7.2化石能源的合理利用同步练习（含解析） 人教版化学九年级上册

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7.2化石能源的合理利用
一、选择题
1．下列有关能源利用的说法错误的是
A．电动汽车使用的电能都来自可再生能源
B．石油炼制可得到汽油、煤油和柴油
C．可燃冰的利用有利于缓解传统化石能源的短缺
D．煤燃烧产生的二氧化硫会导致酸雨的形成
2．科学家提出了一种最理想的获得氢能源的循环体系（如图）。下列说法不正确的是
A．氢能源目前没有被广泛利用
B．光分解催化剂在化学反应前后质量和性质会改变
C．该氢能源循环体系能实现将太阳能转化为电能
D．分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和
3．已知在相同条件下，相同体积的气体所含的分子数相同。现将2L含碳、氢元素的燃气充分燃烧，需消耗的氧气，则该燃气可能是下列的
A． B．、 C．、 D．、
4．在进行跨学科综合活动“调查家用燃料的变迁与合理使用”中，学生们总结了如下家用燃料变迁图(括号内是燃料的主要成分)。以下理解正确的是
A．相同的蜂窝煤比块状煤燃烧更充分
B．除管道煤气外，其他燃料都是纯净物
C．图中燃料燃烧时的生成物都有二氧化碳
D．使用丁烷和天然气作燃料不会煤气中毒
5．某化学兴趣小组组装并使用微型空气质量“检测站”，得到当日学校附近空气的质量报告如图，下列说法错误的是
A．当日首要污染物是
B．空气质量指数()越大，空气质量状况越差
C．用天然气代替煤可降低和的排放量，减少酸雨的产生
D．可以用向空气中喷淋水的方式降低含量
6．冬天在家吃炭烧烤，在享用美味时，要注意通风防止煤气中毒，煤气的主要成分是
A．氮气 B．一氧化碳 C．甲烷 D．二氧化碳
7．天然气是家庭常用燃料。下列说法正确的是
A．天然气属于可再生能源 B．天然气是比煤炭更清洁的燃料
C．天然气的成分是和 D．燃气灶的火焰呈黄色时需调小进风口
8．下列实验方案不能达到目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 除去CO2气体中混有的少量CO 将气体缓慢通过灼热的氧化铜
B 除去生石灰中少量碳酸钙 高温煅烧，直至固体质量不再减少为止
C 区分CO和CH4 点燃，在火焰上方分别罩一个干冷的烧杯，观察
D 鉴别N2和CO2 将燃着的木条伸入集气瓶中，使木条熄灭的是二氧化碳
A．A B．B C．C D．D
9．下图为我国某地环境监测站2012年和2022年记录的大气中的浓度数据，下列说法正确的是
A．2022年该地大气中已经没有
B．2012年2月和2022年2月浓度差异最小
C．2012年冬季大气中浓度明显高于其他季节
D．煤的使用有利于减少的排放
10．下列跨学科实践活动涉及的化学知识正确的是
选项 实践活动 化学知识
A 微型空气质量监测仪测含量 属于空气污染物
B 设计和制作简易供氧器 制氧剂必须含有氧元素
C 调查家用燃料的变迁 柴草燃烧不会造成污染
D 用自制简易净水器净化雨水 净化后得到纯水
A．A B．B C．C D．D
11．下列归类正确的是
A．复合肥料：KNO3、NH4HCO3
B．费力杠杆：食品夹、核桃夹、筷子
C．人体常量元素：Ca、Na
D．可再生能源：风能、潮汐能、核能
12．燃烧含硫煤会形成酸雨，反应途径如下。下列说法错误的是
A．硫在空气中燃烧发出蓝紫色火焰 B．反应②属于化合反应
C．SO2不宜用排水法收集 D．使用天然气代替含硫煤可减少酸雨危害
二、非选择题
13．煤和石油
煤（工业的粮食） 石油（工业的血液）
形成 等被埋于土中→经长期复杂变化成煤 的遗骸被沙泥掩埋→经复杂变化形成石油
物质分类
主要元素 元素（还有H、 、S和O元素等） 和 元素，还含有有害的元素铅等
综 合 利 用 产品 干馏：把煤隔绝空气加强热，得到 、 和 等 分馏：利用石油各成分的 不同，将它们分离得到溶剂油、 、航空煤油、 、柴油、润滑油、石蜡、沥青等
变化 属于 变化 属于 变化
14．如图所示为常见气体制备、净化、干燥、收集的部分仪器，请回答下列问题。
(1)装置A中仪器①的名称是 。
(2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 。如果选用B装置制二氧化碳，其优点是 。
(3)实验室用装满水的E装置收集氧气，应从导管口 （填“a”或“b”）输入气体。
(4)若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气，收集的氢气往往不纯，想要得到纯净的氢气，则连接仪器的顺序是A→ → →C。
(5)用A、D装置制取氧气，由于药品不足，没有收集满一瓶氧气，在不拆解装置、不添加反应物的情况下，想要多收集一些氧气，接下来应如何操作 。
15．氢能是高能清洁燃料，已应用于航天、交通等领域。兴趣小组对氢气的制取方法、提纯方式、储存手段、发展前景、应用优势等展开项目式实践活动。
任务一：制取氢气
2024年，我国首个光热补能甲醇制氢加氢一体站——榆林站投入使用。该站主要通过热化学工艺将甲醇转化为氢气，融入加氢技术为新能源汽车提供氢能源。制取原理示意图如下：
(1)气化过热器中发生的变化从微观角度分析，发生改变的是 。该工艺中可循环使用的物质是 。
(2)写出转化反应器中Ⅰ甲醇裂解生成CO和的方程式 。
任务二：提纯氢气
我国研发了多通道钯膜纯化组件(如下图1、2、3所示)，可将99.92%的氢气提纯至99.99995%，实现了超纯氢气装置国产化，其工作温度在300℃以上。
(3)由图可知， 粒子可以透过钯膜(填粒子符号)，钯膜两侧氢气压强差越大，透氢量 (填“不变”“越大”或“越小”)。
(4)图3中，开始工作时须先通排净装置中空气，再通原料氢气，其目的是 。
任务三：储存氢气
绿氢规模化储存需液化氢气，以满足商业化应用。
任务四：利用氢气
氢燃料电池在我国公共交通中实现了突破性进展，其工作原理如图4所示：
(5)燃料电池发生反应的化学方程式为 。
任务五：绿色氢气
(6)①氢气是清洁燃料。图5为小组同学探究可燃物质量与水的温度变化关系图，分析图像，可知相同质量的可燃物，氢气燃烧的热值 天然气(填“<”“=”或“>”)。
②已知加热1L水至30℃，需燃烧天然气中甲烷的质量为0.2g。若用替代，理论上加热1L水至30℃，能减少 二氧化碳排放(燃烧的方程式为)。
《7.2化石能源的合理利用》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B D A D B B D C B
题号 11 12
答案 C A
1．A
【详解】A、电动汽车使用的电能来源多样，并非全部来自可再生能源（如风能、太阳能）。在许多地区，电能主要来自化石燃料（如煤、天然气）或核能，这些都不是可再生能源。因此，该说法过于绝对，故A符合题意；
B、石油分馏可得到汽油、煤油、柴油，故B不符合题意；
C、可燃冰（主要成分为甲烷水合物）是一种新型能源，其开发和利用可以减少对石油、煤等传统化石能源的依赖，有助于缓解能源短缺问题，故C不符合题意；
D、煤中含有硫元素，燃烧时会产生二氧化硫，二氧化硫是酸雨的主要成因之一，故D不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】A、由于氢能源储存困难等，目前还没有被广泛应用，故A不符合题意；
B、光分解催化剂在化学反应前后质量和化学性质不会改变，物理性质可能会发生改变，故B符合题意；
C、该氢能源循环体系最终转化为电能，能实现将太阳能转化为电能，故C不符合题意；
D、根据质量守恒定律，分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和，故D不符合题意。
故选B。
3．D
【详解】A、甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为，在相同条件下，1L甲烷充分燃烧需要2L氧气，即2L甲烷充分燃烧需要4L氧气，故错误；
B、乙炔和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为，在相同条件下，2L乙炔充分燃烧需要5L氧气； 乙烯和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为，在相同条件下，1L乙烯充分燃烧需要3L氧气，即2L乙烯充分燃烧需要6L氧气； 则2L乙炔、乙烯的混合气体充分燃烧需要氧气的体积大于5L，故错误；
C、乙烯和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为，在相同条件下，1L乙烯充分燃烧需要3L氧气，即2L乙烯充分燃烧需要6L氧气； 乙烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为，在相同条件下，2L乙烷充分燃烧需要7L氧气，则2L乙烯、乙烷的混合气体充分燃烧需要氧气的体积大于5L，故错误；
D、甲烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为，在相同条件下，1L甲烷充分燃烧需要2L氧气，即2L甲烷充分燃烧需要4L氧气，乙烷和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为，在相同条件下，2L乙烷充分燃烧需要7L氧气，则2L甲烷、乙烷的混合气体充分燃烧需要氧气的体积可能为5L，故正确；
故选D。
4．A
【详解】A、蜂窝煤可增大煤与空气的接触面积，则相同的蜂窝煤比块状煤燃烧更充分，故A理解正确；
B、煤、液化石油气、管道煤气、天然气等都含有多种成分，均属于混合物，而不是纯净物，故B理解错误；
C、管道煤气中含有的氢气燃烧生成水，不会生成二氧化碳，故C理解错误；
D、丁烷和天然气若发生不完全燃烧，同样可能产生一氧化碳而导致煤气中毒，故D理解错误；
故选A。
5．D
【详解】A、从图可知PM10的含量在污染物中最高，是首要污染物，该选项正确；
B、空气质量指数(AQI)越大，说明污染越严重，空气质量状况越差，该选项正确；
C、天然气主要成分是甲烷，燃烧比煤更充分，且含硫、氮杂质少，可降低NO2和SO2的排放量，减少酸雨产生，该选项正确；
D、CO难溶于水，向空气中喷淋水的方式无法降低含量，该选项错误。
故选D。
6．B
【详解】A、氮气是空气的主要成分之一，化学性质稳定，通常情况下不会使人中毒，所以氮气不是煤气的主要成分，不符合题意；
B、冬天在家吃炭烧烤，若通风不良，木炭不完全燃烧会产生一氧化碳。一氧化碳能与人体血液中的血红蛋白结合，使其失去与氧结合的能力，导致人体组织器官缺氧，引起煤气中毒，所以煤气的主要成分是一氧化碳，符合题意；
C、甲烷是天然气的主要成分，一般情况下，正常燃烧时生成二氧化碳和水，不会导致煤气中毒，不是煤气的主要成分，不符合题意；
D、二氧化碳本身无毒，但在高浓度时会使人窒息，它不是煤气中毒的 “煤气” 主要成分，通常所说的煤气中毒是一氧化碳中毒，不符合题意。
故选B。
7．B
【详解】A、天然气是化石燃料，形成需数百万年，属于不可再生能源，错误；
B、天然气燃烧产物主要为CO2和H2O，而煤炭燃烧会释放SO2等污染物，因此天然气更清洁，正确；
C、天然气主要成分是甲烷（CH4），CO和H2是水煤气成分，错误；
D、火焰呈黄色说明燃烧不充分，应调大进风口以增加氧气，而非调小，错误。
故选B。
8．D
【详解】A、加热条件下一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，可除去CO2气体中混有的少量CO，该选项能达到实验目的；
B、高温煅烧碳酸钙生成氧化钙和二氧化碳，可除去生石灰中少量碳酸钙，该选项能达到实验目的；
C、一氧化碳燃烧生成二氧化碳，甲烷燃烧生成水和二氧化碳，在火焰上方分别罩一个干冷的烧杯，过程中烧杯内壁出现水珠的是甲烷，不出现水珠的是一氧化碳，该选项能达到实验目的；
D、氮气和二氧化碳均不能燃烧、也不能支持燃烧，均使燃着的木条熄灭，该选项不能达到实验目的。
故选：D。
9．C
【详解】A、从图中可以看到，2022 年大气中SO2浓度数值不为 0 ，说明大气中是有SO2 存在的，A 选项错误；
B、观察图中数据，对比 2012 年 2 月和 2022 年 2 月SO2 浓度，二者差异较大，并非差异最小，B 选项错误；
C、冬季一般指 12、1、2 月，从图中明显看出 2012 年这几个月SO2浓度值较高，明显高于其他季节，C 选项正确；
D、煤中往往含有硫元素，燃烧煤会产生SO2 ，会增加SO2 的排放，而不是减少，D 选项错误。
故选C。
10．B
【详解】A、二氧化碳为空气中的成分，不属于空气污染物，该选项不正确；
B、反应前后元素种类不变，则制氧剂中一定含有氧元素，该选项正确；
C、柴草燃烧会产生烟尘、一氧化碳等污染物，会造成空气污染，该选项不正确；
D、简易净水器只能除去水中难溶性杂质、色素和异味等，但得到的水中仍含有可溶性杂质，不属于纯水，该选项不正确。
故选：B。
11．C
【详解】A、硝酸钾含有氮元素和钾元素属于复合肥，碳酸氢铵含有氮元素属于氮肥，选项错误；
B、食品夹和筷子都属于费力杠杆，核桃夹属于省立杠杆，选项错误；
C、钠元素和钙元素都属于人体中的常量元素，选项正确；
D、风能和潮汐能都属于可再生能源，而核能不属于可再生能源，选项错误；
故选：C。
12．A
【详解】A、硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，该选项说法错误；
B、反应②为二氧化硫和水反应生成亚硫酸，该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应，该选项说法正确；
C、二氧化硫能溶于水，且和水反应，则不宜用排水法收集，该选项说法正确；
D、燃烧含硫煤会形成酸雨， 天然气的主要成分为甲烷，则使用天然气代替含硫煤可减少酸雨危害，该选项说法正确。
故选A。
13． 植物 动植物 混合物 混合物 C N C H 焦炭 煤焦油 煤气 沸点 汽油 煤油 化学 物理
【解析】略
14．(1)长颈漏斗
(2) 可以控制反应的发生和停止
(3)b
(4) G F
(5)向长颈漏斗中加水
【详解】（1）由图可知，装置A中仪器①的名称是长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）实验室采用大理石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸为原料制取二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为；
B装置可将固体置于有孔隔板上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应的发生和停止；
故填：；可以控制反应的发生和停止；
（3）实验室用装满水的E装置收集氧气，氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，则应从导管口b输入气体，故填：b；
（4）若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气，由于盐酸具有挥发性，制得的气体中混有氯化氢和水蒸气，氯化氢气体能与氢氧化钠溶液反应，而氢气不与氢氧化钠溶液反应，可用氢氧化钠溶液除去氯化氢，不能用饱和碳酸氢钠溶液，因为碳酸氢钠溶液与氯化氢反应会生成二氧化碳气体，会引入杂质，浓硫酸具有吸水性，且与氢气不反应，可用浓硫酸干燥氢气，应先除杂后干燥，则想要得到纯净的氢气，则连接仪器的顺序是A→G→F→C，故填：G；F；
（5）A、D装置制取氧气，由于药品不足，没有收集满一瓶氧气，在不拆解装置、不添加反应物的情况下，想要多收集一些氧气，由于装置内残留一部分氧气，氧气不易溶于水，则接下来可向长颈漏斗中加水，排出装置内的氧气，故填：向长颈漏斗中加水。
15．(1) 分子间的间隔 甲醇
(2)
(3) H 越大
(4)防止升温（或加热）时氢气和空气的混合物发生爆炸
(5)
(6) > 设用替代，理论上加热1L水至30℃，能减少排放二氧化碳的质量为x，
，
答：能减少0.55g二氧化碳排放。
【详解】（1）甲醇和水气化过程中，甲醇和水的分子间的间隔变大，因此发生改变的是分子间的间隔；
据图可知，甲醇既是反应物又是生成物，因此该工艺中可循环使用的物质是甲醇；
（2）甲醇裂解生成CO和，反应的化学方程式为：；
（3）由图1可知，由图可知，氢原子可以透过钯膜；
由图2可知，在一定温度时，钯膜两侧氢气压强差越大，透氢量越大；
（4）图3中，须先通 N 2 排净装置中空气，再通原料氢气，氢气具有可燃性，其目的是防止升温（或加热）时氢气与空气混合发生爆炸；
（5）氢气和氧气在铂催化剂的催化条件下反应生成水，该反应的方程式为：；
（6）①由图5可知，相同质量的氢气和天然气燃烧，氢气使水升高的温度更高，这意味着氢气放出的热量更多。根据热值的定义，单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量叫做燃料的热值，所以相同条件下，相同质量的氢气和天然气，充分燃烧热值较高的是氢气；
②见答案。
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