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科粤版（2024）九年级上册 第五单元　燃料与二氧化碳5.1 氢气 题型专练
【题型1】最洁净的燃料
【典型例题】中科院赣江创新研究院等共同开发出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，助力北京冬奥会。下列关于氢气的说法不正确的是(　　)
A.氢气燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
B.氢气燃烧不会产生污染物
C.同温同压时，氢气密度比空气小
D.氢气在点燃前需检验纯度
20℃时将水置于强电场中，水分子瞬间凝固形成“暖冰”。用“暖冰”做如图所示实验，在烧杯中加入几滴红墨水，溶液先变红后褪色。下列有关正确的是（　　）
A.水形成“暖冰”时分子种类改变
B.“暖冰”中的水分子间没有间隔
C.“暖冰”在强电场中凝固吸收热量
D.相同反应物在不同条件下产物可能不同
【举一反三2】氢气在氧气里能燃烧生成液态水。
如图是一定体积的氢气和不同体积的氧气反应的关系图，横坐标表示加入氧气的体积，纵坐标表示反应后剩余气体的体积，气体体积均在同温同压下测定。
（1）当加入1体积氧气时，剩余气体的体积为______。当加入3体积氧气时，剩余气体的体积为____。
（2）图中右侧的虚线表示加入氧气体积____________。
（3）该体系中原有的氢气体积应为_______________。
【举一反三3】通过水的分解与水的生成来探究水的组成。
(1)通过电解水实验验证水的组成（图甲）。
①通电后，两电极上都出现气泡，一段时间后，与正．负两极相连的注射器内收集的气体体积比为 　　　　　　　　。
②实验结论：水由 　　　　　　　　 组成。
(2)通过氢气燃烧的方法验证水的组成（如图乙、丙）。
①将氢气点燃前要先 　　　　　　　　 。
②如图丙，点燃氢气后观察到的现象是 　　　　　　　　 ，从而验证了水的组成。
【题型2】理想的燃料
【典型例题】“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
【举一反三1】为落实“绿色冬奥”的理念，北京冬奥会使用的汽车实现了尾气的“零排放”，该种汽车使用的燃料是(　　)
A.氢气 B.天然气 C.汽油 D.乙醇汽油
【举一反三2】液氢已应用于航天等领域。目前在生活生产中大量使用氢能源还存在一定困难，原因是（　　）
A.氢气本身无毒
B.氢气制取成本高和贮存困难
C.氢气燃烧放出的热量多
D.氢气燃烧产物不污染空气
【举一反三3】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： 。
【举一反三4】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 　 。
【举一反三5】能源的利用促进了经济的发展，便利了人们的生活，也带来了一些环境问题。
(1)温室效应会导致全球气候变暖，土地沙漠化，农业减产等问题，请写出温室效应产生的一条原因。
(2)氢气是最理想的清洁能源，但目前还未能广泛应用，请写出一条原因。
(3)除了氢能源以外，请写出一种人类正在利用和开发的新能源。
【举一反三6】氢能作为极具发展潜力的多元化能源，在我国经济发展中具有重要的地位。某校实践小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣，他们对氢气的制取方法、应用优势、储存手段和发展前景等展开了项目式问题探究。
任务一：调查氢能制取方法
[咨询专家]小组同学通过数字化平台向专家进行咨询，知道了氢气可用多种工艺过程制备，方法有电解水制氢和工业副产品制氢等。
[模型构建]用可再生能源电解水制氢，将是应用广泛、技术成熟的一种手段。过程如下：
[交流讨论](1)近年来，能用来发电的可再生能源有 　　 。
(2)化石燃料也可用于氢的制取，但不足之处有 　 　 。
任务二：探究氢能应用优势
[提出问题]氢气作为理想能源的原因是什么？
[进行实验]设计纯净氢气与天然气燃烧的对比实验
[反思评价](1)通过上述实验对比，氢气作为燃料的优点是 　 　。
(2)在理想状态下，小组同学通过图1实验，将测得的实验数据绘制成的图像如图2所示，分析图像，可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　 。
任务三：调研氢能储存手段
[查阅资料]我国绿氢规模化储存是商业化应用的基本保障，为了进行大量储存，通常将氢气转化为液氢，从微观角度分析，发生改变的是 　 　。
任务四：展望氢能发展前景
[市场调研]目前，氢燃料电池在公共交通中应用已较为成熟，其工作原理如图3所示，发生反应的化学方程式为 　 ，未来，氢能将在航空、航天、电力和建筑领域大力推广。
成果分享：通过问题探究，大家对氢能有了较为全面的认识。氢气作为一种理想的新型能源，其产业链包括“制—储—输—用”四个主要环节。因此，降本增效、规模化发展，将是我国经济增长和服务民生的一项重要举措。
科粤版（2024）九年级上册 第五单元　燃料与二氧化碳5.1 氢气 题型专练（参考答案）
【题型1】最洁净的燃料
【典型例题】中科院赣江创新研究院等共同开发出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，助力北京冬奥会。下列关于氢气的说法不正确的是(　　)
A.氢气燃烧产生明亮的蓝紫色火焰
B.氢气燃烧不会产生污染物
C.同温同压时，氢气密度比空气小
D.氢气在点燃前需检验纯度
【答案】A
【解析】氢气燃烧产生淡蓝色火焰，A错误；氢气燃烧的产物只有水，不属于污染物，B正确；同温同压时，氢气密度比空气小，C正确；氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，在点燃前需检验纯度，D正确。
20℃时将水置于强电场中，水分子瞬间凝固形成“暖冰”。用“暖冰”做如图所示实验，在烧杯中加入几滴红墨水，溶液先变红后褪色。下列有关正确的是（　　）
A.水形成“暖冰”时分子种类改变
B.“暖冰”中的水分子间没有间隔
C.“暖冰”在强电场中凝固吸收热量
D.相同反应物在不同条件下产物可能不同
【答案】D
【解析】水形成“暖冰”时，属于物理变化，分子种类不变，故A错误；“暖冰”中的水分子间有间隔，故B错误；“暖冰”在强电场中凝固，没有吸收热量，故C错误；红墨水褪色，说明在该条件下，氢气燃烧生成过氧化氢，则说明相同反应物在不同条件下产物可能不同，故D正确。
【举一反三2】氢气在氧气里能燃烧生成液态水。
如图是一定体积的氢气和不同体积的氧气反应的关系图，横坐标表示加入氧气的体积，纵坐标表示反应后剩余气体的体积，气体体积均在同温同压下测定。
（1）当加入1体积氧气时，剩余气体的体积为______。当加入3体积氧气时，剩余气体的体积为____。
（2）图中右侧的虚线表示加入氧气体积____________。
（3）该体系中原有的氢气体积应为_______________。
【答案】（1）4 mL 　0 mL　　（2）3 mL　　（3）6 mL
【解析】（1）从图中可以看出：当加入1体积氧气时，剩余氢气的体积为4 mL，当加入3体积氧气时，剩余氢气的体积为0 mL。
（2）根据分析可知，当氧气体积为3 mL时，两者完全反应；图中右侧的虚线表示氧气过量，加入氧气体积为3 mL。
（3）根据图示可以得出氢气和氧气反应时的体积比为2∶1，当氧气体积为3 mL时，两者完全反应。因此原有氢气6 mL。
【举一反三3】通过水的分解与水的生成来探究水的组成。
(1)通过电解水实验验证水的组成（图甲）。
①通电后，两电极上都出现气泡，一段时间后，与正．负两极相连的注射器内收集的气体体积比为 　　　　　　　　。
②实验结论：水由 　　　　　　　　 组成。
(2)通过氢气燃烧的方法验证水的组成（如图乙、丙）。
①将氢气点燃前要先 　　　　　　　　 。
②如图丙，点燃氢气后观察到的现象是 　　　　　　　　 ，从而验证了水的组成。
【答案】(1) 　氢元素和氧元素
(2)验纯（或检验氢气的纯度）　气体能被点燃，发出淡蓝色火焰，烧杯内壁出现水雾
【解析】（1）①通电后，两电极上具有气泡产生，连接正极的试管内产生的气体较少，是氧气，连接负极的试管内产生的是氢气，体积较大，正、负两极试管内收集的气体体积比为1：2；
②水电解生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，由此可得出水由氢元素和氧元素组成；
（2）①将氢气点燃前要先验纯（或检验氢气的纯度），防止发生爆炸；
②如图丙，点燃氢气后观察到气体能被点燃，发出淡蓝色火焰，烧杯内壁出现水雾，从而验证了水的组成；
【题型2】理想的燃料
【典型例题】“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】氢气燃烧热值高，且产物只有水，清洁无污染，A正确；
氧气不具有可燃性，不能做燃料，B错误；
酒精不充分燃烧会产生一氧化碳和炭粒等污染物，C错误；
石油燃烧会产生一氧化碳和炭粒等多种污染物，D错误。
【举一反三1】为落实“绿色冬奥”的理念，北京冬奥会使用的汽车实现了尾气的“零排放”，该种汽车使用的燃料是(　　)
A.氢气 B.天然气 C.汽油 D.乙醇汽油
【答案】A
【解析】氢气燃烧只生成水，无污染，可实现汽车尾气的“零排放”，A 正确；天然气燃烧会产生一氧化碳、二氧化碳等，不能实现汽车尾气的“零排放”，B 错误；汽油燃烧会产生一氧化碳、二氧化硫等，不能实现汽车尾气的“零排放”，C错误；乙醇汽油燃烧会产生一氧化碳、二氧化碳等，不能实现汽车尾气的“零排放”,D错误。
【举一反三2】液氢已应用于航天等领域。目前在生活生产中大量使用氢能源还存在一定困难，原因是（　　）
A.氢气本身无毒
B.氢气制取成本高和贮存困难
C.氢气燃烧放出的热量多
D.氢气燃烧产物不污染空气
【答案】B
【举一反三3】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。
【举一反三4】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)2H2+O22H2O
【解析】(2)燃料电池中氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为2H2+O22H2O。
【举一反三5】能源的利用促进了经济的发展，便利了人们的生活，也带来了一些环境问题。
(1)温室效应会导致全球气候变暖，土地沙漠化，农业减产等问题，请写出温室效应产生的一条原因。
(2)氢气是最理想的清洁能源，但目前还未能广泛应用，请写出一条原因。
(3)除了氢能源以外，请写出一种人类正在利用和开发的新能源。
【答案】(1)人类所消耗的化石能源急剧增加，森林不断减少，大气中CO2含量不断上升(合理即可)。　(2)制取成本高(或贮存困难)(合理即可)。　(3)太阳能(合理即可)。
【解析】(3)人类正在利用和开发的新能源还有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能等。
【举一反三6】氢能作为极具发展潜力的多元化能源，在我国经济发展中具有重要的地位。某校实践小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣，他们对氢气的制取方法、应用优势、储存手段和发展前景等展开了项目式问题探究。
任务一：调查氢能制取方法
[咨询专家]小组同学通过数字化平台向专家进行咨询，知道了氢气可用多种工艺过程制备，方法有电解水制氢和工业副产品制氢等。
[模型构建]用可再生能源电解水制氢，将是应用广泛、技术成熟的一种手段。过程如下：
[交流讨论](1)近年来，能用来发电的可再生能源有 　　 。
(2)化石燃料也可用于氢的制取，但不足之处有 　 　 。
任务二：探究氢能应用优势
[提出问题]氢气作为理想能源的原因是什么？
[进行实验]设计纯净氢气与天然气燃烧的对比实验
[反思评价](1)通过上述实验对比，氢气作为燃料的优点是 　 　。
(2)在理想状态下，小组同学通过图1实验，将测得的实验数据绘制成的图像如图2所示，分析图像，可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　 。
任务三：调研氢能储存手段
[查阅资料]我国绿氢规模化储存是商业化应用的基本保障，为了进行大量储存，通常将氢气转化为液氢，从微观角度分析，发生改变的是 　 　。
任务四：展望氢能发展前景
[市场调研]目前，氢燃料电池在公共交通中应用已较为成熟，其工作原理如图3所示，发生反应的化学方程式为 　 ，未来，氢能将在航空、航天、电力和建筑领域大力推广。
成果分享：通过问题探究，大家对氢能有了较为全面的认识。氢气作为一种理想的新型能源，其产业链包括“制—储—输—用”四个主要环节。因此，降本增效、规模化发展，将是我国经济增长和服务民生的一项重要举措。
【答案】任务一：(1)太阳能(合理即可) (2)会产生大量污染物(合理即可)　任务二：①烧杯内壁均有水雾产生　②天然气燃烧生成了二氧化碳，氢气燃烧不生成二氧化碳 (1)生成物只有水，无污染 (2)氢气燃烧的热值比天然气高　任务三：分子间的间隔　任务四：2H2+O22H2O

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