第七单元 燃料及其利用
(时间:45分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Cl 35.5
Ca 40
一、单项选择(每小题4分,共32分)
1.化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,下列反应发生时吸收热量的是( )
A.C+O2CO2
B.Mg+2HClMgCl2+H2↑
C.CaO+H2OCa(OH)2
D.CO2+C2CO
2.“低碳生活”深入人心。倡导“低碳生活”的主要目的是( )
A.抑制臭氧层破坏 B.抑制酸雨发生
C.抑制温室效应 D.抑制土地沙漠化
3.下列做法与“创建卫生城市,建设水绿盐城”不吻合的是( )
A.植树种草 B.就地焚烧垃圾
C.节能减排 D.公共场所禁止吸烟
4.下列处理事故的方法中不正确的是( )
A.炒菜时油锅着火,用锅盖盖灭
B.家用电器着火,用水扑灭
C.图书、档案着火,用二氧化碳灭火器扑灭
D.厨房天然气管道着火,立即关闭阀门并轻轻开窗通风
5.对下列词语的有关化学原理解释不合理的是( )
A.火上浇油—隔绝空气
B.风助火威—为燃料提供足够的氧气
C.釜底抽薪—燃烧需要可燃物
D.钻木取火—使温度达到可燃物的着火点
6.下列物质在空气中燃烧时,用干燥烧杯罩在火焰上方,烧杯内壁没有水珠出现的是( )
6
7.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒,它主要来源于化石燃料的燃烧,大气中PM2.5含量高易导致雾霾天气。下列燃料燃烧时,不会引起大气中PM2.5增多的是( )
A.氢气 B.煤炭 C.汽油 D.柴油
8.某同学设计了如下实验证明可燃物燃烧与氧气、温度有关,其中证明可燃物燃烧必须达到一定温度的实验是( )
编号
实验①
实验②
实验③
实验④
装置
现象
白磷不燃烧
白磷不燃烧
白磷不燃烧
白磷燃烧
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
二、积累运用(共22分)
9.(8分)济南市公交系统适应形势发展,推广使用节能减排的双燃料公交车,这种公交车是以天然气为主要燃料。下图为天然气的主要成分甲烷完全燃烧的化学反应的微观示意图。
请根据示意图回答下列问题:
(1)在上述反应中,分子分解成原子, (填“分子”或“原子”)重新组合成新的分子;
(2)上述反应的产物C、D中,与H2O2组成元素相同的是 (填序号);
(3)写出上述反应的化学方程式:
;
(4)上述反应属于 反应(填“分解”“化合”或“氧化”)。
10.(6分)甲烷、乙醇都是生活中常用的燃料。植物的残体在隔绝空气的情况下发酵就会产生甲烷;而乙醇主要靠人类利用高粱、玉米和薯类等发酵方法制造。据报道,科学家已经找到利用甲烷(CH4)与其他物质反应制造乙醇(C2H5OH)的新途径。
(1)甲烷和乙醇都属于 (填“混合物”或“化合物”)。
(2)甲烷和乙醇完全燃烧的产物 (填“相同”或“不相同”)。
(3)乙醇完全燃烧的化学方程式为
。
11.(8分)依据如图进行实验(夹持仪器略去)。实验过程:①通入N2,点燃酒精灯,一段时间后,a、b中均无明显现象;②熄灭酒精灯,立即改通O2,a中无明显现象,b中红磷燃烧。
6
(1)实验过程②中,红磷燃烧的化学方程式为 。
(2)实验过程②中,对比a、b中的实验现象,可知可燃物燃烧的条件之一是
。
(3)实验过程中,能说明可燃物燃烧需要氧气的实验是
。
三、情景分析(14分)
12.为减少化石燃料的使用,降低污染,各国都在积极进行技术创新。
(1)①美国科学家发明了一种“发电叶子”,将这种叶子放入水中,在太阳光照射下,叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气储存在氢氧燃料电池中,再转化为电能,供家庭用电需求。整个过程中都发生了哪些形式的能量转化?
。
②发生反应的化学方程式为
。
(2)我国积极改进风电技术,扩大风电使用,并配套大型储能设备——“全钒液流”储能电池,以保证稳定供电。①与煤炭火力发电相比,风力发电的优点是 。
②“全钒液流”储能电池在充电时,电池中的VO2+会变成VO2+,这个过程中钒元素(V)的化合价由 价变为 价。
(3)为了降低汽车排放的尾气对空气的污染,大部分汽车安装了催化式排气净化器。下图列举的是几种气体在净化器中转换前后的变化。
①根据下图所提供的信息,举例说明催化式排气净化器是如何降低汽车尾气污染的。
。
催化式排气净化器
②气体在催化式排气净化器里面发生了化学变化。请用原子、分子的知识概括化学变化的实质
。
6
③为了使汽车尾气的污染更小,研究催化式排气净化器的专家们还要注意什么问题。 。
四、实验探究(18分)
13.用如图所示装置,在常温下,分别进行研究燃烧条件和研究氧气性质的实验。已知:白磷的着火点为40 ℃。
内容
步骤
【实验1】研究燃烧条件
【实验2】研究氧气
的性质
Ⅰ
烧杯中盛有80 ℃的热水,分别在燃烧匙和烧杯中导管口放置一小块白磷,塞紧瓶塞
烧杯中盛有NaOH溶液,燃烧匙中放入木炭,点燃木炭后,迅速将燃烧匙伸入瓶中,塞紧瓶塞
Ⅱ
推入适量H2O2溶液
推入适量H2O2溶液
(1)H2O2稀溶液与MnO2接触时发生反应的化学方程式为 。
(2)实验1中,推入H2O2溶液前,燃烧匙和水中的白磷均不燃烧,原因分别是
;
推入H2O2溶液后,观察到烧杯中的现象是
。
(3)实验2中,推入H2O2溶液后,观察到木炭燃烧得更旺,由此得出氧气的性质是 ;木炭熄灭后冷却一段时间,烧杯中的部分溶液流入集气瓶。该实验中,集气瓶内压强的变化过程是
。
五、神机妙算(14分)
14.某同学用100 g含碳酸钙90%的大理石与足量稀盐酸发生反应,若该实验条件下CO2的密度为1.9 g·L-1,计算生成二氧化碳气体的体积(计算结果保留1位小数)。
答案：1.D C+O2CO2,放出大量的热,属于放热反应,故A选项错误;Mg+2HClMgCl2+H2↑,放出热量,属于放热反应,故B选项错误;CaO+H2OCa(OH)2,放出大量的热,属于放热反应,故C选项错误;CO2+C2CO,在高温下反应,需要吸收热量,属于吸热反应,故D选项正确。
2.C
6
3.B 焚烧垃圾会产生大量的有毒有害气体污染空气,故B选项与主题不吻合。
4.B
5.A 火上浇油的化学意思是添加可燃物,添加可燃物能够帮助燃烧,不是隔绝空气,A解释不合理;风助火威的化学意思是增加空气的流动性,流动的空气能够为燃烧提供充足的氧气,B解释合理;釜底抽薪的化学意思是把柴火从锅底抽掉,从而达到灭火的目的,也说明了燃烧需要可燃物,C解释合理;钻木取火的化学意思是摩擦可以生热,当温度达到可燃物的着火点时,可燃物就燃烧起来,D解释合理。
6.A 可用燃烧法从定性的角度测定可燃物的组成或推断可燃物燃烧的产物。一般说来,如果可燃物成分中含碳元素,则生成物中一定有二氧化碳;如果含氢元素,生成物中一定有水。
7.A
8.D 白磷的着火点较低,为40℃,实验①中的白磷在冷水中,既无氧气,温度也没有达到白磷着火点;实验②中白磷在热水中,但缺少氧气;实验③中的白磷在冷水中,通入了氧气;实验④中的白磷则是在热水中,且通入了氧气,满足了燃烧的条件,比较可知,实验②④的差别在于④中有氧气,实验③④的差别在于④中用的是热水,有适宜的温度,故③④探究的是可燃物燃烧与温度的关系。
9.答案 (1)原子 (2)D (3)CH4+2O2CO2+2H2O (4)氧化
10.解析 根据甲烷(CH4)和乙醇(C2H5OH)的分子式,可知它们都是由不同元素组成的纯净物,属于化合物;甲烷和乙醇完全燃烧都生成二氧化碳和水,据此可写出反应的化学方程式,书写化学方程式时注意配平和写明反应条件,二氧化碳后面不能标注气体符号。
答案 (1)化合物 (2)相同 (3)C2H5OH+3O22CO2+3H2O
11.解析 (1)红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷,反应的化学方程式为4P+5O22P2O5。(2)实验过程②中,对比a、b中的实验现象,立即改通O2,a中由于红磷温度没有达到着火点无明显现象,b中由于红磷温度达到着火点红磷燃烧,说明可燃物燃烧的条件之一是温度达到着火点。(3)步骤①中b通N2,不燃烧;步骤②中b通O2,燃烧,说明可燃物燃烧需要氧气。
答案 (1)4P+5O22P2O5
(2)燃烧需要温度达到可燃物的着火点
(3)步骤①中b通N2,不燃烧;步骤②中b通O2,燃烧
12.解析 本题结合新科技、新技术考查了新能源的开发与利用、空气的污染与防治等知识。(1)根据提供的信息“在太阳光照射下,叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气储存在氢氧燃料电池中,再转化为电能”可知该过程中的能量转化为:太阳能转化为化学能再转化为电能,发生的化学反应为水在光照和催化剂的作用下生成氢气和氧气。
(2)①地球上煤炭的储量有限,是不可再生资源,在燃烧过程中产生二氧化硫、氮氧化物等污染空气的有害气体,而风能是可再生能源,在使用过程中不会产生污染空气的有害气体。②VO2+中氧为-2价,设V的化合价为x价,则:x+(-2)=+2,x=+4,同理VO2+中V的化合价为+5价。(3)①分析图中内容可知经过催化式排气净化器后,对大气有污染的CO有90%转化成CO2,大气污染物NO、NO2有90%
6
转化成无毒的N2。②化学变化的实质是反应物的分子分成原子,原子再进行重新组合成新的分子。③从图中看出经过催化式排气净化器后排出的尾气仍含有大气污染物CO和氮氧化物,并且排出的CO2会造成温室效应,提高CO转化为CO2、氮氧化物转化为氮气的比例并且把产生的CO2收集起来等问题是专家们还要注意的。
答案 (1)①太阳能→化学能→电能 ②2H2O2H2↑+O2↑
(2)①风能是可再生能源(或使用风能不会产生污染空气的有害气体等其他合理答案也可) ②+4 +5
(3)①CO经过净化器后有90%的CO转化成CO2(其他合理答案也可) ②化学变化中分子分成原子,原子重新组合成新的分子 ③提高CO转化为CO2、氮氧化物转化为氮气的比例(或把产生的CO2收集起来,而不是直接排放到大气中等其他合理答案也可)
13.解析 (1)H2O2溶液与MnO2接触时生成水和氧气,反应的方程式是2H2O22H2O+O2↑;(2)根据燃烧的条件可知,燃烧匙中白磷不燃烧是因为未达到白磷的着火点,烧杯中白磷未燃烧是因为没有与O2接触;推入H2O2溶液后,生成氧气,氧气通过导管进入烧杯,所以观察到烧杯中的现象是导管口有气泡冒出,导管口的白磷燃烧;(3)实验2中,推入H2O2溶液后,观察到木炭燃烧得更剧烈,由此得出氧气的性质是助燃;木炭熄灭后冷却一段时间,烧杯中的部分溶液流入集气瓶。该实验中,集气瓶内压强的变化过程是先变大,一段时间后变小。
答案 (1)2H2O22H2O+O2↑
(2)燃烧匙中白磷不燃烧是因为未达到白磷的着火点,烧杯中白磷未燃烧是因为没有与O2接触 导管口有气泡冒出,导管口的白磷燃烧
(3)助燃 先变大,一段时间后变小
14.解析 稀盐酸足量,所以生成二氧化碳的质量要根据碳酸钙的质量计算,先计算出二氧化碳的质量,再根据质量、密度和体积的关系(体积=质量密度)计算。
答案 解:设生成二氧化碳的质量为x。
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
100 44
100 g×90% x
10044=100g×90%x
x=39.6 g
生成二氧化碳的体积为:39.6 g÷1.9 g·L-1=20.8 L
答:生成二氧化碳的体积为20.8 L。
6
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