能以原電池反應(yīng)來實現(xiàn),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(zhì)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(zhì)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(zhì),而“汽油”是C5~C11的多種烴的混合物,故“E85”為多種物質(zhì)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(chǎn)生SO2、NOx等污染性氣體的排放,故B錯;燃燒等質(zhì)量的C2H5OH與汽油產(chǎn)生的熱值不相等,故C錯;乙醇可以再生,D對?!敬鸢浮緿11.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(zhuǎn)化器”,使CO和NO反應(yīng)產(chǎn)生可參與大氣循環(huán)的無毒氣體,促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。下列說法中錯誤的是()A.CO和NO反應(yīng)生成CO2和N2反應(yīng)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(fā)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(zhuǎn)化成了SO3,從而提高了空氣的酸度,故C錯?!敬鸢浮緾12.鉛酸蓄電池效率低、污染大,現(xiàn)在人們研究用鋅電池取代它。其電池反應(yīng)為2Zn+O2=2ZnO,其原料為鋅、空氣和電解質(zhì)溶液,下列敘述錯誤的是()A.鋅為負極,空氣進入正極發(fā)生反應(yīng)B.正極發(fā)生氧化反應(yīng),負極發(fā)生還原反應(yīng)C.鋅電池對環(huán)境的污染小D.電解質(zhì)溶液不宜使用酸溶液【解析】在原電池反應(yīng)中負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),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(guān)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(nèi)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_____________________________?!窘馕觥?2)點燃CH4與空氣的混合氣體時有可能發(fā)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(fā)生天然氣泄漏,與空氣混合如果遇到火種或電火花可能發(fā)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(yīng)是________________。(2)銅片為________(填“正極”或“負極”),發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。(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(xiàn)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?!敬鸢浮?1)負極Zn-2e-=Zn2+(2)正極還原(3)負有氣體產(chǎn)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(guān)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(shù)據(jù):直接反射52000×109kJ·s-1以熱能方式離開地球81000×109kJ·s-1水循環(huán)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(shù)據(jù)計算:(1)地球?qū)μ柲艿睦寐始s為________。(2)通過光合作用,每年有________kJ的太陽能轉(zhuǎn)化為化學能(每年按365天計算)。(3)設(shè)每年綠色植物通過光合作用(6CO2+6H2O=C6H12O6+6O2)為我們生存的環(huán)境除去二氧化碳的質(zhì)量為A,試根據(jù)能量關(guān)系列出A的計算式。列式中缺少的數(shù)據(jù)用符號表示:A=________kg,所缺數(shù)據(jù)的化學含義為___________________________________________________________________。【解析】(1)分析題中所給數(shù)據(jù)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(huán)”“大氣流動”和“光合作用”的太陽能是被地球利用的,所以地球?qū)μ柲艿睦寐蕿椋篹q\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(zhuǎn)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(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式,上海世博會的亮點之一是實現(xiàn)“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(shè)施,它能將汽車尾氣中CO和NO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體,寫出CO和NO在一定條件下反應(yīng)的化學方程式:________________________________________________________________。(2)使用傳統(tǒng)催化劑,使二氧化碳與某些有機物反應(yīng)可以生成塑料,但反應(yīng)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(yīng)速率”、“產(chǎn)品質(zhì)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(xiàn)100%的降解。(3)合理利用二氧化碳,可以提高生活質(zhì)量,促進工業(yè)發(fā)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(xiàn)在人們使用乙醇汽油作為汽車燃料充分體現(xiàn)了低碳經(jīng)濟,物質(zhì)的量相同的乙醇與汽油(設(shè)為C8H18)均完全燃燒產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為________;人們已嘗試使用________作為汽
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