第七单元 燃料及其利用
满分:100分,限时:45分钟
一、选择题(每小题3分,共45分)
1.(2017河北廊坊十二中期中)下列变化中,与缓慢氧化无关的是( )
A.煤油燃烧 B.苹果腐烂
C.呼吸作用 D.铁钉生锈
答案 A 燃烧是物质与氧气发生的剧烈的氧化反应,与缓慢氧化无关,故选A。
2.(2015江苏连云港中考)最清洁的燃料是( )
A.煤 B.氢气 C.石油 D.天然气
答案 B 氢气燃烧的产物是水,所以是最清洁的燃料;煤、石油、天然气都是化石燃料,燃烧产物会对环境造成不良影响。
3.下列做法中错误的是( )
A.消防队员用高压水降低可燃物的温度进行灭火
B.炒菜时油锅着火可以用锅盖迅速盖灭
C.室内着火时,立即打开所有门窗
D.扑灭森林火灾,可将大火蔓延路线前的一片树木砍掉,形成隔离带
答案 C 消防队员用水灭火,利用的是降低可燃物的温度的原理;炒菜时油锅着火可以用锅盖迅速盖灭,利用了隔绝氧气的原理;室内起火时,不能立即打开门窗,否则空气流通,火势更旺;将大火蔓延路线前的一片树木砍掉,形成隔离带,利用了清除可燃物的原理。
4.燃料电池是一种新型绿色电池。它是把H2、CO、CH4等燃料和空气不断输入,直接氧化,使化学能转变为电能的装置。这三种气体可以作为燃料的原因是( )
A.均是无毒、无害的气体
B.均可燃烧并放出大量的热
C.燃烧产物均为二氧化碳
D.均在自然界中大量存在
答案 B 一氧化碳有毒,其他两种气体无毒,故A错误;三种气体燃烧均可产生大量的热,B正确;氢气燃烧只生成水,一氧化碳燃烧只生成二氧化碳,甲烷燃烧生成水和二氧化碳,C错误;在自然界中存在一定量的天然气(主要成分为甲烷),但其他两种气体在大气中含量很少或几乎不含,D错误。
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5.(2015江苏南京中考)用灯帽盖灭酒精灯,其主要的灭火原理是( )
A.隔绝空气
B.清除可燃物
C.降低酒精的着火点
D.使温度降到酒精的着火点以下
答案 A 用灯帽盖灭酒精灯,利用了隔绝空气的原理,故选A。
6.近几年来,随着我国基础设施的快速增长,基础工业也迅速发展,导致雾霾天气一直困扰我国中东部大部分地区,多地PM2.5指数直逼最大值。下列行为不利于雾霾天气治理的是( )
A.以步代车 B.风力发电 C.焚烧垃圾 D.植树造林
答案 C 以步代车,能减少化石燃料的使用,可以减少PM2.5的排放,有利于雾霾天气治理;风力发电,能减少化石燃料的使用,可以减少PM2.5的排放,也有利于雾霾天气治理;焚烧垃圾,会产生大量微小颗粒物,增加了空气中PM2.5的含量,不利于雾霾天气治理;植树造林,能减少空气中PM2.5的含量,有利于雾霾天气治理。
7.有关存放易燃易爆物的做法中错误的是( )
A.易燃易爆物不能跟其他物质混合存放
B.存放易燃易爆物的仓库做到人走电断
C.灭火方式不同的易燃易爆物,不能存放在一起
D.易燃易爆物要紧密堆放,不能留有空隙
答案 D 存放易燃易爆物时,不能堆放得过高、过密,堆与堆、堆与墙之间要留有一定距离,防止失火时火势向四周蔓延,同时保证救援人员可以顺利将未燃烧的物质移离燃烧区域。
8.鉴别氢气、一氧化碳和甲烷可以根据( )
A.颜色 B.溶解性
C.可燃性 D.燃烧后的产物
答案 D 三种气体都是无色、无味的,都不易溶于水或难溶于水,都具有可燃性,所以A、B、C三项无法区别开三种气体。可以将三种气体分别点燃,在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,若烧杯内壁无水雾出现,证明燃烧的气体是一氧化碳;将内壁有水珠的烧杯正立后倒入适量澄清石灰水,若石灰水变浑浊,证明原气体是甲烷,若澄清石灰水不变浑浊,则原气体是氢气。
9.目前,科学家提出了一种最经济、最理想的获得氢能源的循环体系(如图7-4-1所示)。下列说法中错误的是( )
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图7-4-1
A.燃料电池能够将化学反应产生的能量转化为电能
B.该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能
C.在此循环中发生了反应:2H2O 2H2↑+O2↑
D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
答案 C 从循环图中可以看出太阳能可以转化为电能;此循环体系中,水在太阳能的作用下分解产生了氢气和氧气,而不是在电解的条件下分解的。
10.(2017山东济南长清五中月考)下列灭火实例中,利用了“隔离可燃物”原理的是( )
A.住宅失火,消防队员用高压水龙头向着火处喷水
B.炒菜时,油锅不慎着火,迅速用锅盖盖灭
C.实验时酒精不慎洒出并燃烧,通常用湿抹布盖灭
D.发生森林火灾时,将火焰蔓延线路前的小片树木砍倒
答案 D A项是降低可燃物温度,B项是隔绝空气,C项是降低可燃物温度同时隔绝空气,D项是隔离可燃物,故选D。
11.现代社会的生产和生活要消耗大量能量。下列活动中,通过化学反应提供能量的是( )
答案 A 发射航天飞机,其能量来源于燃料的燃烧,发生了化学反应;水力发电、太阳能供热、风力发电均是能量间的转化,没有发生化学反应,故选A。
12.图7-4-2是某空间站能量转化系统局部示意图,下列有关说法错误的是( )
图7-4-2
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A.氢元素在循环过程中,没有发生化学反应
B.燃料电池系统将化学能转化为电能
C.该能量转化系统中的水可以回收利用
D.水的分解反应需要吸收能量
答案 A 循环过程中,伴随有氢气与氧气的反应和水的电解两个化学反应;燃料电池系统实现了化学能向电能的转化;水电解系统中,水发生分解反应时需吸收能量;该能量转化系统中的水可回收利用。
13.为探究物质燃烧的条件,某同学做了如图7-4-3所示的实验,发现水中的白磷和铜片上的红磷都没燃烧,铜片上的白磷着火燃烧。对此实验的认识错误的是( )
图7-4-3
A.物质燃烧必须要与氧气接触
B.物质燃烧温度必须要达到着火点
C.烧杯中热水的作用:既供热又使白磷Ⅱ与氧气隔绝
D.铜片上的红磷没燃烧,因为红磷不是可燃物
答案 D 铜片上的白磷燃烧,水中的白磷不燃烧,说明物质燃烧必须要与氧气接触,A正确;铜片上的白磷燃烧,铜片上的红磷不燃烧,说明物质燃烧必须要达到着火点,B正确;烧杯中热水的作用一是提供热量使白磷达到着火点,二是隔绝空气,故C正确;铜片上的红磷没燃烧,是因为温度没有达到红磷的着火点,故D错误。
14.(2015广东广州中考)图7-4-4表示广州市家用燃料使用的发展历程(括号内表示主要成分),下列说法错误的是 ( )
图7-4-4
A.煤中主要含有碳元素,还含有氢、硫等元素,煤是清洁燃料
B.液化石油气是石油化工的一种产品
C.家用燃料燃烧时均放出热量
D.煤、石油、天然气都是化石燃料
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答案 A 煤中主要含有碳元素,还含有氢、硫等元素,燃烧会放出二氧化硫等有害气体,不是清洁燃料,故A错误;液化石油气是石油化工的一种产品,故B正确;家用燃料燃烧时均会放出热量供人们使用,故C正确;三大化石燃料包括煤、石油、天然气,故D正确。
15.将某气体通过灼热的CuO后,通入澄清石灰水中,可观察到黑色粉末逐渐变红,并且石灰水变浑浊,下列结论中正确的是( )
①该气体一定为CO ②该气体只含碳、氧两种元素
③该气体一定具有还原性 ④该气体一定含碳元素
⑤该气体可能为混合物
A.①②③ B.②③⑤
C.③④⑤ D.②③④⑤
答案 C 灼热的氧化铜由黑变红,说明气体中肯定有还原性物质,如CO、H2等。石灰水变浑浊,说明通过CuO后的气体中一定有CO2,但是CO2既可能来自原气体,也可能来自原气体与CuO反应后产生的气体,所以原气体可能存在多种情况,如:①CO,②H2、CO2,③CO、H2,④CO、CO2,⑤CO、CO2、H2等。
二、填空题(每空2分,共30分)
16.(2016河南中考)煤在空气中燃烧需满足的条件是 ;灯帽盖灭酒精灯的灭火原理是 ;氢气燃烧的化学方程式为 。
答案 温度达到煤的着火点 隔绝氧气(或空气)
2H2+O2 2H2O
解析 物质燃烧需要同时满足三个条件:可燃物、氧气(或空气)和温度达到可燃物的着火点。煤是可燃物,空气中含有氧气,煤燃烧还需要温度达到煤的着火点;灭火的原理是破坏燃烧的三个条件之一,酒精灯用灯帽盖灭,其原理是隔绝氧气(或空气)。氢气燃烧是氢气和氧气反应生成水,条件是点燃,由此可写出化学方程式。
17.我国“海洋石油981”钻井平台在西沙开钻,标志着我国能源开发迈上新台阶。
(1)目前,人类使用的燃料大多来自化石燃料,如煤、石油和 等。
(2)嫦娥三号探测器于去年12月在西昌卫星发射中心成功发射,承担发射任务的长三乙火箭第三子级使用的推进剂是液氢和液氧,液氢在液氧中燃烧的化学方程式为
,该反应的基本类型是 。根据化学方程式提供的信息,可以判断氢气是理想能源的依据之一是 (填序号)。
A.氢气便于贮存和运输
B.氢气资源丰富
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C.氢气燃烧产物不污染空气
D.获得氢气成本低
答案 (1)天然气
(2)2H2+O2 2H2O 化合反应 C
解析 (1)煤、石油和天然气是三大化石燃料。(2)液氢在液氧中燃烧的生成物是水,书写化学方程式时注意配平和标注条件;该反应是两种物质生成一种物质的反应,属于化合反应;氢气之所以被称为最理想的能源,是因为氢气燃烧的生成物只有水,不会污染空气。
18.物质的变化过程中往往伴随着能量的变化。化学变化中也伴随着能量转化,这是因为不同的物质所具有的化学能大小不同,在化学变化中物质具有的化学能可以转变为热能、光能或电能等。
(1)写出一个从环境中吸收热能的物理变化的例子: 。
(2)镁条燃烧时,化学能转化为 能和 能。
(3)已知氢气在氧气中燃烧生成水,放出热量。根据能量守恒原理,反应前氢气和氧气的混合物所具有的化学能比反应后水具有的化学能 (填“高”或“低”),理由是
。
答案 (1)水变为水蒸气 (2)热 光 (3)高 此反应放出热量,根据能量守恒可知反应物具有的化学能高于生成物具有的化学能
解析 (1)物质由固态变为液态,由液态变为气态时均吸收热量。(2)镁燃烧时放出热量并发出耀眼的白光,即化学能转化成了热能和光能。(3)若化学反应放热,则反应物具有的化学能高于生成物具有的化学能;若化学反应吸热,则反应物具有的化学能低于生成物具有的化学能。
19.(2016山西中考)阅读下列科普短文。
提到炸药,同学们可能会想到战争和暴力,但炸药的发明却促进了工业和经济的进步。我国是最早发明火药的国家,黑火药是我国古代的四大发明之一,主要成分为硝酸钾、硫、木炭等。黑火药经点燃,发生剧烈燃烧,反应原理为:
2KNO3+S+3C K2S+N2↑+3CO2↑
黑火药经阿拉伯传到欧洲,随后各国化学家陆续研制出各种炸药,如意大利化学家索布雷罗发明的硝化甘油,爆炸时威力很大,但安全性很低。瑞典化学家诺贝尔在前人研究的基础上,经过反复实验,研制出安全性很高的硝化甘油炸药,提高了它的利用价值。炸药的研发还在继续,安全烈性炸药不断问世,如TNT、黑索金等。
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黑火药推动了炸药的快速发展,它虽然已退出军事领域,但依然发挥着重要的民用价值,如制造焰火、定向爆破等。我国近年来研制的纳米级黑索金,在理论和实验制备等方面获得了突破,将会继续在工业和军事领域做出贡献。
请根据短文回答以下问题:
(1)黑火药不需外界提供氧气也可以发生爆炸,这是其成分中的 生成氧气的结果。
(2)通过阅读,下列说法正确的是 (填字母,符合题意的选项都选)。
a.黑火药作为一种古老的炸药,现已停止使用
b.黑火药能发生爆炸与它燃烧后生成气体并放出热量有关
c.使用危险物质时,我们应采取一些措施提高其安全性,更好地发挥其作用
(3)炸药属于易爆物,生活中我们有时会接触一些易爆物,下列建议正确的是 。
a.在加油加气站禁止接打电话
b.夜晚发现家中燃气泄漏要开灯检查
答案 (1)KNO3(或硝酸钾) (2)bc (3)a
解析 (1)化学反应前后元素种类不变,因为黑火药的三种主要成分硝酸钾、木炭、硫中只有硝酸钾中含有氧元素,所以只有硝酸钾能生成氧气。
(2)黑火药作为炸药,现在仍然在制造焰火、定向爆破中使用。
(3)任何可燃性气体或粉尘与空气混合后,遇明火都有可能发生爆炸。加油站、加气站周围空气中都有可燃性物质,所以在加油站、加气站禁止接打电话是正确的;夜晚燃气泄漏,屋内充满可燃性气体,开灯的瞬间,在开关处会产生电火花,容易引发爆炸,所以夜晚发生燃气泄漏要开灯检查是错误的,故选a。
三、实验探究题(每空2分,共16分)
20.天然气作为燃料已进入千家万户,其主要成分是 (填化学式)。它在空气中完全燃烧生成CO2和H2O。如果它不完全燃烧会生成什么物质呢?某研究性学习小组对此展开探究。
【提出猜想】生成物中一定有 (填化学式),可能有CO2和CO。
【实验探究】该小组同学将生成的混合气体,依次通过如图7-4-5所示的装置,验证猜想。
图7-4-5
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【现象与结论】(1)观察到A中 ,证明混合气体中含有CO2。
(2)C中浓硫酸的作用是 。
(3)观察到D中粉末由黑色变成 色,证明混合气中含有CO,该反应的化学方程式为 。
【交流讨论】(4)小武认为:从E装置中澄清石灰水变浑浊也能推断出混合气中有一氧化碳,那么B中NaOH溶液的作用是 。
(5)小文则提出:从环保的角度看,此装置有一个不足之处,你认为是 。
答案 CH4 【提出猜想】H2O
【现象与结论】(1)澄清石灰水变浑浊 (2)吸收水蒸气 (3)红 CuO+CO Cu+CO2
【交流讨论】(4)吸收CO2 (5)未处理尾气中的CO
解析 天然气的主要成分是甲烷,化学式为CH4。
(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以观察到A中澄清石灰水变浑浊,证明混合气体中含有CO2;(2)浓硫酸具有吸水性,所以C中浓硫酸的作用是吸收水蒸气;(3)一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,所以观察到D中粉末由黑色变成红色,证明混合气中含有CO,该反应的化学方程式为CuO+CO Cu+CO2;(4)B中NaOH溶液的作用是吸收CO2;(5)一氧化碳有毒,所以从环保的角度看,此装置的不足之处是未处理尾气中的CO。
四、计算题(共9分)
21.(1)煤燃烧后排放到空气中的有害气体主要是二氧化硫(SO2),它会导致酸雨,酸雨会对环境造成破坏。请你举出酸雨对环境造成破坏的两个实例:
① ;
② 。
(2)某居民家中每年冬季取暖用煤约400 kg,所用煤中含硫的质量分数约为1%。若其中的硫元素全部转化为二氧化硫,那么该居民家中每年冬季取暖向大气中排放约 kg的二氧化硫。
答案 (1)雕像受到酸雨腐蚀 森林受到酸雨破坏(合理即可) (2)8
解析 (1)酸雨对环境的影响可从危害建筑物、森林、农田等几个方面回答;(2)400 kg煤中含硫的质量为400 kg×1%=4 kg,设4 kg硫燃烧可生成二氧化硫的质量为x,则有:
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S + O2 SO2
32 64
4 kg x
=,解得x=8 kg。
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