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主題綜合測評(三)　合理利用化學(xué)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(fù)極可以是兩種不同的金屬 B．原電池是將化學(xué)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(fù)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(fù)極 【解析】　原電池中，電子流出的一極是負(fù)極，發(fā)生的是氧化反應(yīng)。 【答案】　C 2．據(jù)國務(wù)院決定，到2020年我國單位GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)二氧化碳排放量將比2005年下降40%～45%。下列措施不利于實現(xiàn)該目標(biāo)的是(　　) A．大力發(fā)展可再生能源 B．積極推進(jìn)核電建設(shè) C．倡導(dǎo)植樹造林，加強(qiáng)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。 【答案】　D 3．液化石油氣作為燃料，已普遍進(jìn)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/℃ －88.6 －42.1 －0.5 36.1 69.2 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。 【答案】　D 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(jìn)空氣量或增大進(jìn)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(xué)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(jìn)空氣量或增大進(jìn)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】　D 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(dāng)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?zé)o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(dāng)鎳氫蓄電池的電源 B．蓄電池放電時的電子流向為正極―→負(fù)極 C．若僅從保護(hù)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(fù)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。 【答案】　B 6．下列烷烴含量越高，汽油品質(zhì)越好的是(　　) A．CH3(CH2)6CH3 B．CH3CH(CH3)CH2CH2CH3 C．(CH3)2CHCH2C(CH3)3 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。 【答案】　C 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(qiáng)，鋅為負(fù)極失電子，電子沿導(dǎo)線流向正極銅。 【答案】　A 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(fù)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】　D 9．下列敘述正確的是(　　) ①原電池是把化學(xué)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(fù)極發(fā)生還原反應(yīng) ③不能自發(fā)進(jìn)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．①④⑤ C．②③④ D．②⑤ 【解析】　原電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，①正確；原電池中負(fù)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(jìn)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】　A 10．“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油。美國科學(xué)家最近的一項研究表明，大量使用“E85可能導(dǎo)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。 【答案】　D 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＋2NO2CO2＋N2 B．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(jìn)SO2轉(zhuǎn)化成了SO3，從而提高了空氣的酸度，故C錯。 【答案】　C 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(fù)極，空氣進(jìn)入正極發(fā)生反應(yīng) B．正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)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(fù)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(xué)知識告知父母。 (1)天然氣的主要成分是________，燃燒的化學(xué)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_____________________________。 【解析】　(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)CH4　CH4＋2O2CO2＋2H2O (2)趕盡管道中的空氣，防止點燃天然氣時爆炸 (3)當(dāng)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(dǎo)線相連后一同插入稀硫酸中，導(dǎo)線上便有電流通過。 (1)鋅片為________(填“正極”或“負(fù)極”)，電極反應(yīng)是________________。 (2)銅片為________(填“正極”或“負(fù)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SO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(fù)極，被氧化；銅做正極，H＋在此被還原為H2。由于負(fù)極失去電子帶上正電荷，因而SO移向負(fù)極。 【答案】　(1)負(fù)極　Zn－2e－===Zn2＋ (2)正極　還原 (3)負(fù)　有氣體產(chǎn)生 15．(10分)美國的《科學(xué)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(dá)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 52 000109 kJs－1 以熱能方式離開地球 81 000109 kJs－1 水循環(huán) 40 000109 kJs－1 大氣流動 370109 kJs－1 光合作用 40109 kJs－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(xué)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(xué)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? 100% ＝ 100%≈23.3%。 (2)通過光合作用，每年有(365246060)s40109 kJs－1≈1.261018 kJ的太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 (3)6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g) 吸收熱量 64410－3 kg Q kJ A1.261018 kJ A＝ ≈ kg。 Q為每生成180 g葡萄糖時所需要吸收的熱量(或每消耗264 g CO2時所需要吸收的熱量) 【答案】　(1)23.3%　(2)1.261018　(3)3.331017/Q　Q為每生成180 g葡萄糖時所需要吸收的熱量 16．(10分)2010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(jì)是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)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(xué)方程式： ________________________________________________________________。 (2)使用傳統(tǒng)催化劑，使二氧化碳與某些有機(jī)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(jìn)工業(yè)發(fā)展。在常壓下，－78℃時，二氧化碳?xì)怏w凝結(jié)成固態(tài)二氧化碳，俗稱干冰。某學(xué)生買回一盒冰淇淋月餅，盒里有很多作為制冷劑的碎干冰。下列關(guān)于干冰處理的正確做法是________。 A．將干冰放入冰箱 B．讓干冰在通風(fēng)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(jì)，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________作為汽車燃料可真正實現(xiàn)“二氧化碳零排放”。 【解析】　(1)CO和NO反應(yīng)產(chǎn)生的無毒氣體為N2和CO2。 (2)催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，其表面積的大小主要影響的是化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)為了安全使用干冰，最簡單的方法是將其在通風(fēng)處自然升華。 (4)每摩乙醇(CH3CH2OH)完全燃燒生成2 mol CO2，每摩C8H18完全燃燒生成8 mol CO2，生成CO2物質(zhì)的量之比為1∶4；為真正實現(xiàn)“二氧化碳零排放”，可行的辦法是以H2為燃料。 【答案】　(1)2CO＋2NO2CO2＋N2 (2)反應(yīng)速率　(3)B (4)1∶4　H2