2025年下學(xué)期高二化學(xué)化學(xué)與能源開發(fā)試題一、選擇題（每題3分，共45分）下列關(guān)于能源分類的說法正確的是（）A.煤、石油、天然氣均屬于可再生能源B.氫能、太陽能、風(fēng)能均屬于新能源C.核能因燃料有限，屬于不可再生能源D.地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芤蚍植季窒?，不屬于清潔能?025年我國自主研發(fā)的“液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)重大突破，其工作原理為：在充放電過程中，電解液中的活性物質(zhì)在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)。該電池的能量轉(zhuǎn)化形式是（）A.化學(xué)能→電能B.電能→化學(xué)能C.化學(xué)能→熱能D.電能→機(jī)械能石油分餾是工業(yè)上獲得輕質(zhì)油的主要方法，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.分餾屬于物理變化B.分餾產(chǎn)物中汽油的沸點(diǎn)低于柴油C.通過分餾可得到乙烯、丙烯等化工原料D.分餾塔中，餾分的密度隨塔高增加而減小煤的干餾是實(shí)現(xiàn)煤綜合利用的重要途徑，其產(chǎn)物不包括（）A.焦炭B.煤焦油C.焦?fàn)t氣D.水煤氣氫氧燃料電池是一種高效、環(huán)保的新型電源，其總反應(yīng)為：2H?+O?=2H?O。下列說法正確的是（）A.通入H?的電極為正極B.電解質(zhì)溶液中的H?向負(fù)極移動(dòng)C.負(fù)極反應(yīng)式為：H?-2e?=2H?D.放電過程中，電解質(zhì)溶液的pH增大下列關(guān)于新型電池的說法錯(cuò)誤的是（）A.石墨烯鋰電池通過提高電極導(dǎo)電性提升能量密度B.金屬-空氣電池（如Zn-O?電池）的正極反應(yīng)為：O?+2H?O+4e?=4OH?C.微生物燃料電池可利用有機(jī)廢水發(fā)電，實(shí)現(xiàn)能源與環(huán)境的協(xié)同治理D.鈉硫電池（Na-S）因鈉的活潑性，需在高溫下運(yùn)行以防止鈉單質(zhì)凝固天然氣是一種重要的化石能源，其綜合利用不包括（）A.直接燃燒供暖B.催化重整制備合成氣（CO+H?）C.裂解生產(chǎn)乙烯D.液化儲(chǔ)存作為汽車燃料下列措施不利于“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的是（）A.推廣光伏電站與煤電聯(lián)營B.研發(fā)CO?電解制甲醇技術(shù)C.提高石油分餾的溫度以增加輕質(zhì)油產(chǎn)量D.利用風(fēng)能電解水制備“綠氫”某新型有機(jī)物燃料電池以甲醇為燃料，KOH為電解質(zhì)溶液，下列說法正確的是（）A.負(fù)極反應(yīng)式為：CH?OH+8OH?-6e?=CO?2?+6H?OB.正極反應(yīng)式為：O?+2H?O+2e?=4OH?C.放電過程中，K?向負(fù)極移動(dòng)D.電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的堿性增強(qiáng)下列關(guān)于能源轉(zhuǎn)化的說法錯(cuò)誤的是（）A.太陽能光伏電池將光能直接轉(zhuǎn)化為電能B.風(fēng)力發(fā)電是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.生物質(zhì)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為熱能時(shí)，不涉及化學(xué)變化D.核能發(fā)電是通過核裂變釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能煤的氣化是將煤轉(zhuǎn)化為清潔能源的重要技術(shù)，其主要反應(yīng)為：C(s)+H?O(g)=CO(g)+H?(g)（吸熱反應(yīng)）。下列措施能加快該反應(yīng)速率的是（）A.降低溫度B.增大容器體積C.加入催化劑D.減少碳的用量2025年“天宮空間站”采用再生式燃料電池供電，該電池以循環(huán)流動(dòng)的H?和O?為燃料，產(chǎn)物為水并回收利用。下列說法正確的是（）A.該電池為二次電池，可充電重復(fù)使用B.放電時(shí)，H?在正極發(fā)生氧化反應(yīng)C.若產(chǎn)生1molH?O，理論上轉(zhuǎn)移2mol電子D.該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)空間站內(nèi)“零碳排放”下列關(guān)于化石能源綜合利用的說法正確的是（）A.石油催化裂化的目的是獲得乙烯、丙烯等短鏈烴B.煤的液化可直接得到液態(tài)燃料，如汽油、柴油C.天然氣的主要成分是甲烷，可用于生產(chǎn)合成氨D.石油分餾所得的餾分均為純凈物下列新能源開發(fā)利用過程中，未涉及氧化還原反應(yīng)的是（）A.太陽能光解水制氫B.潮汐能發(fā)電C.生物質(zhì)能發(fā)酵制沼氣D.燃料電池供電某新型鋰硫電池的正極材料為S?，放電時(shí)的反應(yīng)為：16Li+S?=8Li?S。下列說法正確的是（）A.該電池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.Li為正極，發(fā)生還原反應(yīng)C.每消耗1molS?，轉(zhuǎn)移16mol電子D.電池工作時(shí)，Li?向負(fù)極移動(dòng)二、填空題（每空2分，共30分）化石能源包括________、________和天然氣，其燃燒時(shí)產(chǎn)生的________氣體是導(dǎo)致酸雨的主要原因之一。工業(yè)上利用石油分餾可得到汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品，分餾的原理是利用各組分________的不同；為提高輕質(zhì)油產(chǎn)量，還需進(jìn)行________（填“裂化”或“裂解”）。鉛酸蓄電池是常見的二次電池，放電時(shí)總反應(yīng)為：Pb+PbO?+2H?SO?=2PbSO?+2H?O。則正極反應(yīng)式為：________________，充電時(shí)，PbSO?在________（填“陽極”或“陰極”）轉(zhuǎn)化為PbO?。氫能被視為21世紀(jì)最理想的能源，其優(yōu)點(diǎn)包括________、（任答兩點(diǎn)）；目前制約氫能大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸是（填“儲(chǔ)存”或“制備”）技術(shù)。煤的干餾產(chǎn)物中，________可用于冶煉金屬，________是重要的化工原料，含有苯、甲苯等芳香族化合物。2025年研發(fā)的“鈉離子電池”以其低成本優(yōu)勢(shì)有望替代部分鋰電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：Na-e?=Na?，則正極反應(yīng)中，電解質(zhì)溶液中的________（填離子符號(hào)）向正極移動(dòng)。太陽能利用的兩種主要方式是________（如光伏電池）和________（如太陽能熱水器）。三、簡答題（共45分）（12分）我國提出“2030碳達(dá)峰，2060碳中和”目標(biāo)，需推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。（1）簡述化石能源（煤、石油、天然氣）在使用過程中對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。（2）列舉兩種可替代化石能源的新能源，并說明其優(yōu)勢(shì)。（15分）新型電源是能源開發(fā)的研究熱點(diǎn)。（1）某微生物燃料電池（MFC）以葡萄糖（C?H??O?）為燃料，在厭氧條件下，通過微生物代謝將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式（酸性條件下）。（2）對(duì)比傳統(tǒng)干電池與鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)（至少兩點(diǎn)）。（3）簡述“全液流電池”相對(duì)于固體電極電池的優(yōu)勢(shì)。（18分）化學(xué)在化石能源綜合利用中發(fā)揮關(guān)鍵作用。（1）以煤為原料合成甲醇的主要步驟為：煤的氣化（生成CO和H?）→CO和H?在催化劑作用下合成甲醇（CO+2H?=CH?OH）。①寫出煤的氣化主要反應(yīng)的化學(xué)方程式（以碳與水蒸氣反應(yīng)為例）。②若合成1molCH?OH，理論上需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下H?的體積為多少？（2）石油裂解可獲得乙烯，乙烯是生產(chǎn)聚乙烯的原料。寫出乙烯聚合反應(yīng)的化學(xué)方程式，并說明該過程的原子利用率。（3）天然氣的主要成分是甲烷，寫出甲烷高溫分解生成炭黑和氫氣的化學(xué)方程式，并指出該反應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值。四、計(jì)算題（20分）某新型鋅-空氣電池的總反應(yīng)為：2Zn+O?+2H?O=2Zn(OH)?。（1）計(jì)算65gZn完全放電時(shí)，消耗O?的物質(zhì)的量。（2）若該電池的能量密度為500Wh/kg（即每千克反應(yīng)物放出500Wh的電能），計(jì)算65gZn理論上可提供的電能（1Wh=3600J，保留兩位小數(shù)）。（3）若電池工作時(shí)，電路中通過0.5mol電子，計(jì)算生成Zn(OH)?的質(zhì)量。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（此處省略，實(shí)際試題需附答案）試題設(shè)計(jì)說明：知識(shí)點(diǎn)覆蓋：試題涵蓋新型電源（鋰離子電池、液流電池、燃料電池）、化石能源綜合利用（煤的氣化/干餾、石油分餾/裂化、天然氣轉(zhuǎn)化）、新能源開發(fā)（氫能、太陽能、生物質(zhì)能）等核心內(nèi)容，符合2025年高二化學(xué)教學(xué)大綱要求。題型結(jié)構(gòu)：通過選擇、填空、簡答、計(jì)算四種題型，全面考查學(xué)生對(duì)概念辨析、原理應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)分析及定量計(jì)算的能力，其中簡答題第3題（煤合成甲醇）