主题综合测评(三) 合理利用化学能源
(时间：45分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共计60分)
1．下列关于原电池的叙述中错误的是()
A．构成原电池的正极和负极可以是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，发生还原反应
D．原电池放电时，电流的方向是从正极到负极
【解析】 原电池中，电子流出的一极是负极，发生的是氧化反应。
【答案】 C
2．据国务院决定，到2020年我国单位GDP(国内生产总值)二氧化碳排放量将比2005年下降40%～45%。下列措施不利于实现该目标的是() ．
A．大力发展可再生能源
B．积极推进核电建设
C．倡导植树造林，加强森林管理，提高森林覆盖率
D．大炼钢铁，提高铁、铝、铜等金属的产量，以保证国内生产总值的提升
【解析】 可再生能源、核电的使用可以减少火电的使用，从而降低对煤炭的依赖；森林可以吸收二氧化碳；铁、铝、铜等金属的冶炼属于高耗能行业，大力发展这些行业会增加二氧化碳的排放。
【答案】 D
3．液化石油气作为燃料，已普遍进入城市家庭，它是含有下列物质的混合物，在常压下，这些物质的沸点如下表所示：
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】 最终剩下的是常温常压下为液态的物质，由表中数据可知，乙烷、
1
丙烷、丁烷常温下为气体，戊烷、己烷常温下为液体，故选D项。
【答案】 D
4．关于天然气的下列叙述中不正确的是( )
A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷
B．改液化石油气为天然气燃料，燃烧时应减少进空气量或增大进天然气量
C．天然气燃料的废气中，SO2等污染物的含量少
D．天然气与空气混合点燃，不会发生爆炸
【解析】 由C3H8、C4H10、CH4的燃烧的热化学方程式可知，等体积的甲烷燃烧耗氧量少，则改液化石油气为天然气燃料时，应减少进空气量或增大进天然气量。天然气与空气的混合气体点燃可能爆炸。故选D。
【答案】 D
5．神舟系列的供配电由同位素电池(利用放射性同位素在衰变时释放巨大能量的原理制作)、太阳能电池(如图)、镍氢蓄电池组提供，当月球探测器穿过月食有效阴影区时，由于在月食阴影区没有太阳照射，会引起太阳能电池无法工作，动力由携带的蓄电池提供。下列说法不正确的是(
) ．
A．太阳能电池可以充当镍氢蓄电池的电源
B．蓄电池放电时的电子流向为正极―→负极
C．若仅从保护环境的角度考虑，要尽量使用太阳能电池和镍氢蓄电池
D．镍氢蓄电池和太阳能电池可以用于电动汽车
【解析】 有太阳照射时，太阳能电池工作，可以为蓄电池充电，A正确；放电时为原电池，电子流向应为负极―→正极，B错误；同位素电池有放射性，而太阳能电池和镍氢蓄电池均无污染，C正确；实现汽车燃料的清洁化可用原电池代替汽油，可以大大降低对环境的污染，D正确。
【答案】 B
6．下列烷烃含量越高，汽油品质越好的是( )
A．CH3(CH2)6CH3
B．CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
2
C．(CH3)2CHCH2C(CH3)3
D．CH3(CH2)14CH3
【解析】 汽油所含分子支链多的链烃、芳香烃、环烷烃的比例越高，它的抗爆震性越好；所含直链烃分子越多，抗爆震性越差。
【答案】 C
7．如图所示的水果电池中，电子的流向正确的是(
)
A．锌片→LED灯→铜片
B．铜片→LED灯→锌片
C．锌片→柳橙→铜片
D．铜片→柳橙→锌片
【解析】 锌的活泼性比铜强，锌为负极失电子，电子沿导线流向正极铜。
【答案】 A
8．甲醇燃料电池被广泛应用于电动汽车的动力来源，下列说法不正确的是
( )
A．负极通入甲醇
B．正极通入氧气或空气
C．无污染物质生成
D．甲醇燃料电池的能量利用率比甲醇燃烧的能量利用率小
【解析】 甲醇燃料电池的能量利用率比甲醇燃烧的能量利用率大。
【答案】 D
9．下列叙述正确的是( )
①原电池是把化学能转化成电能的一种装置
②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应
③不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可以实现 ④碳棒不能用来作原电池的电极
⑤反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，能以原电池的形式来实现
3
A．①⑤
C．②③④ B．①④⑤ D．②⑤
【解析】 原电池中化学能转化为电能，①正确；原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，②不正确；原电池中发生的反应必须是能自发进行的氧化还原反应，③不正确；碳棒是常用的电极材料，可用来作原电池的电极，④不正确；反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能自发发生，能以原电池反应来实现，⑤正确。
【答案】 A
10．“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油。美国科学家最近的一项研究表明，大量使用“E85可能导致大气中O3含量上升，将会对人体造成更直接的伤害。下列各项中正确的是( )
A．“E85”是由两种物质组成一种燃料，属于新能源
B．推广使用乙醇汽油是为了减少温室气体排放
C．等质量的“E85”和汽油充分燃烧后放出的能量相等
D．乙醇属于可再生能源
【解析】 A项， 已知“E85”是含乙醇85%的乙醇汽油，即为乙醇与汽油的混合物， 乙醇为一种物质，而“汽油”是C5～C11的多种烃的混合物，故“E85”为多种物质组成，A错； B项中，推广使用“E85”不会减少温室气体如CO2的排放，其目的是避免产生SO2、NOx等污染性气体的排放，故B错；燃烧等质量的C2H5OH与汽油产生的热值不相等，故C错；乙醇可以再生，D对。
【答案】 D
11．汽车尾气(含烃类、CO、NO和SO2等)是空气的主要污染源。治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”，使CO和NO反应产生可参与大气循环的无毒气体，促使烃类充分燃烧及SO2的转化。下列说法中错误的是( )
催化剂A．CO和NO反应生成CO2和N2反应方程式为2CO＋2NO=====2CO2＋
N2
B．汽车改用天然气为燃料或开发氢能源，都可减少对空气的污染
C．此方法的缺点是由于CO2的增多，会大大提高空气的酸度
D．增大绿化面积，多植树造林，可有效控制城市空气污染
4
【解析】 由于催化剂促进SO2转化成了SO3，从而提高了空气的酸度，故C错。
【答案】 C
12．铅酸蓄电池效率低、污染大，现在人们研究用锌电池取代它。其电池反应为2Zn＋O2===2ZnO，其原料为锌、空气和电解质溶液，下列叙述错误的是
( )
A．锌为负极，空气进入正极发生反应
B．正极发生氧化反应，负极发生还原反应
C．锌电池对环境的污染小
D．电解质溶液不宜使用酸溶液
【解析】 在原电池反应中负极失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，故B错误。
【答案】 B
二、非选择题(共40分)
13．(8分)随着“西气东输”的全线贯通，“我”家用上了天然气。作为家庭成员，“我”愿将下列有关天然气的化学知识告知父母。
(1)天然气的主要成分是________，燃烧的化学方程式为：____________________________________________________________________。
(2)天然气在第一次通过管道输送到用户时，必须先将管道内注满氮气。填充氮气的目的是_______________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)天然气本身是一种无色无味的气体，但在使用时常在天然气中加入少量有特殊气味的乙硫醇。说出加入乙硫醇的作用_____________________________。
【解析】 (2)点燃CH4与空气的混合气体时有可能发生爆炸，故天然气在第一次送至用户时，通入N2是为了赶走管道中的空气。
(3)发生天然气泄漏，与空气混合如果遇到火种或电火花可能发生爆炸。天然气无色无味，如果泄漏，人们无法感知，因此加入有特殊气味的乙硫醇后，如泄漏人们就会知道。
点燃【答案】 (1)CH4 CH4＋2O2――→CO2＋2H2O
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(2)赶尽管道中的空气，防止点燃天然气时爆炸
(3)当天然气泄漏时，会有乙硫醇的特殊气味，易被人感知
14．(12分)将锌片和铜片用导线相连后一同插入稀硫酸中，导线上便有电流通过。
(1)锌片为________(填“正极”或“负极”)，电极反应是________________。
(2)铜片为________(填“正极”或“负极”)，发生________(填“氧化”或“还原”)反应。
2－(3)该原电池工作时，溶液中的SO4向________极移动，铜极上的现象是
________。
【解析】 由于锌比铜活泼，形成原电池后，锌做负极，被氧化；铜做正极，
－H＋在此被还原为H2。由于负极失去电子带上正电荷，因而SO24移向负极。
【答案】 (1)负极 Zn－2e－===Zn2＋
(2)正极 还原
(3)负 有气体产生
15．(10分)美国的《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中，关于到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路，提供了如下数据：
(1)地球对太阳能的利用率约为________。
(2)通过光合作用，每年有________kJ的太阳能转化为化学能(每年按365天6
计算)。
(3)设每年绿色植物通过光合作用(6CO2＋6H2O===C6H12O6＋6O2)为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A，试根据能量关系列出A的计算式。列式中缺少的数据用符号表示：A＝________kg，所缺数据的化学含义为___________________________________________________________________。
【解析】 (1)分析题中所给数据得出，“直接反射”与“以热能方式离开地球”的太阳能，地球没有利用，而用于“水循环”“大气流动”和“光合作用”的太阳能是被地球利用的，所以地球对太阳能的利用率为：
地球利用的太阳能×100% 到达地球表面总的太阳能
?40 000＋370＋40?×109 kJ·s－1
＝ ?52 000＋81 000＋40 000＋370＋40?×10 kJ·s－×100%≈23.3%。
(2)通过光合作用，每年有(365×24×60×60)s×40×109 kJ·s－1≈1.26×1018 kJ的太阳能转化为化学能。
(3)6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)
吸收热量
6×44×10－3 kg
Q kJ
A1.26×1018 kJ
1.26×1018 kJ×6×44×10－3 kgA＝Q kJ
3.33×1017≈kg。 Q
Q为每生成180 g葡萄糖时所需要吸收的热量(或每消耗264 g CO2时所需要吸收的热量)
【答案】 (1)23.3% (2)1.26×1018 (3)3.33×1017/Q Q为每生成180 g葡萄糖时所需要吸收的热量
16．(10分)2010年第41届世博会在上海成功举办，其主题是“城市，让生活更美好”。
低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，上海世博会的亮
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点之一是实现“二氧化碳零排放”。
(1)世博停车场，安装有汽车尾气催化光解设施，它能将汽车尾气中CO和NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，写出CO和NO在一定条件下反应的化学方程式：
________________________________________________________________。
(2)使用传统催化剂，使二氧化碳与某些有机物反应可以生成塑料，但反应时间长。目前诞生的纳米级催化剂增加了催化剂的表面积，提高了________(选填“反应速率”、“产品质量”或“原料利用率”)。使用这种塑料能减少白色污染，因为它在微生物作用下，可以实现100%的降解。
(3)合理利用二氧化碳，可以提高生活质量，促进工业发展。在常压下，－78℃时，二氧化碳气体凝结成固态二氧化碳，俗称干冰。某学生买回一盒冰淇淋月饼，盒里有很多作为制冷剂的碎干冰。下列关于干冰处理的正确做法是________。
A．将干冰放入冰箱
B．让干冰在通风处自然升华
C．直接将干冰倒入下水道
D．用手取干冰扔入废物箱
(4)现在人们使用乙醇汽油作为汽车燃料充分体现了低碳经济，物质的量相同的乙醇与汽油(设为C8H18)均完全燃烧产生的CO2的物质的量之比为________；人们已尝试使用________作为汽车燃料可真正实现“二氧化碳零排放”。
【解析】 (1)CO和NO反应产生的无毒气体为N2和CO2。
(2)催化剂参与化学反应，其表面积的大小主要影响的是化学反应速率。
(3)为了安全使用干冰，最简单的方法是将其在通风处自然升华。
(4)每摩乙醇(CH3CH2OH)完全燃烧生成2 mol CO2，每摩C8H18完全燃烧生成8 mol CO2，生成CO2物质的量之比为1∶4；为真正实现“二氧化碳零排放”，可行的办法是以H2为燃料。
催化剂【答案】 (1)2CO＋2NO=====2CO2＋N2
(2)反应速率 (3)B
8
(4)1∶4 H2
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