科粤版九年级化学第五单元燃料与二氧化碳测试题（含答案）

第五单元测试题
（时间：60分钟 满分100分）
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 O—16 S-32
一、选择题（本大题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·重庆）“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是（　　）
A．液氢 B．液氧 C．酒精 D．石油
2.【新情境·中国科技】2024年4月17日，全球首颗用牡丹花提炼碳元素制作而成的钻石亮相洛阳。钻石就是打磨过的金刚石，构成下列物质的微观粒子与构成金刚石的微观粒子种类相同的是( )
A．铁 B．干冰 C．氯化钠 D．硫酸铜
3.碳循环和氧循环对维持生命系统起着重要的作用，下列说法正确的是( )
A. 碳循环是指二氧化碳循环 B. 光合作用消耗大气中的氧气
C. 呼吸作用的产物是二氧化碳和水 D. 氧循环使空气中氧气含量逐渐增多
4.受电弓是高铁接电的重要零件。用石墨制作受电弓主要是因为石墨 ( )
A. 难溶于水 B. 具有优良的导电性 C. 具有可燃性 D. 具有还原性
5.（2024·陕西）实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是
A．检查气密性 B．装药品 C．收集气体 D．气体验满
6. 下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是( )
A．金刚石和石墨都是黑色固体 B．档案用碳素墨水书写只利用了碳的物理性质
C．干冰可用于人工降雨 D．CO和CO2都具有可燃性
电影《流浪地球 2》中的太空电梯给同学们留下了深刻印象。清华大学团队研发的超长碳纳米管可能会成为未来建造太空电梯的材料。回答下面小题7-9。
7. 碳元素和氧元素的本质区别是( )
A. 质子数不同 B. 中子数不同
C. 核外电子数不同 D. 最外层电子数不同
8. “碳纳米管被誉为21世纪最有前途的新型材料。碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1nm=10-9m）的空心管。下列说法错误的是( )
A．碳纳米管中碳元素的化合价为 B．碳纳米管材料在一定条件下可以燃烧
C．碳纳米管材料管道多，表面积大，吸附能力强 D．碳纳米管材料是一种新型的化合物
9. 甲烷裂解是制备碳纳米管的重要步骤，反应前后微观粒子种类变化的示意图如下,下列有关说法正确的是( )
A. 甲中氢元素质量分数大 B. 反应中甲和丙的分子个数比为 1：1
C. 反应前后原子种类不变 D. 生成乙和丙的质量比为 6：1
10.下列有关一氧化碳的说法正确的是( )
A．一氧化碳无色但有刺激性气味 B．一氧化碳与二氧化碳一样，密度比空气大
C．一氧化碳难溶于水，故可用排水法收集 D．在室内放一盆水防止一氧化碳中毒
11. 老师让同学们自己动脑、动手设计能随时控制反应发生或停止的制取二氧化碳的发生装置。室温下1体积水能溶解1体积的二氧化碳。如图所示是小明、小红、张强、李丹四位同学设计的装置，其中你认为符合要求的是( )
A．①②③④ B．②④ C．① D．①③④ D.①
12. 下列涉及学科观点的有关说法不正确的是( )
A．结构观：一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同，是因为两者的分子构成不同
B．转化观：一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可相互转化
C．守恒观：蜡烛燃烧后生成了二氧化碳和水，说明蜡烛中一定含有碳、氢元素
D．微粒观：C60是由碳原子构成的
13.元素化合价和物质类别是研究物质的两个重要维度。如图为碳元素的部分“价—类”二维图，下列说法不正确的是( )
A．M是“氧化物”
B．X点对应物质只有一种
C．Y点对应物质和CaCO3之间可以相互转化
D．H2CO3受热易分解生成水和二氧化碳
14. 用下图设计的实验方案来验证二氧化碳的性质。下列说法不正确的是( )
注：整套装置的气密性良好，不考虑反应过程中水分和HCl气体挥发的影响，且图乙、图丁中通入的气流缓慢。
A．装置甲中活塞最后停留在12mL处，可推知室温下10mL水大约能溶解8 mLCO2
B．装置乙中石蕊试纸A由紫变红，可推知CO2能使石蕊变色
C．装置丙中石蕊试纸A由红变紫，可推知碳酸不稳定
D．装置丁中下方的火柴先熄灭，可推知CO2不支持燃烧也不燃烧，且密度比空气大
15．【新考法·数字化实验】某化学小组将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末的容器中，相同条件下测得二者产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图。下列判断错误的是（　　）
A．0～300 s内，两个容器中酸的浓度均越来越小
B．0～100 s内，反应Ⅰ、Ⅱ生成CO2的速率均先慢后快
C．反应Ⅱ中0～100 s内产生的CO2比100～200 s内少5a mL
D．实验室可用一定浓度的稀硫酸与CaCO3粉末制取CO2
二、填空题（本大题共4小题，共29分）
16．（7分）【新情境·跨学科实践】 “为国育才，五育并举”，美育是五育重要组成部分。化学美随处可见。
（1）“用途美”碳的单质用途广泛。物质A代表的是______，其用途有____________（写一点）。
（2） “结构美”。碳的多种结构美轮美奂。图1中的A、B、C分别代表三种不同的碳单质，它们的化学性质_________（填“相似”或“不相似”），它们的物理性质有明显差异的原因是_______________。
（3）“模型美”。模型是联系宏观与微观的桥梁。一种新型纳米催化剂可实现二氧化碳到甲醇的转化，其微观模型示意图如图2所示。图2中属于单质的是________（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。该反应的化学方程式为_______________。
17. （7分）工业上利用铁的氧化物在高温条件下循环裂解水制氢气和一氧化碳的流程如图所示。
（1）反应I的化学方程式为 。
（2）反应Ⅱ中，化合价降低的元素是_______。
（3）反应Ⅲ属于_______（填基本反应类型）反应。
（4）对比反应I、II，铁的氧化物在循环裂解水制氢气过程中的作用是___________。
（5）流程中可循环利用的物质有Fe3O4、CO、CO2和_______（填化学式）。
（6）所有物质恰好完全反应时，生成的氢气和一氧化碳的分子个数比为_______（填最简整数比）。
18．（8分）【新情境·地方特色】 产煤大省山西正不断提高发展“含绿量”。近年来，我省传统产业加快转型，新兴产业不断壮大，生态环境持续向好。请你分析图文信息，回答下面的相关问题。
（1）数字赋能使我省煤炭绿色开采更加智能化，其优势是_____（写一种）。煤属于_____(填“可再生”或“不可再生”)能源，煤综合利用能得到_____、煤焦油等化工产品。
（2）近年来，大同市直面生态环境基础差、能源结构单一的状况，实现了从“煤都黑”到“大同蓝”的转变。采煤、运煤产生的环境问题是_____（写一种），为实现“大同蓝”，可采取的举措有：_____。
（3）“氢能”是我省“十四五”规划的先导性未来产业，丰富的煤炭资源为实现从“黑”焦炭到“绿”氢能的高效转化提供了更多可能。请写出焦炭与水蒸气在一定条件下反应生成CO和H2的化学方程式： ，生产、生活中没有大量使用氢能源的主要原因是_____。
19．（7分）、集成电路等高科技产品均离不开硅。工业上，以硅石主要成分为二氧化硅、木炭等为原料生产硅的部分流程如下图所示，反应原理为SiO2+CSi+CO。请结合图文信息，分析思考，解决问题。
（1）“粉碎机”中将硅石粉碎的目的是________。
（2）“配料仓”内通过翻转使原料混合均匀，其作用相当于实验室操作中的________。
（3）上述流程中，发生反应生成硅的设备是________。为了防止生成的硅被氧化，需加过量木炭除去设备里的氧气，发生反应的化学方程式为 。
（4）硅由原子构成，从微观角度分析铸锭过程中发生变化的实质是 。
（5）从环境保护角度分析，在生产过程应注意________。
三、实验与探究题（本大题包括2小题，共18分）
20．（9分）如图中是实验室制取和收集气体的部分装置。请完成下列问题：
图1
（1）写出图中标号的仪器名称： ；
（2）实验室制取CO2，反应装置可选 （填序号），收集CO2，可选择 （填序号），若安装时长颈漏斗的下端不小心碰断了，导致无法插入液面以下，为保证实验正常进行，请你在不改变原装置的前提下，写出一条补救措施： 。
（3）写出实验室制取二氧化碳的化学反应方程式： 。
（4）甲烷催化重整：CH4与CO2在催化剂作用下可得到合成气（CO和H2），反应过程中催化剂表面还同时存在积碳反应和消碳反应，原理如图1所示。
图2
①消碳反应的产物“”是______。
②为减少催化剂表面的积碳，可在原料气中加入适量______气体。
③其他条件不变，催化剂表面的含碳量随温度变化如图乙所示，温度高于600℃时，催化剂表面含碳量减少的原因可能是 。
21．（9分）【新考法·项目化学习】2023年9月，《2023全球碳中和年度进展报告》在北京正式发布，为推动各国深化碳中和转型、弥合全球碳中和进展提供了重要信息。化学实验小组的同学基于该思路，在老师的带领下围绕“碳中和”的一系列内容展开了项目式学习的探究之旅。
任务一：分析“碳中和”的思路
【分析讨论】
（1）同学们讨论后认为，二氧化碳占空气总体积的_______%，主要来自动植物的呼吸和化石燃料的燃烧，因此要减少空气中的二氧化碳，一种思路是将产生的二氧化碳吸收，另一种思路是_______。
任务二：探究“海洋固碳”原理
【查阅资料】
海洋是地球上最重要的“碳汇”聚集地。据测算，地球上每年使用化石燃料所产生的二氧化碳约35%为海洋中的海水、浮游植物、藻类生物等所吸收。
【分析讨论】
（2）同学们结合生物学知识，认为藻类生物与浮游植物一样，都是通过_______作用吸收二氧化碳，这一方法属于“生物固碳”。
【做出猜想】
海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳。
【进行实验】
（3）同学们设计了以下实验方案对猜想进行验证。
实验装置 实验步骤 实验现象 实验结论
①用软塑料瓶收集一瓶二氧化碳，用橡胶塞塞紧瓶口 / 海水吸收二氧化碳的主要原理是水溶解了二氧化碳
②用注射器盛装100mL水，将针头扎过橡胶塞，并将水全部推入软塑料瓶中，振荡 软塑料瓶先变硬，振荡后恢复原状
③取软塑料瓶中的液体少许于试管中，加入适量的_______，振荡 液体变浑浊
【反思评价】
（4）同学们认为步骤③中发生的反应是_______（填化学方程式）。
（5）小刚认为“海水固碳”的主要原理应该是二氧化碳与水发生反应，但同学们认为他的观点不正确，理由是_______。
任务三：了解“人工固碳”技术
【查阅资料】“人工固碳”就是用各种手段捕捉空气中的二氧化碳，将其储存或者利用。其方法之一是将捕捉的二氧化碳压缩后，压回到枯竭的油田、天然气田、深海进行封存。
【成果分享】
（6）通过项目化学习，同学们了解了“碳中和”的思路、原理和方法，在此基础上以“低碳生活从我做起”为主题设计了宣传海报在社区内进行宣传活动，请你与同学们一同完成海报内容。
四、综合计算题（本大题共1小题，共8分）
22.我国目前使用的燃料主要是煤和天然气，含有硫的煤燃烧时生成的SO2会污染空气。
（1）充分燃烧1g天然气和1g煤，产生的CO2、SO2及热量的对比如下图所示。分析数据，与煤相比，用天然气作燃料的优点是 。
（2）某火力发电厂每天燃烧含硫1．6％的煤100 t，若煤中的硫全部转化为SO2，则该厂每天产生SO2 t。
（3）国家标准规定工业废气中SO2含量不得超过0.15 mg／m3。工业上测量SO2的含量时，可以根据反应：SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI。现取该厂废气样品1000 L，与含碘(I2)0. 508mg的溶液刚好完全反应。试计算该厂排放的废气中SO2的含量是否符合国家标准。（写出计算过程）
（4）请你给使用煤的工厂提出一条建议 。
第五单元测试题
一、选择题（本大题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意）
1.A 2.A 3. C 4. B 5. A 6. C 7. A 8. D 9. C 10.C
11. A
解析 实验利用石灰石或大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应为固液常温型反应。 ①固体药品在带孔橡胶片上，当打开弹簧夹时，长颈漏斗内的液体进入试管，使试管内液面上升到带孔橡胶片以上，与固体试剂接触，开始反应：当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈 漏斗，使液面降到带孔橡胶片以下，使反应物相互分离，反应停止，可以随时控制反应发生或停止，故正确 ；②用的是U形管，固体药品在带孔橡胶片上，当打开弹簧夹时，U形管内液面上升到带孔橡胶片以上，与固体试剂接触，开始反应：当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在U形管上半部分聚积，使管内气压增大，使液面降到带孔橡胶片以下，使反 应物相互分离，反应停止，可以随时控制反应发生或停止，故正确：
③固体药品在破底试管内，通过上下移动破底的试管，可以控制固体试剂和液体试剂的接触和分离，也能达到随时控制反应的发生和停止，故正确； ④通过粗铜丝的上下移动，可以控制固体试剂和液体试剂的接触和分离，也能达到随时控制反应的发生和停止，故正确； 综上分析，①②③④都符合要求。
12. D
13.B
解析 A.一氧化碳是由碳元素和氧元素组成的纯净物，属于氧化物，所以M为氧化物；
B. X点对应的物质是碳的单质，碳的单质有很多，如金刚石、石墨、碳60等； C.根据M为氧化物，且Y中碳元素化合价为+4价，氧元素化合价为2价，根据正价在左负价在右，正负化合价代数和为0， 化合价数值约到最简交叉写在元素右下角，可知Y点对应的物质为CO，碳酸钙可以与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，CO2和CaCO3之间可以相互转化；D.碳酸不稳定，受热可分解生成水和二氧化碳气体。
14.B
解析 A.装置甲中活塞最后停留在12 mL处，可推知室温下10 mL水大约能溶解C02的体积为20 mL-12 mL=8 mL；B.湿润的石蕊试纸A由紫变红，干燥的石蕊试纸B不变色，可推知二氧化碳不能使石蕊变色，二氧化碳与水作用能使石蕊变红；C.装置丙中石蕊试纸A由红变紫，可推知碳酸受热分解，不稳定；D.装置丁中下方的火柴先熄灭，可推知CO2不支持燃烧也不然烧，且密度比空气大。
15.C
解析 A.0～300s内，随着反应的进行，酸的浓度越来越小；
B.由反应Ⅰ、Ⅱ容器内产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系图，0～100s内，反应Ⅱ中生成CO2的速率均先慢后快；
C.0～100s内产生的CO2体积为2.8a mL，0～200s内产生气体的总体积为7.8a mL，则100～200s内产生的气体的体积为7.8a mL-2.8a mL=5a mL，则反应Ⅱ中，0～100s内产生的CO2体积比100～200s内的少5a mL-2.8a mL=2.2a mL；
D.由图示可知，稀盐酸、稀硫酸与碳酸钙粉末反应最终产生的气体的体积相差不多，粉末状碳酸钙与稀硫酸反应，也能产生持续二氧化碳，所以实验室可以用一定浓度的稀硫酸与CaCO3粉末反应制备CO2。
二、填空题（本大题共4小题，共29分）
16．（7分）（1） 金刚石 切割玻璃、钻探机钻头、装饰品
（2） 相似 碳原子的排列方式不同
（3）丁
17.（7分）（1）CO+Fe3O4CO2+3FeO （2）H （3）化合
（4）催化 （5）FeO （6）1：1
解析 （1）反应Ⅰ是一氧化碳和四氧化三铁在高温下反应生成二氧化碳和氧化亚铁，反应的化学方程式：CO+Fe3O4CO2+3FeO ；
（2）反应Ⅱ中，水和氧化亚铁在高温下反应生成氢气和四氧化三铁，水中氢元素的化合价为+1价，氢气中氢元素的化合价为0价，则氢元素的化合价降低，氧化亚铁反应生成四氧化三铁，铁元素的化合价升高，则反应Ⅱ中，化合价降低的元素是H；
（3）反应Ⅲ是碳和二氧化碳在高温下生成一氧化碳，该反应符合多变一的特点，属于化合反应；
（4）对比反应I、II，铁的氧化物在循环裂解水制氢气过程中的作用是催化作用；
（5）FeO既是反应Ⅰ的生成物，又是反应Ⅱ的反应物，则流程中可循环利用的物质还有FeO；
（6）反应Ⅰ的化学方程式为CO+Fe3O4CO2+3FeO，反应Ⅱ的化学方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2，反应Ⅲ的化学方程式为C+CO22CO，所有物质恰好完全反应时，总反应方程式为C+H2OH2+CO，则生成的氢气和一氧化碳的分子个数比为1：1。
18.（8分）（1）生产效率高 不可再生 焦炭（合理即可） （2）大气污染 调整能源结构
（3）C+H2O CO+H2 生产成本高（合理即可）
19.（7分）（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率（合理即可） （2）搅拌
（3）电炉 C+O2 CO2 （4） 硅原子间的间隔变小
（5）防止一氧化碳泄漏（合理即可）
解析 （1）上述流程中，将硅石粉碎的目的是：增大与焦炭的接触面积，使反应更充分，提高转化率；
（2）配料仓内，通过振动翻转使原料混合均匀，这一操作与实验室的搅拌操作相同；
（3）上述流程中，发生反应生成硅的设备是电炉，为了防止生成的硅被氧化，可以用木炭除去设备里的氧气，发生的反应是碳和氧气点燃生成二氧化碳；
（4）硅由原子构成，铸锭过程中液态硅变成固态，则从微观角度分析铸锭过程中发生变化的实质是硅原子间隔变小；
（5）该生产过程产生的尾气含有一氧化碳，为防止其污染空气，建议是回收再利用。
三、实验与探究题（本大题包括2小题，共18分）
20.（9分）（1）锥形瓶 （2）B D 在长颈漏斗下端管口放一个小试管（合理即可）
（3） CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （4）CO 二氧化碳 温度升高，消碳反应所消耗的碳的量多于积碳反应产生的碳
21.（9分）任务一：【分析讨论】0.03 减少二氧化碳的产生
任务二：【分析讨论】光合 【进行实验】澄清石灰水
【反思评价】（1）Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
（2）碳酸不稳定易分解
任务三：【分析交流】物理变化 【成果分享】每天少开1小时灯
四、综合计算题（本大题共1小题，共10分）
22.（1）等质量的天然气和煤完全燃烧，天然气燃烧产生二氧化碳的质量小于煤，放出的热量高于煤，产生的SO2的质量少，对环境污染小
（2） 3.2
（3）解：设1000L废气中含有二氧化硫的质量为x。
SO2+2H2O+ I2 =H2SO4+2HI
64 254
x 0.508mg
64:254=y：0.508mg
y=0.128mg
则每升空气中二氧化硫的含量为0.1283mg/1000×10—3 m3=0.128mg/ m3<0.15 mg／m3。因此符合国家标准。
（4）使用脱硫煤（或使用新能源）