阅读科谱短文，回答下列问题：氢能一直被视为“21世纪的最具发展潜力的清洁能源”。电解水制氢技术已有80余年的发展历史，设备简单，无污染，所得氢气纯度高。但由于能耗较高，所以制氢成本居高不下。截至2023年底，我国氢气产量超3500万吨，其中来自煤或天然气转化制氢，而天然气制氢又占比，它是目前最便宜的工业氢气来源。世界上近的氢气是通过这种方法生产的。天然气主要成分是甲烷（化学式），在各类化合物中氢原子质量占比最大，故以天然气为原料的制氢技术具有生产成本低、二氧化碳排放低、氢气产率高、对环境影响相对较小的优点，是制氢路线中理想的制氢方式。天然气制氢是将预处理后的甲烷与水蒸气在高温条件下转化为合成气，化学反应方程式，在中温下进一步进行二段转化，再经冷凝吸附最终得到产品氢气。流程如下图所示：

1. 阅读科谱短文，回答下列问题：

氢能一直被视为“21世纪的最具发展潜力的清洁能源”。电解水制氢技术已有80余年的发展历史，设备简单，无污染，所得氢气纯度高。但由于能耗较高，所以制氢成本居高不下。截至2023年底，我国氢气产量超3500万吨，其中 $\text{[math]}$ 来自煤或天然气转化制氢，而天然气制氢又占比 $\text{[math]}$ ，它是目前最便宜的工业氢气来源。世界上近 $\text{[math]}$ 的氢气是通过这种方法生产的。

天然气主要成分是甲烷（化学式 $\text{[math]}$ ），在各类化合物中氢原子质量占比最大，故以天然气为原料的制氢技术具有生产成本低、二氧化碳排放低、氢气产率高、对环境影响相对较小的优点，是制氢路线中理想的制氢方式。

天然气制氢是将预处理后的甲烷与水蒸气在高温条件下转化为合成气，化学反应方程式 $\text{[math]}$ ，在中温下进一步进行二段转化，再经冷凝吸附最终得到产品氢气。流程如下图所示：

(1) 甲烷中，碳、氢元素的原子个数比为。

(2) 实验室电解水实验中，氢气在极产生（填“正”或“负”）。

(3) 请根据流程图写出二段转化中发生反应的化学方程式。

(4) 相比较电解水制氢技术，天然气制氢技术的优势在于______（填标号） A. 成本较低 B. 产氢杂质少 C. 资源丰富 D. 碳排放量低

(5) 在一段转化时，可通过调节甲烷与水蒸气的质量比来减少 $\text{[math]}$ 的生成，促进生成 $\text{[math]}$ 以达到节能目的。当甲烷与水蒸气的质量比为 $\text{[math]}$ 时，则转化后得到的混合气体中一氧化碳与二氧化碳的质量比为。

【考点】

电解水实验; 化学式的书写及意义; 根据化学反应方程式的计算; 氢气的用途和氢能的优缺点;

【答案】

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科普阅读题普通

1. 阅读下面的科普短文。

蒸馏酒，是利用粮食经过“发酵再蒸馏”的方式而得到的酒。中国白酒，就是以高粱，小麦等谷物为原料的蒸馏酒。40度以上的烈酒多是蒸馏酒。李时珍在《本草纲目》中就记载到：“烧酒非古法也，自元时始创其法”。

白酒的“度数”，是指室温下酒中酒精(乙醇)所占的体积百分比。“53度”就表示在100mL的酒中，有53mL酒精。

中国人喝白酒，有一个重要指标，叫做“口感醇厚”，一般用“粘度”来进行衡量，粘度越大口感越醇厚。“粘度”，取决于液体中分子的种类及分子之间的相互吸引力。酒的粘度主要取决于其中水和酒精分子的比例。酒精度数与酒粘度的关系如图1所示。

无论什么品牌的酒，其成分98%以上都是水和酒精，不同酒的味道差异来自2%的其他成分，比如醛类、酯类和芳香族类。酒的成分比例如图2所示。

酒精在嘴里、胃中、小肠中都能被吸收。吸收后，通过呼吸和排尿排出的酒精只占10%，剩下90%的酒精，全部在肝脏中进行代谢。肝脏就像一个大的化工厂，其中有多种渠道帮助酒精变身。下图是酒精变身的途径之一。

酒精变身后的乙醛有毒性，能够破坏身体内蛋白质的结构，使人中毒，对人体的肝脏和胰脏影响很大。酒精也是有毒的，比较长久的作用是对大脑的毒害。进入身体后的酒精，经过10分钟就能到达大脑，并会在大脑中沉着半个月到一个月之久。

回答下列问题：

(1) 乙醇(C₂H₅OH)由种元素组成。

(2) “60度”白酒，就是指在100mL酒中，含有mL酒精。

(3) 酒精度数为度时，口感最醇厚。

(4) 酒精变身后的乙醛会使人中毒是因为。

(5) 下列说法正确的是______(填序号)。 A. 不同品牌的酒价格差别很大，是因为其主要成分不同 B. 小酌怡情，饮多伤身，切勿酒驾 C. 乙醇溶液可用于医用消毒

科普阅读题普通

2. 保鲜膜通常有适度的透氧性和不透湿性，能调节被保鲜品周围O₂和H₂O的含量，从而起到保鲜作用。目前市场上常见的保鲜膜主要是聚乙烯保鲜膜，它是以石油中提炼出的乙烯（C₂H₄）为主要原料制成的，不易降解。用从海藻中提取的海藻酸钠制成的保鲜膜具有良好的可降解性。在可降解测试中，海藻酸钠保鲜膜20天后基本降解完毕，而聚乙烯保鲜膜基本没有变化。科研人员以4℃环境下储藏的鲜切西瓜为样品，测试了海藻酸钠保鲜膜对西瓜品质的影响。研究其保鲜效果。其中，用海藻酸钠保鲜膜和聚乙烯保鲜膜分别包裹的西瓜，储藏期间微生物生长的情况如图（纵坐标数值越大，代表微生物数量越多）。用海藻酸钠保鲜膜包裹的100g西瓜每天减少的质量见表。

测定时间	第1天	第2天	第3天	第4天	第5天	第6天
质量/g	3.5	2.7	3.1	2.4	2.5	1.5

表100g西瓜每天减少的质量

目前，科研人员还在致力于海藻酸钠保鲜膜性能改进的研究，以推进其在食品保鲜中的实际应用。依据文章内容回答下列问题。

(1) C₂H₄分子中含有（填数字）种原子。

(2) 下列说法正确的是______。 A. 海藻酸钠保鲜膜比聚乙烯保鲜膜易降解 B. 保鲜膜通常有适度的透氧性和不透湿性

(3) 微生物的滋生是引起水果腐烂变质的一个重要原因。如图数据可作为海藻酸钠保鲜膜的保鲜效果优聚乙烯保鲜膜的证据之一，理由是。

科普阅读题普通

3. 生命保障系统是中国空间站实现在轨长期运行的关键，该系统包括电解制氧、水处理、二氧化碳及微量有害气体去除等子系统。

电解制氧技术是目前公认最具合理性的空间站氧气补给技术，利用太阳能电池板供电，电解1L水能产生约620L氧气，可满足1名航天员一天的需要。水中加入氢氧化钾可提高电解水效率，随着技术进步，氢氧化钾逐渐被固体电解质等替代。电解水产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷，水可循环使用。

水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理，其过程包括净化、低压（10kPa左右）幕馏和冷凝。经过该系统处理的水达到饮用水标准，且水的回收率达80%以上，回收的水用于航天员生活用水和电解制氧。

阅读分析，解答问题：

(1) 电解制氧时，电池板的能量转化形式：能转化为能。

(2) 电解水产生氢气和氧气的体积比理论上为（相同条件）。

(3) 氢氧化钾可提高电解水效率，因为其溶于水产生自由移动的（填微粒符号）。

(4) 空间站中，氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应的化学方程式为。

(5) 水蒸馏时，减小压强可使水的沸点（填“升高”或“降低”）。

科普阅读题普通