9.3化学能的利用
一、选择题(共16题)
1.“绿水青山就是金山银山” 是建设生态文明的重要理念。下列做法不正确的是
A.增加绿化面积 B.开发利用太阳能、风能 C.工地洒水除尘 D.直接焚烧秸秆
2.可燃冰被认为是21世纪的一种高效清洁能源。我国的可燃冰开采技术处于世界先进水平。可燃冰主要含有
A.氢气 B.一氧化碳
C.甲烷水合物 D.酒精
3.下列反应中,吸收热量的是
A.生石灰与水反应 B.镁与盐酸反应 C.酒精燃烧 D.碳与二氧化碳反应
4.下列关于资源、能源的叙述正确的是( )
A.按目前测定,海水中含有的化学元素有80多种
B.石油炼制可得到汽油、煤焦油、航空煤油等
C.人们正在利用和开发的能源有氢能、核能、太阳能、水能、化石能源等
D.空气中含量最多的单质是氧气
5.我国长江三峡电站被入选为“世界十大可再生能源工程”。三峡工程全部建成之后,每年所提供的清洁、廉价、可再生的水电相当于每年燃烧5000万吨原煤的火力发电厂产生的电能。如果从环境保护的视角看,三峡工程有助于控制:①温室效应;②臭氧空洞;③酸雨的形成;④白色污染;⑤水土流失;⑥农药、化肥污染。其中合理的目标是( )
A.①③⑤ B.②④⑥ C.③④⑤ D.①②④
6.下列有关物质的用途和性质之间的关系相符的是
A.因为氧气具有助燃性,因此可用作燃料
B.金刚石用于切割玻璃是因为金刚石化学性质稳定
C.稀有气体可用作保护气是因其化学性质稳定
D.氢气是未来最清洁的能源之一,因为相同条件下氢气的密度最小
7.下列关于资源、能源的叙述正确的是
A.氢能没有广泛使用的原因是制氢原料太贵
B.废旧金属的回收利用,可节约金属资源,减少对环境的污染
C.汽车使用乙醇汽油可以减缓温室效应
D.煤、石油、天然气、乙醇都是不可再生的能源
8.身边处处有科学,科学与我们的生产、生活密切相关。请根据你的生活经验和所学的科学知识判断,下列做法合理的是
A.因用电器短路着火,立即用水扑灭
B.在冰箱里放入活性炭,除去冰箱里的异味
C.室内起火时,应立即打开所有门窗进行呼救
D.化工厂可通过加高烟囱排放废气,防止形成酸雨
9.下列有关能源开发与利用中,通过化学反应提供能量的是
A.发射航天飞机 B.水车汲水灌溉
C.潮汐能发电 D.风力发电
10.研究和学习化学,有许多重要的方法。下列方法中所举示例错误的是( )
选项 方法 示例
A 观察法 铜是紫红色固体
B 实验法 用肥皂水区分软水和硬水
C 归纳法 水、二氧化碳都是由分子构成的,归纳出所有物质都是由分子构成的
D 分类法 化学反应的基本类型有化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应
A.A B.B C.C D.D
11.下列说法不符合“节能减排、低碳生活” 理念的是( )
A.墙壁种植大面积的生态植物,以吸收二氧化碳
B.增加私家车用量,提高生活质量
C.在交通、建筑、生活设施等方面广泛应用新能源技术,以减少化石燃料的使用
D.为了节约用水,洗菜、淘米后的水用来浇花
12.下列属于可再生能源的是
A.风能 B.石油 C.煤 D.天然气
13.最清洁的燃料是( )
A.煤 B.汽油 C.氢气 D.一氧化碳
14.下列关于碳和碳的化合物说法,错误的是
A.张校的墨宝在办公室摆放数年不褪色,是由于碳常温下化学性质不活泼
B.一个C60分子是由60个碳原子构成的,形似足球
C.一氧化碳和二氧化碳都属于非金属氧化物,所以都能与氢氧化钠溶液反应
D.人们把石墨放在高温、高压和有催化剂的反应釜中制得人造金刚石,虽然它们都是只由碳原子构成的物质,但这个变化属于化学变化
15.下列有关资源、能源的叙述正确的是
A.空气中氧气的质量分数是21%
B.金属资源都以化合物的形式存在
C.人类正在开发和利用的其他能源有太阳能、风能、地热能、生物质能和核能
D.地壳中含量最多的非金属元素是硅
16.下列说法中,正确的是
A.金刚石和石墨都是由碳元素组成 B.V1mL水和V2mL酒精混合得到V3mL溶液:V1+V2=V3
C.在化学反应中,只有燃烧才能放出热量 D.地壳中元素含量由多到少的顺序是:O>Al>Si
二、综合题(共6题)
17.化学与能源开发、环境保护、生产生活等密切相关。
(1)目前,人们使用的燃料大多来自化石燃料,如煤、石油和____等。
(2)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料(车用乙醇汽油),可适当节省石油资源,并在 一定程度上减少汽车尾气的污染。
①车用乙醇汽油是_____(填“混合物”或“纯净物”)。
②甲烷和乙醇的燃烧产物都是二氧化碳和水,是否可以由此证明甲烷和乙醇都是由碳元素和氢元素组成的碳氢化合物,为什么?_____。
(3)可燃冰在低温和高压条件下形成。
①某种可燃冰的组成可用 CH4·8H2O 表示,其中甲烷的质量分数为____;910g(约1L)该可燃冰常温常压下可释放出____L甲烷(常温常压下甲烷的密度为 0.65g/L)。
②可燃冰能量高、燃烧值大,但如果开采不当,可能造成的严重环境问题是_____。
18.实验室可用铁粉与稀硫酸反应制取氢气,其化学方程式为。回答下列问题:
(1)FeSO4读作:______。
(2)H2O在通电的情况下也能分解产生氢气,其化学方程式为______。
(3)氢气被认为是理想的清洁、高能燃料。是因为______(填序号)。
a.氢气容易大量制备
b.氢气燃烧产物是水,无污染
c.氢气完全燃烧放出的热量是同质量甲烷、汽油的2-3倍
(4)现有4g氢气完全燃烧,根据化学方程式计算,至少需要氧气的质量是多少?
19.请结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)仪器s名称是_________。
(2)实验室用装置A制取O2的化学方程式为_________。若用D装置收集O2,验满时需要进行的操作是_________。利用E装置收集O2,理由是_________。
(3)实验室制取H2时,若用装置C替代装置B,其优点是_________。
(4)过氧化氢溶液是一种常见的医用消毒剂,也可用于实验室制取氧气。请根据化学方程式进行计算,如果实验室要制取3.2g氧气,理论上需要溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液的质量是多少?(在答题卡上写出完整计算过程)_________
20.化学基础与常识
(1)新能源在我国能源结构中的占比逐渐增大。下图所示的能源中,不属于新能源的是 _______ (填字母序号)。
(2)水是生命之源。电解水实验如图所示,试管 1 中生成的气体是 ____ (填化学式)。
(3)钛和钛合金被认为是 21 世纪的重要金属材料,被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶等,一定条件化工企业生成钛流程中往往会发生反应,其化学方程式表示为2FeTiO3+6C+7Cl2═2X+2TiCl4+6CO,则 X 为 ____ 。
(4)我国的煤炭资源丰富,但液体燃料短缺。通过“煤液化”技术,用煤炭和水制取甲醇(CH3OH) 对我国具有重要意义。主要流程如下:
写出在高温高压和催化剂的条件下,合成塔中制取甲醇的化学方程式 _____ 。
21.沐浴着三月的春风,2018年的两会如期而至。习近平总书记在参加内蒙古代表团审议时强调:内蒙古产业发展不能只盯着羊、煤、土、气,要大力培育新产业。请回答:
(1)羊肉富含的营养素是① ________,该种营养素是构成细胞的基本物质,是②__________及修补受损组织的主要原料,并提供能量。
(2)高品质的羊肉离不开高品质的牧草。紫花苜蓿(音:mùxu)草被誉为“牧草之王”,施磷钾肥,可保证其稳产高产。其中钾元素可以保证植物各种①_______过程的顺利进行,并增强其抗病虫害、抗②_______能力。磷肥中磷矿粉的主要成分化学式为③________。
(3)煤炭、天然气和稀土都是①____________(选填“可再生”或“不可再生”)的重要资源。将煤综合利用,可以得到②______、煤焦油、煤气和粗氨水等很多有用的物质。
22.利用下图所示实验装置进行常见气体的制备和性质实验,请回答有关问题。
(1)用A作为实验室制取氧气的发生装置,还需要用到的仪器是_______。发生反应的化学方程式为_________。用装置C进行收集氧气,验满时应将带火星的木条放在________(“a”或“b”)处。
(2)用B作为实验室制取氢气的发生装置,用于添加液体药品的仪器是________。D装置是某同学收集氢气前的准备情况,根据图示进行收集,则会导致收集到的氢气中混有空气。若要收集到较纯净的氢气,你的改进方法是_________。
(3)黄铜是铜和锌的合金,是一种重要的金属材料。为了测定黄铜样品中铜的质量分数,取10g该黄铜样品粉末加入到稀硫酸中,恰好完全反应,产生氢气0.15g,则该黄铜样品中铜的质量分数为__________。
(4)某同学将CO2和O2的混合气体通入E装置进行分离,涉及到的化学反应方程式为_______。最终得到的气体是_______(填选项序号)。
A CO2、O2 B 只有CO2 C 只有O2 D H2O、O2
参考答案
1.D
【详解】
直接焚烧秸秆会造成空气污染,其他选项有利于环境保护;
故选D。
2.C
【详解】
可燃冰,是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。故选C。
3.D
【解析】
试题分析:A、生石灰与水反应放出大量的热; B.镁与盐酸反应放出大量的热;C.酒精燃烧放出大量的热; D.碳与二氧化碳反应需要高温即需要吸收大量的热才会反应。
4.A
【详解】
A、按目前测定,海水中含有的化学元素有80多种,故A正确;
B、煤焦油是煤加工的产品,故B错误;
C、化石能源不是新能源,故C错误;
D、空气中含量最多的单质是氮气,故D错误。故选A。
5.A
【详解】
煤燃烧时产生的二氧化碳能导致温室效应,二氧化硫能形成酸雨,三峡工程有助于控制温室效应和酸雨的产生,此外三峡工程还有助于减少水土流失;
白色污染是难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)对环境形成的污染,三峡工程与控制白色污染关系无关;
臭氧层空洞是氟利昂等排放造成的,三峡工程与控制臭氧层空洞无关;
农药和化肥污染是过量使用农药和化肥引起的,三峡工程与农药和化肥污染关系不大;
故选:A。
6.C
【详解】
A、氧气能支持燃烧,本身不能燃烧,不能用作燃料,此选项错误;
B、金刚石用于切割玻璃是因为金刚石硬度大,此选项错误;
C、稀有气体可用作保护气是因其化学性质稳定,此选项正确;
D、氢气是未来最清洁的能源之一,是因为氢气燃烧产物只有水,无污染,此选项错误。
故选C。
7.B
【详解】
A、氢能没有广泛使用的原因是现阶段制取氢气耗能较高、难以贮存等问题,选项错误;
B、废旧金属的回收利用,可节约金属资源,减少对环境的污染,选项正确;
C、乙醇燃烧时也生成二氧化碳,所以汽车使用乙醇汽油不能够减缓温室效应,但可以节约化石燃料,选项错误;
D、煤、石油、天然气都是不可再生的能源,乙醇是可再生的能源,选项错误,故选B。
8.B
【解析】
试题分析:水会导电,用电器短路着火,不能用用水扑灭,A错误;活性炭具有疏松多孔的结构,能吸附颜色和异味,B正确;室内起火时,打开所有门窗会使火势更旺,C错误;加高烟囱排放废气,不能防止形成酸雨,D错误。故选B。
9.A
【详解】
A、发射航天飞机时,燃料燃烧是化学变化,将化学能转化为机械能,故A选项符合题意。
B、水车汲水灌溉过程中,没有新物质生成,不是化学反应提供能量,故B选项不符合题意。
C、潮汐发电是利用水位差,势能转化为动能,变没有新物质生成,故C选项不符合题意。
D、风力发电是风能转化为机械能,没有新物质生成,故D选项不符合题意。
故选A。
10.C
【分析】
A、根据铜的物理性质分析;
B、根据软水与硬水的不同性质分析;
C、根据构成物质的微粒进行分析;
D、根据化学反应的基本类型进行分析。
【详解】
A、通过观察法即可得到铜是紫红色固体,选项A正确;
B、软水能使肥皂水的泡沫多,而硬水中的肥皂泡沫少,通过实验可以区别,选项B正确;
C、有的物质可以由原子构成,例如:铁由铁原子构成,选项C不正确;
D、化学反应的基本类型有化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应,分类正确,选项D正确;
故选:C。
11.B
【详解】
A. 植物可以减少温室气体二氧化碳的含量,保护环境故正确
B.减少使用私家车次数,多乘公交车、骑自行车或步行,能减少二氧化碳的排放;故选项不符合“低碳环保”理念
C. 在交通、建筑、生活设施等方面广泛应用新能源技术,以减少化石燃料的使用,这样符合“节能、低碳”的理念
D. 为了节约用水,洗菜、淘米后的水用来浇花,这样符合“节能”的理念
故选B
12.A
【详解】
煤、石油、天然气属于化石燃料,属于不可再生能源,风能属于可再生能源。
故选A。
13.C
【分析】
煤、汽油燃烧时能生成大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等物质,能够污染环境;氢气燃烧只能生成水,不污染环境;一氧化碳有毒.
【详解】
A、煤在燃烧时能产生二氧化硫、一氧化碳等大量空气污染物,故A不符合题意;
B、汽油燃烧能生成大量的一氧化碳、氮氧化物等物质,能够污染环境.故B不符合题意;
C、氢气作为燃料有三大优点:燃烧放热多、产物是无污染的水、可用水制取,燃烧又生成水,可再生,环保无污染,故C符合题意;
D、一氧化碳本身毒性,且燃烧时生成的二氧化碳是温室气体,故D不符合题意;
故选C.
14.C
【详解】
A、张校的墨宝在办公室摆放数年不褪色,是由于碳常温下化学性质不活泼,说法正确,故不符合题意;
B、由C60的分子式可知,一个C60分子是由60个碳原子构成的,形似足球,说法正确;故不符合题意;
C、虽然一氧化碳和二氧化碳都属于非金属氧化物,但它们的结构不同,化学性质不同,一氧化碳不能与氢氧化钠溶液反应,而二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,说法错误,故符合题意;
D、人们把石墨放在高温、高压和有催化剂的反应釜中制得人造金刚石,虽然它们都是只由碳原子构成的物质,但这个变化是由石墨变成了金刚石,生成了新物质,属于化学变化,说法正确;故不符合题意;
故选C
15.C
【详解】
A、空气中氧气的体积分数是21%,故不符合题意;
B、金属资源大都以化合物的形式存在,有极少量的不活泼的金属以单质的形式存在,故不符合题意;
C、人们正在利用和开发的其他能源有氢能、太阳能、风能、地热能、潮汐能等,故符合题意;
D、地壳中含量最多的非金属元素是氧,故不符合题意。
16.A
【解析】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成,正确;B、分子之间存在间隙,所以V1mL酒精和V2mL水混合得V3mL酒精溶液:V1+V2>V3;错误;C、在化学反应中不是只有燃烧反应才能放出热量,生石灰与水反应没有发生燃烧,放出了大量的热,错误;D、地壳中元素含量由多到少的顺序是:O>Si>Al,错误。故选A。
17.天然气 混合物 不可以, 由质量守恒定律得,反应前后元素种类不变,反应前有氧气参与,反应后 生成二氧化碳和水,出现碳元素和氢元素,所以甲烷和乙醇中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素,因此无法确定甲烷和乙醇一定是碳、氢元素组成的 10% 140 温室效应
【详解】
(1)三大化石燃料是指煤、石油和天然气,故填:天然气;
(2)①车用乙醇汽油是将乙醇(C2H5OH)和汽油按一定比例混合而成的一种汽车燃料,属于混合物;
②甲烷和乙醇燃烧都是与氧气反应,都能生成二氧化碳和水,故确定这两种物质中都含有碳元素和氢元素,无法证明他们是否含有氧元素,由碳氢化合物的通式为:CxHx,可知不能证明甲烷和乙醇都是由碳元素和氢元素组成的碳氢化合物;
故答案为混合物;不可以,由质量守恒定律得,反应前后元素种类不变,反应前有氧气参与,反应后生成二氧化碳和水,出现碳元素和氢元素,所以甲烷和乙醇中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素,因此无法确定甲烷和乙醇一定是碳、氢元素组成的;
(3)①某种可燃冰的组成可用 CH4·8H2O 表示,其中甲烷的质量分数为=10%;910g(约1L)该可燃冰常温常压下可释放出甲烷的体积==140L;
②可燃冰含有碳元素,燃烧后生成二氧化碳气体,从而造成温室效应;
故答案为10%;140;温室效应;
18.
(1)硫酸亚铁
(2)
(3)bc
(4)解:4g氢气完全燃烧,至少需要氧气的质量为x
答:4g氢气完全燃烧,至少需要氧气的质量是32g。
【分析】
(1)
FeSO4中铁元素显+2价,从右向左读,读作硫酸亚铁,故填:硫酸亚铁。
(2)
水在通电的情况下分解产生氢气和氧气,该反应的化学方程式为:,故填:。
(3)
氢气被认为是理想的清洁、高能燃料,是因为氢气燃烧产物是水,无污染,氢气完全燃烧放出的热量是同质量甲烷、汽油的2- 3倍,故填:bc。
(4)
见答案。
19.分液漏斗 将燃烧的木条置于a处,观察其是否燃烧的更旺 氧气不易溶于水且不与水反应 控制反应的发生与停止 解:设过氧化氢的质量为
解得
故需要质量分数为5%的过氧化氢溶液的溶质为:6.8g÷5%=136g。
答:需要质量分数为5%的过氧化氢溶液的溶质为136g。
【详解】
(1)仪器s名称是分液漏斗;
(2)实验室用装置A制取O2,选用加热装置且试管口没有棉花,常用氯酸钾在二氧化锰催化条件下加热生成氯化钾和氧气,该反应的化学方程式:;
(3)若用D装置收集O2,氧气的密度比空气大,氧气从b导管通入,空气从a导管逸出,当氧气收集满时,氧气从a导管逸出,验满时需要进行的操作是将燃烧的木条置于a处,观察其是否燃烧的更旺;氧气不易溶于水且不与水反应,可以选用排水法E收集氧气;
(4)实验室制取H2时,分液漏斗可以控制稀硫酸滴加的速率,装置B的有点是可以控制反应的速率;装置C的有点是:可以控制反应的发生与停止,这是因为稀硫酸沿长颈漏斗注入U型管,稀硫酸和锌粒接触,生成氢气,关闭止水夹,U型管内生成的氢气无法逸出,压强变大,稀硫酸被压入长颈漏斗内,硫酸和锌粒分离,反应停止;打开止水夹,氢气逸出,U型管内的压强减小,大气压把长颈漏斗内的稀硫酸压入U型管内,稀硫酸和锌粒接触,反应开始;
(5)答案见解析。
20.B H2 FeCl3 CO+2H2CH3OH
【详解】
(1)人们正在利用和开发的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等。
A、风能是清洁、无污染的新能源,故选项不符合题意;
B、天然气属于化石燃料,不属于新能源,故选项符合题意;
C、太阳能是清洁、无污染的新能源,故选项不符合题意。
故填:B;
(2)电解水时,氢二氧一,试管1中的气体体积较大,是氢气;故填:H2;
(3)化学反应前后各种原子个数相等,由2FeTiO3+6C+7Cl2=2X+2TiCl4+6CO可知,反应前后钛原子都是2个,氧原子都是6个,碳原子都是6个,反应前铁原子是2个,反应后应该是2个,包含在2X中,反应前氯原子是14个,反应后应该是14个,其中有6个包含在2X中,则X为FeCl3.故填:FeCl3;
(4)根据题意,在高温高压和催化剂的条件下,一氧化碳与氢气反应生成甲醇;故填:CO+2H2CH3OH。
21.蛋白质 机体生长 代谢 倒伏 Ca3(PO4)2 不可再生 焦炭
【解析】
(1)羊肉富含的营养素是蛋白质,该种营养素是构成细胞的基本物质,是机体生长及修补受损组织的主要原料,并提供能量;(2)钾元素可以保证植物各种代谢过程的顺利进行,并增强其抗病虫害、抗倒伏能力。磷肥中磷矿粉的主要成分是磷酸钙,化学式为Ca3(PO4)2;(3)煤炭、天然气和稀土都是不可再生的重要资源,将煤综合利用,可以得到焦炭、煤焦油、煤气和粗氨水等很多有用的物质。
22.酒精灯 b 分液漏斗 将导管从集气瓶中移出,待导管口有连续均匀的气泡冒出时再将导管伸入集气瓶中进行收集 51.25% 或 A
【详解】
(1)装置A中试管口略向下倾斜,适合用于固体加热,试管口没有棉花,可用于氯酸钾制取氧气的发生装置,还需要用到的仪器是酒精灯;
氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为:;
氧气的密度比空气略大,从a处进气,氧气具有助燃性,用装置C进行收集氧气,验满时应将带火星的木条放在b处;
(2)用B作为实验室制取氢气的发生装置,用于添加液体药品的仪器是分液漏斗;
用D装置收集的氢气中会含有空气,导致收集到的气体不纯;若要收集到较纯净的氢气,将导管从集气瓶中移出,待导管口有连续均匀的气泡冒出时再将导管伸入集气瓶中进行收集;
(3)设生成0.15g氢气需要锌的质量为x。
x=4.875g
该黄铜样品中铜的质量分数为:;
(4)把氧气和二氧化碳的混合气体通入氢氧化钠溶液,二氧化碳先和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学反应方程式为:。
氧气不和氢氧化钠反应,先得到氧气;
用弹簧夹夹紧装置左端的橡皮管,滴入分液漏斗中的稀硫酸,硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,化学反应方程式为:,从而得到二氧化碳;
最终得到的气体是氧气和二氧化碳。