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考点一、石油和煤的加工
例1下列关于化石燃料的加工说法正确的是（）。
A．石油裂化主要得到乙烯
B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油
C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径
解析A项，石油裂化的目的是获得更多的液态轻质汽油，错误；B项，石油分馏属于物理变化，错误；D项，煤制煤气是化学变化，错误。
答案：C。
点评本题考查化石燃料的利用，意在考查考生对有机化学知识的掌握情况。
考点二、太阳能的利用
例2人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学图1原料。图1是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是（）。
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强
D．催化剂b表面的反应是CO2 +2H++2e-HCOOH
解析A项，根据题给信息和反应特点，该电池中发生的总反应式为：2CO2+2H2O2HCOOH+O2↑，故其是将太阳能转化为了化学能，正确；B项，根据氢离子的转移方向和电子的转移方向，可知催化剂a这一极为电源的负极，故其表面发生：2H2O-4e-4H++O2↑，氧元素化合价升高被氧化，正确；C项，催化剂表面产生氢离子，酸性增强，错误；D项，催化剂b这一极为电源的正极，故其表面发生：CO2+2H++2e-HCOOH，正确。
答案：C。
点评本题以太阳能的利用为载体，考查了能量的转化、原电池的基本原理、电极反应式的书写和电解质溶液的酸碱性变化等知识，要求考生能根据图形正确地分析、判断原电池的电极，准确地理解原电池的工作原理。
考点三、氢能的存储
例3科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为：
NaHCO3+H2储氢释氢HCOONa+H2O
下列有关说法正确的是（ ）。
A．储氢、释氢过程均无能量变化
B．NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键
C．储氢过程中，NaHCO3被氧化
D．释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H2
解析A项，化学反应过程中一定伴随着能量的变化，错误；B项，NaHCO3、HCOONa均为离子化合物，含有离子键，在HCO-3、HCOO-中均含有共价键，正确；C项，储氢过程中NaHCO3被还原，错误；D项，没有说明气体所处的状态，错误。
答案:B。
点评本题以新的储氢方法为背景，综合考查化学反应与能量、化学键、氧化还原反应等知识，同时考查考生对接受、吸收、整合化学信息的能力。
考点四、天然气在电池中的应用
例4新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图2所示。
图2回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是，电解氯化钠溶液的总反应化学方程式为；
（3）若每个电池甲烷通入量 为1 L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为（法拉第常数F=9.65×104 C·mol-1，列式计算），最多能产生的氯气体积为L（标准状况）。
解析（1）总反应式为：CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O，正极反应式为2O2+4H2O+8e-8OH-，则负极反应式由总反应式减正极反应式得到。（2）由三个池可看出一、二两池为串联的电池，其中甲烷与氧气反应，甲烷是还原剂，其所在极为负极，因而与之相连的b电极为阴极，产生的气体为氢气。（3）1 mol甲烷氧化失去8 mol电子，电量为8×9.65×104C，因题中虽有两个燃料电池，但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算，1 L为1/22.4 mol，可求电量；甲烷失电子是Cl-失电子数的8倍，则得到氢气为4 L（CH4~8Cl-~4Cl2）。
答案:（1）2O2+4H2O+8e-8OH-，CH4+10OH--8e-CO2-3+7H2O
（2）H22NaCl+2H2O通电
2NaOH+H2↑+Cl2↑
（3）1 L22.4 L·mol-1×8×9.65×104C·mol-1=3.45×104C4 L
点评本题以甲烷燃料电池为载体，考查原电池电极反应式的书写、电解原理、电化学的有关计算等知识，要求考生能准确判断原电池与电解池，并能进行综合运用。
考点五、煤的燃烧与环境保护
图3例5直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在图3所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。请回答下列问题：
（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有 。（填写字母编号）
A．温室效应 B．酸雨
C．粉尘污染 D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间二氧化碳以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到产物为。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为。
（3）已知1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸收160.1 kJ的热量，1 mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放出802.3 kJ的热量。写出空气反应器中发生的热化学方程式：。
（4）回收的CO2与苯酚钠在一定条件下反应生成有机物M，其化学式为C7H5O3Na，M经稀硫酸化得到一种药物中间体N，N的结构简式为OHCOOH。
①M的结构简式为。
②分子中无—O—O—，醛基与苯环直接相连的N的同分异构体共有种。
解析（1）煤燃烧的产物中有CO2、烟尘以及SO2，分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨；但没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化。
（2）①CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca(HCO3)2。②由题意知，亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧气氧化为硫酸钙。
（3）根据图示以及硫酸钙与甲烷反应的气体产物只有水可知，燃料反应器中发生的热化学方程式为：
CH4(g)＋CaSO4(s)→CO2(g)＋2H2O(g)＋CaS(s),ΔH=160.1 kJmol-1①
再写出甲烷在氧气中燃烧的热化学方程式：
CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(g);ΔH=-802.3 kJ·mol-1②
②-①可得热化学方程式：
CaS(s)+2O2(g)→CaSO4(s);
ΔH=-962.4 kJ·mol-1
（4）由M酸化后得COOHOH，可得M的结构简式为COONaOH。N的分子式为C7H6O3，符合条件的同分异构体有：CHOOOCH、OOCHCHO、OHCOOCH、OHCCOOH、CHOCOOH、COOHCHO，共6种。
答案:⑴ABC
⑵①Ca(HCO3)2或碳酸氢钙
②Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO4
⑶CaS(s)+2O2(g)CaSO4(s),
ΔH=-962.4 kJ·mol-1
⑷①COONaOH②6
点评本题考查了燃料脱硫的原理、热化学方程式的书写、有机物的推断以及同分异构体种类的判断等知识，要求考生具有牢固的基础知识，具有综合运用各种知识解决问题的能力。
(收稿日期：2014-02-15)
例1下列关于化石燃料的加工说法正确的是（）。
A．石油裂化主要得到乙烯
B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油
C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径
解析A项，石油裂化的目的是获得更多的液态轻质汽油，错误；B项，石油分馏属于物理变化，错误；D项，煤制煤气是化学变化，错误。
答案：C。
点评本题考查化石燃料的利用，意在考查考生对有机化学知识的掌握情况。
考点二、太阳能的利用
例2人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学图1原料。图1是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是（）。
A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强
D．催化剂b表面的反应是CO2 +2H++2e-HCOOH
解析A项，根据题给信息和反应特点，该电池中发生的总反应式为：2CO2+2H2O2HCOOH+O2↑，故其是将太阳能转化为了化学能，正确；B项，根据氢离子的转移方向和电子的转移方向，可知催化剂a这一极为电源的负极，故其表面发生：2H2O-4e-4H++O2↑，氧元素化合价升高被氧化，正确；C项，催化剂表面产生氢离子，酸性增强，错误；D项，催化剂b这一极为电源的正极，故其表面发生：CO2+2H++2e-HCOOH，正确。
答案：C。
点评本题以太阳能的利用为载体，考查了能量的转化、原电池的基本原理、电极反应式的书写和电解质溶液的酸碱性变化等知识，要求考生能根据图形正确地分析、判断原电池的电极，准确地理解原电池的工作原理。
考点三、氢能的存储
例3科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为：
NaHCO3+H2储氢释氢HCOONa+H2O
下列有关说法正确的是（ ）。
A．储氢、释氢过程均无能量变化
B．NaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键
C．储氢过程中，NaHCO3被氧化
D．释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H2
解析A项，化学反应过程中一定伴随着能量的变化，错误；B项，NaHCO3、HCOONa均为离子化合物，含有离子键，在HCO-3、HCOO-中均含有共价键，正确；C项，储氢过程中NaHCO3被还原，错误；D项，没有说明气体所处的状态，错误。
答案:B。
点评本题以新的储氢方法为背景，综合考查化学反应与能量、化学键、氧化还原反应等知识，同时考查考生对接受、吸收、整合化学信息的能力。
考点四、天然气在电池中的应用
例4新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图2所示。
图2回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是，电解氯化钠溶液的总反应化学方程式为；
（3）若每个电池甲烷通入量 为1 L（标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为（法拉第常数F=9.65×104 C·mol-1，列式计算），最多能产生的氯气体积为L（标准状况）。
解析（1）总反应式为：CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O，正极反应式为2O2+4H2O+8e-8OH-，则负极反应式由总反应式减正极反应式得到。（2）由三个池可看出一、二两池为串联的电池，其中甲烷与氧气反应，甲烷是还原剂，其所在极为负极，因而与之相连的b电极为阴极，产生的气体为氢气。（3）1 mol甲烷氧化失去8 mol电子，电量为8×9.65×104C，因题中虽有两个燃料电池，但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算，1 L为1/22.4 mol，可求电量；甲烷失电子是Cl-失电子数的8倍，则得到氢气为4 L（CH4~8Cl-~4Cl2）。
答案:（1）2O2+4H2O+8e-8OH-，CH4+10OH--8e-CO2-3+7H2O
（2）H22NaCl+2H2O通电
2NaOH+H2↑+Cl2↑
（3）1 L22.4 L·mol-1×8×9.65×104C·mol-1=3.45×104C4 L
点评本题以甲烷燃料电池为载体，考查原电池电极反应式的书写、电解原理、电化学的有关计算等知识，要求考生能准确判断原电池与电解池，并能进行综合运用。
考点五、煤的燃烧与环境保护
图3例5直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在图3所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。请回答下列问题：
（1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题有 。（填写字母编号）
A．温室效应 B．酸雨
C．粉尘污染 D．水体富营养化
（2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间二氧化碳以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
①二氧化碳与石灰石浆液反应得到产物为。
②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为。
（3）已知1 mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸收160.1 kJ的热量，1 mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放出802.3 kJ的热量。写出空气反应器中发生的热化学方程式：。
（4）回收的CO2与苯酚钠在一定条件下反应生成有机物M，其化学式为C7H5O3Na，M经稀硫酸化得到一种药物中间体N，N的结构简式为OHCOOH。
①M的结构简式为。
②分子中无—O—O—，醛基与苯环直接相连的N的同分异构体共有种。
解析（1）煤燃烧的产物中有CO2、烟尘以及SO2，分别导致温室效应、粉尘污染和酸雨；但没有营养元素排入水中，不会引起水体富营养化。
（2）①CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca(HCO3)2。②由题意知，亚硫酸氢钙具有还原性，可被氧气氧化为硫酸钙。
（3）根据图示以及硫酸钙与甲烷反应的气体产物只有水可知，燃料反应器中发生的热化学方程式为：
CH4(g)＋CaSO4(s)→CO2(g)＋2H2O(g)＋CaS(s),ΔH=160.1 kJmol-1①
再写出甲烷在氧气中燃烧的热化学方程式：
CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(g);ΔH=-802.3 kJ·mol-1②
②-①可得热化学方程式：
CaS(s)+2O2(g)→CaSO4(s);
ΔH=-962.4 kJ·mol-1
（4）由M酸化后得COOHOH，可得M的结构简式为COONaOH。N的分子式为C7H6O3，符合条件的同分异构体有：CHOOOCH、OOCHCHO、OHCOOCH、OHCCOOH、CHOCOOH、COOHCHO，共6种。
答案:⑴ABC
⑵①Ca(HCO3)2或碳酸氢钙
②Ca(HSO3)2+O2CaSO4+H2SO4
⑶CaS(s)+2O2(g)CaSO4(s),
ΔH=-962.4 kJ·mol-1
⑷①COONaOH②6
点评本题考查了燃料脱硫的原理、热化学方程式的书写、有机物的推断以及同分异构体种类的判断等知识，要求考生具有牢固的基础知识，具有综合运用各种知识解决问题的能力。
(收稿日期：2014-02-15)