9.2能源的开发与利用
一、选择题(共16题)
1.下列有关石油的说法,错误的是( )
A.属于混合物 B.属于不可再生能源
C.只含有碳元素 D.石油的分馏属于物理变化
2.下列图中所涉及到的能源不属于新能源的是( )
A.氢能源客车 B.太阳能路灯 C.风能发电 D.石油钻井平台
3.天然气主要成分的类别是
A、单质 B、氧化物 C、盐 D、有机物
4.如图装置反应制取氢气,关闭活塞后固液无法分离,原因分析错误的是( )
A.装置漏气 B.稀硫酸消耗完了
C.固体颗粒变小掉下去了 D.液体从长颈漏斗口溢出
5.如何减少温室气体二氧化碳的含量是科学家一直在探究的课题,最近中国、科技大学的专家找到一种新型催化剂,可将二氧化碳转化为液体燃料甲酸(CH2O2),下列说法中,不正确的是( )
A.这种新型催化剂在反应前后质量不变
B.二氧化碳转化为甲酸的过程属于化学变化
C.地球上二氧化碳含量上升的主要原因是动植物的呼吸作用
D.二氧化碳能阻止地球表面的热量向外散发,对地球有保温作用
6.类比推理是学习中常用的思维方式,下列推理正确的是
A.镁条可在空气中燃烧,故铁丝也可在空气中燃烧
B.石墨有滑腻感,故金刚石也有滑腻感
C.能使石蕊溶液变红,故CO也能使石蕊溶液变红
D.和CO都有还原性,故都能还原CuO
7.下列关于物质用途的描述错误的是( )
A.乙醇汽油用作汽车燃料
B.氯化钠用于配制生理盐水
C.不锈钢用于制作餐具
D.银常用于制作家庭电路的导线
8.物质的结构决定物质的性质,下列关于物质结构与性质的说法不正确的是( )
A.金刚石和石墨的物理性质不同,是由于碳原子的排列方式不同
B.金属钠和镁的性质不同,是由于钠和镁的原子结构不同
C.生铁和钢的性质不同,是由于含碳量不同
D.一氧化碳和二氧化碳性质不同,是由于一氧化碳和二氧化碳的组成元素不同
9.属于同素异形体的是( )
A.石油与煤 B.水银与汞 C.碘酒与酒精 D.氧气与臭氧
10.下列物质中,属于纯净物的是( )
A.煤 B.二氧化碳 C.稀盐酸 D.大理石
11.环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件,下列说法不正确的是( )
A.只有通过燃料的燃烧才能获得能量
B.可燃冰替代煤做燃料可减少SO2的排放
C.太阳能、风能是人类正在利用和开发的新能源
D.氢气燃烧后的产物是水,是理想的清洁能源
12.下列物质由原子构成的是( )
A.蒸馏水 B.金刚石 C.氧气 D.氯化钠
13.下列事实的结论或解释中不正确的是( )
A.水烧开后易把壶盖冲起 ——说明温度升高分子会变大
B.公园的桂花开放时满园飘香——说明分子在不断运动
C.酸碱中和反应都能生成水 —— 实质是H+ 和OH— 结合生成了H2O
D.氢气燃烧后的生成物只有水—— 说明氢气是一种清洁燃料
14.分类法是化学学习和研究的重要方法之,下列分类正确的是( )
A.合成材料:聚乙烯 尼龙 合成橡胶 B.金属元素:Hg Ca Si Al
C.混合物:冰水混合物 酒精 熟石灰 D.氧化物:氧气 氯酸钾 生石灰
15.分类是重要的学习方法,下列判断正确的是( )
A.合成材料:塑料、合金、合成橡胶 B.有机物:碳酸、淀粉、甲烷
C.溶液:矿泉水、空气、生理盐水 D.碱:纯碱、烧碱、氨水
16.下列物质的用途与其化学性质相关的是( )
A.干冰用于人工降雨 B.金刚石用于切割玻璃
C.一氧化碳用于冶炼金属 D.氦气用于填充气球
二、综合题(共8题)
17.写出下列反应的化学方程式:
(1)CO2使紫色石蕊溶液变红_____________________。
(2)天然气作燃料_____________________。
(3)实验室制取CO2 _________________________________________。
18.选择相应的物质填空:①金刚石②甲烷③二氧化硫④一氧化碳⑤石墨
(1)有毒且有刺激性气味的气体是________(填序号,下同);
(2)可用来切割玻璃的是________;
(3)具有毒性的气体是________;
(4)天然气的主要成分是________:
(5)可用于制铅笔芯的是 ________。
19.家庭生活中离不开燃料,你家使用的燃料是_____________你家在使用燃料时,使燃料充分燃烧的方法是______________。
20.(1)2017年5月18日,我国在南海进行的“可燃冰”试采获得成功。在由烟台建造的半潜式钻井平台“蓝鲸1号”上,通过对海底可燃冰矿藏进行降压可使可燃冰分解,在通过沙、水、气分离技术获得连续稳定的天然气。
(1)天然气完全燃烧的化学方程式是 ____________________。
(2)燃料的不充分燃烧不仅浪费能源,而且污染环境,因此在日常生活中我们经常采取一定的措施来提高燃料的利用率,请你解释下列做法的目的是:
①将煤块改为蜂窝煤来做燃料____________。
②做饭时燃气灶的火焰呈黄色或橙色时,应调整炉具的进风口___________________。
21.(一)气体制取:如下图是实验室制取气体的常用装置。
(1)写出一个用 A 装置制取 O2 的化学方程式 ___ 。
(2)B 和 C 装置均可制取 O2,写出用 B 或 C 装置制取 O2 的化学方程式: _________ ,与 B 相比较,C 的主要优点是什么 ___ 。
(3)锌跟稀硫酸反应制取氢气,同时还生成硫酸锌,写出反应的化学方程式 _________ :用试管并采用排空气法收集 H2,请在 D 处方框内画出装置图(只画试管和导气管) ________ 。
(4)若用下图装置采用排水法收集 H2,请简述操作步骤 _______ 。
(二)利用化学式计算:
尿素[CO(NH2)2]是农业上常用的一种氮肥,可为植物提供所需的氮元素。
(1)尿素的相对分子质量为 ___ 。
(2)尿素中氮元素的质量分数为 ___ 。
(3)农民用尿素给耕地的玉米施加氮元素,刚好需要 120kg 尿素,若改用碳酸氢铵[NH4HCO3]达到相同的肥效,则需要碳酸氢铵的质量是 ___ 。
(4)硝酸铵也是农业上常见的一种氮肥,某农业站 提供的硝酸铵化肥(不纯)标签如图所示,则该化肥 中硝酸铵的纯度 ___ 。
22.下图装置适当组合可用于 H2、O2、CO2 等气体的制备和收集。
①仪器I的名称是 __________ ,若A装置内药品为Zn和稀盐酸,反应的化学方程式为 ________ ;若B装满水,用于收集A生成的H2,则a接 ____________ (填“b”或“c”)。
② 实验室用 A 制 O2 的原理是 __________ (用化学方程式表示)。
③ 装置 B 收集 CO2,验满时,燃着木条应放在 _________ (填“b”或 “c”)端。
④ 将实验室制得的 CO2 通入澄清石灰水,石灰水未变浑浊,作如图探究:
完成填空:
装置 C、E 中溶液变浑浊,D 中溶液不变浑浊,则原石灰水未变浑浊的原因是 __________ , 装置 D 的作用是 ______ ,E 中石灰水变浑浊的原因是 ______ (用化学方程式 表示)。
⑤ 实验室制 CO2,若有 0.4mol 碳酸钙完全反应,求生成二氧化碳的质量。(根据化学方程式列式计算) ______
23.碳元素是组成许多物质的元素。
(1)下列含碳元素的物质中,属于可再生能源的是______填字母序号)。
A 、碳酸钙 B 、乙醇 C 、二氧化碳 D、 碳酸
(2)化石燃料主要包括煤、_____、天然气,它们都含有碳元素,其中天然气的主要 成分是_____填化学式)。
(3)打火机中的燃料中有一种成分可表示为 C4H10,请写出 C4H10 完全燃烧的化学方程式:_______。
24.(1)人类使用的化石燃料主要是煤、石油和________________,直接燃煤会形成严重的酸雨,酸雨是指pH小于______________的降水;
(2)为减少温室气体二氧化碳的排放,可以将二氧化碳进行转化。下图为该反应的微观示意图,根据图示回答下列问题:
反应前 反应后
A B C D
①以上4种物质中属于有机化合物的是________________(填化学式);
②在反应中C与D质量比为____________________;
(3)氢能是理想的清洁能源。以太阳能为热源,经由铁氧化合物循环分解水的过程如图:
①反应Ⅰ的基本反应类型为___________________;
②写出在一定条件下发生的反应的Ⅱ化学方程式:_____________;
③在上述循环过程中,最终得到的产品是________。
参考答案
1.C
【详解】
A、石油中含有多种物质,属于混合物,选项正确;
B、地球上已经失去形成石油的条件,所以石油属于不可再生能源,选项正确;
C、石油中含有碳、氢、氧等多种元素,选项错误;
D、石油的分馏是将石油中含有的物质进行分离的过程,没有生成新物质,属于物理变化,选项正确;
故选C。
2.D
【详解】
A、氢能源客车利用的氢能,氢能燃烧产物是水,是清洁、无污染的新能源,故选项错误;B、太阳能路灯利用的是太阳能,太阳能是清洁、无污染的新能源,故选项错误;C、风能发电利用的是风能,风能是清洁、无污染的新能源,故选项错误;D、石油钻井平台生产的是石油,石油属于化石燃料,不属于新能源,故选项正确。故选D。
3.D
4.D
【详解】
A、装置漏气时,关闭活塞时,试管内气压不增大,固体和液体无法分离,故A正确;
B、稀硫酸消耗完了,不再产生氢气,关闭活塞时,试管内气压不增大,固体和液体无法分离,故B正确;
C、固体颗粒变小掉下去了,关闭活塞时,固体和液体无法分离,故C正确;
D、液体从长颈漏斗口溢出,试管内的液面仍会下降,固体和液体仍能分离,故D错误。故选D。
5.C
【详解】
A、催化剂在反应前后质量不变,选项正确;
B、二氧化碳转化为甲酸的过程中有新物质甲酸生成,属于化学变化,选项正确;
C、大量燃烧化石燃料,可产生大量的二氧化碳,是大气中二氧化碳含量增加的主要原因,绿色植物的呼吸作用不会造成二氧化碳的含量不断上升,选项错;。
D、二氧化碳是光合作用的原料,也是调节温度的重要气体,对地面起着保温作用,选项正确,故选C。
6.D
【详解】
A、镁条可在空气中燃烧,但铁丝在空气中不能燃烧,故选项推理错误。
B、石墨有滑腻感,金刚石不具有滑腻感,故选项推理错误。
C、能使石蕊溶液变红,但CO不与水反应,不能使石蕊溶液变红,故选项推理错误。
D、和CO都有还原性,都能还原CuO,故选项推理正确。
故选:D。
7.D
【详解】
A、乙醇具有可燃性,燃烧生成二氧化碳和水,乙醇汽油用作汽车燃料,可减少环境污染、节省石油资源,不符合题意;
B、生理盐水是0.9%的氯化钠溶液,氯化钠用于配制生理盐水,不符合题意;
C、不锈钢具有良好的抗腐蚀性,可用于制作炊具,不符合题意;
D、银具有良好的导电性,但价格太高,不能用于制作家庭电路的导线,符合题意。故选D。
8.D
【详解】
A、金刚石和石墨的物理性质不同,是由于碳原子的排列方式不同,选项A正确;
B、金属钠和镁的性质不同,是由于钠和镁的原子结构不同,选项B正确;
C、生铁和钢的性质不同,是由于含碳量不同,选项C正确;
D、CO和CO2的性质不同,是由于CO2与CO的分子构成不同,选项D不正确;
故选D。
9.D
【详解】
同素异形体是指由同样的单一化学元素组成,但性质却不相同的单质;
A. 石油与煤,都为混合物,不是纯净物,更不属于单质,故不属于同素异形体,故不符合题意;
B. 水银是汞单质,是汞的别名,属于同一物质,不属于同素异形体,故不符合题意;
C. 碘酒与酒精是混合物,不是单质,不属于同素异形体,故不符合题意;
D. 氧气(O2)与臭氧(O3),同属于单质,且其形态结构不同,性质也不相同的,属于同素异形体,故符合题意;
故选D
【答案】B
【解析】
试题分析:煤炭 稀盐酸 大理石都含有多种物质的成分,属于混合物,二氧化碳只有一种物质,属于纯净物。故选B.
11.A
【详解】
A、获得能量不一定通过燃料的燃烧,金属和酸的的反应等以及摩擦也可以产生热能,此选项错误;
B、可燃冰中不含硫元素,代替煤作燃料减少了二氧化硫的排放,此选项正确;
C、由于化石燃料面临被耗尽的危险,人类正在利用和开发新的能源,如:太阳能、风能、地热能、潮汐能等,此选项正确;
D、氢气燃烧产物是水,没有污染,所以是理想的清洁能源,此选项正确。
故选A。
12.B
【详解】
A、蒸馏水由水分子构成,选项错误;B、金刚石由碳原子构成,选项正确;C、氧气由氧分子构成,选项错误;D、氯化钠由钠离子和氯离子构成,选项错误。故本题选B。
13.A
【解析】
试题分析:A是由于温度升高,分子间的间隔变大。故选A。
14.A
【解析】A、聚乙烯、尼龙、合成橡胶都属于合成材料,故正确;
B、Si名称为硅,属于非金属元素,故错误;
C、冰水共存物中只有水一种物质,属于纯净物,不是混合物,故错误;
D、氧气属于单质,不是氧化物,故错误。
15.C
【详解】
A、塑料、合成纤维和合成橡胶是常见的合成材料,合金属于金属材料,错误;B、通常把含有碳元素的化合物叫作有机化合物,简称有机物,但是少数含有碳元素的化合物如一氧化碳、二氧化碳,碳酸、碳酸盐和碳酸氢盐等具有无机物的特性,通常把它们看作无机化合物,碳酸属于无机物,淀粉和甲烷属于有机物,错误;C、把一种或几种物质分散到另一种物质里,形成的均一、稳定的混合物叫作溶液,矿泉水、空气和生理盐水都属于溶液,正确;D、在水溶液中解离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫作碱,由金属阳离子或铵根离子和酸根阴离子构成的化合物叫作盐,纯碱是碳酸钠属于盐,烧碱是氢氧化钠属于碱,氨水是混合物,错误。故选C。
16.C
【详解】
A、干冰用于人工降雨是利用干冰的吸热升华,属于物理性质,故A错误;
B、金刚石用于切割玻璃是利用金刚石的硬度大,属于物理性质,故B错误;
C、一氧化碳用于冶炼金属是利用一氧化碳的还原性,属于化学性质,故C正确;
D、氦气用于填充气球是利用氦气的密度比空气小,属于物理性质,故D错误。故选C。
17.CO2+H2O=H2CO3CH4+2O2CO2+2H2OCaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
【详解】
(1)CO2使紫色石蕊溶液变红,由于二氧化碳和石蕊溶液中的水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,石蕊遇酸性物质变红,对应的化学方程式为:CO2+H2O=H2CO3;
(2)天然气作燃料,是甲烷和氧气在点燃的条件充分燃烧生成二氧化碳和水,对应的化学方程式为:CH4+2O2CO2+2H2O;
(3)实验室制取CO2,是利用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应,石灰石(或大理石)主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,对应的化学方程式为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。
18.③ ① ③④ ② ⑤
【详解】
(1)二氧化硫有毒且有刺激性气味,故填③;
(2)金刚石的硬度大,常用于切割玻璃,故填①;
(3)二氧化硫和一氧化碳都是有毒的气体,故填③④;
(4)天然气的主要成分为甲烷,故填②;
(5)石墨质软,可用于制铅笔芯,故填⑤。
19.液化石油气(煤气、天然气、沼气等合理即可) 调节燃气灶的进风口,保证有足够多的空气
【详解】
家用燃料主要是液化石油气、煤气、天然气、沼气等,液化石油气、天然气、沼气等燃烧所需要氧气,要使燃料气完全燃烧,需要调节燃气灶的进风口,保证有足够多的空气,否则会导致燃料的不充分燃烧,产生CO等有毒气体污染空气,也浪费能源。
20. 增大煤与氧气的接触面积,使煤燃烧更充分 使燃气灶中有充足的氧气,使燃气充分燃烧
【解析】(1)天然气与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水,反应方程式为:;
(2)提高燃料的利用率的方法有提供充足的氧气,增大与氧气的接触面积,①将煤块改为蜂窝煤来做燃料是增大了蜂窝煤与氧气的接触面积;②做饭时燃气灶的火焰呈黄色或橙色时,说明氧气不足,燃烧不充分,故应调整炉具的进风口使燃气灶中有充足的氧气,使燃气充分燃烧;
21.2KClO32KCl + 3O2 ↑ 2H2O2 2H2O+ O2↑ 可以控制反应速度 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 先将集气瓶装满水,再将H2从g口通入 60 46.7% 316kg 80%
【详解】
(一)气体制取:
(1)装置A适用于固体加热制取气体,因为试管口处没有棉花团,所以是加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气,同时生成氯化钾,反应的化学方程式为:2KClO32KCl + 3O2 ↑;
(2)装置B和C适用于固—液常温下制取气体,即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2 2H2O+ O2↑;C中分液漏斗可控制液体的滴加速度,可控制反应的速度。与B相比较,C的主要优点是可以控制反应速度;
(3)锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;氢气密度比空气的密度小,可以向下排空气法收集;D 处方框内画出装置图为: ;
(4)利用排水法收集气体时,首先将瓶内装满水,再通入气体;氢气的密度比水小,所以氧气应从b管通入,收集操作步骤为:先将集气瓶装满水,再将H2从g口通入。
(二)利用化学式计算:
(1)尿素的相对分子质量=12+16+(14+1×2)×2=60;
(2)尿素中氮元素的质量分数=;
(3)农民用尿素给耕地的玉米施加氮元素,刚好需要 120kg 尿素,若改用碳酸氢铵达到相同的肥效,则需要碳酸氢铵的质量=;
(4)硝酸铵也是农业上常见的一种氮肥,某农业站 提供的硝酸铵化肥(不纯)标签如图所示,则该化肥中硝酸铵的纯度为 。
22.锥形瓶 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ c c 制得的 CO2气体中含有 HCl 气体 检验 HCl 是否除尽 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 17.6 g
【详解】
①仪器I的名称是锥形瓶;锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,化学化学方程式是:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,氢气的密度小于水,若B装满水,用于收集A生成的 H2,则a接 c;
②实验室用A制 O2所用药品是MnO2和过氧化氢溶液,过氧化氢在MnO2的催化下分解生成水和氧气,反应的方程式为:;
③ 二氧化碳的密度大于空气,装置 B 收集 CO2,应从b端通入,验满时,燃着木条应放在c端。
④ 盐酸具有挥发性,制得的二氧化碳气体混有少量的氯化氢气体,生成的碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙,所以不变浑浊。装置C、E中溶液变浑浊,D中溶液不变浑浊,则原石灰水未变浑浊的原因是制得的 CO2气体中含有HCl气体, 装置D的作用是检验HCl是否除尽,E 中石灰水变浑浊是由于氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水的缘故,化学方程式是CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
⑤碳酸钙的质量= 0.4mol×100g/ mol =40g,
设:生成二氧化碳的质量x
, x=17.6g
答:生成二氧化碳的质量为17.6g。
23.B 石油 CH4 2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
【详解】
(1)乙醇属于可再生能源;(2)化石燃料主要包括煤、石油、天然气,它们都含有碳元素,其中天然气的主要 成分是甲烷,化学式为:CH4;(3)打火机中的燃料中有一种成分可表示为 C4H10,丁烷完全燃烧生成水和二氧化碳,化学方程式为:2C4H10+13O28CO2+10H2O。
24.天然气 5.6 CH4 9:4 分解反应 3FeO+H2O=Fe3O4+H2↑ H2、O2
【详解】
(1)人类使用的化石燃料主要是煤、石油和天然气,直接燃煤会形成严重的酸雨,酸雨是指pH小于5.6的降水;(2)由反应的微观示意图可知,CO2+4H22H2O+CH4,①以上4种物质中属于有机化合物的是CH4;②在反应CO2+4H22H2O+CH4中
36 16
C与D质量比为:36:16= 9:4;(3) ①反应Ⅰ是四氧化三铁在太阳能的作用下分解生成氧化亚铁和氧气,属于分解反应;②反应的Ⅱ是氧化亚铁和水反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为:3FeO+H2O=Fe3O4+H2↑;③在上述循环过程中,以太阳能为热源,经由铁氧化合物循环分解水,故最终得到的产品是H2、O2。