课题2 化石能源的合理利用
【基础达标】
1．（2024·四川泸州·中考真题）《汉书》中记载：“高奴县有洧水，可燃”。这里地下冒出的黑色“洧水”指的是（ ）
A．石油 B．猪油 C．矿泉水 D．盐湖水
2．（2024·山东枣庄·中考真题）2024年世界环境日的中国主题是“全面推进美丽中国建设”。下列做法符合此主题的是（ ）
A．露天焚烧生活垃圾 B．就地丢弃废旧塑料
C．推广使用清洁能源 D．随意燃放烟花爆竹
3．我们身边的下列物质不属于化石燃料的是（ ）
A．酒精 B．汽油 C．煤 D．天然气
4．（2024·陕西咸阳·二模）合理利用燃料，防止污染环境是可持续发展的重要方面。下列关于燃料的说法正确的是（ ）
A．氢气在空气中燃烧只生成水，是理想的清洁能源
B．天然气的主要成分是CO
C．化石燃料燃烧都会产生大量CO2，是导致酸雨的主要原因
D．只有通过燃料的燃烧才能获得热能
5．从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（ ）
A．天然气 B．液化石油气 C．氢气 D．乙醇汽油
6．（2024·广东广州·中考真题）能源与生活息息相关。下列说法不正确的是（ ）
A．石油属于化石燃料，是不可再生能源
B．天然气燃烧产生的二氧化碳可造成酸雨
C．乙醇汽油用作汽车燃料可减少空气污染
D．太阳能电池可将太阳能转化为电能
7．中科院赣江创新研究院等开发出的高储氢密度和放氢速率的合金储氢材料，能延长手持氢气火炬的续航时间。下列关于氢气的说法不正确的是（ ）
A．氢气燃烧产生淡蓝色火焰 B．氢气燃烧不会产生污染物
C．点燃氢气发出爆鸣声说明氢气不纯 D．氢气燃烧实验不能用于探究水的组成
8．（2024·江苏镇江·中考真题）如图为氢能开发与利用的示意图。
（1）制氢中的能量转化：太阳能→电能→ 能。
（2）燃料电池中反应的化学方程式为 。
9．下图是实验室常用仪器，利用这些仪器可完成多个实验，请据图回答问题。
（1）加热液体：需要用到的仪器D的名称是 ；
（2）过滤液体：除玻璃棒外，还需选择仪器G、H和 （填字母序号）；
（3）制取气体：实验室制取氢气的化学方程式是 ，组装制取并收集氢气的装置，需从上述仪器中选择 （填字母序号）。
（4）可用澄清的石灰水检验二氧化碳，其原理用化学方程式表示为 。
10．阅读下列科普短文，回答相关问题。
《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。
随着科技的进步，能源利用更充分。例如，利用废热发电在生活中随处可见。我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋（Bi2Te3）/纤维素复合热点薄膜电池”，能充分贴合人体体表，利用体表散热为蓝牙耳机、手表、智能手环等电子设备供电。
太阳能的利用是热门研究方向之一。例如，通过光催化可将H2O、CO2转化为H2、CO、CH4、CH3OH（甲醇）等太阳能燃料，如图所示。在新能源的开发和利用中，化学起着不可替代的作用。
（1）比较上述能源结构图中的化石能源，所占比例降低的是 。
（2）由H2O、CO2转化为太阳能燃料时，太阳能转化为 能。
（3）复合热点薄膜电池中Bi2Te3由 种元素组成。
（4）下列说法正确的是_________（填序号）。
A．能源结构向多元、清洁、低碳转型 B．科技进步会促进能源的利用
C．石油和太阳能属于可再生能源 D．生活中的废热可转化为电能
【能力提升】
11．下列关于能源、资源、环保的叙述正确的是（ ）
A．能产生温室效应的气体有二氧化碳、甲烷、二氧化氮、臭氧等
B．地球上总水储量很高，但淡水很少，为解决此问题，海水淡化现已被广泛应用
C．科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物
D．作为重要的能源，燃料对于人类社会是非常重要的，所以应该大力开采
12．（2024·吉林长春·一模）下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是（ ）
A．氢气是理想的清洁高能燃料
B．我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势
C．煤、石油是可再生能源
D．加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染
13．（2024·云南文山·二模）为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想(如图所示)。下列说法正确的是（ ）
A．光分解催化剂是反应物
B．过程②是化学能转化为电能
C．太阳能是不可再生能源
D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
14．能源与资源的合理利用是人类社会持续良性发展的重要基础。
（1）专家指出，长时间吸入高浓度富氧空气会发生氧中毒，这里的“氧”指的是 （填“氧元素”“氧原子”或“氧分子”）。
（2）农村厨房里使用的燃料经历了“柴草→煤→石油液化气→天然气”的发展过程，反映了人们生活水平的不断提高。①在使用柴草时，将柴草架空，燃烧会更旺的原因是 ；②天然气是三大化石燃料之一，其主要成分是 （填化学式）。
（3）西安既是“丝绸之路”的起点，也是“一带一路”的重要城市。能源合作是“一带一路”的重要内容，目前人们主要通过三大化石燃料来获取能源，下列有关说法正确的是______。
A．三大化石燃料都是混合物
B．煤是不可再生能源
C．天然气完全燃烧的化学方程式为
（4）在催化剂作用下发生反应生成甲醇的化学方程式为，X的化学式为 。
15．氢气是最理想的清洁、高能燃料。工业上用煅烧黄铁矿（主要成分FeS2）产生二氧化硫，再通过下列工艺流程制取氢气。
（1）HI进入膜反应器中发生的化学反应属于 。（填基本反应类型）
（2）该生产流程中可循环利用的物质是 。（填化学式）
（3）反应器中发生反应的化学方程式为 。
（4）该生产流程的优点不仅可制得氢气和副产品硫酸，还可以 。
16．（2024·广东清远·模拟预测）环境保护、能源利用和新材料使用被人们广泛关注。
（1）目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油和天然气等。化石燃料属于 能源（填“可再生”或“不可再生”）。
（2）近日，国务院颁布《2024—2025年节能减碳行动方案》。生产、生活中有以下做法：①发展绿色公共交通②开发太阳能、风能等能源③植树造林④发展火力发电。下列选项符合节能减碳的是______（填序号）。
A．①②③ B．②③④ C．①②③④
（3）大力开发氢能是推动我国能源转型升级和可持续发展的重要战略途径之一。某种氢燃料电池的工作原理如图所示，利用氢气和氧气在铂催化剂的催化下生成水的过程提供能量，该电池投入480kg氧气，若充分反应，需投入氢气多少kg。（请写出计算过程）
（4）天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一，掺氢天然气也能改善天然气的品质。某掺氢天然气（该混合气仅含CH4和H2）中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为 （填最简比）。
【直击中考】
17．（2024·重庆·中考真题）“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是（ ）
A．液氢 B．液氧 C．酒精 D．石油
18．（2024·四川德阳·中考真题）天然气的主要成分是甲烷(CH4)，甲烷参与某反应的微观示意图如图，下列说法错误的是（ ）
A．微粒“R”的化学式为CO2
B．反应前后，原子和分子数目均保持不变
C．参加反应的与的质量之比为1:2
D．天然气是不可再生的化石燃料
19．（2024·山东临沂·中考真题）近期，中国自主研发设计的全球首艘氨燃料动力集装箱船在国际市场成功签约。氨气在纯氧中燃烧的微观示意图如图所示，请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式 ，该反应属于 反应（填基本反应类型）。
（2）与化石燃料相比，氨气作为燃料的优点是 （写出一条即可）。
20．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）科普阅读
北京冬奥会期间，近千辆氢燃料电池大巴车参与服务。氢燃料电池系统包括电堆、氢气供应系统、氧气供应系统等。氢气和氧气通过在电堆中发生化学反应，实现能量转化。氢燃料电池效率高，发电效率达到80%以上。随着氢燃料电池汽车的广泛使用，氢能产业链也得到长足发展。
氢的储运是氢能产业链中的瓶颈问题。目前，储氢技术有了新的发展，其中金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中。如图为一些储氢材料的质量储氢密度（储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数）。
（1）氢燃料电池的能量转化形式是 。
（2）结合图示，储氢材料中最理想的是 。
（3）氢燃料电池具有广阔应用前景的依据是 （写一条即可）。
答案和解析
【基础达标】
1．（2024·四川泸州·中考真题）《汉书》中记载：“高奴县有洧水，可燃”。这里地下冒出的黑色“洧水”指的是（ ）
A．石油 B．猪油 C．矿泉水 D．盐湖水
【答案】A
【解析】石油是从有机物质中形成的，包括植物、动物和微生物残骸。在这些有机物质死亡之后，它们逐渐被埋在深层的沉积岩层中，受到地热和地压的作用，随着时间的推移，这些有机物质发生了化学反应，最终形成了石油，石油为黑色液体，可燃，故这里地下冒出的黑色“洧水”指的是石油，故选A。
2．（2024·山东枣庄·中考真题）2024年世界环境日的中国主题是“全面推进美丽中国建设”。下列做法符合此主题的是（ ）
A．露天焚烧生活垃圾 B．就地丢弃废旧塑料
C．推广使用清洁能源 D．随意燃放烟花爆竹
【答案】C
【解析】A、露头焚烧生活垃圾会产生有害气体、烟尘等造成空气污染，不符合题意；
B、就地丢弃废旧塑料会造成白色污染，不符合题意；
C、推广使用清洁能源，可以减少污染物的排放，符合题意；
D、随意燃放烟花爆竹会产生二氧化硫等污染物，造成空气污染，不符合题意；
故选：C。
3．我们身边的下列物质不属于化石燃料的是（ ）
A．酒精 B．汽油 C．煤 D．天然气
【答案】A
【解析】化石燃料包括煤、石油、天然气。
故选：A。
4．（2024·陕西咸阳·二模）合理利用燃料，防止污染环境是可持续发展的重要方面。下列关于燃料的说法正确的是（ ）
A．氢气在空气中燃烧只生成水，是理想的清洁能源
B．天然气的主要成分是CO
C．化石燃料燃烧都会产生大量CO2，是导致酸雨的主要原因
D．只有通过燃料的燃烧才能获得热能
【答案】A
【解析】A、氢气在空气中燃烧只生成水，水不会造成环境污染，是理想的清洁能源，说法正确；
B、天然气的主要成分是CH4，说法错误；
C、化石燃料燃烧都会产生大量CO2，是导致温室效应的主要原因，化石燃料燃烧产生大量SO2，是导致酸雨的主要原因，说法错误；
D、获取热能的方式由燃料燃烧、太阳能、地热能、核能等，说法错误；
故选：A。
5．从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（ ）
A．天然气 B．液化石油气 C．氢气 D．乙醇汽油
【答案】C
【解析】A、天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧产生二氧化碳等气体，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不符合题意；
B、液化石油气燃烧产生二氧化碳、一氧化碳等气体，一氧化碳有毒，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不符合题意；
C、氢气燃烧只生成水，对环境没有污染，是最理想的燃料，符合题意；
D、乙醇汽油燃烧产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体，二氧化硫会形成酸雨，二氧化碳排放过多会造成温室效应，不符合题意；
故选：C。
6．（2024·广东广州·中考真题）能源与生活息息相关。下列说法不正确的是（ ）
A．石油属于化石燃料，是不可再生能源
B．天然气燃烧产生的二氧化碳可造成酸雨
C．乙醇汽油用作汽车燃料可减少空气污染
D．太阳能电池可将太阳能转化为电能
【答案】B
【解析】A、煤、石油、天然气三大化石燃料，都是不可再生资源，故正确；
B、二氧化硫、二氧化氮会造成酸雨，二氧化碳不会造成酸雨，故错误；
C、乙醇燃烧生成二氧化碳和水，使用乙醇汽油可以减少汽车尾气的污染，故正确；
D、太阳能电池是将太阳能转化为电能，故正确。
故选B。
7．中科院赣江创新研究院等开发出的高储氢密度和放氢速率的合金储氢材料，能延长手持氢气火炬的续航时间。下列关于氢气的说法不正确的是（ ）
A．氢气燃烧产生淡蓝色火焰 B．氢气燃烧不会产生污染物
C．点燃氢气发出爆鸣声说明氢气不纯 D．氢气燃烧实验不能用于探究水的组成
【答案】D
【解析】A.纯净的氢气能够在空气中安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，故选项说法正确，不符合题意；
B.氢气燃烧，生成物只有水，水对空气无污染，故选项说法正确，不符合题意；
C.点燃不纯净的氢气，当氢气在空气中的体积浓度处于氢气的爆炸极限，就会发生爆炸，因此，点燃少量不纯的氢气发出爆鸣声说明氢气不纯，故选项说法正确，不符合题意；
D.氢气燃烧是指氢气（由氢元素组成）与氧气（由氧元素组成）在点燃条件下，生成水，根据质量守恒定律的宏观实质：化学反应前后，元素组成不变得出，水是由氢元素和氧元素组成，因此，该实验能用于探究水的组成，故选项说法错误，符合题意，故选 D。
8．（2024·江苏镇江·中考真题）如图为氢能开发与利用的示意图。
（1）制氢中的能量转化：太阳能→电能→ 能。
（2）燃料电池中反应的化学方程式为 。
【答案】（1）化学
（2）
【解析】（1）由图示可知，制氢中的能量转化:太阳能→电能→化学能；
（2）燃料电池中氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为。
9．下图是实验室常用仪器，利用这些仪器可完成多个实验，请据图回答问题。
（1）加热液体：需要用到的仪器D的名称是 ；
（2）过滤液体：除玻璃棒外，还需选择仪器G、H和 （填字母序号）；
（3）制取气体：实验室制取氢气的化学方程式是 ，组装制取并收集氢气的装置，需从上述仪器中选择 （填字母序号）。
（4）可用澄清的石灰水检验二氧化碳，其原理用化学方程式表示为 。
【答案】（1）酒精灯
（2）F
（3） ABEH
（4）
【解析】（1）加热液体：需要用到的仪器D的名称是酒精灯。
（2）过滤液体：除玻璃棒外，还霄选择仪器G烧杯、H铁架台和F（漏斗）；
（3）实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，同时生成硫酸锌，化学方程式是；
该反应为固液常温型，氢气密度比空气小，可选择向下排空气法收集，则组装发生装置可选择ABEH；
（4）可用澄清的石灰水检验二氧化碳，其原理是二氧化碳能和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水，反应的化学方程式：。
10．阅读下列科普短文，回答相关问题。
《2050年世界与中国能源展望》中提出，全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。
随着科技的进步，能源利用更充分。例如，利用废热发电在生活中随处可见。我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋（Bi2Te3）/纤维素复合热点薄膜电池”，能充分贴合人体体表，利用体表散热为蓝牙耳机、手表、智能手环等电子设备供电。
太阳能的利用是热门研究方向之一。例如，通过光催化可将H2O、CO2转化为H2、CO、CH4、CH3OH（甲醇）等太阳能燃料，如图所示。在新能源的开发和利用中，化学起着不可替代的作用。
（1）比较上述能源结构图中的化石能源，所占比例降低的是 。
（2）由H2O、CO2转化为太阳能燃料时，太阳能转化为 能。
（3）复合热点薄膜电池中Bi2Te3由 种元素组成。
（4）下列说法正确的是_________（填序号）。
A．能源结构向多元、清洁、低碳转型 B．科技进步会促进能源的利用
C．石油和太阳能属于可再生能源 D．生活中的废热可转化为电能
【答案】（1）煤炭、石油
（2）化学
（3）2
（4）ABD
【解析】（1）由图可知，煤炭、石油所占比例降低。
（2）由H2O、CO2转化为太阳能燃料时，太阳能转化为化学能。
（3）由化学式可知，Bi2Te3由Bi、Te两种元素组成。
（4）A、根据材料和图可知能源结构向多元、清洁、低碳转型，该选项说法正确；
B、由图可知，随着科技进步，会促进能源的利用，该选项说法正确；
C、石油是化石燃料，属于不可再生资源，太阳能属于可再生能源，该选项说法错误；
D、根据题意可知生活中的废热可转化为电能，该选项说法正确。
故选ABD。
【能力提升】
11．下列关于能源、资源、环保的叙述正确的是（ ）
A．能产生温室效应的气体有二氧化碳、甲烷、二氧化氮、臭氧等
B．地球上总水储量很高，但淡水很少，为解决此问题，海水淡化现已被广泛应用
C．科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物
D．作为重要的能源，燃料对于人类社会是非常重要的，所以应该大力开采
【答案】C
【解析】A、能产生温室效应的气体有二氧化碳、甲烷、臭氧等，二氧化氮不是温室效应气体，故A错误；
B、地球上总水储量很高，但淡水很少，海水淡化受技术水平限制，还没有被广泛应用，故B错误；
C、科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物，故C正确；
D、作为重要的能源，燃料对于人类社会是非常重要的，所以应该合理开采，故D错误。
故选：C。
12．（2024·吉林长春·一模）下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是（ ）
A．氢气是理想的清洁高能燃料
B．我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势
C．煤、石油是可再生能源
D．加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染
【答案】C
【解析】A、氢气燃烧产物为水，对环境无污染，且氢气热值高，但制取氢气成分较高，且如何安全地储存和运输氢气的问题没有解决，因此氢气是理想的清洁高能燃料，故A选项不符合题意；
B、由图示可知，我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势，故B选项不符合题意；
C、煤、石油在地球上的储量有限，短时间内得不到补充，属于不可再生能源，故C选项符合题意；
D、加大水电、风电的开发利用，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，有利于环境保护，故D选项不符合题意。
故选C。
13．（2024·云南文山·二模）为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想(如图所示)。下列说法正确的是（ ）
A．光分解催化剂是反应物
B．过程②是化学能转化为电能
C．太阳能是不可再生能源
D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
【答案】B
【解析】A、光分解催化剂是反应的催化剂，不是反应物，故选项说法错误；
B、过程②是氢气和氧气点燃生成水，燃料电池将化学能转化为电能，故选项说法正确；
C、太阳能在短期内可以得到补充，是可再生能源，故选项说法错误；
D、氢气燃烧热值高、燃烧产物只有水，不污染环境，是最清洁的高能燃料，有很高的开发利用价值，但是氢气易燃易爆，不易贮存和运输，目前对氢气的运输安全问题尚未解决，故选项说法错误；
故选：B。
14．能源与资源的合理利用是人类社会持续良性发展的重要基础。
（1）专家指出，长时间吸入高浓度富氧空气会发生氧中毒，这里的“氧”指的是 （填“氧元素”“氧原子”或“氧分子”）。
（2）农村厨房里使用的燃料经历了“柴草→煤→石油液化气→天然气”的发展过程，反映了人们生活水平的不断提高。①在使用柴草时，将柴草架空，燃烧会更旺的原因是 ；②天然气是三大化石燃料之一，其主要成分是 （填化学式）。
（3）西安既是“丝绸之路”的起点，也是“一带一路”的重要城市。能源合作是“一带一路”的重要内容，目前人们主要通过三大化石燃料来获取能源，下列有关说法正确的是______。
A．三大化石燃料都是混合物
B．煤是不可再生能源
C．天然气完全燃烧的化学方程式为
（4）在催化剂作用下发生反应生成甲醇的化学方程式为，X的化学式为 。
【答案】（1）氧分子
（2）增大了与氧气的接触面积 CH4
（3）AB
（4）H2O
【解析】（1）若长时间吸入高浓度的富氧空气时，会发生氧中毒现象。这里的“氧”指的是氧气，氧气是由氧分子构成的，故填：氧分子；
（2）①增大可燃物与氧气的接触面积，或增大氧气的浓度，都能够促进燃烧，将燃着的木柴架空，增大了木柴与氧气的接触面积，促进了木柴的燃烧。故填：增大了与氧气的接触面积；
②天然气是三大化石燃料之一，其主要成分是甲烷，化学式为CH4，故填：CH4。
（3）A、三大化石燃料煤、石油和天然气都是多种物质组成的，都是混合物，故A正确；
B、煤是不可再生能源，故B正确；
C、天然气充分燃烧时，其中的甲烷与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：，故C错误。
故填：AB；
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、个数均不变。该反应前有1个C、2个O、6个H，反应后有1个C、1个O、4个H，相差2个H、1个O，则X的化学式为H2O，故填：H2O。
15．氢气是最理想的清洁、高能燃料。工业上用煅烧黄铁矿（主要成分FeS2）产生二氧化硫，再通过下列工艺流程制取氢气。
（1）HI进入膜反应器中发生的化学反应属于 。（填基本反应类型）
（2）该生产流程中可循环利用的物质是 。（填化学式）
（3）反应器中发生反应的化学方程式为 。
（4）该生产流程的优点不仅可制得氢气和副产品硫酸，还可以 。
【答案】（1）分解反应
（2）
（3）
（4）处理有害气体二氧化硫，减少污染
【解析】（1）膜反应器中发生的反应为：碘化氢在500℃的条件下，生成碘、氢气，反应的化学方程式为：，反应物有1种，生成物有2种，符合“一变多”的特点，属于分解反应；
（2）既是反应物也是生成物的物质就是可以循环利用的物质。流程图中，经过膜反应器生成了碘单质，生成的碘单质又作为反应物进入到反应器中，故可循环利用的物质是碘单质，其化学式为：；
（3）反应器中发生的反应为：二氧化硫、水和碘单质在20℃~100℃的条件下反应，生成硫酸、碘化氢，反应的化学方程式为：；
（4）该生产流程的优点不仅可制得最理想的清洁、高能燃料氢气和副产品硫酸，还可以处理有害气体SO2，减少污染。
16．（2024·广东清远·模拟预测）环境保护、能源利用和新材料使用被人们广泛关注。
（1）目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油和天然气等。化石燃料属于 能源（填“可再生”或“不可再生”）。
（2）近日，国务院颁布《2024—2025年节能减碳行动方案》。生产、生活中有以下做法：①发展绿色公共交通②开发太阳能、风能等能源③植树造林④发展火力发电。下列选项符合节能减碳的是______（填序号）。
A．①②③ B．②③④ C．①②③④
（3）大力开发氢能是推动我国能源转型升级和可持续发展的重要战略途径之一。某种氢燃料电池的工作原理如图所示，利用氢气和氧气在铂催化剂的催化下生成水的过程提供能量，该电池投入480kg氧气，若充分反应，需投入氢气多少kg。（请写出计算过程）
（4）天然气管道掺氢输送是实现大规模、远距离和低成本氢气运输的手段之一，掺氢天然气也能改善天然气的品质。某掺氢天然气（该混合气仅含CH4和H2）中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为 （填最简比）。
【答案】（1）不可再生
（2）A
（3）解：设需投入氢气的质量为。
答：需投入氢气的质量为60kg。
（4）11:18
【解析】（1）化石燃料是经过亿万年缓慢形成的，在短期内得不到补充，属于不可再生能源。故填：不可再生；
（2）①发展绿色公共交通可以节约化石能源，减少二氧化碳的排放，符合节能减碳；
②开发太阳能、风能等能源可以节约化石能源，减少二氧化碳的排放，符合节能减碳；
③植树造林可以增大空气中二氧化碳的吸收，符合节能减碳；
④发展火力发电需要大量消耗化石能源，增大了二氧化碳的排放，不符合节能减碳。
符合节能减碳的是①②③，故选：A；
（3）见答案
（4）设某掺氢天然气（假设该混合气仅含CH4和H2）的质量为100g，其中含氢元素的质量分数为40%，则氢元素的质量为，则碳元素的质量为。由质量守恒定律可知，氢元素完全燃烧生成水，则生成水的质量为，碳元素完全燃烧生成二氧化碳，则生成二氧化碳的质量为，则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为。故填：11∶18。
【点睛】本题难度不大，掌握能源的分类、符合节能减碳的做法、化学方程式的写法以及化学式的有关计算方法是解题的关键。
【直击中考】
17．（2024·重庆·中考真题）“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是（ ）
A．液氢 B．液氧 C．酒精 D．石油
【答案】A
【解析】A、氢气燃烧热值高，且产物只有水，清洁无污染，符合题意；
B、氧气不具有可燃性，不能做燃料，不符合题意；
C、酒精不充分燃烧会产生一氧化碳和炭粒等污染物，不符合题意；
D、石油燃烧会产生一氧化碳和炭粒等多种污染物，不符合题意；
故选A。
18．（2024·四川德阳·中考真题）天然气的主要成分是甲烷(CH4)，甲烷参与某反应的微观示意图如图，下列说法错误的是（ ）
A．微粒“R”的化学式为CO2
B．反应前后，原子和分子数目均保持不变
C．参加反应的与的质量之比为1:2
D．天然气是不可再生的化石燃料
【答案】C
【解析】A、根据图示可知，该反应反应物为甲烷和氧气，生成物之一为水，根据质量守恒定律，化学反应前后原子个数不变、种类不变，则微粒R的化学式为CO2，故A正确；
B、根据图示可知，该反应的化学方程式为 ，则反应前分子数为3，反应后分子数也为3，则该反应反应前后原子、分子数目均不变，故B正确；
C、根据图示可知，该反应的化学方程式为 ，则参加反应的甲烷和水的分子数目之比为1：2，则其质量之比为 ，故C错误；
D、天然气为远古生物遗蜕在高温高压条件下反应生成，属于不可再生能源，故D正确；
故选C；
19．（2024·山东临沂·中考真题）近期，中国自主研发设计的全球首艘氨燃料动力集装箱船在国际市场成功签约。氨气在纯氧中燃烧的微观示意图如图所示，请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式 ，该反应属于 反应（填基本反应类型）。
（2）与化石燃料相比，氨气作为燃料的优点是 （写出一条即可）。
【答案】（1）4NH3+3O22N2+6H2O 置换反应
（2）氨气燃烧产物为和氮气水，无污染，燃烧时放出的热量也大
【解析】（1）通过微观示意图得，该反应是氨气与氧气点燃时发生反应生成氮气和水，化学方程式为：4NH3+3O22N2+6H2O；该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应，属于置换反应.
（2）氨气作为燃料根据题意反应可知的优点是燃烧产物是氮气和水，不污染环境氢气燃烧产物为水，无污染，燃烧时放出的热量也大。
20．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）科普阅读
北京冬奥会期间，近千辆氢燃料电池大巴车参与服务。氢燃料电池系统包括电堆、氢气供应系统、氧气供应系统等。氢气和氧气通过在电堆中发生化学反应，实现能量转化。氢燃料电池效率高，发电效率达到80%以上。随着氢燃料电池汽车的广泛使用，氢能产业链也得到长足发展。
氢的储运是氢能产业链中的瓶颈问题。目前，储氢技术有了新的发展，其中金属氢化物储氢是把氢以氢化物的形式储存在金属或合金中。如图为一些储氢材料的质量储氢密度（储氢后氢元素在储氢材料中的质量分数）。
（1）氢燃料电池的能量转化形式是 。
（2）结合图示，储氢材料中最理想的是 。
（3）氢燃料电池具有广阔应用前景的依据是 （写一条即可）。
【答案】（1）化学能转化为电能
（2）Al(BH4)3
（3）氢气燃烧产物只有水，比较环保，且燃烧值大，原料来源广泛
【解析】（1）氢燃料电池是氢气和氧气通过在电堆中发生化学反应，实现能量转化，故能量转化形式是：化学能转化为电能；
（2）由图可知，四种储氢材料中，Al(BH4)3的质量储氢密度最大，故储氢材料中最理想的是：Al(BH4)3；
（3）氢气燃烧产物只有水，比较环保，且燃烧值大，制取氢气的原料是水，原料来源广泛，故氢燃料电池具有广阔应用前景。
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