第七单元 燃料及其利用
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 C 12 Ca 40 Na 23
一、选择题:本大题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 【2021·广东学业检测联考】“保护空气,使天空更蓝”。下列做法不符合这一理念的是( )
A.节日大量燃放鞭炮 B.将工业废气处理后再排放
C.使用绿色公共交通出行 D.开发和利用各种清洁能源
2.工厂储运白磷的容器上应贴的标识是( )
3.下列关于资源、能源、环保方面的叙述正确的是( )
A.石油炼制可得到汽油、煤焦油、航空煤油等
B.空气是一种宝贵的资源,其中氧气约占空气质量的
C.空气质量日报中的空气质量指数越大,空气质量越好
D.人们正在利用和开发的清洁能源有氢能、太阳能、风能、核能、地热能等
4.【2021·汕头潮南区模拟改编】2021年6月26日,某住宅小区因电单车充电不慎引发大火,大火从一楼蹿到四楼,楼上的住户纷纷逃生,请问有关火灾、灭火和逃生的说法,正确的是( )
A.电单车着火时,只能用水灭火
B.若室内起火,应立即打开所有门窗
C.用水灭火的主要原理是降低着火点
D.逃生时用湿毛巾捂住口鼻,蹲下靠近地面,迅速离开火灾现场
5.【2022·珠海香洲区期末】下列关于灭火的方法及原理都正确的是( )
A.为防止森林大火蔓延,可挖出隔离带,原理是清除可燃物
B.电器着火用水扑灭,原理是降低可燃物的温度
C.用高压水枪灭火,原理是降低可燃物的着火点
D.吹灭蜡烛,原理是隔绝氧气
6.为了节能,燃烧前常将汽油(含C8H18等)喷成雾状,目的是( )
A.减少O2消耗量 B.增大汽油与空气的接触面积
C.降低汽油着火点 D.升高汽油着火点
7.下列实验设计不合理的是( )
探究燃烧的条件 B.一氧化碳还原氧化铁
C. 探究甲烷的组成 D.分子在不断运动
8.某物质的着火点为t ℃,图中该物质燃烧得最旺的点是( )
A.Q点 B.N点
C.P点 D.M点
9.【2020·广州增城区期末】燃料和能源与生活息息相关,下列说法正确的是( )
A.煤、石油和天然气都属于可再生能源
B.通过降低可燃物的着火点可以灭火
C.煤加工成粉末状,可使煤燃烧更充分
D.天然气中混有空气,遇明火一定会发生爆炸
10.如图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( )
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、天然气都是混合物
11.我国是世界上第一个在海域成功试采可燃冰的国家,可燃冰主要含有甲烷水合物,用作燃料时反应的微观示意图如图,下列说法正确的是( )
A.可燃冰是纯净物
B.可燃冰将成为未来新能源
C.可燃冰燃烧后的生成物洁净无污染
D.上述反应的反应物均为化合物
12.【2020·广州模拟】如图所示为实验室模拟粉尘爆炸的试验,连接好装置,在小塑料瓶中放入下列干燥的粉末,点燃蜡烛,快速鼓入大量的空气,肯定观察不到爆炸现象的是( )
A.煤粉
B.面粉
C.食盐粉末
D.镁粉
13.“低碳经济”已成为经济发展的重要模式,实现“低碳经济”的一种策略是节能。下列制备氢气的方法最节能的是( )
A.电解水:2H2O 2H2↑+O2↑
B.焦炭与水蒸气反应:C+H2O H2+CO
C.太阳光分解水:2H2O 2H2↑+O2↑
D.天然气与水反应:CH4+H2O CO+3H2
14.某无色气体可能由H2、CH4、CO、CO2 中的几种组成。将该混合气体通过过量的澄清石灰水,出现白色浑浊;将剩余气体导出,经干燥后点燃,罩在火焰上方的干燥烧杯内壁有水珠出现。该混合气体的组成不可能是( )
A. H2 、CO2 B. CO、CO2
C. H2、CH4、CO2 D. CH4、CO、CO2
15.【2020·汕头龙湖区期末】用如图装置进行实验。升温至60 ℃的过程中,仅①燃烧;继续升温至260 ℃的过程中,仅③燃烧。下列分析不正确的是( )
A.60 ℃时仅①燃烧,说明白磷是可燃物且着火点最低
B.对比①③,可说明红磷的着火点比白磷的高
C.对比②③,可验证燃烧需可燃物与氧气接触
D.④未燃烧,说明无烟煤不是可燃物
二、非选择题:本大题共6小题,第16小题7分,第17小题8分,第18~21小题各10分,共55分。
16.【原创题 】火是文明的起源,人类取火的方法经过了漫长的演变过程。
(1)早在公元前1000年,古人就发明了火镰,用火镰击打火石,产生的火花引燃可燃物。艾绒是一种常用的引燃物,主要是它的______________,因而容易点燃。
(2)南北朝时期,当时的人发明了“火折子”,吹气即可燃,“火折子”的制作材料中有草纸、松香、硫磺。从燃烧条件角度分析,草纸、松香、硫磺是______________,吹气可以使其燃烧的原因是使可燃物与 ________充分接触。
(3)1830年,法国人发明了摩擦火柴,原理是将白磷、硫、KClO3、MnO2混合做火柴,摩擦生热使白磷燃烧,利用白磷燃烧的热量使KClO3分解,然后是硫燃烧,引燃火柴杆。摩擦过程中白磷比硫先燃烧的原因是______________________,这种火柴燃烧的现象是________________________(写一点即可)。
(4)19世纪中期,瑞典人制造出安全火柴,将红磷涂在火柴盒的摩擦面上,硫、KClO3、MnO2则藏于火柴头中。火柴划燃的瞬间,火苗异常旺, 请写出KClO3分解产生氧气助燃的化学反应方程式:__________________________________。
17.【2021·汕头金平区模拟】化学与人类生产、生活息息相关,根据所学化学知识回答下列问题:
(1)走进厨房,你会发现煤气罐被管道天然气代替了,天然气属于______________(填“再生”或“不可再生”)能源,其主要成分甲烷在空气中充分燃烧的化学方程式为____________________________________。
(2)甲烷也是一种重要的化工原料,下面是以甲烷为原料生产乙炔的过程:(表示碳原子, 表示氢原子)
①C是一种气体单质,请补画全C中微观粒子示意图。写出该反应的化学方程式:______________________________________。
②类比甲烷的燃烧,写出乙炔烧焊时,即乙炔在空气中完全燃烧的化学方程式:________________________________________。
18.【2021·陕西改编】(1)根据下列实验装置图回答问题。
①写出标有字母a的仪器名称:________。
②实验室用装置A制取氧气的化学方程式为__________________________________。
③图中装置________(填字母)可用来收集氧气。
④将反应生成的氧气通入D中,使其接触底部的白磷后,看到的现象是________________________,说明可燃物燃烧需要的条件之一是______________。
(2)请根据所学知识及题给信息,回答下列问题:
①图E中火柴头先燃烧,原因是火柴头着火点比较________(填“低”或“高”)。
②分别点燃两根火柴,将一根火柴头竖直向上,另一根火柴头斜向下(如图F所示),火柴在火柴头斜向下的情况下更容易持续燃烧,原因是________________________________。
③由图G可知,金属镁引起的火灾________(填“能”或“不能”)用CO2灭火。
④如图H所示,用大烧杯罩住高低两支点燃的蜡烛,最后高的蜡烛先熄灭,根据该原理,如果你在火场,你会采取什么样的逃生措施?________________________________________________________________________。
19.【2021·济宁三模】我国煤炭资源丰富。目前人们除了将煤作为燃料外,更是将其作为重要的化工原料。工业上以煤和空气为原料生产尿素[CO(NH2)2]的一种流程如图所示。
(1)从液态空气中分离出N2的原理是利用氮气和氧气的________不同,该过程属于________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)在煤和水蒸气反应前需先将煤粉碎,这样做的目的是____________________________。
(3)上述流程中合成尿素的同时还有水生成,该反应的化学方程式为____________________(反应条件省略)。
(4)实际生产中N2和H2不可能全部转化为NH3,上述流程中可以循环利用的物质有______________________。
20.【2021·安徽】关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧
(1)酒精、煤(含硫)、天然气是生活中常见的燃料,下列不属于三者燃烧共有的现象是______(填字母序号)。
A.发光 B.产生有刺激性气味的气体
C.放热 D.产生使澄清石灰水变浑浊的气体
(2)写出酒精(C2H5OH)完全燃烧的化学方程式 :____________________________________。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化
(3)该小组同学按下列实验步骤开展探究。
步骤1:室温下,按如图组装装置,装入药品,称量装置总质量为m1 g。
步骤2:将锥形瓶浸入80 ℃的热水中,观察现象。
步骤3:取出装置,恢复至室温并擦干锥形瓶;打开止水夹K1和K2,从K1处缓慢通入约50 mL 氧气,再关闭K1和K2,称量装置总质量为m2 g。
步骤4:将锥形瓶再次浸入80 ℃的热水中,观察现象。
步骤5:取出装置,恢复至室温并擦干锥形瓶,称量装置总质量为m3 g。
①通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是____________________________。
②m1、m2、m3的大小关系是________________。
【任务三】调控燃烧
(4)报道显示:国内外一些煤田因发生煤层自燃,带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃,请给出一条合理的灭火建议:________________________________________________________________________。
【任务四】再探铁的燃烧
(5)查阅文献:颗粒直径为20~30 nm的铁粉,在空气中会发生自燃生成氧化铁。
结合已有知识,回答下列问题:
①影响铁燃烧的因素有__________________、__________________(至少答出两点)。
②铁与氧气反应的条件不同,产物不同。若5.6 g铁与氧气反应可得a g产物,且铁无剩余,则a的取值范围是__________________。
21.过氧化钙(CaO2)是一种环境友好的化工原料,在工农业生产中用作漂白剂、种子消毒剂以及鱼类运输时的制氧剂等。
过氧化钙与水反应的化学方程式为2CaO2+2H2O2Ca(OH)2+O2↑。
(1)若用150 g某过氧化钙工业样品可制得氧气32 g,请计算该过氧化钙样品的纯度(样品中CaO2 的质量分数)。
(2)往150 g上述过氧化钙工业样品中逐渐加入水至过量,在图中画出产生氧气的曲线图。
(3)过氧化钠Na2O2与水发生类似上述的反应,请写出相应的化学方程式:______________。
答案
一、1.A 2.C 3.D 4.D 5.A 6.B 7.B 8.A 9.C 10.A 11.B 12.C 13.C 14.B
15.D 60 ℃时仅①燃烧,说明白磷是可燃物且着火点最低,A正确;对比①③,升温至60 ℃的过程中,仅①燃烧,可说明红磷的着火点比白磷的高,B正确;对比②③,继续升温至260 ℃的过程中,仅③燃烧,可验证燃烧需可燃物与氧气接触,C正确;④未燃烧,不能说明无烟煤不是可燃物,可能是因为温度没有达到煤的着火点,D错误。故选D。
16.(1)着火点低
(2)可燃物;空气
(3)白磷着火点比硫低 ;产生白烟(合理即可)
(4) 2KClO32KCl+3O2↑
17.(1)不可再生;CH4+2O2CO2+2H2O
(2)①
; 2CH4C2H2+3H2
②2C2H2+5O24CO2+2H2O
18.(1)①集气瓶 ②2H2O22H2O+O2↑ ③B
④白磷燃烧;与氧气接触
(2)①低 ②当火柴头斜向下时,燃烧产生的热量能使火柴梗更容易达到其着火点,所以更容易持续燃烧 ③不能
④用湿毛巾捂住口鼻,匍匐前进
19.(1)沸点;物理
(2)增大煤与水的接触面积,使反应更快更充分
(3)CO2+2NH3===CO(NH2)2+H2O
(4)H2O、N2、H2
20.(1)B (2)C2H5OH+3O22CO2+3H2O
(3)①步骤2中白磷未燃烧,步骤4中白磷燃烧,产生白烟
②m1>m2=m3
(4)取土填埋,隔绝空气
(5)①铁的表面积;氧气的浓度(合理即可)
②7.2≤a≤8.0
(1)酒精、煤(含硫)、天然气燃烧都能发光放热并且产生二氧化碳气体使澄清的石灰水变浑浊,但是只有煤中含有硫,会产生有刺激性气味的二氧化硫气体,故选B;(2)酒精在点燃的条件下生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O;(3)①通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是步骤2中,隔绝氧气,白磷未燃烧,步骤4 中,通入氧气,白磷燃烧,产生白烟;②一开始锥形瓶充满二氧化碳,步骤3中通入50 mL氧气,二氧化碳的密度比氧气大,故m1>m2,步骤4 中白磷燃烧消耗了氧气,但是反应在密闭容器中进行,根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,步骤5中恢复室温擦干锥形瓶,故m2=m3,因此m1>m2=m3;(4)一旦煤层自燃,应取土填埋,隔绝空气;(5)①铁在空气中不能燃烧,在氧气中能燃烧,说明影响铁燃烧的因素有氧气的浓度,颗粒直径为20~30 nm的铁粉,在空气中会发生自燃生成氧化铁,说明铁的表面积可以影响铁的燃烧,故影响铁燃烧的因素有:铁的表面积,氧气的浓度或温度;②铁与氧气反应生成FeO时产物的质量最小,设生成的产物质量为x。(反应条件省略)
2Fe+O2===2FeO
112 144
5.6 g x
=
x=7.2 g
铁与氧气反应生成Fe2O3时产物的质量最大,设生成的产物质量为y。(反应条件省略)
4Fe+3O2===2Fe2O3
224 320
5.6 g y
=
y=8 g
故a的取值范围是7.2≤a≤8.0。
21.(1)解:设该过氧化钙样品的纯度为x。
2CaO2+2H2O === 2Ca(OH)2+ O2↑
144 32
150 g×x 32 g
=
x=96%
答:该过氧化钙样品的纯度为96%。
(2)
(3)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)已知150 g该样品能制得氧气32 g,设150 g该样品能消耗水的质量为y。
2CaO2+2H2O === 2Ca(OH)2+ O2↑
36 32
y 32 g
=
y=36 g
则150 g该样品中的过氧化钙完全反应时消耗36 g水,生成32 g氧气,曲线图如答案所示。