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9.2 能源的综合利用
【题型1】太阳能 1
【题型2】生物质能 5
【题型3】氢能 10
【题型4】应用广泛的化学电池 14
【题型5】化学与能源利用 18
【题型6】化石燃料及其综合利用 23
【题型7】化石燃料燃烧对环境的影响 26
【题型1】太阳能
【典型例题】大规模地开发和利用太阳能时，存在的下列困难中，难度最大且无法克服的是（　　）
A.单位面积上功率较小
B.地球自转
C.光电、光热转化效率低
D.光照不均匀
【答案】C
【解析】太阳能是一种具有取之不尽、用之不竭、清洁无污染等优点的能源，在大规模开发和利用太阳能时，光电、光热转化装置效率低是导致太阳能目前还不能大规模利用的原因， C正确。
【举一反三1】我们并没有生在一个和平年代里，而是生活在一个和平的国家里，感恩共产党！由于俄乌战争导致能源危机，下列关于能源的说法，正确的是（　　）
A.开发利用太阳能、风能、潮汐能，有利于环境保护
B.核反应会发生剧烈的爆炸，人类无法和平利用核能
C.自然界可以永久地为我们提供石油、天然气等能源
D.风能、水能、铀矿、煤炭、石油等都是可再生能源
【答案】A
【解析】太阳能、风能、潮汐能，属于可再生能源，且无污染，开发利用太阳能、风能、潮汐能，有利于环境保护， A正确；核反应会发生剧烈的爆炸，人类现已经可以利用核能发电了， B错误；石油、天然气等属于不可再生能源，一旦用完，短时间内很难得到补充，自然界不可以永久地为我们提供石油、天然气等能源， C错误；铀矿、煤炭、石油等是不可再生能源，风能、水能属于可再生能源， D错误。故选 A。
【举一反三2】太阳能的开发和利用可以减少化石能源的消耗。关于太阳能的利用，下列有关说法正确的是（　　）
A.两图中的装置都是对太阳能的间接利用
B.图甲中的太阳能集热器加热水，是将太阳能转化为内能
C.图乙中的太阳能凉扇帽是将太阳能直接转化为机械能
D.化石燃料中太阳能的利用与图乙相同
【答案】B
【解析】甲图中太阳能热水器利用热传递的方式将太阳能转化为水的内能，是对太阳能的直接利用；乙图中太阳能电池把太阳能转化为电能，是对太阳能的间接利用， A错误；
甲图中太阳能热水器利用热传递的方式将太阳能转化为水的内能， B正确；
图乙中的太阳能凉扇帽将电能转化为机械能， C错误；化石燃料中储存的化学能在燃烧过程中把化学能转化为内能，故与图乙的利用不相同， D错误。
故选 B。
【举一反三3】下列关于太阳能的开发与利用的说法中，错误的是（　　）
A.太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是可再生能源
B.太阳能分布广泛，获取方便
C.太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境造成污染
D.太阳能巨大且取之不尽，用之不竭，可以不开发别的新能源
【答案】D
【解析】太阳能开发潜力巨大，是可供人类利用的一种新能源，它可以源源不断获取，是可再生能源， A正确； 太阳能具有分布广泛，获取方便的特点， B正确；太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境造成污染， C正确；太阳能巨大且取之不尽，用之不竭，但太阳能的分布受地球纬度、天气等的影响，其大范围利用有一定局限性，因此，我们还应该开发别的新能源， D错误。故选 D。
【举一反三4】太阳能热水器是把太阳能转化成内能的装置。为了有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的效率与物体表面的颜色之间的关系”进行了实验探究。在黑色塑料袋和无色透明塑料袋内装入质量相同的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同时间读出温度计的示数。数据记录如下表所示。
（1）由以上探究可知，太阳能集热管的表面宜采用________色。
（2）请从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的主要理由：________________。
【答案】（1）黑；
（2）使用太阳能不仅清洁无污染，而且还节约能源。
【解析】（1）在水的质量、初温、暴晒时间相同的前提下，黑色塑料袋内水温升高的快，所以太阳能热水器集热管表面颜色以黑色为宜；
（2）使用太阳能不仅清洁无污染，而且还节约能源。
【举一反三5】人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出。如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。6月5日是世界环境日，我国的主题是“向污染宣战”，目前，我市在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？________（写一条即可）。
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线。太阳能路灯在晚上把________能转化为________能。
（3）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车。太阳能电动车顶部的太阳能电池板给电池充电储存在电池中，这时________转化为________能。电池再给电动车的电动机供电。
【答案】（1）清洁无污染
（2）化学　　电
（3）太阳能　　化学
【解析】（1）太阳能属于新能源，具有的优点：清洁无污染，或取之不尽用之不竭。
（2）白天，太阳能路灯在太阳光的照射下给蓄电池充电：太阳能电池板将太阳能先转化为电能，然后将电能转化为化学能储存在蓄电池中；在晚上把蓄电池内的化学能转化为电能，给电灯供电。
（3）太阳能电动车顶部的太阳能电池板给电池充电储存在电池中，这时太阳能转化为化学能；电池再给电动车的电动机供电。
（4）汽车的左右转向灯，在使用时，互不影响，采用的是并联连接。
【举一反三6】太阳能热水器是把太阳能转化成内能的装置。为了有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的效率与物体表面的颜色之间的关系”进行了实验探究。在黑色塑料袋和无色透明塑料袋内装入质量相同的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同时间读出温度计的示数。数据记录如下表所示。
（1）由以上探究可知，太阳能集热管的表面宜采用________色。
（2）请从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的主要理由：________________。
【答案】（1）黑；
（2）使用太阳能不仅清洁无污染，而且还节约能源。
【解析】（1）在水的质量、初温、暴晒时间相同的前提下，黑色塑料袋内水温升高的快，所以太阳能热水器集热管表面颜色以黑色为宜；
（2）使用太阳能不仅清洁无污染，而且还节约能源。
【题型2】生物质能
【典型例题】下列关于乙醇汽油的说法中，错误的是（　　）
A.乙醇属于可再生能源
B.使用乙醇汽油可减少大气污染
C.乙醇汽油不能用作汽车燃料
D.使用乙醇汽油可节省石油资源
【答案】C
【解析】乙醇可以通过粮食发酵制成，属于可再生能源，A正确；使用乙醇汽油能减少有害气体的排放，B正确；乙醇汽油可以用于汽车燃料，减少废气的排放，C错误；乙醇可以通过粮食发酵制成，使用乙醇汽油能节约石油资源，D正确。
【举一反三1】乙醇按一定比例和汽油混合后，就可制成新型汽车燃料﹣﹣乙醇汽油．下列关于乙醇汽油的说法中不正确的是（　　）
A.是一种纯净物
B.是一种混合物
C.乙醇和汽油各自保持原有的性质
D.比汽油更加环保
【答案】A
【举一反三2】燃料“固体酒精”是酒精、氢氧化钠和凝固剂按一定的质量比混合制成的。下列有关叙述正确的是（　　）
A.“固体酒精”就是固体状态的酒精
B.“固体酒精”属于化合物
C.“固体酒精”中酒精分子静止不动
D.“固体酒精”具有可燃性
【答案】D
【解析】“固体酒精”是酒精、氢氧化钠和凝固剂按一定的质量比混合制成的，“固体酒精”不是固体状态的酒精，A错误。“固体酒精”是酒精、氢氧化钠和凝固剂按一定的质量比混合制成的，属于混合物，B错误。“固体酒精”中酒精分子仍是在不断运动的，C误。“固体酒精”是酒精、氢氧化钠和凝固剂按一定的质量比混合制成的，能作燃料，则“固体酒精”具有可燃性，D正确。
【举一反三3】乙醇（化学式为C2H5OH）在抗击新冠肺炎疫情的斗争中发挥了重要作用。下面关于乙醇的说法错误的是（　　）
A.乙醇分子由碳、氢、氧三种元素组成
B.每个乙醇分子中氢、氧原子个数比为6：1
C.使用乙醇汽油作燃料有利于减少空气污染
D.75%的医用酒精和55度白酒中的溶剂都是水
【答案】A
【解析】乙醇是由碳、氢、氧三种元素组成，A错误；每个乙醇分子中氢、氧原子个数比为6：1，B正确；乙醇汽油燃烧生成水和二氧化碳，使用乙醇汽油作燃料有利于减少空气污染，C正确；75%的医用酒精和55度白酒中的溶剂都是水，D正确。
【举一反三4】生物质能是被誉为继煤、石油、天然气之外的“第四大能源”，是传统能源理想的替代能源。
（1）生物质能直接或间接来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，是一种____________（填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）沼气是由生物质能转换的一种可燃性气体，其充分燃烧的化学方程式为____________。
（3）在开发新能源的同时，节约能源也很重要，在生活中可以节约能源的一种方法是________________________。
【答案】（1）可再生
（2）CH4+2O2CO2+2H2O
（3）节约用水、用电、双面使用纸张等
【解析】（1）生物质能直接或间接来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，是一种可再生能源；
（2）沼气的主要成分是甲烷，在点燃的条件下，甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O；
（3）在开发新能源的同时，节约能源也很重要，在生活中可以节约能源的方法有节约用水、用电、双面使用纸张等 。
【举一反三5】阅读短文后回答下列问题。
乙醇汽油是将燃料乙醇（C2H5OH）以一定比例添加到汽油中形成的新型替代能源。燃料乙醇的来源可分为生物来源与非生物来源两大类。生物燃料乙醇主要有以下几种分类：①富含淀粉（糖类），以玉米、小麦等粮食作物为原料的粮食乙醇（称为“Ⅰ代”）；②富含纤维素，以玉米芯、玉米秸秆等纤维素物质为原料的农作物秸秆乙醇（称为“Ⅱ代”）；③以木薯、甜高粱茎秆等经济作物为原料的第1.5代非粮食乙醇。生物燃料乙醇不含硫，无灰分，且具有良好的环保性，同时，生物燃料乙醇还具有可再生性。国标乙醇汽油E10是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的。根据交通部汽车运输行业能源利用监测中心的测试结果显示，使用E10乙醇汽油后，排放的尾气中一氧化碳减少了19.7%，碳氢化合物减少了16.4%。在当前化石能源资源日益短缺、石油安全形势日益严峻和全球碳减排压力不断加大的背景下，生物燃料乙醇已经被视为替代和节约汽油的最佳燃料。
（1）与传统汽油相比，乙醇汽油具有的优点有____________________________________（写一条）。
（2）乙醇汽油加油站应张贴的安全标志是_________________（填字母，下同）。
（3）下列说法正确的是______________。
A.推广乙醇汽油可节约石油等化石撚料
B.玉米、小麦等粮食可用于生产乙醇
C.乙醇汽油不会产生有害气体，不会对环境造成污染
（4）乙醇是常用的燃料，现有13.8 g乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，一定条件下反应物全部转化为一氧化碳、二氧化碳和水。恢复到室温，测得所得气体中氧元素质量分数为50%，则反应过程中生成水的质量为______________g，参加反应的氧气质量为________________g。
【答案】（1）可以减少空气污染（或乙醇属于可再生能源，合理即可）
（2）AB
（3）AB
（4）16.2　　16.8
【解析】（1）乙醇汽油的使用可以减少一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物的排放，而且具有可再生性，属于可再生能源。
（2）乙醇汽油属于易燃物，为防止发生火灾，需要在乙醇汽油加油站张贴一些禁火标志，如禁止吸烟、禁止烟火等。
（3）推广乙醇汽油可节约石油等化石燃料，A正确；玉米、小麦等粮食可用于生产乙醇，B正确；乙醇汽油不充分燃烧也会产生有害气体，对环境造成污染，C错误。
（4）13.8 g乙醇中含碳元素的质量为13.8 g×＝7.2 g，含氢元素的质量为13.8 g×＝1.8 g，乙醇燃烧后恢复至室温所得气体是二氧化碳与一氧化碳的混合物，其中氧元素质量分数为50%，则碳元素的质量分数为1﹣50%＝50%，混合气体的质量为7.2 g÷50%＝14.4 g，乙醇燃烧生成水的质量为1.8 g÷＝16.2 g，由质量守恒定律可知，参加反应的氧气的质量为14.4 g+16.2 g﹣13.8 g＝16.8 g。
【举一反三6】一种新型“人造树叶”可吸收CO2并转化为乙醇（C2H5OH）燃料，化学方程式为2CO2+3H2OC2H5OH+3X。研究显示，一升“人造树叶”每天可从空气中吸收968gCO2。
（1）根据化学方程式，可知生成物X为____________。
（2）一升“人造树叶”工作一天可得到乙醇的质量是____________克。
（3）下列关于乙醇的说法正确的是____________。
A.该物质属于有机物
B.乙醇是一种清洁能源
C.用“人造树叶”将CO2转化为乙醇燃料的过程中碳元素的化合价发生了变化
【答案】（1）O2
（2）506
（3）ABC
【解析】（1）根据质量守恒定律，化学方应前后，原子的种类和数目不变，反应前有2C、7O、6H，反应后（X除外）有2C、O、6H，根据化学反应前后各种原子个数相等，X的化学式为O2；故答案为：O2；
（2）设一升“人造树叶”工作一天可得到乙醇质量是x。
2CO2+3H2OC2H5OH+3O2
88　　　　　　　　　　46
968.0g　　　　　　　　x
x＝506 g
答：一升“人造树叶”工作一天可得到乙醇质量是506g。
（3）乙醇是含有碳元素的化合物，该物质属于有机物，A正确；乙醇燃烧生成二氧化碳和水，是一种清洁能源，B正确；用“人造树叶”将CO2转化为乙醇燃料的过程中碳元素的化合价发生了变化，反应前，二氧化碳的化合价为+4价，反应后乙醇中碳元素的化合价为﹣2价，C正确。
【题型3】氢能
【典型例题】纳米高性能Fe3O4可实现以太阳能为热源高效催化分解水制H2，其主要反应历程如图所示。下列说法错误的是（　　）
A.反应a可表示为
B.反应b中H2O和H2的微粒个数比为2∶1
C.理论上，整个转化过程中不需补充Fe3O4的质量
D.转化过程中铁、氢、氧元素的化合价均发生变化
【答案】B
【解析】将诶：由图可知，反应a可表示为四氧化三铁在太阳光的作用下反应生成FeO和氧气，该反应的化学方程式为，故A正确；由图可知，反应b为FeO和水反应生成四氧化三铁和氢气，该反应的化学方程式为3FeO+H2O＝Fe3O4+H2↑，反应b中水和氢气的微粒个数比为1∶1，故B错误；由图可知，反应a中，四氧化三铁是反应物，反应b中，四氧化三铁是生成物，故理论上，整个转化过程中不需补充 Fe3O4的质量，故C正确；反应a中，四氧化三铁中铁元素显+3价、+2价，氧元素显﹣2价，氧气中氧元素化合价为0，FeO中铁元素显+2价，氧元素显﹣2价，Fe、O元素的化合价发生了改变；反应b中，FeO中铁元素显+2价，氧元素显﹣2价，水中氢元素显+1价，氧元素显﹣2价，四氧化三铁中铁元素显+3价、+2价，氧元素显﹣2价，氢气中氢元素化合价为0，铁元素和氢元素的化合价发生了改变；故转化过程中，铁、氢、氧元素的化合价均发生变化，故D正确。
【举一反三1】2020年10月，我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置，其原理是：①利用太阳能光伏发电，②电解水获得 H ，③H 与 CO 反应合成绿色液态燃料CH OH。下列有关说法错误的是(　　)
A.太阳能是不可再生能源
B. H 是理想的清洁、高能燃料
C.电解水反应属于分解反应
D.该装置能捕获并资源化利用CO
【答案】A
【解析】太阳能是可再生能源，A错误；H2燃烧只生成水，不污染空气，发热量高，故是理想的清洁、高能燃料，B正确；电解水反应生成氢气和氧气，属于分解反应，C正确；根据图示可以看出，该装置能捕获并资源化利用 CO2，D正确。
【举一反三2】中国将力争 2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和。科研人员正致力于甲醇(CH OH)—氢气能源体系(如图)的研究。下列关于该方案的说法错误的是(　　)
A.该研究有利于控制二氧化碳排放，实现碳达峰
B.有望解决氢气应用中储存和输送的瓶颈问题
C.经压缩机形成高压氢过程中分子间空隙变小
D.原位制氢过程指将CH OH分解成 H 和 CO
【答案】D
【解析】该研究有利于减少对化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，有利于控制二氧化碳排放，实现碳达峰，A正确；利用原位制氢，可解决氢气应用中储存和输送的瓶颈问题，B正确；经压缩机形成高压氢过程中分子间空隙变小，气体体积变小，C正确；根据质量守恒定律以及甲醇中原子个数比，CH3OH 分解不可能生成H2和CO2，D错误。
【举一反三3】据新华社北京4月6日电，氢负离子（H-）导体在氢负离子电池、燃料电池、电化学转化池等领域具有广阔应用前景，未来有望引领一系列能源技术革新。我国科学家日前通过机械化学方法，在氢化铜晶格中引入大量的缺陷和晶界，开发了首例温和条件下超快氢负离子导体。此项研究实现了氢负离子在温和条件下（零下40摄氏度至80摄氏度）的超快传导。此前的研究中，氢负离子导体只能在300摄氏度左右实现超快传导。下列说法正确的有（　　）
①氢负离子导体具有广阔的应用前景
②此前氢负离子导体研究面临操作温度高等问题
③氢负离子的微粒结构示意图为
④氢负离子是一种具有很大开发潜能的氢载体和能量载体
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】C
【解析】氢负离子（H﹣）导体在氢负离子电池、燃料电池、电化学转化池等领域具有广阔应用前景，①正确；题干中“此前的研究中，氢负离子导体只能在300摄氏度左右实现超快传导”，因此此前氢负离子导体研究面临操作温度高等问题，②正确；氢原子得到1个电子后形成氢负离子，氢负离子的微粒结构示意图为，③错误；氢负离子是一种具有很大开发潜能的氢载体和能量载体，有广阔应用前景，④正确。
【举一反三4】北京冬奥会是奥运历史上第一届全部使用绿色清洁电能的奥运会，所有场馆实现100%使用可再生能源及“绿电”。试回答：
(1)写出一种清洁能源：___________________________。
(2)北京 2008年夏季奥运会的“祥云”火炬采用丙烷(化学式C H )作为燃料，北京2022年冬奥会的“飞扬”火炬采用氢气作为燃料。火炬燃料由氢气替代了丙烷，其优点是__________________。写出氢气燃烧的化学方程式：___________________________。
【答案】(1)太阳能(合理即可)
(2)不会产生温室气体　　
【举一反三5】第二十四届冬季奥林匹克运动会向全世界展示了绿色奥运的理念。
(1)冬奥会场馆所用电能，主要来源于太阳能、风能发电，与燃煤发电相比，减少了二氧化碳气体的排放，可有效缓解的环境问题是____________________________________。
(2)冬奥火炬采用氢气作燃料。从燃烧产物分析，氢气被认为是理想的清洁燃料，原因是__________________。
(3)冬奥火种灯燃料是丙烷(C H )，燃烧的化学方程式为，则X的数值为__________________。关闭火种灯的燃料开关，会使火焰熄灭，采用的灭火原理是___________________________。
【答案】(1)温室效应增强(或全球气候变暖)
(2)产物是水，无污染
(3)5　　清除可燃物
【举一反三6】北京冬奥会是奥运历史上第一届全部使用绿色清洁电能的奥运会，所有场馆实现100%使用可再生能源及“绿电”。试回答：
(1)写出一种清洁能源：___________________________。
(2)北京 2008年夏季奥运会的“祥云”火炬采用丙烷(化学式C H )作为燃料，北京2022年冬奥会的“飞扬”火炬采用氢气作为燃料。火炬燃料由氢气替代了丙烷，其优点是__________________。写出氢气燃烧的化学方程式：___________________________。
【答案】(1)太阳能(合理即可)
(2)不会产生温室气体　　
【举一反三7】北京冬奥会是奥运历史上第一届全部使用绿色清洁电能的奥运会，所有场馆实现 100%使用可再生能源及“绿电”。试回答。
(1)写出一种清洁能源：___________________________。
(2)北京 2008年夏季奥运会的“祥云”火炬采用丙烷(化学式 C H )作为燃料,北京 2022年冬奥会的“飞扬”火炬采用氢气作为燃料；火炬燃料由氢气替代了丙烷，其优点是___________________________；写出氢气燃烧的化学方程式：___________________________。
【答案】(1)太阳能(合理即可)
(2)不会产生CO (合理即可)　　2H2+O22H2O
【解析】 (1)太阳能、风能、潮汐能等都是可再生能源，且使用过程中无污染，属于清洁能源。(2)丙烷燃烧生成水和二氧化碳，氢气燃烧只生成水，故氢气作为燃料的优点为不会产生温室气体二氧化碳、产物无污染、热值高等；氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，化学方程式为2H2+O22H2O。
【题型4】应用广泛的化学电池
【典型例题】下列能量转化过程中由化学能转化为电能的是（　　）
A.电解水 B.潮汐发电 C.电灯照明 D.干电池作电源
【答案】D
【举一反三1】如图是某航天器能量储存系统的工作原理，下列说法错误的是（　　）
A.该系统中能量的最初来源是太阳能
B.在装置X的反应中，与电源正、负极相连的电极上产生的气体体积比为2∶1
C.装置Y是氢燃料电池，工作时将化学能转化为电能
D.该系统实现了物质的零排放，对环境友好
【答案】B
【解析】在装置X的反应，为电解水，正极产生O2，负极产生H2，所以与电源正、负极相连的电极上产生的气体体积比为1∶2。
【举一反三2】当前科学家正在大力开发各种新型电池，干电池在逐步被取代，其主要原因是（　　）
A.干电池生产成本高，价格昂贵
B.干电池容易造成重金属污染
C.干电池是一次电池，不能循环使用
D.干电池不安全，较容易发生爆炸事故
【答案】C
【举一反三3】“氢气能量密度高、能量转换效率优异且没有污染，是一种零碳排放的新能源理想燃料。电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术。但由于全球淡水资源紧缺，电解海水继而成为研究热点。海水电解不仅是一种生产清洁氢能的可行方法，而且对海水淡化也具有重要意义。然而由于海水中元素成分复杂，引起电极的严重腐蚀、催化剂失效以及其他副反应的发生，从而降低制氢的效率。
海水电解制氢的反应原理与纯水电解基本相同。最近，我国科研团队提出碱性电解槽(如图)被尝试应用于海水直接电解。
依据上文，回答下列问题：
(1)氢气被认为是理想燃料的原因：__________________ 、_______________。(答两点)
(2)如图所示，我们发现流向正极的粒子是_______________ (填粒子的符号)。
(3)负极产生的气体是_____________ (填化学式)，若将燃着的木条靠近正极产生的气体，观察到的现象是_________________。
(4)下列关于H2的说法正确的是__________________（填字母）。
a.点燃氢气前，要先验纯
b.实验室可用排水法收集氢气
c.氢气在氧气中燃烧只生成水，也能说明水是由氢、氧元素组成
(5)目前，海水电解制氢还存在的困难是_________________(答一点即可)。
【答案】(1)原料丰富　　不污染环境（合理即可）
(2)OH-
(3)H2　　木条燃烧更剧烈
(4)abc
(5)海水腐蚀设备等（合理即可）
【解析】（1）由题文可知，获取氢气的途径是利用水分解生成H2，原料丰富；氢气的燃烧值高；因为氢气燃烧产物是水，不污染环境；所以氢能源的优点有原料丰富（来源广）、燃烧时放出热量多（热值高）、生成物不会污染环境。
（3）由图可知，负极产生的是氢气，化学式为H2；正极产生的是氧气，氧气能助燃，能使燃着的木条燃烧更剧烈。
（4）不纯的气体点燃可能发生爆炸，进行可燃气体燃烧性质实验时，必须先验纯后点燃，a正确；氢气难溶于水，可以用排水法收集，b正确；由质量守恒定律可知，氢气在氧气中燃烧只生成水，说明水是由氢、氧两种元素组成的，c正确。
【举一反三4】截至2024年3月14日，在轨执行任务的“神舟十七号”乘组航天员飞行时长将达到140天。
某兴趣小组同学对我国航天科技领域取得的成就感到骄傲和自豪，并对相关问题进行了项目式探究。
任务一：了解我国航天科技领域中新型材料和能源
［查阅资料］
（1）中国空间站的能量主要来自柔性太阳电池翼，可将 　 　 　转化为电能。
任务二：学习舱外航天服处理二氧化碳的反应原理
［咨询老师］氢氧化锂和氢氧化钠化学性质相似。
［小组交流］
（2）为了保障航天员有适宜的呼吸环境，必须处理产生的CO2，目前飞船上常采用氢氧化锂（LiOH）作为吸收剂来吸收CO2，该反应的化学方程式为 　 　　　　　　　　　 　。
任务三：模拟碳酸锂处理实验
［咨询老师］碳酸锂和碳酸钠化学性质相似。
［模拟实验］
（3）航天器返回地面后，需将吸收CO2生成的碳酸锂进行处理，实现物质的循环利用，兴趣小组同学用碳酸锂溶液在实验室进行了模拟实验。
［反思评价］
（4）航天器返回地面后，专业处理方法采用的是方案1而非方案2，理由是 　 　　　　　　　　　　　　 　。
任务四：设计航天精神的宣传标语
（5）为了让更多的同学了解中国航天故事，兴趣小组同学在校园文化角开展了《讲好航天故事》征文活动，并征集了宣传标语，请你也设计一条体现中国航天精神的宣传标语：　 　　　　　　 　。
【答案】（1）太阳能。（2）2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O。（3）产生白色沉淀；稀盐酸。
（4）方案1碳酸锂与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化锂，氢氧化锂可以进行回收再利用，实现物质的循环使用。
（5）中国航天人，航天为人类。
【解析】（1）中国空间站的能量主要来自柔性太阳电池翼，可将太阳能转化为电能；
（2）目前飞船上常采用氢氧化锂（LiOH）作为吸收剂来吸收CO2，氢氧化锂和氢氧化钠化学性质相似，因此氢氧化锂与二氧化碳反应生成碳酸锂和水，化学方程式为2LiOH+CO2＝Li2CO3+H2O；
（3）方案1：碳酸锂和碳酸钠化学性质相似，因此碳酸锂与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化锂，实验现象为产生白色沉淀；
方案2：碳酸锂和碳酸钠化学性质相似，实验现象为产生大量气泡，则所用试剂可以是稀盐酸，盐酸与碳酸锂反应生成氯化锂、二氧化碳和水；
（4）航天器返回地面后，专业处理方法采用的是方案1而非方案2，理由是方案1碳酸锂与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化锂，氢氧化锂可以进行回收再利用，实现物质的循环使用；
（5）体现中国航天精神的宣传标语：中国航天人，航天为人类（合理即可）。
【题型5】化学与能源利用
【典型例题】开发使用新能源是解决城市大气污染问题的根本途径．下列与新能源有关的说法中，错误的是（　　）
A.使用氢燃料电池汽车，燃料电池系统将化学能转化为电能，是解决汽车尾气污染的有效措施
B.晶体硅不仅是电子和信息工业的基础材料，也是研制太阳能电池的基础材料
C.垃圾焚烧会产生对环境有害的物质，将烟囱建得高些，就可避免烟气产生的污染
D.煤、石油通过炼制、加工，可制造各种有机合成材料、医药、农药、染料和炸药等
【答案】C
【解析】氢气燃烧后生成水无任何污染能真正实现“零排放”，故A正确；晶体硅的特殊性能在许多方面都有广泛的应用，故B正确；焚烧垃圾能产生大量的空气污染物，即使将烟囱建得高些，不可避免烟气产生的污染，故C错误；煤、石油通过炼制、加工，可制造各种有机合成材料、医药、农药、染料和炸药等、故D正确。
【举一反三1】我国大力开发新能源，坚持走可持续发展道路，有效地缓解化了石燃料的危机。下列属于新能源的是（　　）
A.石油 B.天然气 C.太阳能 D.煤
【答案】C
【解析】石油、煤和天然气均属于化石能源，是常规能源，太阳能是新能源。
【举一反三2】如图是某燃料电池的工作原理示意图，下列正确的是（　　）
A.该电池发生的反应属于分解反应
B.该电池的反应原理与电解水相同
C.反应前后物质的分子数目不变
D.该电池可将化学能转化为电能
【答案】D
【解析】由图可知，该燃料电池发生的反应为氢气与氧气在催化剂的条件下生成水，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应，故A错误；
电解水原理是水通电分解生成氢气和氧气，该电池该电池的反应原理与电解水不同，故B错误；
由图可知，该燃料电池发生的反应为氢气与氧气在催化剂的条件下生成水，反应的化学方程式为2H2+O22H2O，反应前共有3个分子，反应后共有2个分子，分子数目改变了，故C错误；
燃料电池可将燃料中蕴含的化学能转化为电能，故D正确。
【举一反三3】近年，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与储存，过程如图所示：下列错误的是（　　）
A.整个流程最终实现太阳能转化为电能
B.反应Ⅰ属于分解反应，有三种物质生成
C.反应Ⅱ中所有硫元素的化合价都升高
D.反应Ⅲ中发出蓝紫色火焰，产生无色有刺激性气味的气体
【答案】C
【解析】整个流程最终实现太阳能转化为电能，故A正确；反应Ⅰ属于分解反应，有三种物质生成，即硫酸分解生成水、二氧化硫和氧气，故B正确；反应Ⅱ中二氧化硫转化成硫酸的硫化合价升高，二氧化硫转化成的硫单质，化合价降低，故C错误；反应Ⅲ中硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，发出蓝紫色火焰，产生刺激性气味的气体，故D正确。
【举一反三4】［化学与工程］
科技缔造生活，创新筑梦未来。化学科学的发展给人类带来极大的便利。请分析图文信息，解答下列相关问题。
（1）氢气被称为“最理想的清洁燃料”，目前已应用在多个领域。纯净的氢气在空气中燃烧能产生 　 　（填颜色）的火焰，放出大量的热，反应的文字表达式是 　 　　　　　　　　　　　 。
（2）高效利用煤层气可生产出金刚石。金刚石是自然界最 　　　的物质。它与石墨物理性质有很大的差异，其原因是 　 　　　　　　　　　 　。
（3）空间站的环控生保净化装置利用电解水产生氧气。电解水时正负极气体的体积之比为 　 　，反应的文字表达式是 　　　　　　　　　　　 。
（4）为有效促进“双碳”目标的实现，山西下大力气建设了很多新能源基地，图Ⅲ中展示的一种新能源是 　　 　，使用这种新能源有利于控制 　 　　　 的加剧。
【答案】（1）淡蓝色；氢气+氧气水；（2）坚硬；结构不同；（3）1∶2；水氢气+氧气；
（4）太阳能（或风能）；温室效应。
【解析】（1）纯净的氢气在空气中燃烧能产生淡蓝色的火焰，氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为：氢气+氧气水。
（2）金刚石是自然界最坚硬的物质。金刚石和石墨都是由碳原子构成的单质，金刚石与石墨物理性质有很大的差异，其原因是碳原子排列方式不同。
（3）电解水时正极产生氧气，负极产生氢气，正负极气体的体积之比为1∶2，水在通电条件下分解生成氢气和氧气，文字表达式为：水氢气+氧气。
（4）图Ⅲ中展示的新能源有太阳能、风能。使用化石燃料时，会产生大量的二氧化碳，造成温室效应，使用新能源有利于减少化石燃料的使用，从而控制温室效应的加剧。
人类社会的发展离不开能源。能源的发展史上经历了柴草时期，煤炭时期、石油和天然气时期，逐渐进入新能源时期。
【举一反三5】
（1）①煤，石油和天然气等化石燃料。它们都属于 　 　 　（填“可再生”或“不可再生”）能源。
②结合下图信息判断，图中相等质量的五种物质充分燃烧时放出热量最多的是 　 　。
（2）我国有着丰富的可燃冰资源，其顺利开采可有效降低我国能源的对外依赖程度。
①可燃冰、天然气的主要成分都是甲烷。请写出甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式 　 　　　　　　　　　　　　 　。
②为方便贮存和运输，天然气可被压缩到容积很小的钢瓶中，而可燃冰却很难被压缩。试从微观的角度分析可燃冰难被压缩的原因　　 　。
（3）开发和利用清洁高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。氢能是未来最理想的能源之一。
①氢能源公交车使用的氢氧燃料电池是一种将化学能转化成 　 　 　能的装置。
②写出氢能源的优点（一点即可）：　 　　　　　　　 　。
（4）除了氢能源，人们正在开发和利用的其他能源有 　 　　　 　（写一种）。
【答案】（1）①不可再生；②氢气；
（2）①CH4+2O2CO2+2H2O；②天然气属于气体，可燃冰属于固体，固态分子间距离较小，不易压缩；
（3）①电；②热值大（合理即可）；（4）太阳能（合理即可）。
【解析】（1）①煤，石油和天然气等化石燃料，它们都属于不可再生能源；
②根据信息判断，图中相等质量的五种物质充分燃烧时放出热量最多的是氢气；
（2）①甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O；
②为方便贮存和运输，天然气可被压缩到容积很小的钢瓶中，而可燃冰却很难被压缩。试从微观的角度分析可燃冰难被压缩的原因天然气属于气体，可燃冰属于固体，固态分子间距离较小，不易压缩。
（3）①氢能源公交车使用的氢氧燃料电池是一种将化学能转化成电能的装置；
②氢能源的优点热值大，产物无有污染；
（4）除了氢能源，人们正在开发和利用的其他能源有太阳能、核能等。
【题型6】化石燃料及其综合利用
【典型例题】如图为CH4（甲烷，天然气主要成分）的转化和资源化利用。下列说法不正确的是（　　）
A.转化①属于化合反应
B.转化②发生了物理变化
C.转化③中催化剂不需要不断添加
D.转化④在常温下进行，可采用双氧水溶液和MnO2制取O2的发生装置
【答案】A
【解析】转化①是甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，该反应的生成物是两种，不符合“多变一”的形式，不属于化合反应，A错误；转化②中气态甲烷转化为液态甲烷，只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，B正确；催化剂的质量和化学性质在反应前后不变，转化③中催化剂需要不断添加，C正确；转化④的反应物是碳化铝固体和水，反应物是固体和液体，反应在常温下进行，属于固液常温型，可采用双氧水溶液和MnO2制取O2的发生装置，D正确。
【举一反三1】国内某民营企业自主研发的液氧甲烷火箭发动机试车成功。标志着我国民营航天企业在火箭自主研发方面实现了重大突破。下列关于氧气和甲烷的说法正确的是（　　）
A.氧气可以供给呼吸
B.通常状况下氧气呈液态
C.甲烷可以用于灭火
D.甲烷是空气中含量最高的气体
【答案】A
【解析】氧气可以供给呼吸，A正确；氧气在通常状态下是气态，B错误；甲烷是可燃性气体，不能灭火，C错误；空气中含量最高的气体是氮气，D错误。
【举一反三2】“九门走九车”说的是老北京内城九座城门的昔日景象。
(1)阜成门走煤车。除煤外，化石燃料还有天然气和　　　　　。
(2)德胜门走兵车。炼铁原料赤铁矿的主要成分为，其中的化合价为　　　　　。
【答案】(1)石油
(2)+3
【解析】（2）中氧元素的化合价为-2价，根据化合物中各元素的化合价代数和为0，设铁元素的化合价为b，则2b-6=0，b=+3，故铁元素的化合价为+3。
【举一反三3】第二十四届冬季奥林匹克运动会向全世界展示了绿色奥运的理念。
(1)冬奥会场馆所用电能，主要来源于太阳能、风能发电，与燃煤发电相比，减少了二氧化碳气体的排放，可有效缓解的环境问题是________________________。
(2)冬奥火炬采用氢气作燃料。从燃烧产物分析，氢气被认为是理想的清洁燃料，原因是________。
(3)冬奥火种灯燃料是丙烷(C H )，燃烧的化学方程式为，则X的数值为________。关闭火种灯的燃料开关，会使火焰熄灭，采用的灭火原理是________。
【答案】(1)温室效应增强(或全球气候变暖)
(2)产物是水，无污染
(3)5　　清除可燃物
【举一反三4】化学在保证人类生存并不断提高生活质量方面起着重要作用。阅读下列科普短文，并回答相关问题：
　　煤是一种化石能源，主要含有碳元素，此外还含有氢、氧、氮、硫等元素。过去，大部分煤直接用作燃料，这样做带来了一系列环境污染问题，如二氧化硫的排放，引发酸雨等。
　　如今通过“煤气化”技术可以综合利用煤，“煤气化”是指在高温条件下，通过水蒸气与煤发生的化学反应，生成一氧化碳和氢气。这相较于直接燃煤更为清洁，也为合成氨气等化工产品提供了原料。
(1)除煤外，常见的化石能源还有　　　　（填字母）。
A．沼气 B．石油 C．乙醇
(2)写出“煤气化”反应的化学方程式　　　　　　　　，已知该反应是吸热反应，则该反应的能量转化为　　　　　　　　（用“→”表示转化）。
(3)下列做法能减少酸雨产生的是　　　　（填字母）。
A．大力推广使用脱硫煤 B．采用物理或化学方法，人工吸收
【答案】(1)B
(2)　内能→化学能
(3)A
【解析】（2）“煤气化”过程是碳和水反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式为；由于该反应是吸热反应，则该反应的能量转化为内能→化学能。
【题型7】化石燃料燃烧对环境的影响
【典型例题】下列关于资源、能源、环保方面的叙述不正确的是(　　)
A.汽车使用乙醇汽油可适当节约石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染
B.海底蕴藏着新能源——可燃冰，若开采过程中泄漏于大气中会造成温室效应
C.空气是一种宝贵的能源，各成分作为原料广泛应用于生产化肥、炼钢、石油加工等
D.煤是复杂的混合物，主要含有碳元素，作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应放出热量
【答案】C
【解析】 乙醇是一种可再生的清洁能源，汽车使用乙醇汽油可适当节约石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染，A正确；可燃冰具有能量高、燃烧热值大等优点，但甲烷是一种温室气体，如果开采不当，甲烷气体将大量泄漏于空气中，其造成的温室效应将比二氧化碳更加严重，B正确；空气是一种宝贵的资源，不是能源，空气的各种成分作为原料广泛应用于生产化肥、化工产品、炼钢等领域，C错误；煤是复杂的混合物，主要含有碳元素，作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应放出热量，D正确。
【举一反三1】使用下列交通工具出行，环境污染最大的是（　　）
A.氢能源车 B.共享单车 C.电动汽车 D.柴油汽车
【答案】D
【解析】柴油燃烧时会产生一些有害气体，污染环境最大。
【举一反三2】从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（　　）
A.汽油 B.天然气 C.酒精 D.氢气
【答案】D
【解析】汽油、天然气、酒精燃烧都会释放出二氧化碳等气体，会造成温室效应，氢气燃烧生成水，对环境没有污染。
【举一反三3】能源、环境问题是全球关注的热点问题。请回答下列问题：
（1）下列物质：天然气、氢气、乙醇、汽油、柴油，其中最清洁的燃料是______________。
（2）海底埋藏着大量的“可燃冰”，可成为未来的新能源，其主要成分是甲烷水合物，甲烷燃烧反应的化学方程式为________________________________。
（3）煤燃烧时会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物。在一定条件下，二氧化硫与二氧化氮能发生反应：SO2+NO2══SO3+X，其中X的化学式为 ________________。
（4）生活中人们常常利用燃料燃烧产生的能量来做饭、取暖等。下列有关说法正确的是_______________。
A.化学反应过程中都会发生放热现象
B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C.在当今社会，人类需要的大部分能量是由化学反应产生的
（5）写出生活中防止大气中二氧化碳含量增加的措施：_______________________________。（答出1点即可）
【答案】（1）氢气
（2）CH4+2O2CO2+2H2O
（3）NO
（4）C
（5）减少化石能源的使用（合理即可）
【举一反三4】“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”这是中国应对全球气候问题作出的庄严承诺。请回答下列问题：
（1）控制CO2的排放，目的是减缓____________效应。自然界中能吸收二氧化碳的途径主要是绿色植物的_______________作用。
（2）写出日常生活中你能做到的一种“低碳”行为：____________________。
（3）利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少 _______________的排放。做饭时，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，则需将灶具进风口___________（填“调大”或“调小”）即可恢复正常的蓝色火焰。
【答案】（1）温室　　光合
（2）随手关灯
（3）二氧化硫　　调大
【解析】（1）二氧化碳能吸收地面的辐射，使大气不断变暖，使得地球平均气温越来越高。控制CO2的排放，目的是减缓温室效应。光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时释放氧气的过程。自然界中能吸收二氧化碳的途径主要是绿色植物的光合作用。
（3）含硫煤在空气中燃烧会生成二氧化硫，利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少二氧化硫的排放；做饭时，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，说明氧气不足，燃气不能充分燃烧，则需将灶具进风口调大，即可恢复正常的蓝色火焰。
【举一反三5】煤炭(主要成分为碳单质)是工业制取甲醇()的一种原料，生产甲醇的流程如图：
(1)气化炉发生的反应是水与煤炭粉反应，化学方程式是　　　　。
(2)合成塔中两种气体在催化剂和高温下合成甲醇，与的分子个数比是　　　　。
(3)该流程中，可循环再用的物质是　　　　(填化学式)。
(4)煤的使用在方便人们生活的同时，也对环境造成了不良影响。脱硫的煤燃烧产生的能引起酸雨的气体污染物是　　　　。
(5)甲醇()在一定条件下，可以转化为甲醛()，如下图所示。反应a的化学方程式是　　　　。为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充。理论上需补充的与反应a中生成的的分子个数比是　　　　。
【答案】(1)
(2)1：2
(3)
(4)、NO
(5)　1：1
【解析】（2）合成塔中一氧化碳和氢气在催化剂和高温下反应生成甲醇，该反应的化学方程式为，CO与H2的分子个数比是1：2；
（3）由题图可知，水既是反应物，又是生成物，故在该流程中可循环利用的物质是H2O；
（5）反应a为甲醇和氧气在一定条件下反应生成甲醛和过氧化氢，化学方程式为；反应b是过氧化氢在一定条件下反应生成氧气和水，化学方程式为，反应a中生成1个过氧化氢分子，反应b需要补充１个过氧化氢分子，理论上补充的和反应a生成的H2O2分子个数比为1：1。
【举一反三6】碳中和理念设计低碳行动方案：中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。
(1)我国承诺在2030年前实现“碳达峰”，“碳达峰”中的“碳”指的是　　　　（填字母）。
A．碳原子 B．碳元素 C．一氧化碳 D．二氧化碳
(2)现阶段的能源结构仍以化石燃料为主，化石燃料包括煤、　　　　和天然气。
(3)降低“碳排放”以缓解温室效应的加剧，现阶段，下列措施合理的是　　　　(填字母)。
A．禁止烧煤 B．研发汽车清洁新能源 C．鼓励乘坐公交出行
(4)“碳中和”是指使碳排放与碳吸收达平衡，最终实现零碳排放。请提出一种可行的碳吸收方式：　　　　　　。
(5)“碳捕获”并封存被认为是目前减缓全球变暖最经济可行的方式。小张同学利用化学知识，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图所示。
①此方法中采用“喷雾”的优点是　　　　。
②流程中可循环利用的物质为丁，请写出丁与水反应转化为Ca(OH)2的化学方程式：　　　　。
③该流程虽然简单，但从节能减排的角度看，存在的不足是　　　　。
(6)谈CO2的转化：一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(C2H6O)的途径如图：
反应①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，该单质为　　　　。
【答案】(1)D
(2)石油
(3)BC
(4)积极植树造林
(5)增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分　　碳酸钙高温煅烧需要消耗较多的能量，且碳酸钙高温煅烧又释放出了二氧化碳
(6)氢气（或H2）
【解析】（3）煤是目前主要的能源之一，不能禁止烧煤，可合理使用，不符合题意；
研发汽车清洁新能源，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，符合题意；鼓励乘坐公交出行，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，符合题意。故选BC；
（4）可行的碳吸收方式，可以积极植树造林，增加二氧化碳的吸收，因为二氧化碳是绿色植物光合作用的原料；
（5）①此方法中采用“喷雾”的优点是：可以增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；②二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故固体为碳酸钙，碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，故丁为氧化钙，丁与水反应为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为：；③由图可知，该流程的不足是：碳酸钙高温煅烧需要消耗较多的能量，且碳酸钙高温煅烧又释放出了二氧化碳；
（6）反应①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含H、O，反应物中含O，故反应物中还应含H，故该单质是氢气。9.2 能源的综合利用
【题型1】太阳能 1
【题型2】生物质能 4
【题型3】氢能 6
【题型4】应用广泛的化学电池 9
【题型5】化学与能源利用 11
【题型6】化石燃料及其综合利用 14
【题型7】化石燃料燃烧对环境的影响 16
【题型1】太阳能
【典型例题】大规模地开发和利用太阳能时，存在的下列困难中，难度最大且无法克服的是（　　）
A.单位面积上功率较小
B.地球自转
C.光电、光热转化效率低
D.光照不均匀
【举一反三1】我们并没有生在一个和平年代里，而是生活在一个和平的国家里，感恩共产党！由于俄乌战争导致能源危机，下列关于能源的说法，正确的是（　　）
A.开发利用太阳能、风能、潮汐能，有利于环境保护
B.核反应会发生剧烈的爆炸，人类无法和平利用核能
C.自然界可以永久地为我们提供石油、天然气等能源
D.风能、水能、铀矿、煤炭、石油等都是可再生能源
【举一反三2】太阳能的开发和利用可以减少化石能源的消耗。关于太阳能的利用，下列有关说法正确的是（　　）
A.两图中的装置都是对太阳能的间接利用
B.图甲中的太阳能集热器加热水，是将太阳能转化为内能
C.图乙中的太阳能凉扇帽是将太阳能直接转化为机械能
D.化石燃料中太阳能的利用与图乙相同
【举一反三3】下列关于太阳能的开发与利用的说法中，错误的是（　　）
A.太阳能是可供人类利用的一种新能源，它是可再生能源
B.太阳能分布广泛，获取方便
C.太阳能安全、清洁，利用太阳能不会给环境造成污染
D.太阳能巨大且取之不尽，用之不竭，可以不开发别的新能源
【举一反三4】太阳能热水器是把太阳能转化成内能的装置。为了有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的效率与物体表面的颜色之间的关系”进行了实验探究。在黑色塑料袋和无色透明塑料袋内装入质量相同的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同时间读出温度计的示数。数据记录如下表所示。
（1）由以上探究可知，太阳能集热管的表面宜采用________色。
（2）请从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的主要理由：________________。
【举一反三5】人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出。如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。6月5日是世界环境日，我国的主题是“向污染宣战”，目前，我市在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？________（写一条即可）。
（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线。太阳能路灯在晚上把________能转化为________能。
（3）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车。太阳能电动车顶部的太阳能电池板给电池充电储存在电池中，这时________转化为________能。电池再给电动车的电动机供电。
【举一反三6】太阳能热水器是把太阳能转化成内能的装置。为了有效利用太阳能，某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的效率与物体表面的颜色之间的关系”进行了实验探究。在黑色塑料袋和无色透明塑料袋内装入质量相同的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同时间读出温度计的示数。数据记录如下表所示。
（1）由以上探究可知，太阳能集热管的表面宜采用________色。
（2）请从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的主要理由：________________。
【题型2】生物质能
【典型例题】下列关于乙醇汽油的说法中，错误的是（　　）
A.乙醇属于可再生能源
B.使用乙醇汽油可减少大气污染
C.乙醇汽油不能用作汽车燃料
D.使用乙醇汽油可节省石油资源
【举一反三1】乙醇按一定比例和汽油混合后，就可制成新型汽车燃料﹣﹣乙醇汽油．下列关于乙醇汽油的说法中不正确的是（　　）
A.是一种纯净物
B.是一种混合物
C.乙醇和汽油各自保持原有的性质
D.比汽油更加环保
【举一反三2】燃料“固体酒精”是酒精、氢氧化钠和凝固剂按一定的质量比混合制成的。下列有关叙述正确的是（　　）
A.“固体酒精”就是固体状态的酒精
B.“固体酒精”属于化合物
C.“固体酒精”中酒精分子静止不动
D.“固体酒精”具有可燃性
【举一反三3】乙醇（化学式为C2H5OH）在抗击新冠肺炎疫情的斗争中发挥了重要作用。下面关于乙醇的说法错误的是（　　）
A.乙醇分子由碳、氢、氧三种元素组成
B.每个乙醇分子中氢、氧原子个数比为6：1
C.使用乙醇汽油作燃料有利于减少空气污染
D.75%的医用酒精和55度白酒中的溶剂都是水
【举一反三4】生物质能是被誉为继煤、石油、天然气之外的“第四大能源”，是传统能源理想的替代能源。
（1）生物质能直接或间接来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，是一种____________（填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）沼气是由生物质能转换的一种可燃性气体，其充分燃烧的化学方程式为____________。
（3）在开发新能源的同时，节约能源也很重要，在生活中可以节约能源的一种方法是________________________。
【举一反三5】阅读短文后回答下列问题。
乙醇汽油是将燃料乙醇（C2H5OH）以一定比例添加到汽油中形成的新型替代能源。燃料乙醇的来源可分为生物来源与非生物来源两大类。生物燃料乙醇主要有以下几种分类：①富含淀粉（糖类），以玉米、小麦等粮食作物为原料的粮食乙醇（称为“Ⅰ代”）；②富含纤维素，以玉米芯、玉米秸秆等纤维素物质为原料的农作物秸秆乙醇（称为“Ⅱ代”）；③以木薯、甜高粱茎秆等经济作物为原料的第1.5代非粮食乙醇。生物燃料乙醇不含硫，无灰分，且具有良好的环保性，同时，生物燃料乙醇还具有可再生性。国标乙醇汽油E10是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成的。根据交通部汽车运输行业能源利用监测中心的测试结果显示，使用E10乙醇汽油后，排放的尾气中一氧化碳减少了19.7%，碳氢化合物减少了16.4%。在当前化石能源资源日益短缺、石油安全形势日益严峻和全球碳减排压力不断加大的背景下，生物燃料乙醇已经被视为替代和节约汽油的最佳燃料。
（1）与传统汽油相比，乙醇汽油具有的优点有____________________________________（写一条）。
（2）乙醇汽油加油站应张贴的安全标志是_________________（填字母，下同）。
（3）下列说法正确的是______________。
A.推广乙醇汽油可节约石油等化石撚料
B.玉米、小麦等粮食可用于生产乙醇
C.乙醇汽油不会产生有害气体，不会对环境造成污染
（4）乙醇是常用的燃料，现有13.8 g乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，一定条件下反应物全部转化为一氧化碳、二氧化碳和水。恢复到室温，测得所得气体中氧元素质量分数为50%，则反应过程中生成水的质量为______________g，参加反应的氧气质量为________________g。
【举一反三6】一种新型“人造树叶”可吸收CO2并转化为乙醇（C2H5OH）燃料，化学方程式为2CO2+3H2OC2H5OH+3X。研究显示，一升“人造树叶”每天可从空气中吸收968gCO2。
（1）根据化学方程式，可知生成物X为____________。
（2）一升“人造树叶”工作一天可得到乙醇的质量是____________克。
（3）下列关于乙醇的说法正确的是____________。
A.该物质属于有机物
B.乙醇是一种清洁能源
C.用“人造树叶”将CO2转化为乙醇燃料的过程中碳元素的化合价发生了变化
【题型3】氢能
【典型例题】纳米高性能Fe3O4可实现以太阳能为热源高效催化分解水制H2，其主要反应历程如图所示。下列说法错误的是（　　）
A.反应a可表示为
B.反应b中H2O和H2的微粒个数比为2∶1
C.理论上，整个转化过程中不需补充Fe3O4的质量
D.转化过程中铁、氢、氧元素的化合价均发生变化
【举一反三1】2020年10月，我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置，其原理是：①利用太阳能光伏发电，②电解水获得 H ，③H 与 CO 反应合成绿色液态燃料CH OH。下列有关说法错误的是(　　)
A.太阳能是不可再生能源
B. H 是理想的清洁、高能燃料
C.电解水反应属于分解反应
D.该装置能捕获并资源化利用CO
【举一反三2】中国将力争 2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和。科研人员正致力于甲醇(CH OH)—氢气能源体系(如图)的研究。下列关于该方案的说法错误的是(　　)
A.该研究有利于控制二氧化碳排放，实现碳达峰
B.有望解决氢气应用中储存和输送的瓶颈问题
C.经压缩机形成高压氢过程中分子间空隙变小
D.原位制氢过程指将CH OH分解成 H 和 CO
【举一反三3】据新华社北京4月6日电，氢负离子（H-）导体在氢负离子电池、燃料电池、电化学转化池等领域具有广阔应用前景，未来有望引领一系列能源技术革新。我国科学家日前通过机械化学方法，在氢化铜晶格中引入大量的缺陷和晶界，开发了首例温和条件下超快氢负离子导体。此项研究实现了氢负离子在温和条件下（零下40摄氏度至80摄氏度）的超快传导。此前的研究中，氢负离子导体只能在300摄氏度左右实现超快传导。下列说法正确的有（　　）
①氢负离子导体具有广阔的应用前景
②此前氢负离子导体研究面临操作温度高等问题
③氢负离子的微粒结构示意图为
④氢负离子是一种具有很大开发潜能的氢载体和能量载体
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【举一反三4】北京冬奥会是奥运历史上第一届全部使用绿色清洁电能的奥运会，所有场馆实现100%使用可再生能源及“绿电”。试回答：
(1)写出一种清洁能源：___________________________。
(2)北京 2008年夏季奥运会的“祥云”火炬采用丙烷(化学式C H )作为燃料，北京2022年冬奥会的“飞扬”火炬采用氢气作为燃料。火炬燃料由氢气替代了丙烷，其优点是__________________。写出氢气燃烧的化学方程式：___________________________。
【举一反三5】第二十四届冬季奥林匹克运动会向全世界展示了绿色奥运的理念。
(1)冬奥会场馆所用电能，主要来源于太阳能、风能发电，与燃煤发电相比，减少了二氧化碳气体的排放，可有效缓解的环境问题是____________________________________。
(2)冬奥火炬采用氢气作燃料。从燃烧产物分析，氢气被认为是理想的清洁燃料，原因是__________________。
(3)冬奥火种灯燃料是丙烷(C H )，燃烧的化学方程式为，则X的数值为__________________。关闭火种灯的燃料开关，会使火焰熄灭，采用的灭火原理是___________________________。
【举一反三6】北京冬奥会是奥运历史上第一届全部使用绿色清洁电能的奥运会，所有场馆实现100%使用可再生能源及“绿电”。试回答：
(1)写出一种清洁能源：___________________________。
(2)北京 2008年夏季奥运会的“祥云”火炬采用丙烷(化学式C H )作为燃料，北京2022年冬奥会的“飞扬”火炬采用氢气作为燃料。火炬燃料由氢气替代了丙烷，其优点是__________________。写出氢气燃烧的化学方程式：___________________________。
【举一反三7】北京冬奥会是奥运历史上第一届全部使用绿色清洁电能的奥运会，所有场馆实现 100%使用可再生能源及“绿电”。试回答。
(1)写出一种清洁能源：___________________________。
(2)北京 2008年夏季奥运会的“祥云”火炬采用丙烷(化学式 C H )作为燃料,北京 2022年冬奥会的“飞扬”火炬采用氢气作为燃料；火炬燃料由氢气替代了丙烷，其优点是___________________________；写出氢气燃烧的化学方程式：___________________________。
【题型4】应用广泛的化学电池
【典型例题】下列能量转化过程中由化学能转化为电能的是（　　）
A.电解水 B.潮汐发电 C.电灯照明 D.干电池作电源
【举一反三1】如图是某航天器能量储存系统的工作原理，下列说法错误的是（　　）
A.该系统中能量的最初来源是太阳能
B.在装置X的反应中，与电源正、负极相连的电极上产生的气体体积比为2∶1
C.装置Y是氢燃料电池，工作时将化学能转化为电能
D.该系统实现了物质的零排放，对环境友好
【举一反三2】当前科学家正在大力开发各种新型电池，干电池在逐步被取代，其主要原因是（　　）
A.干电池生产成本高，价格昂贵
B.干电池容易造成重金属污染
C.干电池是一次电池，不能循环使用
D.干电池不安全，较容易发生爆炸事故
【举一反三3】“氢气能量密度高、能量转换效率优异且没有污染，是一种零碳排放的新能源理想燃料。电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术。但由于全球淡水资源紧缺，电解海水继而成为研究热点。海水电解不仅是一种生产清洁氢能的可行方法，而且对海水淡化也具有重要意义。然而由于海水中元素成分复杂，引起电极的严重腐蚀、催化剂失效以及其他副反应的发生，从而降低制氢的效率。
海水电解制氢的反应原理与纯水电解基本相同。最近，我国科研团队提出碱性电解槽(如图)被尝试应用于海水直接电解。
依据上文，回答下列问题：
(1)氢气被认为是理想燃料的原因：__________________ 、_______________。(答两点)
(2)如图所示，我们发现流向正极的粒子是_______________ (填粒子的符号)。
(3)负极产生的气体是_____________ (填化学式)，若将燃着的木条靠近正极产生的气体，观察到的现象是_________________。
(4)下列关于H2的说法正确的是__________________（填字母）。
a.点燃氢气前，要先验纯
b.实验室可用排水法收集氢气
c.氢气在氧气中燃烧只生成水，也能说明水是由氢、氧元素组成
(5)目前，海水电解制氢还存在的困难是_________________(答一点即可)。
【举一反三4】截至2024年3月14日，在轨执行任务的“神舟十七号”乘组航天员飞行时长将达到140天。
某兴趣小组同学对我国航天科技领域取得的成就感到骄傲和自豪，并对相关问题进行了项目式探究。
任务一：了解我国航天科技领域中新型材料和能源
［查阅资料］
（1）中国空间站的能量主要来自柔性太阳电池翼，可将 　 　 　转化为电能。
任务二：学习舱外航天服处理二氧化碳的反应原理
［咨询老师］氢氧化锂和氢氧化钠化学性质相似。
［小组交流］
（2）为了保障航天员有适宜的呼吸环境，必须处理产生的CO2，目前飞船上常采用氢氧化锂（LiOH）作为吸收剂来吸收CO2，该反应的化学方程式为 　 　　　　　　　　　 　。
任务三：模拟碳酸锂处理实验
［咨询老师］碳酸锂和碳酸钠化学性质相似。
［模拟实验］
（3）航天器返回地面后，需将吸收CO2生成的碳酸锂进行处理，实现物质的循环利用，兴趣小组同学用碳酸锂溶液在实验室进行了模拟实验。
［反思评价］
（4）航天器返回地面后，专业处理方法采用的是方案1而非方案2，理由是 　 　　　　　　　　　　　　 　。
任务四：设计航天精神的宣传标语
（5）为了让更多的同学了解中国航天故事，兴趣小组同学在校园文化角开展了《讲好航天故事》征文活动，并征集了宣传标语，请你也设计一条体现中国航天精神的宣传标语：　 　　　　　　 　。
【题型5】化学与能源利用
【典型例题】开发使用新能源是解决城市大气污染问题的根本途径．下列与新能源有关的说法中，错误的是（　　）
A.使用氢燃料电池汽车，燃料电池系统将化学能转化为电能，是解决汽车尾气污染的有效措施
B.晶体硅不仅是电子和信息工业的基础材料，也是研制太阳能电池的基础材料
C.垃圾焚烧会产生对环境有害的物质，将烟囱建得高些，就可避免烟气产生的污染
D.煤、石油通过炼制、加工，可制造各种有机合成材料、医药、农药、染料和炸药等
【举一反三1】我国大力开发新能源，坚持走可持续发展道路，有效地缓解化了石燃料的危机。下列属于新能源的是（　　）
A.石油 B.天然气 C.太阳能 D.煤
【举一反三2】如图是某燃料电池的工作原理示意图，下列正确的是（　　）
A.该电池发生的反应属于分解反应
B.该电池的反应原理与电解水相同
C.反应前后物质的分子数目不变
D.该电池可将化学能转化为电能
【举一反三3】近年，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与储存，过程如图所示：下列错误的是（　　）
A.整个流程最终实现太阳能转化为电能
B.反应Ⅰ属于分解反应，有三种物质生成
C.反应Ⅱ中所有硫元素的化合价都升高
D.反应Ⅲ中发出蓝紫色火焰，产生无色有刺激性气味的气体
【举一反三4】［化学与工程］
科技缔造生活，创新筑梦未来。化学科学的发展给人类带来极大的便利。请分析图文信息，解答下列相关问题。
（1）氢气被称为“最理想的清洁燃料”，目前已应用在多个领域。纯净的氢气在空气中燃烧能产生 　 　（填颜色）的火焰，放出大量的热，反应的文字表达式是 　 　　　　　　　　　　　 。
（2）高效利用煤层气可生产出金刚石。金刚石是自然界最 　　　的物质。它与石墨物理性质有很大的差异，其原因是 　 　　　　　　　　　 　。
（3）空间站的环控生保净化装置利用电解水产生氧气。电解水时正负极气体的体积之比为 　 　，反应的文字表达式是 　　　　　　　　　　　 。
（4）为有效促进“双碳”目标的实现，山西下大力气建设了很多新能源基地，图Ⅲ中展示的一种新能源是 　　 　，使用这种新能源有利于控制 　 　　　 的加剧。
人类社会的发展离不开能源。能源的发展史上经历了柴草时期，煤炭时期、石油和天然气时期，逐渐进入新能源时期。
【举一反三5】
（1）①煤，石油和天然气等化石燃料。它们都属于 　 　 　（填“可再生”或“不可再生”）能源。
②结合下图信息判断，图中相等质量的五种物质充分燃烧时放出热量最多的是 　 　。
（2）我国有着丰富的可燃冰资源，其顺利开采可有效降低我国能源的对外依赖程度。
①可燃冰、天然气的主要成分都是甲烷。请写出甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式 　 　　　　　　　　　　　　 　。
②为方便贮存和运输，天然气可被压缩到容积很小的钢瓶中，而可燃冰却很难被压缩。试从微观的角度分析可燃冰难被压缩的原因　　 　。
（3）开发和利用清洁高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。氢能是未来最理想的能源之一。
①氢能源公交车使用的氢氧燃料电池是一种将化学能转化成 　 　 　能的装置。
②写出氢能源的优点（一点即可）：　 　　　　　　　 　。
（4）除了氢能源，人们正在开发和利用的其他能源有 　 　　　 　（写一种）。
【题型6】化石燃料及其综合利用
【典型例题】如图为CH4（甲烷，天然气主要成分）的转化和资源化利用。下列说法不正确的是（　　）
A.转化①属于化合反应
B.转化②发生了物理变化
C.转化③中催化剂不需要不断添加
D.转化④在常温下进行，可采用双氧水溶液和MnO2制取O2的发生装置
【举一反三1】国内某民营企业自主研发的液氧甲烷火箭发动机试车成功。标志着我国民营航天企业在火箭自主研发方面实现了重大突破。下列关于氧气和甲烷的说法正确的是（　　）
A.氧气可以供给呼吸
B.通常状况下氧气呈液态
C.甲烷可以用于灭火
D.甲烷是空气中含量最高的气体
【举一反三2】“九门走九车”说的是老北京内城九座城门的昔日景象。
(1)阜成门走煤车。除煤外，化石燃料还有天然气和　　　　　。
(2)德胜门走兵车。炼铁原料赤铁矿的主要成分为，其中的化合价为　　　　　。
【举一反三3】第二十四届冬季奥林匹克运动会向全世界展示了绿色奥运的理念。
(1)冬奥会场馆所用电能，主要来源于太阳能、风能发电，与燃煤发电相比，减少了二氧化碳气体的排放，可有效缓解的环境问题是________________________。
(2)冬奥火炬采用氢气作燃料。从燃烧产物分析，氢气被认为是理想的清洁燃料，原因是________。
(3)冬奥火种灯燃料是丙烷(C H )，燃烧的化学方程式为，则X的数值为________。关闭火种灯的燃料开关，会使火焰熄灭，采用的灭火原理是________。
【举一反三4】化学在保证人类生存并不断提高生活质量方面起着重要作用。阅读下列科普短文，并回答相关问题：
　　煤是一种化石能源，主要含有碳元素，此外还含有氢、氧、氮、硫等元素。过去，大部分煤直接用作燃料，这样做带来了一系列环境污染问题，如二氧化硫的排放，引发酸雨等。
　　如今通过“煤气化”技术可以综合利用煤，“煤气化”是指在高温条件下，通过水蒸气与煤发生的化学反应，生成一氧化碳和氢气。这相较于直接燃煤更为清洁，也为合成氨气等化工产品提供了原料。
(1)除煤外，常见的化石能源还有　　　　（填字母）。
A．沼气 B．石油 C．乙醇
(2)写出“煤气化”反应的化学方程式　　　　　　　　，已知该反应是吸热反应，则该反应的能量转化为　　　　　　　　（用“→”表示转化）。
(3)下列做法能减少酸雨产生的是　　　　（填字母）。
A．大力推广使用脱硫煤 B．采用物理或化学方法，人工吸收
【题型7】化石燃料燃烧对环境的影响
【典型例题】下列关于资源、能源、环保方面的叙述不正确的是(　　)
A.汽车使用乙醇汽油可适当节约石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染
B.海底蕴藏着新能源——可燃冰，若开采过程中泄漏于大气中会造成温室效应
C.空气是一种宝贵的能源，各成分作为原料广泛应用于生产化肥、炼钢、石油加工等
D.煤是复杂的混合物，主要含有碳元素，作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应放出热量
【举一反三1】使用下列交通工具出行，环境污染最大的是（　　）
A.氢能源车 B.共享单车 C.电动汽车 D.柴油汽车
【举一反三2】从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是（　　）
A.汽油 B.天然气 C.酒精 D.氢气
【举一反三3】能源、环境问题是全球关注的热点问题。请回答下列问题：
（1）下列物质：天然气、氢气、乙醇、汽油、柴油，其中最清洁的燃料是______________。
（2）海底埋藏着大量的“可燃冰”，可成为未来的新能源，其主要成分是甲烷水合物，甲烷燃烧反应的化学方程式为________________________________。
（3）煤燃烧时会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物。在一定条件下，二氧化硫与二氧化氮能发生反应：SO2+NO2══SO3+X，其中X的化学式为 ________________。
（4）生活中人们常常利用燃料燃烧产生的能量来做饭、取暖等。下列有关说法正确的是_______________。
A.化学反应过程中都会发生放热现象
B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C.在当今社会，人类需要的大部分能量是由化学反应产生的
（5）写出生活中防止大气中二氧化碳含量增加的措施：_______________________________。（答出1点即可）
【举一反三4】“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”这是中国应对全球气候问题作出的庄严承诺。请回答下列问题：
（1）控制CO2的排放，目的是减缓____________效应。自然界中能吸收二氧化碳的途径主要是绿色植物的_______________作用。
（2）写出日常生活中你能做到的一种“低碳”行为：____________________。
（3）利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少 _______________的排放。做饭时，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，则需将灶具进风口___________（填“调大”或“调小”）即可恢复正常的蓝色火焰。
【举一反三5】煤炭(主要成分为碳单质)是工业制取甲醇()的一种原料，生产甲醇的流程如图：
(1)气化炉发生的反应是水与煤炭粉反应，化学方程式是　　　　。
(2)合成塔中两种气体在催化剂和高温下合成甲醇，与的分子个数比是　　　　。
(3)该流程中，可循环再用的物质是　　　　(填化学式)。
(4)煤的使用在方便人们生活的同时，也对环境造成了不良影响。脱硫的煤燃烧产生的能引起酸雨的气体污染物是　　　　。
(5)甲醇()在一定条件下，可以转化为甲醛()，如下图所示。反应a的化学方程式是　　　　。为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充。理论上需补充的与反应a中生成的的分子个数比是　　　　。
【举一反三6】碳中和理念设计低碳行动方案：中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。
(1)我国承诺在2030年前实现“碳达峰”，“碳达峰”中的“碳”指的是　　　　（填字母）。
A．碳原子 B．碳元素 C．一氧化碳 D．二氧化碳
(2)现阶段的能源结构仍以化石燃料为主，化石燃料包括煤、　　　　和天然气。
(3)降低“碳排放”以缓解温室效应的加剧，现阶段，下列措施合理的是　　　　(填字母)。
A．禁止烧煤 B．研发汽车清洁新能源 C．鼓励乘坐公交出行
(4)“碳中和”是指使碳排放与碳吸收达平衡，最终实现零碳排放。请提出一种可行的碳吸收方式：　　　　　　。
(5)“碳捕获”并封存被认为是目前减缓全球变暖最经济可行的方式。小张同学利用化学知识，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图所示。
①此方法中采用“喷雾”的优点是　　　　。
②流程中可循环利用的物质为丁，请写出丁与水反应转化为Ca(OH)2的化学方程式：　　　　。
③该流程虽然简单，但从节能减排的角度看，存在的不足是　　　　。
(6)谈CO2的转化：一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(C2H6O)的途径如图：
反应①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，该单质为　　　　。

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