5.4古生物的“遗产”——化石燃料
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、选择题
1.下列关于石油的叙述,不正确的是
A.石油是一种混合物 B.石油是一种化工产品
C.可利用石油产品发电 D.将石油分馏可得到多种产品,比如航空汽油等
2.“可燃冰”[CH4·(H2O)n]又称天然气水合物,它是在海底的高压低温条件下形成的,它的外观像冰,1体积“可燃冰”可储藏100-200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述中,错误的是
A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源
B.“可燃冰”是一种比较洁净的能源
C.“可燃冰”提供了水可能变成油的证据
D.“可燃冰”的可燃成分是甲烷
3.下列过程属于物理变化的是
A.酸雨形成 B.陶瓷烧制 C.石油分馏 D.煤的干馏
4.海洋是人类巨大的资源宝库,海洋资源开发前景十分广阔。下列说法正确的是
A.“可燃冰”是指可燃烧的冰 B.“晒盐”过程中氯化钠的质量增加
C.锰结核中含多种金属元素 D.可利用海水提取的铝盐制取金属铝
5.下列做法不会给空气造成严重污染的是
A.在春节为增加节日气氛,大量燃放烟花爆竹 B.用酒精作燃料
C.以含硫的煤作燃料 D.柴油车的排气管后面喷出一团团的黑烟
6.空气是人类生存所必需的重要资源。下列措施不利于建设“蓝天工程”的是
A.严禁露天焚烧农作物秸秆 B.生产中加大煤炭和石油等燃料的使用量
C.加强植树造林,增大绿化面积 D.大力推行汽车使用天然气或氢气为燃料
7.下列关于石油和天然气的叙述错误的是( )
A.天然气是混合物 B.石油是可再生能源
C.石油是一种化石燃料 D.天然气的主要成分是甲烷
8.下列物质中,属于天然气水合物主要成分的是
A.酒精 B.干冰 C.甲烷 D.乙炔
9.下列有关燃烧的说法正确的是
A.将煤块粉碎后燃烧,是为了使其燃烧得更充分
B.用水灭火,目的是降低可燃物的着火点
C.只要将烟囱建高些,即可避免煤燃烧产生的环境污染
D.任何燃料完全燃烧,一定会生成二氧化碳
10.碳的存在非常广泛,并不断循环,如图是自然界中碳循环示意图。下列叙述正确的是
A.“碳循环”指的是碳单质循环
B.绿色植物可以将CO2转化为O2
C.大气圈中CO2有百利而无一害
D.化石燃料是循环的环节之一,它是可再生能源
二、实验题
11.氢冶金是指使用氢气替代煤炭冶炼金属,实现零碳排放。我们在化学实验室,可以用氢气还原氧化铜制得少量金属铜。
(1)通氢气的导管是 (选填字母)。
导管应伸入到试管 部,试管口略向下倾斜的原因是 。
(2)足量的氢气还原氧化铜的化学方程式为 ,反应结束立即取出固体,发现其中还混有黑色粉末,分析产生此现象的主要原因 。
(3)为实现零碳排放,请改进上述装置,并说明理由 。
三、判断题
12.用天然气替代煤可以减少酸雨的形成( )
13.天然气是清洁能源,对环境没有任何影响。( )
14.大量使用化石能源会造成大气污染,因此应该停止化石能源的开采和利用( )
15.煤的干馏属于物理变化( )
16.石油是一种化工产品( )
四、科学探究题
17.近几年,我县加大了对于空气质量的监测和治理,空气质量良好,与之前空气质量状况相比,空气中二氧化硫的含量明显降低,据调查空气中二氧化硫的产生的主要原因是大量燃烧含硫量高的煤及机动车排放的尾气所造成的。
【提出问题】煤中是否含有硫元素和碳元素?
【查阅资料】
①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫红色变无色),该反应的化学方程式为5SO2+2KMnO4+2X=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4”其中X的化学式为 ;
②二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,请写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式 根据上述资料,甲、乙同学进行了如下实验探究:
【实验探究】
(1)甲同学进行了如图1所示A、B两步实验,观察到的实验现象:A中 B中澄清石灰水变浑浊;
写出结论:煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳,证明煤中含有硫元素和碳元素。
(2)乙同学认为甲同学的方案不合理,理由是 。他进行了如图2所示实验(夹持装置略去):
【结论与反思】
(3)如图2中C装置的作用是 ;
(4)乙同学的实验中,证明煤中含有硫元素和碳元素的现象是:B中 ,C中 ,D中 。
五、综合应用题
18.我国提出,二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和,碳中和,是指通过植树造林节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”。
(1)认识“碳”
Ⅰ、石墨与金刚石互称为同素异形体,从微观角度看两者物理性质存在差异的主要原因是 。从石墨中分离出单层石墨片(石墨烯)是目前人工制得的最薄材料,单层石墨片中碳元素以 存在(填“单质状态”或“化合物状态”)。
Ⅱ、CO2与CO的化学性质不同,是因为 。
(2)“碳”排放
Ⅰ、 和天然气等化石燃料的燃烧会产生大量CO2,过多的CO2排放会导致 。
Ⅱ、提倡“低碳生活”是当今社会的生活理念,以下建议可行的是 。
A.减少使用一次性餐具 B.推广使用光伏发电
C.提倡使用可循环购物袋 D.禁止使用化石燃料
(3)“碳”捕捉
Ⅰ、加压水洗法可捕集CO2
Ⅱ、石灰石循环法集CO2(如图所示)
空气中CO2含量减少的原因是 (用化学方程式表示)。上述设想的优点有 (填字母)。
A.原料可循环利用 B.有效利用太阳能 C.可全天候使用
(4)“碳”转化
甲烷与二氧化碳反应生成两种可燃性气体的微观示意图如图
Ⅰ、在框内补充丙的微观模型图 ;
Ⅱ、反应难点之一是破坏甲烷分子的稳定结构,分子分为 (填微粒名称)并重新组合。
19.2013年6月5日是“世界环境日”,中国主题为“同呼吸共奋斗”。
(1)化石燃料是不可再生能源,包括煤、 和天然气等。
(2)下列不属于空气污染物的是 。
A.二氧化氮 B.二氧化硫 C.PM2.5 D.氮气
(3)二氧化碳是一种温室气体。某化学兴趣小组利用如下图所示装置对二氧化碳的性质进行验证:
当打开K,反应一段时间后:
①D烧杯中 (填“上层”或“下层”)的蜡烛先熄灭,说明二氧化碳具有的物理性质是 ,具有的化学性质是 。
②B处紫色石蕊溶液变成红色,C处澄清石灰水变浑浊。B处使紫色石蕊溶液变红的物质是 ;写出C处发生变化的化学方程式 。
20.(1)济南市政府近年来逐步加大对黄河两岸生产、生活燃料结构的调整,以新能源代替传统能源。例如:提高居民家中天然气的使用率,改善家居环境,提高生活质量。天然气是洁净环保的优质能源,其主要成分是甲烷(化学式是CH4)。
①写出天然气充分燃烧的化学方程式 。
②天然气属于清洁能源,其理由是 。
(2)工业上采用氨碱法生产纯碱(Na2CO3),主要流程如图1在①~③三个过程中,发生分解反应的是 (填序号)。
(3)侯氏制碱法以食盐为主要原料制取纯碱,制得的纯碱中常含有少量氯化钠、Na2CO3和NaCl的溶解度曲线如图2所示,试回答下列问题:
①在t1℃时,Na2CO3的溶解度是 。
②t2℃时,NaCl的溶解度 Na2CO3的溶解度(填“大于”“等于”“小于”之一)
③要从海水中提取NaCl,应采用的方法是 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)
④若把10g的Na2CO3加入50g水中,充分溶解后,得到t1℃的Na2CO3溶液的质量是 g。
参考答案:
1.B
【详解】A、石油中含有多种烷烃和其它种类的物质,石油是混合物,故正确;
B、化工产品是经过化学反应制得的相关产品,石油又称原油,没有经过化学合成,石油是重要的化工原料而不是化工产品,故错误;
C、石油中含有汽油、煤油、柴油等多种物质,可利用石油产品发电,故正确;
D、石油是由多种有机物组成的混合物,沸点不同,可利用此性质采用分馏的方法将物质进行分离,得到汽油、煤油、柴油等不同的产品,故正确。
故选B。
2.C
【详解】根据题意可知“可燃冰”的主要成分是甲烷。
A、甲烷燃烧产物是二氧化碳和水,不污染环境,“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源,正确;B、甲烷燃烧产物是二氧化碳和水,不污染环境,“可燃冰”是一种比较洁净的能源,正确;C、可燃冰既不是水也不是油,根本不会变成油,“可燃冰”不能提供水可能变成油的证据,错误;D、“可燃冰”的可燃成分是甲烷,正确。故选C
3.C
【详解】A、酸雨形成的过程包括二氧化硫、氮氧化物等与水、氧气反应生成酸的过程,有新物质生成,属于化学变化,故A错误;
B、陶瓷烧制的过程有新物质生成,属于化学变化,故B错误;
C、石油分馏是利用沸点的不同将混合物进行分离,没有新物质生成,属于物理变化,故C正确;
D、煤的干馏是煤在隔绝空气的条件下,受热分解成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程,有新物质生成,属于化学变化,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】A、“可燃冰”主要含有甲烷水合物,不是可燃烧的冰,故选项错误;
B、“晒盐”过程中水不断蒸发,溶剂质量减少,氯化钠的质量不变,故选项错误;
C、锰结核是一种多金属结核,它含有锰、铁、镍、钴和铜等几十种元素,故选项正确;
D、海水中铝元素极少,无法利用海水提取铝盐制取金属铝,故选项错误。
故选:C。
5.B
【详解】A、大量燃放烟花爆竹,会向空气中排放二氧化硫,粉尘等空气污染物,加重空气污染。
B、用酒精作燃料,酒精完全燃烧只生成二氧化碳和水,不会造成空气污染。
C、以含硫的煤作燃料,会排放大量二氧化硫,加重空气污染。
D、柴油车的排气管后面喷出一团团的黑烟是柴油不完全的产物,会加重空气污染。
故选B。
6.B
【详解】A、严禁露天焚烧农作物秸秆正确,减少了有害气体和粉尘污染,利于建设“蓝天工程”,故选项错误;B、生产中加大煤炭和石油等燃料的使用量,不利于建设“蓝天工程”,故选项正确;C、加强植树造林,增大绿化面积,利于建设“蓝天工程”,故选项错误;D、大力推行汽车使用天然气或氢气为燃料,利于建设“蓝天工程”,故选项错误。故选B。
点睛:空气污染的途径主要有两个:有害气体和粉尘。防止空气污染的措施有:工厂排放的废气经过处理再排放、植树造林、严禁露天焚烧农作物秸秆、合理开发新能源、禁止燃放烟花爆竹等。
7.B
【详解】A、天然气的主要成分是甲烷,含有其它成分,属于混合物,正确;B、石油属于化石燃料,不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,错误;C、石油是三大化石燃料之一,是一种化石燃料,正确;D、天然气的主要成分是甲烷,正确。故选B。
8.C
【详解】天然气水合物由水、甲烷等组成,是一种混合物,主要成分的是甲烷;故选C。
9.A
【详解】A、将煤块粉碎后,增大了与氧气的接触面积,能促其燃烧更充分,故正确;
B、着火点是物质的一种属性,一般不能改变,故错误;
C、煤燃烧生成氮和硫的氧化物,对大气造成污染,将烟囱建高些,也不可避免煤燃烧产生的环境污染,故错误;
D、燃料完全燃烧时不一定会生成二氧化碳,例如氢气燃烧,故错误。
故选A。
10.B
【详解】A、自然界中存在多种碳的化合物,“碳循环”是指碳元素的循环而不是指碳单质的循环,错误;
B、绿色植物光合作用可以将CO2转化为O2,正确;
C、大气圈中CO2可以为植物光合作用提供气体肥料,但是大量二氧化碳气体的人为排放可加剧温室效益,并不是百利而无一害,错误;
D.化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的,是不可再生资源,错误。
故选B。
11.(1) c 底 避免冷凝水回流,导致试管破裂
(2) H2+CuOCu+H2O 灼热的铜被空气中的氧气氧化为黑色的氧化铜
(3)使用氢气燃烧替代酒精灯,因为酒精燃烧产生二氧化碳
【解析】(1)
导管要伸到试管底部,方便排出装置中的空气,而且因持续通入氢气且过量故不能用试管塞塞住试管口,防止试管内压力过大,故选用导管c;导管应伸入试管的底部;氢气与氧化铜反应生成铜与水,为防止冷凝水回流炸裂试管,故需要将试管口向下倾斜;
(2)
氢气与氧化铜加热后反应生成铜与水,化学反应方程式为H2+CuOCu+H2O;铜能与氧气在加热的情况下反应生成黑色的氧化铜,故观察到其中混有黑色的粉末是因为灼热的铜被空气中的氧气氧化为黑色的氧化铜;
(3)
酒精灯中的乙醇燃烧会产生二氧化碳,氢气与氧气燃烧生成水,故为了实现零碳排放,可以使用氢气燃烧替代酒精灯。
12.正确
【详解】天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧的产物是水和二氧化碳,因此用天然气替代煤可以减少酸雨的形成。
13.×
【详解】天然气燃烧会产生二氧化碳,二氧化碳会造成温室效应,对环境有影响,错误。
14.错误
【详解】虽然说大量使用化石能源会造成大气污染,但是不能停止化石能源的开采和利用,应该合理开采和使用化石能源。
15.错误
【详解】煤的干馏有焦炭等新物质生成,属于化学变化。
16.错误
【详解】石油是重要的化工原料,不是化工产品。
17. H2O CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 高锰酸钾溶液褪色 二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊,无法证明煤中含有碳元素 除去过多的二氧化硫或排除二氧化硫的干扰 溶液褪色 溶液不褪色 澄清的石灰水变浑浊
【详解】[查阅资料]①根据质量守恒定律,反应前后原子个数不变,5SO2+2KMnO4+2X=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4,可推出X的化学式为H2SO4;
②二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水;故填:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
【[实验探究](1)二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫红色变无色),所以实验A中的现象是高锰酸钾溶液褪色;
(2)由于二氧化硫也能使石灰水变浑浊,所以不能判断含有碳元素;
[结论与反思](3)主要是验证二氧化硫是否被除尽或排除二氧化硫的干扰;
(4)先通过使高锰酸钾溶液褪色证明有二氧化硫,再除去二氧化硫,再验证二氧化碳即可,故B中的溶液褪色,C中的溶液不褪色,D中澄清的石灰水变浑浊。
18.(1) 碳原子排列方式不同 单质状态 分子构成不同
(2) 煤、石油 温室效应 ABC
(3) AB
(4) 碳原子和氢原子
【详解】(1)Ⅰ、石墨与金刚石都是碳单质,两者性质差异的主要原因是碳原子排列方式不同;石墨由碳原子构成,故单层石墨片中碳元素以单质状态存在;
Ⅱ、二氧化碳由二氧化碳分子构成,一氧化碳由一氧化碳分子过程,故CO2与CO的化学性质不同,是因为分子构成不同;
(2)Ⅰ、化石燃料包括煤、石油、天然气;过多的CO2排放会导致加剧温室效应;
Ⅱ、A、减少使用一次性餐具,可以减少森林的砍伐,可以减少空气中二氧化碳含量,符合题意;
B、推广使用光伏发电,可以减少化石燃料的使用,减少二氧排放,符合题意;
C、提倡使用可循环购物袋,可以减少资源浪费,符合题意;
D、新能源目前还不能广泛使用,故不能禁止使用化石燃料,只能减少使用,不符合题意;
故选:ABC;
(3)Ⅱ、由图可知,二氧化碳和氧化钙在光照和400℃条件下反应生成碳酸钙,化学反应方程式为:;
A、该设想中氧化钙可以循环使用,符合题意;
B、反应条件中需要光照,可以有效利用太阳能,符合题意;
C、晚上没有太阳光,不能全天使用,不符合题意;
故选:AB;
(4)Ⅰ、甲烷与二氧化碳反应生成两种可燃性气体,故图中丙为氢气,模型为: ;
Ⅱ、甲烷分子分裂成碳原子和氢原子,二氧化碳分子分裂成碳原子和氧原子,在重新组合成氢气分子和一氧化碳分子,故破坏甲烷分子的稳定结构,分为碳原子和氢原子。
19. 石油 D 下层 密度比空气大 不能燃烧,也不能支持燃烧 碳酸( H2CO3) CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【详解】(1)化石燃料包括煤、石油和天然气。
(2)空气中最常见的有害气体是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳,固体颗粒有PM2.5和PM10,所以不属于空气污染物的是氮气,选D。
(3) ①从装置图中可知,反应中生成二氧化碳气体,因为二氧化碳密度比空气大, D烧杯中收集到的气体是二氧化碳,因此D烧杯中可以观察到的现象是下层的蜡烛先熄灭,此现象说明二氧化碳具有的物理性质是:密度比空气大,具有的化学性质是:不能燃烧也不能支持燃烧。
②B处紫色石蕊溶液变成红色,C处澄清石灰水变浑浊。因为二氧化碳进入紫色石蕊溶液中和水反应生成碳酸,碳酸呈酸性使石蕊变红,因此B处使紫色石蕊溶液变红的物质是:碳酸(H2CO3);二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水, C处发生变化的化学方程式是:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
20. CH4+2O2CO2+2H2O 燃烧生成的是二氧化碳和水,对环境无污染 ③ 18g 小于 蒸发结晶 59
【详解】(1)①天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:CH4+2O2CO2+2H2O;故填:CH4+2O2CO2+2H2O;②甲烷燃烧产物是二氧化碳和水,对环境无污染;故填:燃烧生成的是二氧化碳和水,对环境无污染;
(2)在① ③三个过程中,①、②反应物不是一种,不是分解反应,③中发生的反应是:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,分解反应的特点是‘一变多’,所以发生分解反应的是③;故填:③;
(3)①通过分析溶解度曲线可知,在t1℃时,Na2CO3的溶解度是18g;故填:18g;②t2℃时,NaCl的溶解度小于Na2CO3的溶解度;故填:小于;③结晶有降温结晶和蒸发结晶两种方法,溶解度受温度影响小的适合蒸发结晶,溶解度受温度影响大的适合降温结晶,NaCl溶解度受温度影响不大,所以要从海水中提取NaCl,应采用的方法是蒸发结晶;故填:蒸发结晶;④t1℃时,碳酸钠的溶解度是18g,即100g水中最多能溶解18g碳酸钠,所以把10g的Na2CO3加入50g水中,充分溶解后,得到t1℃的Na2CO3溶液的质量是:50g+9g=59g;故填:59。