跨学科实践活动3 调查家用燃料的变迁与合理使用-【帮课堂】2024-2025学年九年级化学上册同步学与练(沪教版·全国2024)
2024-11-04
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精品
内容正文:
第4章 认识化学反应
跨学科实践活动3 调查家用燃料的变迁与合理使用
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01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.运用调查研究的方法收集资料,了解家用燃料的变迁;
2.基于家用需求,从燃烧效率、储存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变迁;
3.结合燃料的性质与燃烧的条件,理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使用的意义,对家用燃料的选择与合理使用提出改进建议。
活动任务一 调查家用燃料的变迁
社会生产、家庭生活都要消耗能量。燃料是最重要的能量载体,是人类获得能量的重要来源。燃料的更新换代,是人类社会不断进步的重要标志之一……
燃料
主要成分
获取方式
储存方式
爆炸极限
热值(MJ/kg)
价格(元/吨)
柴草
C、H、O
收集秸秆、砍柴等
堆积存放
/
12
/
煤
C、H、O、N、S
购买煤球、蜂窝煤
堆积存放
/
29
700~800
液化石油气
C3H8
购买液化石油气罐
液化石油气罐
1.5%~9.5%
36
3999
天然气
CH4
管道天然气
/
5%~15%
45~50
3924
【问题讨论】
1. 你认为有哪些原因导致了家用燃料的变迁,这说明了什么?
燃料的变迁反映了在选择家用燃料时,不仅考虑到经济因素,还更加注重环保、安全和便利性等方面的因素,追求更加全面的燃料选择。
2. 你觉得未来燃料发展的趋势应该是什么?
未来燃料的发展趋势是向使用方便和安全、燃烧热值高、清洁无污染、可再生的方向转型。
3. 你认为乙醇作为燃料的优势和不足分别是什么?
优势:(1)清洁环保,燃烧的产物是水和二氧化碳,无污染性气体;
(2)可再生资源,生产原料来源广泛;
(3)乙醇可以提高汽油的辛烷值,改善尾气质量,减少污染。
不足:(1)热值相对较低,储存运输不便;
(2)对材料有腐蚀性,技术存在局限;
(3)原料成本高。
活动任务二 如何让燃料燃烧得更充分
燃料类型
使燃料充分燃烧的措施
原理
柴草
将柴草架空、将大块的柴劈碎
增大与氧气的接触面积
煤
将煤做成蜂窝状、使用鼓风机或用扇子扇
增大与氧气的接触面积、提供充足的氧气
液化石油气
调小进气口或调大进风(空气)口
提供充足的氧气
天然气
调节燃气灶的风门
调节进入氧气的量
酒精
通风良好
提供充足的氧气
【问题讨论】
1. 汽车气缸中是将汽油或柴油等喷成雾状进行燃烧,解释其原因。
增大燃料与氧气的接触面积,使燃料能够在有限空间内完全燃烧,释放足够的能量。
2. 查阅资料说明为什么柴油车排出的尾气往往含有黑烟。
柴油车尾气中含有黑烟,主要是由于柴油燃烧不充分导致的。
+
1.(2024·广东清远·一模)调查家用燃料变迁。顺序为柴草→煤→液化石油气→天然气,不属于化石燃料的是
A.柴草 B.煤 C.石油 D.天然气
【答案】A
【详解】化石燃料主要包括煤、石油、天然气,柴草不属于化石燃料,故选:A。
2.对煤和石油的综合利用,开创了辉煌的化学工业。下列说法不正确的是
A.加大燃气进气 B.汽油喷成雾状
C. 架空木柴 D.煤块变煤粉
【答案】A
【解析】A、加大燃气进气,即增加可燃物,会导致氧气不足,不能使燃料充分燃烧,故A符合题意;
B、发动机内汽油喷成雾状,可以增大可燃物与氧气的接触面积,促进燃料充分燃烧,故B不合题意;
C、架空木柴可以增大可燃物与氧气的接触面积,可以促进燃料的燃烧,故C符合题意;
D、煤块变煤粉可以增大可燃物与氧气的接触面积,可以促进燃料的燃烧,故D符合题意。
故选:A。
3.如图表示我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
蜂窝煤(碳)→液化石油气(丙烷:C3H8)→管道煤气(CO、H2、CH4)→天然气(CH4)
A.管道煤气有毒
B.家用燃料燃烧时均放出热量
C.液化石油气是石油化工的一种产品
D.使煤分解制成管道煤气的变化是物理变化
【答案】D
【详解】A、管道煤气含有一氧化碳,所以该气体有毒,故选项说法正确;
B、分析可知,家用燃料燃烧过程中均会放出热量,故选项说法正确;
C、液化石油气是石油化工的一种产品,故选项说法正确;
D、使煤分解制成管道煤气的过程中有新物质生成,属于化学变化,故选项说法错误;
故选:D。
4.我国家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化,其目的是
A.增大可燃物的热值 B.增大可燃物与空气的接触面积
C.提高可燃物的着火点 D.提高空气中氧气的含量
【答案】B
【详解】A、可燃物的热值是一定的,无法增大,故此项错误;
B、从“煤球”到“蜂窝煤”的变化,增大了煤与氧气的接触面积,能使煤充分燃烧,故此项正确;
C、可燃物的着火点是不变的,无法提高,故此项错误;
D、空气中氧气的含量是一定的,无法改变,故此项错误。
故选B。
5.家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。
下列有关说法错误的是( )
A.燃料燃烧时均放出热量 B.管道煤气有毒
C.煤、石油、天然气都属于化石燃料 D.丁烷属于混合物
【答案】D
【分析】混合物是由两种或两种以上物质组成。
【详解】A、燃料燃烧时均放出热量,故A正确,不符合题意;
B、管道煤气里面含有一氧化碳,则有毒,故B正确,不符合题意;
C、煤、石油、天然气都属于化石燃料,故C正确,不符合题意;
D、丁烷属于有机化合物,故D不正确,符合题意。故选D。
6.(2024·河南洛阳·一模)了解燃烧知识可以让我们的生活更美好。下列说法不正确的是
A.图1中蜡烛火焰很快熄灭,因为铜丝隔绝了氧气
B.图2中煤块制成蜂窝煤,目的是增大煤与空气的接触面积,使燃烧更充分
C.图3中燃气出现黄色火焰时,调大进风口是为了通入足够的空气
D.图4中围炉煮茶,燃烧木炭时保持良好通风是为了防止中毒
【答案】A
【详解】A、蜡烛火焰很快熄灭,是因为铜丝具有良好的导热性,导致蜡烛温度降低到着火点以下,该选项说法不正确;
B、将煤块制成蜂窝煤,能增大煤和氧气的接触面积,从而充分燃烧,该选项说法正确;
C、燃气出现黄色火焰,说明燃气没有充分燃烧,则可调大进风口,通入足够的空气,从而使其充分燃烧,该选项说法正确;
D、木炭不充分燃烧生成一氧化碳,一氧化碳有毒,则燃烧木炭时保持良好通风,可防止中毒,该选项说法正确。
故选A。
7.(23-24九年级上·广西北海·期末)下列关于燃烧与灭火的说法错误的是
A.图书档案着火,应用二氧化碳灭火器灭火
B.煤炉生火时,利用木材引燃煤炭,是为了降低煤炭的着火点
C.煤球制成蜂窝煤,是为了增大煤与氧气的接触面积
D.森林失火时,可将大火蔓延路线前一片树木砍掉,形成隔离带
【答案】B
【详解】A、二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧,且密度大于空气,使用二氧化碳灭火,可以使二氧化碳气体覆盖在燃烧物上方,使可燃物隔绝氧气而达到灭火的目的。且使用二氧化碳灭火时,不会有任何残留物,可以更好地保护图书档案,所以图书档案着火,应用二氧化碳灭火器灭火,说法正确;
B、煤炉生火时,利用木材引燃煤炭,是升高温度至煤炭的着火点,使其燃烧,而物质的着火点是物质的固有属性,一般是不能改变的,说法错误;
C、煤球制成蜂窝煤,是为了增大煤与氧气的接触面积,使燃料燃烧更充分更快,说法正确;
D、森林失火时,可将大火蔓延路线前一片树木砍掉,形成隔离带,清除或隔离可燃物,达到灭火的目的,说法正确。
故选B。
►问题一 调查家用燃料的变迁
【典例1-1】(2024·广东深圳·二模)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如下图所示。下列说法错误的是
A.燃料燃烧时均放出热量 B.罐装液化气是石油化工的一种产品
C.夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源 D.天然气与蜂窝煤相比较,是更清洁的能源
【答案】C
【详解】A、燃烧是可燃物与空气中氧气发生的发光、放热的剧烈的氧化反应,因此燃料燃烧时均放出热量,选项说法正确;
B、罐装液化气是石油化工的一种产品,选项说法正确;
C、管道煤气具有可燃性,与氧气混合遇到明火或电火花时可能会发生爆炸,因此夜间管道煤气泄漏不能开灯查找泄漏源,选项说法错误;
D、煤炭燃烧会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体,而天然气燃烧的产物只有二氧化碳和水,与煤相比,天然气是更清洁的燃料,选项说法正确。
故选C。
【解题必备】
1.燃料的变迁反映了在选择家用燃料时,不仅考虑到经济因素,还更加注重环保、安全和便利性等方面的因素,追求更加全面的燃料选择。
2.未来燃料的发展趋势是向使用方便和安全、燃烧热值高、清洁无污染、可再生的方向转型。
【变式1-1】(23-24八年级下·山东青岛·期中)家用燃料经过如下图所示的变迁过程。
(1)图示中燃料来源于煤、 、天然气等化石燃料。
(2)将煤加工成蜂窝煤的目的是 。
(3)天然气的主要成分是 (写化学式)。
(4)烹调结束,关闭燃气灶阀门,利用的灭火原理是 。
【答案】(1)石油
(2)增大与氧气的接触面积
(3)CH4
(4)隔离可燃物
【详解】(1)图示中燃料来源于煤、石油、天然气等化石燃料;
(2) 将煤加工成蜂窝煤的目的是增大煤与氧气的接触面积,使燃烧更充分;
(3)天然气的主要成分是甲烷,化学式为CH4;
(4)燃烧需要可燃物与氧气接触,温度达到着火点,灭火时破坏一种条件即可,烹调结束,关闭燃气灶阀门,利用的灭火原理是隔离可燃物。
【变式1-2】家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示:
(1)燃料对于人类有重要作用,如人们利用燃料燃烧放出的 做饭、取暖等;
(2)图示中的燃料主要来源于煤、 和天然气等。
(3)燃料燃烧时要注意通风,含碳燃料不充分燃烧会产生 (填一物质),污染空气;
(4)新型燃料中,最理想的燃料是 ,其燃烧放出热量高,产物只是水;
(5)家用燃料使用的发展历程,体现了下列中的
A 要加强环境保护意识
B 禁止使用化石燃料
C 用化学方法解决能源短缺问题
【答案】 内能 石油 一氧化碳 氢气 AC
【详解】(1)燃料对于人类有重要作用,如人们利用燃料燃烧放出的内能做饭、取暖等;
(2)图示中的燃料主要来源于煤、石油和天然气等;
(3)燃料燃烧时要注意通风,含碳燃料不充分燃烧会产生一氧化碳,污染空气;
(4)新型燃料中,最理想的燃料是氢气,其燃烧放出热量高,产物只是水;
(5)A 要加强环境保护意识,故A正确;
B 化石燃料是当今社会发展所需能量的主要来源,所以不能禁止使用化石燃料,故B错误;
C 用化学方法解决能源短缺问题,故C正确。故选AC。
►问题二 如何让燃料燃烧得更充分
【典例2-1】(2024·山西吕梁·一模)同学们利用课余时间对家用燃料的变迁与合理利用进行了调查,家用燃料的变迁过程为木材→蜂窝煤→液化石油气→天然气,下列说法正确的是
A.木材架空燃烧更容易产生CO B.蜂窝设计增大了煤与空气的接触面积
C.液化石油气属于可再生燃料 D.天然气充分燃烧发出黄色火焰
【答案】B
【详解】A、木材架空燃烧更充分,不容易产生CO,故选项说法错误;
B、蜂窝设计增大了煤与空气的接触面积,故选项说法正确;
C、液化石油气属于不可再生燃料,故选项说法错误;
D、天然气充分燃烧发出蓝色火焰,故选项说法错误;
故选:B。
【典例2-2】(22-23九年级上·河南洛阳·期末)汽车化油器将汽油燃前雾化,目的是( )
A.减少燃烧时氧气的消耗量 B.增大汽油与空气的接触面积
C.降低汽油着火点 D.减轻汽油的重量
【答案】B
【解析】促进燃烧的方法有增大接触面积和增加氧气浓度。为使汽油充分燃烧,并减少产生有害物质,燃前化油器将汽油雾化,可增大雾状汽油在内燃机气缸中与氧气的接触面积,从而促进充分燃烧,故选B。
【解题必备】
燃料
优点
缺点
柴草
来源广、就地取材、易于收集、便宜、柴灰可以施肥;
①产生大量烟尘、灰渣;②能量利用率不高;③存贮占一定空间且潮湿天气易受潮,使用不方便
蜂窝煤
①资源丰富,存储量大
②产生的烟尘灰渣比柴草少
①易生潮;不易引燃;储存需要一定空间;②会产生SO2、CO等有毒气体污染空气;③不可再生能源
液化石油气
①洁净,燃烧不会产生粉尘污染;②燃烧热值高,使用方便;③便于挪动
①易燃易爆易产生安全事故;②易引起人体中毒;③成本高
天然气
①燃烧热值高,使用方便;②污染小
①不可再生;②易燃易爆易产生安全事故;③成本高
【变式2-1】(2024·四川成都·二模)我国城区居民家用燃料的使用经历了以下发展历程(括号内表示主要成分)。下列说法错误的是
A.柴草中纤维素是有机物
B.将煤块做成蜂窝煤是为了降低蜂窝煤的着火点
C.液化石油气泄漏有发生爆炸的危险
D.使用管道天然气时,应将燃气报警器安装在燃气灶附近墙壁的上方
【答案】B
【详解】A、柴草中纤维素是一种含碳元素的化合物,属于有机物,选项说法正确;
B、将煤块做成蜂窝煤是为增大蜂窝煤与氧气的接触面积,促进蜂窝煤充分燃烧,选项说法错误;
C、液化石油气具有可燃性,与空气混合遇到明火或电火花可能会发生爆炸,因此液化石油气泄漏有发生爆炸的危险,选项说法正确;
D、天然气的密度比空气小,使用管道天然气时,应将燃气报警器安装在燃气灶附近墙壁的上方,选项说法正确。
故选:B。
【变式2-2】(22-23九年级上·河北廊坊·期末)燃烧是生活中最常见的利用化学反应放热的例子。
(1)人类目前使用的化石燃料有煤、 和天然气,它们都属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)我市家用燃料使用的是天然气,其完全燃烧的化学方程式为 。燃气灶的火焰有时呈现黄色,同时锅底出现黑色,这是因为 ,这样燃烧的后果是 。(写一条)
(3)关闭燃气灶阀门,火苗熄灭,其灭火原理是 。
(4)目前氢气还不能作为燃料广泛使用,原因是 (写一条)。
【答案】(1) 石油 不可再生
(2) 甲烷燃烧不充分,生成炭黑 浪费燃料(合理即可)
(3)隔绝可燃物
(4)制取成本高(合理即可)
【详解】(1)化石燃料包括煤、石油和天然气;
它们都属于不可再生能源。
(2)天然气的主要成分为甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为;
燃气灶的火焰有时呈现黄色,同时锅底出现黑色,这是因为燃气没有充分燃烧,产生炭黑;
这样燃烧的后果有浪费燃料、污染环境等。
(3)关闭燃气灶阀门,隔绝了可燃物,则火苗熄灭。
(4)氢气制取成本高、且储存、运输困难,则不能广泛使用。
1.(2024·山西大同·二模)人类发展史也是利用燃料的历史家庭燃料使用的变迁,改变了人们的生活,提高了生活质量。家庭使用燃料分类如图所示。下列分析正确的一项是
A.家庭最先使用的是天然气 B.蜂窝煤比煤球燃烧更充分
C.煤油是煤分解得到的产品 D.家庭燃料未来方向是煤气
【答案】B
【详解】A、家庭最早使用的燃料是柴草等,故A分析错误;
B、蜂窝煤与煤球相比,增大了煤与氧气的接触面积,可以使煤燃烧更充分,故B分析正确;
C、煤油是石油分馏得到的产品,故C分析错误;
D、家庭燃料未来方向是更清洁的天然气,故D分析错误;
故选B。
2.(23-24八年级下·山东济南·期末)对于生活中的化学认知,下列说法不正确的是
A.图1中煤块制成蜂窝煤,目的是增大燃烧时煤与空气的接触面积
B.图2中火柴头斜向下时更容易持续燃烧,因为未燃着火柴梗的温度更易达到着火点
C.图3中蜡烛火焰很快熄灭,是因为金属丝隔绝了氧气
D.图4中室内围炉煮茶,燃烧木炭时需保持良好通风,目的是防止一氧化碳中毒
【答案】C
【详解】A、煤块制成蜂窝煤再燃烧,目的是增大煤与空气的接触面积,使燃烧更充分,说法正确,不符合题意;
B、火柴头斜向下时更容易持续燃烧,是因为燃烧放出的热量能使火柴梗的温度更易达到着火点,说法正确,不符合题意;
C、图1中蜡烛火焰很快熄灭,是因为金属丝良好的导热性,使热量快速散失,温度降低至蜡烛着火点以下,说法不正确,符合题意;
D、木炭不充分燃烧会生成有毒的一氧化碳,所以在室内围炉煮茶,燃烧木炭时需保持良好通风,目的是防止一氧化碳中毒,说法正确,不符合题意。
故选C。
3.(22-23九年级上·河北廊坊·期末)燃烧是生活中最常见的利用化学反应放热的例子。
(1)人类目前使用的化石燃料有煤、 和天然气,它们都属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)我市家用燃料使用的是天然气,其完全燃烧的化学方程式为 。燃气灶的火焰有时呈现黄色,同时锅底出现黑色,这是因为 ,这样燃烧的后果是 。(写一条)
(3)关闭燃气灶阀门,火苗熄灭,其灭火原理是 。
(4)目前氢气还不能作为燃料广泛使用,原因是 (写一条)。
【答案】(1) 石油 不可再生
(2) 甲烷燃烧不充分,生成炭黑 浪费燃料(合理即可)
(3)隔绝可燃物
(4)制取成本高(合理即可)
【详解】(1)化石燃料包括煤、石油和天然气;
它们都属于不可再生能源。
(2)天然气的主要成分为甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为;
燃气灶的火焰有时呈现黄色,同时锅底出现黑色,这是因为燃气没有充分燃烧,产生炭黑;
这样燃烧的后果有浪费燃料、污染环境等。
(3)关闭燃气灶阀门,隔绝了可燃物,则火苗熄灭。
(4)氢气制取成本高、且储存、运输困难,则不能广泛使用。
4.(22-23九年级上·陕西宝鸡·期末)荆门市家用燃料的使用经历了如下所示的过程:煤和木材→石油液化气(C3H3·C4H10)→天然气(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)
(1)煤燃烧产物中能造成酸雨的物质是 (填标号)。
A.CO2 B.SO2 C.CO
(2)C3H8和C4H10两种物质中氢元素质量分数较大的是 (填化学式)。
(3)关于天然气的说法正确的是 (填标号)。
A.天然气是纯净物 B.点燃收集的天然气前要验纯 C.天然气是一种可再生能源
(4)我国提出2060年前实现“碳中和”,彰显了负责任大国的作为与担当。你作为公民,从我做起。请你写出一种低碳出行的方式: 。
【答案】(1)B
(2)C3H8
(3)B
(4)骑自行车出行(合理即可)
【详解】(1)煤燃烧产物中的二氧化硫、氮氧化物与空气中的成分反应后的生成物溶于雨水,能形成酸雨,故选B;
(2)C3H8中氢元素的质量分数为×100%≈18.2%,C4H10中氢元素的质量分数为×100%≈17.2%,因此C3H8中氢元素质量分数较大,故填:C3H8;
(3)A、天然气的主要成分是甲烷,还含有其他物质,属于混合物,说法错误;
B、天然气具有可燃性,点燃不纯的天然气可能会发生爆炸,因此点燃收集的天然气前要验纯,说法正确;
C、天然气是一种化石能源,在短期内得不到补充,属于不可再生能源,说法错误。
故选B;
(4)低碳出行的方式有骑自行车出行、少开私家车、多乘坐公共交通工具等,故填:骑自行车出行(合理即可)。
5.(23-24八年级下·山东青岛·期中)家用燃料经过如下图所示的变迁过程。
(1)图示中燃料来源于煤、 、天然气等化石燃料。
(2)将煤加工成蜂窝煤的目的是 。
(3)天然气的主要成分是 (写化学式)。
(4)烹调结束,关闭燃气灶阀门,利用的灭火原理是 。
【答案】(1)石油
(2)增大与氧气的接触面积
(3)CH4
(4)隔离可燃物
【详解】(1)图示中燃料来源于煤、石油、天然气等化石燃料;
(2) 将煤加工成蜂窝煤的目的是增大煤与氧气的接触面积,使燃烧更充分;
(3)天然气的主要成分是甲烷,化学式为CH4;
(4)燃烧需要可燃物与氧气接触,温度达到着火点,灭火时破坏一种条件即可,烹调结束,关闭燃气灶阀门,利用的灭火原理是隔离可燃物。
6.(2023九年级下·陕西西安·学业考试)合理利用燃料,是人类不断探索的课题。家用燃料的使用经历了如图所示的过程,并将逐步向理想燃料发展。((括号中的物质是对应燃料的主要成分)
(1)化石燃料包含煤、天然气和 。
(2)写出管道煤气完全燃烧时的一个化学反应方程式 。
(3)下列灭火方法不合理的是___________(填字母)。
A.油锅着火——用锅盖盖灭
B.酒精灯打翻着火——用湿抹布盖灭
C.图书、档案着火——用二氧化碳灭火器扑灭
D.电器着火——用水浇灭
【答案】(1)石油
(2)或或
(3)D
【详解】(1)化石燃料包括煤、天然气、石油。
(2)管道煤气中的一氧化碳、氢气、甲烷都是可燃性气体。一氧化碳与氧气点燃生成二氧化碳,氢气和氧气点燃生成水,甲烷和氧气点燃生成二氧化碳和水,化学方程式分别为,,。
(3)A、油锅着火,用锅盖盖灭,隔绝氧气灭火,正确;
B、酒精灯打翻着火,用湿抹布盖灭,隔绝氧气灭火,正确;
C、图书、档案着火用二氧化碳灭火器扑灭,二氧化碳不会残留在图书、档案上损坏图书、档案,正确;
D、电器着火用水浇灭可能触电,错误;
故选D。
7.(2024·陕西西安·模拟预测)家用燃料的变迁是人类进步的标志。下图是我国居民家用燃料的变迁历程,请回答下列问题:
(1)“蜂窝煤”比煤球更有利于煤的燃烧,提高燃烧效率,主要原因是 。
(2)液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)。请写出丙烷在空气中完全燃烧的产物: 。
(3)天然气的主要成分为甲烷,请写出甲烷完全燃烧的化学方程式: 。
【答案】(1)“蜂窝煤”能增大与氧气的接触面积,使燃烧更充分
(2)水和二氧化碳(或和)
(3)
【详解】(1)“蜂窝煤”比煤球更有利于煤的燃烧,提高燃烧效率,主要原因是增大了煤与空气接触面积,使燃烧更充分;
(2)由质量守恒定律,反应前后元素种类不变,丙烷在空气中完全燃烧生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。
(3)天然气的主要成分是甲烷,甲烷在点燃条件下完全燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为。
8.目前我国的能源主要依赖于化石燃料,它们属于不可再生资源。因此开发利用新能源就显得格外重要。
①常见的家用燃料包括煤气、天然气和 。其中天然气是清洁能源,其主要成分 。为提高煤的利用率,可将其转化为煤气,该反应的微观示意图如下,则生成物的分子个数比为 。
②目前上海出现大量新能源汽车,该类车的能源来源是在催化剂作用下,乙醇(C2H6O)与氧气、氢氧化钠在燃料电池中反应生成水和另一种物质,并得到电能,请你完成该反应的化学方程式:C2H6O+3O2+_ + 5H2O。乙醇在化学物质分类中属于 (填“酸、碱、盐、氧化物或有机物”)。
【答案】 液化气 CH4 1:1 4NaOH 2Na2CO3 有机物
【详解】①常见的家用燃料包括煤气、天然气和液化气.其中天然气是清洁能源,其主要成分是甲烷;由微观模型图可知:碳和水在高温的条件下生成一氧化碳和氢气,其中一氧化碳和氢气的分子个数比为:1:1;
故答案为液化气;CH4;1:1;
②因为乙醇与氧气、氢氧化钠在燃料电池中反应生成水和另一种物质,根据已给的方程式可知反应物还应该有NaOH,根据质量守恒定律可以推知另一种物质是碳酸钠;有机物是指含碳的化合物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐除外),乙醇是由碳氢氧三种元素组成的化合物,属于有机物;
故答案为4NaOH;2Na2CO3;有机物.
9.4月22日是世界地球日,“我们只有一个地球”已成为世界各国呼吁人们保护环境的共同口号.
(1)使用下列能源容易造成环境污染的是 ;
A.风能
B.煤
C.氢能源
D.太阳能
(2)绿色植物能够吸收水和 在一定条件下发生“光合作用”,同时储存能量。近日,美国科学家仿效植物的这一特点发明了一种“发电叶子”(如图),将这种叶子放入水中,在太阳光照射下,叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气储存在氢氧燃料电池中,用于发电。“发电叶子”产生氢气、氧气的化学方程式为 。
(3)天然气(主要成分为甲烷)是家用燃料.甲烷在空气中燃烧的化学方程式为 ,根据下表数据分析,与煤(按C计)相比,用天然气做燃料的优点是: 。
1g物质完全燃烧产生CO2的质量
1g物质完全燃烧放出的热量
CH4
2.75g
56kJ
C
3.67g
32kJ
【答案】(1)B
(2) CO2/二氧化碳
(3) 燃烧相同质量的两种物质,甲烷产生的二氧化碳少、放出的热量多
【详解】(1)煤炭、石油等化石燃料容易造成环境污染;
(2)绿色植物能够吸收水和二氧化碳,进行光合作用;叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气储存在氢氧燃料电池中,用于发电.“发电叶子”产生氢气、氧气的化学方程式为;
(3)甲烷在空气中燃烧的化学方程式为,根据下表数据分析,与煤(按C计)相比,用天然气做燃料的优点是:燃烧相同质量的两种物质,甲烷产生的二氧化碳少、放出的热量多。
10.家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示:
(1)燃料对于人类有重要作用,如人们利用燃料燃烧放出的 做饭、取暖等;
(2)图示中的燃料主要来源于煤、 和天然气等。
(3)燃料燃烧时要注意通风,含碳燃料不充分燃烧会产生 (填一物质),污染空气;
(4)新型燃料中,最理想的燃料是 ,其燃烧放出热量高,产物只是水;
(5)家用燃料使用的发展历程,体现了下列中的
A 要加强环境保护意识
B 禁止使用化石燃料
C 用化学方法解决能源短缺问题
【答案】 内能 石油 一氧化碳 氢气 AC
【详解】(1)燃料对于人类有重要作用,如人们利用燃料燃烧放出的内能做饭、取暖等;
(2)图示中的燃料主要来源于煤、石油和天然气等;
(3)燃料燃烧时要注意通风,含碳燃料不充分燃烧会产生一氧化碳,污染空气;
(4)新型燃料中,最理想的燃料是氢气,其燃烧放出热量高,产物只是水;
(5)A 要加强环境保护意识,故A正确;
B 化石燃料是当今社会发展所需能量的主要来源,所以不能禁止使用化石燃料,故B错误;
C 用化学方法解决能源短缺问题,故C正确。故选AC。
11.(2023九年级下·陕西榆林·学业考试)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。
(1)家用燃料的主要成分中,煤和天然气都属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)煤燃烧的产物中能造成酸雨的物质是_______(填字母)。
A.CO2 B.SO2 C.CO
(3)家用天然气的主要成分是甲烷(CH4),请写出甲烷完全燃烧的化学方程式: 。
【答案】(1)不可再生
(2)B
(3)
【详解】(1)煤和天然气都属于化石燃料,子啊短时期内不能得到补充,属于不可再生能源;
(2)煤燃烧产物中的二氧化硫、氮氧化物与空气中的成分反应后的生成物溶于雨水,能形成酸雨,故选B;
(3)甲烷燃烧生成二氧化碳和水,该反应方程式为。
12.化学就在我们身边,化学促进了人类社会的不断进步。
(1)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。
①家庭用煤经过从“煤球”到“蜂窝煤”的变化,其目的是 。
②罐装液化气的主要成分液态丁烷是 (填“混合物”或“化合物”)。
③在管道煤气中会加入一种叫乙硫醇的物质,乙硫醇有臭味,煤气中加乙硫醇的目的是 。
④天然气是比较清洁的能源,其主要成分为甲烷,属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。天然气燃烧的化学方程式是 。
(2)消防安全,人人有责。常用的灭火器有干粉灭火器、液态二氧化碳灭火器、水基型灭火器等。干粉灭火器 (填“可以”或“不可以”)扑灭油、气等燃烧引起的失火。图书、档案、精密仪器失火常用液态二氧化碳灭火器扑灭,二氧化碳气体能灭火的原因是① ;② 。
【答案】 增大与氧气的接触面积,使煤充分燃烧 化合物 提醒人们及早发现天然气泄漏,防止爆炸事故的发生 不可再生 CH4+2O2CO2+2H2O 可以 不燃烧,不支持燃烧 密度比空气大
【详解】(1)①“煤球”到“蜂窝煤”到“煤制气”增大了燃料与氧气的接触面积,所以能够使燃料充分燃烧,提高燃烧效率;
②由丁烷的化学式可知,丁烷是由碳氢元素组成的纯净物,属于化合物;
③天然气本身是一种无色、无味的气体,泄漏时难于察觉,加乙硫醇的目的是提醒人们及早发现天然气泄漏,防止爆炸事故的发生。
④天然气是三大化石燃料之一,属于不可再生能源。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:;
(2)干粉灭火器可以用于扑灭油、气等燃烧引起的失火。二氧化碳之所以能够灭火是因为二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,且密度比空气大,会附着在可燃物表面,使可燃物与氧气隔绝。
13.新中国成立后,我国人民生活中燃料的变迁经历了“木柴→煤炭→煤气→天然气”等过程。
(1)煤、 和天然气被称作三大化石能源。
(2)将木柴架空,以及将煤块制成蜂窝煤后引燃,均可以促进可燃物的燃烧,其原理均为 。
(3)煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热,可得到焦炉煤气(主要成分是、CO和),此过程发生了 (填“物理”或“化学”)变化。而汽车内燃机使用的汽油、柴油均是石油分馏的产物,该过程主要利用各组分的 不同。
(4)化石燃料的使用加快了工业化进程,方便人们生活,但也对环境造成了不良影响,如①化石燃料的大量使用产生大量二氧化碳,会导致 效应增强;②含硫煤不充分燃烧产生的气体污染物有 (填化学式),会造成酸雨的形成,酸雨的pH< 。
【答案】(1)石油
(2)增大可燃物与氧气(或空气)的接触面积
(3) 化学 沸点
(4) 温室 、CO/CO、SO2 5.6
【详解】(1)煤、石油和天然气被称作三大化石能源;
(2)将木柴架空,以及将煤块制成蜂窝煤后引燃,均可以促进可燃物的燃烧,其原理均为增大可燃物与氧气(或空气)的接触面积;
(3)煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热,可得到焦炉煤气(主要成分是、CO和),此过程有新物质生成,发生了化学变化。而汽车内燃机使用的汽油、柴油均是石油分馏的产物,该过程主要利用各组分的沸点不同;
(4)化石燃料的使用加快了工业化进程,方便人们生活,但也对环境造成了不良影响,
①二氧化碳是一种温室气体,化石燃料的大量使用产生大量二氧化碳,会导致温室效应增强;
②含硫煤不充分燃烧产生的气体污染物有二氧化硫、一氧化碳,化学式分别为、CO,会造成酸雨的形成,酸雨的pH<5.6。
14.(2024·河南驻马店·模拟预测)合理利用化石燃料资源,是人类不断探索的课题。某城市家用燃料的使用经历了下图所示的过程,并将逐步向理想燃料发展。
(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)
(1)图中所示化石能源属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)天然气完全燃烧的方程式是 。
(3)将与一定质量的氧气,在密闭容器中点燃,恰好完全反应后,生成二氧化碳、一定质量的水和一氧化碳,该反应中氧气和一氧化碳的化学计量数之比为 。
【答案】(1)不可再生
(2)
(3)5:3
【详解】(1)煤、石油、天然气三大化石燃烧形成过程非常漫长,短时间内得不到补充,属于不可再生能源。
(2)天然气的主要成分甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳,反应的化学方程式是。
(3)根据质量守恒定律,C4H10中的碳元素的质量等于生成的二氧化碳和一氧化碳中的碳元素质量之和,C4H10中氢元素的质量与生成的水中的氢元素的质量相等,故完全反应后生成一氧化碳的质量为,生成的水的质量为,所以参加反应的氧气的质量为,故该反应中氧气和一氧化碳的化学计量数之比为。
15.(2024·宁夏吴忠·二模)化学与生活息息相关。某兴趣小组的同学对厨房中(柴-米-水-盐)调查后,得到了如下信息:
(1)柴——厨房燃料的变迁:①上世纪60年代以前,我国城市家庭以煤为燃料,煤属于 (填“可再生”或“不可再生”)资源;②到70年代“蜂窝煤”取代了“煤球”,这样能使煤充分燃烧;③到了80-90年代管道煤气又取代了“蜂窝煤”④进入21世纪天然气被普遍使用;⑤今天,衣食住行均与低碳密切相关,更加提倡使用清洁能源,例如 (请举1个例子)。
(2)米——民以食为天,美食料理中的米饭主要为我们提供的营养素是_______(填序号)。
A.蛋白质 B.糖类 C.无机盐 D.维生素
(3)水——喝水的主要目的是解渴、补水,因此以白开水、矿泉水为宜,尽量少喝饮料。从物质分类的角度,白开水属于 (填“纯净物”或“混合物”);
(4)盐——厨房里的两只调料瓶中都放有白色固体,只知道它们分别是食盐和苏打中的某一种,可用厨房中的 将它们区分开来。调料瓶的盖子是由塑料加工而成的,属于 材料(填“天然”或“合成”)。
【答案】(1) 不可再生 太阳能(合理即可)
(2)B
(3)混合物
(4) 醋(合理即可) 合成
【详解】(1)煤、石油、天然气属于三大化石能源,短时间内不会再生,属于不可再生资源;清洁能源有:太阳能、风能、潮汐能、氢能、生物质能等;
(2)米饭中富含淀粉,属于糖类,故选B;
(3)白开水中含有水和无机盐;故属于混合物;
(4)食盐是氯化钠,苏打是碳酸钠,厨房中含有醋,醋中含有醋酸,氯化钠与醋酸不反应,碳酸钠与醋酸反应生成醋酸钠、水和二氧化碳;因此可用醋酸区分;三大合成材料:合成纤维、合成橡胶、塑料;塑料属于合成材料。
16.(2024·山东淄博·二模)化学在生产生活中随处可见。请完成下列问题:
(1)冬天下雪后,为防止道路结冰,环卫工人通常会在路面上播撒融雪剂,加入融雪剂后水的凝固点(冰点)会 (填“升高”、“降低”);
(2)“蜂窝煤”被加工成多孔形状的原因是 。
(3)汽车轮毂一般用铝合金而不用纯铝的原因是 。
(4)新能源汽车相比于传统的燃油汽车的优点是 (回答一点即可)。
【答案】(1)降低
(2)增大煤与氧气的接触面积,从而促进煤的燃烧
(3)铝合金的硬度更大,耐腐蚀性能更好
(4)减少污染,节约能源,更加环保等(合理即可)
【详解】(1)融雪剂溶于水后形成溶液,溶液的凝固点降低,使水不易再结冰;
(2)增大氧气的浓度或增大可燃物与氧气的接触面积可以促进燃料的燃烧,把煤做成蜂窝煤是为了增大煤与氧气的接触面积,从而促进煤的燃烧;
(3)合金与组成它的纯金属相比,硬度更强、耐腐蚀性能更好,故汽车轮毂一般用铝合金而不用纯铝制造的原因是铝合金的硬度更大,耐腐蚀性能更好;
(4)传统燃油汽车会产生大量的空气污染物,如一氧化碳、二氧化硫等,锂新能源汽车相比于传统的燃油汽车,可以减少污染,节约能源,更加环保等(合理即可)。
17.能源、环境与人类的生活和社会发展密切相关。
(1)随着全球能源使用量的不断增长,人类迫切需要开发新能源,如潮汐能、核能、 (填一种即可)等。
(2)以前,我国城市家庭以煤为燃料,在冬季易发生煤气中毒事件,煤气能使人中毒的原因是血红蛋白易与 结合,而丧失携带氧气的能力。后来,用“蜂窝煤”取代了“煤球”,这种变化的好处是 。近年来,大多数家庭使用的是液化石油气(主要成分是C3H8和C4H10),C3H8完全燃烧生成CO2和H2O,化学方程式是 。现在,多数城镇居民小区以天然气代替瓶装的液化石油气作燃料。实验证明,在同温同压下,相同体积的任何气体中含有的分子数相同。则原使用液化石油气的用户,在改为天然气作燃料时,如果进燃气管的直径不变,进空气管的直径应 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1)风能(或太阳能等,合理即可)
(2) CO/一氧化碳 增大可燃物和氧气的接触面积,使其充分燃烧 减小
【详解】(1)潮汐能、核能、风能、太阳能等都是人类迫切需要开发的新能源。
(2)煤气的主要成分是一氧化碳,人体内的血红蛋白易与一氧化碳结合,丧失携带氧气的能力,从而使人中毒。用“蜂窝煤”取代了“煤球”,可以增大增大煤与空气的接触面积,使其充分燃烧,提高原料利用率,减少污染物的产生。C3H8 完全燃烧生成水和二氧化碳,反应的化学方程式是。原使用液化石油气,C3H8与氧气分子反应时的分子的个数比为1:5,在改为天然气作燃料时,天然气的主要成分为甲烷,甲烷燃烧的化学方程式为,甲烷分子与氧气分子反应时的分子的个数比为1:2,所以如果进燃气管的直径不变,进空气管的直径应减小。
1.化学就在我们身边,化学促进了人类社会的不断进步。
(1)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。
①从分类角度认识以上物质,图1中的物质属于有机物的是 (填化学式)。
②通常在管道煤气中会加入一种叫乙硫醇的物质,乙硫醇是一种无色透明易挥发、具有刺激性蒜臭味的油状液体,煤气中加乙硫醇的目的是 。
③沼气是比较清洁的能源,通过玉米杆、废菜叶等植物在微生物的作用下发酵而成,是农村解决能源问题的好方法,其主要成分为甲烷,属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)消防安全,人人有责。炒菜时,熄灭着火油锅的简单方法是 。
(3)某化学研究小组利用CO2催化氢化的办法,将CO2和H2转化为有机物,符合“绿色化学”的理念,根据图2,写出该转化过程的化学方程式 。请从微观角度谈谈,你对“绿色化学”理念的认识 。
【答案】 CH4 、C4H10 便于检测管道泄漏 可再生 用锅盖盖熄(或往油锅里倒蔬菜) 构成反应物的原子利用率为100%
【详解】(1)①含有碳元素的物质(除C、CO、CO2、H2CO3、碳酸盐等),属于有机物,故图一中属于有机物的是CH4 、C4H10;
②煤气是无味的有毒气体,煤气中加乙硫醇的目的是便于检测管道泄漏;
③沼气通过玉米杆、废菜叶等植物在微生物的作用下发酵而成,短时间内可以产生,属于可再生能源;
(2)炒菜时,熄灭着火油锅的简单方法是用锅盖盖熄,利用隔绝氧气的原理灭火;或者可以往油锅里倒蔬菜灭火,利用降温至可燃物的着火点以下的原理灭火;
(3)根据图2,可知二氧化碳和氢气在催化剂的作用下生成了HCOOH,故化学方程式为;从微观角度看,“绿色化学”理念就是实现成反应物的原子利用率为100%。
2.(2024·江西抚州·一模)化学与生活息息相关。某兴趣小组的同学对厨房中的化学(柴-米-水-盐)进行调查后,得到了如下信息:
(1)柴——厨房燃料的变迁:
①上世纪60年代以前,我国城市家庭以煤为燃料,煤属于 (填“可再生”或“不可再生”)资源;
②到70年代虽然仍以煤为主,但已将“蜂窝煤”取代了“煤球”,这样能使煤充分燃烧,请用化学知识解释其原因: ;
③到了80-90年代管道煤气又取代了“蜂窝煤”;
④今天,绿色上海世博会的亮点之一就是二氧化碳的零排放,衣食住行均与低碳密切相关,此时使用的能源多为清洁能源,例如 。(请举1个例子)
(2)米——子料理中的米饭主要为我们提供的营养素是______(填序号)。
A.蛋白质 B.糖类 C.无机盐 D.维生素
(3)水——喝水的主要目的是解渴、补水,因此以白开水、矿泉水为宜,尽量少喝饮料。从物质分类的角度,白开水属于 (填“纯净物”或“混合物”);从含有可溶性钙、镁离子量的多少,白开水属于 (填“硬水”或“软水”)。
(4)盐——厨房里的两只调料瓶中都放有白色固体,只知道它们分别是精盐(NaCl)和碱面(Na2CO3)中的某一种,可用厨房中的 将它们区分开来。调料瓶一般不用不锈钢,原因是不锈钢会与腐蚀性的调料反应,不锈钢等合金属于 材料(填“天然”或“合成”或“金属”)。
【答案】(1) 不可再生 增大与氧气的接触面积,使煤燃烧更充分 太阳能(合理即可)
(2)B
(3) 混合物 软水
(4) 醋(合理即可) 金属
【详解】(1)①三大化石能源包括煤、石油和天然气,均属于不可再生能源;
②将“蜂窝煤”取代了“煤球”,这样能使煤充分燃烧,这样能增大与氧气的接触面,使煤燃烧更充分;
④常见的清洁能源有太阳能、潮汐能、生物质能等;
(2)米饭主要为我们提供的营养素是糖类,故选B;
(3)白开水中含有水和矿物质,属于混合物;白开水中含有可溶性钙、镁离子的量少,属于软水;
(4)要区分精盐(NaCl)和碱面(Na2CO3),可用厨房中的食醋将它们区分开来,精盐与食醋混合没有现象,碱面与食醋混合产生气泡;金属材料包括纯金属以及它们的合金,则合金属于金属材料。
3.(2024·陕西西安·模拟预测)家用燃料的变迁,是人类进步的标志。某化学小组展开如下项目式探究。
任务一:认识我国家用燃料的变迁
【学习交流】我国居民家用燃料的使用经历了如图所示的发展历程:
(1)液化石油气是石油综合利用的产品,石油分馏属于 (填“物理”或“化学”)变化。
任务二:探究早期燃料柴草燃烧固体产物的组成成分
【查阅资料】①柴草焚烧的灰烬为草木灰,其主要成分是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等;②碳酸钾溶液显碱性;③硫酸银微溶于水。
【实验验证】
(2)小组同学设计以下实验方案验证草木灰的组成成分。
步骤1:将草木灰加水溶解,过滤得到浸出液,若使用湿润的pH试纸测定浸出液的酸碱度,测得结果应 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
步骤2:另取少量浸出液,向其中加入过量稀硝酸,观察到 ,证明草木灰中含有K2CO3。
步骤3:取适量步骤2反应后的溶液于试管中,滴加过量氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生,证明草木灰中含有K2SO4。
步骤4:取步骤3反应后的上层清液于试管中,滴加少量 溶液,观察到有白色沉淀产生,证明草木灰中含有KCl。
【表达交流】
(3)写出步骤3对应的反应方程式: 。
【反思评价】
(4)小文同学认为步骤4得出“草木灰中含有KCl”的结论不合理,应将上述过程中某药品更换为 (填一种盐的化学式)溶液,即可得证。
(5)经过思考分析,你认为步骤3和步骤4 (填“能”或“不能”)调换顺序。
【答案】(1)物理
(2) 偏小 产生大量气泡 硝酸银/AgNO3
(3)
(4)Ba(NO3)2
(5)不能
【详解】(1)石油分馏是利用石油中各物质沸点的不同,将其分离,无新物质生成,属于物理变化;
(2)步骤1:草木灰的主要成分是碳酸钾,碳酸钾溶液显碱性,故若使用湿润的pH试纸测定浸出液的酸碱度,浸出液被稀释,碱性减弱,故测得结果应偏小;
步骤2:碳酸钾能与稀硝酸反应生成硝酸钾、二氧化碳和水,故若观察到产生大量气泡,说明草木灰中含有碳酸钾;
步骤4:实验结论为草木灰中含有氯化钾,氯化钾能与硝酸银反应生成氯化银和硝酸钾,故取步骤3反应后的上层清液于试管中,滴加少量硝酸银溶液,观察到有白色沉淀生成;
(3)步骤3对应的反应为氯化钡和硫酸钾反应生成硫酸钡和氯化钾,该反应的化学方程式为:;
(4)步骤3中加入了氯化钡,引入了氯离子,会对氯化钾的检验产生干扰,故步骤4得出“草木灰中含有KCl”的结论不合理,可将氯化钡更换为Ba(NO3)2,即可得证;
(5)如果将步骤3和步骤4调换顺序,先加入少量硝酸银溶液,硝酸银和氯化钾、硫酸钾分别生成氯化银和硫酸银白色沉淀,无法证明草木灰中含有氯化钾,故不能调换顺序。
4.某中学化学课外活动小组的同学们针对家庭燃料的变迁,提出相关问题,并与同学们讨论:
(1)20世纪60年代以前,我国城市家庭以“煤球”为燃料,在冬天时有煤气中毒事件发生,其原因是 。
(2)到20世纪70年代,已用“蜂窝煤”取代了“煤球”。
为了减少煤燃烧时对环境的污染,可将水蒸气通过炽热的煤层制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和)。煤气厂常常在家用煤气中特意掺入少量有难闻气味的气体,其目的是 。
(3)到了80年代,液化石油气和管道煤气又取代了“蜂窝煤”。煤气中主要成分CO燃烧的化学方程式是 。
(4)到21世纪,由于“西气东输工程”使天然气成为家庭主要燃料,天然气中的主要成分燃烧的化学方程式为 。
(5)济宁市是产煤大市,将煤进行气化、液化变成清洁能源对环境保护起重要作用。煤气化和液化示意图如图:
①、第①步分离操作是 ;
②、第②步是在高温条件下,将煤与水反应生成CO和混合气体,这种气体又称为合成气,这个反应的化学方程式为 ;
③、第③步是将合成气在一定条件下反应,生成甲醇,其反应的微观过程示意图如下:
请回答:该步骤发生的反应属于 (填基本反应类型);该步骤反应的微观过程示意图中,反应物CO和的质量比为 。
【答案】(1)煤中的碳不充分燃烧生成了有毒的一氧化碳
(2)便于人们及时发现煤气泄漏
(3)
(4)
(5) 过滤 化合反应
【详解】(1)在冬天时有煤气中毒事件发生,可能是因为煤中的碳不充分燃烧生成了有毒的一氧化碳;
(2)煤气的主要成分一氧化碳是无色、无味的气体,一旦泄漏,人很难觉察,极易引起中毒事故,煤气厂常在家用水煤气中特意掺人少量有难闻气味的气体,便于人们及时发现煤气泄漏,避免煤气中毒的发生;
(3)在点燃的条件下,一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳,化学方程式为:;
(4)天然气的主要成分是甲烷,在点燃的条件下,甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水,化学方程式为:;
(5)①、第①步分离固体和液体的操作,为过滤操作;
②、第②步是在高温条件下,将煤(主要成分是碳)与水反应生成CO和 H2 混合气体,这种气体又称为合成气,这个反应的化学方程式为:;
③、第③步是将合成气在一定条件下反应,生成甲醇,由微观反应示意图可知,一氧化碳与氢气在一定条件下生成甲醇,化学方程式为:;
由化学方程式可知,该反应是由两种物质反应生成另一种新物质,符合“多变一”的特征,属于化合反应;
由化学方程式可知,反应物一氧化碳与氢气的质量比为28:(2×2)=7:1。
5.(23-24九年级上·山西晋城·期末)在当今社会,人类需要的大部分能量是由化学反应产生的,最常见的就是生活燃料的利用。燃料与食物一样成为生活中不可缺少的物质。在一次项目化学习活动中,同学们通过对小区内居民的走访调查,了解了不同时代的家庭燃料,分析了家庭燃料迭代升级之后给生活环境带来的变化。
活动一:认识化石燃料
新中国成立后,家庭燃料主要经历了以下几个阶段:20世纪50-60年代多数家庭以柴草为燃料,60-80年代以燃煤为主,21世纪初液化石油气和管道煤气成为家庭的主要燃料,发展至今几乎家家户户都通入了天然气。
(1)煤是复杂的混合物,主要含有 元素。煤作为燃料,主要是利用 所放出的热量。
(2)天然气的主要成分是 (填化学式),天然气充分燃烧的化学方程式为 。
活动二:探究如何合理使用燃料
任务1:认识如何使燃烧更充分
(3)同学们经过走访调查,了解到煤炭的使用过程中,把煤做成蜂窝煤后燃烧更加充分,请从燃烧的角度解释这一现象。 。
(4)有人说在煤炉旁放一盆水可以防止一氧化碳中毒,该说法是否正确?说明理由。 。
任务2:了解家用燃料变化的意义
(5)同学们查阅资料发现,充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生的二氧化硫的质量如图所示:请结合图中的信息分析家庭燃料从煤升级到天然气的原因 。
活动总结:
(6)生活燃料的变迁是社会进步的一个重要指标。燃料的变迁方便了人们的生活,改善了人居环境。在开发和利用新能源的路上,我国科学家不断呈现中国方案。请列举一例你知道的新能源。 。
【答案】(1) 碳/C 碳元素与氧反应
(2) CH4
(3)把煤制成蜂窝煤增加了与空气的接触面积,使燃烧更充分
(4)不正确,因为一氧化碳难溶于水
(5)相同质量的天然气和煤充分燃烧,天然气产生的热量多,排放的有害气体少
(6)太阳能(风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能)
【详解】(1)煤中主要含有碳元素;煤作为燃料,主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量;
(2)天然气的主要成分是甲烷,化学式为:CH4;甲烷燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为:;
(3)把煤做成蜂窝煤后,增大了与空气的接触面积,使燃烧更加充分;
(4)一氧化碳难溶于水且不与水反应,所以有人说在煤炉旁放一盆水即可防止一氧化碳中毒该说法错误;
(5)从图像可以发现:家庭燃料从煤升级成天然气之后单位质量的天然气燃烧比煤燃烧释放的热值高,产生二氧化硫少,污染小;
(6)新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能、核能等。
6.某化学兴趣小组同学通过对小区内居民的走访调查,了解不同时代的家用燃料,分析家庭燃料迭代升级之后给生活、环境带来的变化。
项目活动一:认识燃料
家用燃料经历了下图所示的变迁过程,并将逐步向理想燃料发展。
(1)煤、石油和天然气都属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。煤中主要含有 元素。
项目活动二:探究如何合理使用燃料
【任务1】认识如何使燃烧更加充分
(2)燃烧柴草时,通常要架空柴草,使其燃烧得更旺,其中的原理是 。
(3)在家庭中使用这几种燃料时,如果通风不畅,都会产生有毒的 气体而使人中毒。
(4)调查中还发现有的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。根据探究所得,他们给出调节建议,将燃气灶的进风口 (填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
(5)为防止天然气泄漏造成危险,抚顺燃气公司给用户安装了燃气报警器。你认为燃气报警器应安装在灶具的 (填“上方”或“下方”)。
【任务2】理解燃料变化的意义
【查阅资料】充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生SO2的质量如右图所示。
(6)SO2排放到空气中溶于雨水可能会形成 。
(7)请结合生活常识和如图信息,总结家庭燃料升级成天然气之后的优点有 (写出一点即可)。
项目活动三:了解新能源
我国科学家正在利用和开发其他新能源,在一定程度上可减少对环境的影响,并实现“3060”“双碳”目标。氢气被认为是理想的能源,当前,我国氢能按如下图规划发展迅速:
(8)氢能源没有被大量使用的原因是 (写出一点即可).C+H2OCO+H2,利用该反应制得的氢气属于 (填“灰氢”“蓝氢”或“绿氢”)。
【答案】(1) 不可再生 碳/C
(2)增大与氧气接触面积
(3)一氧化碳/CO
(4)调大
(5)上方
(6)酸雨
(7)单位质量的天然气燃烧比煤燃烧释放的热值高(或产生二氧化硫少,污染小)
(8) 制取成本高(或贮存困难) 灰氢
【详解】(1)非再生能源,是指在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源;煤的形成过程非常复杂,所以属于不可再生能源。煤中主要含有碳(C)元素;
(2)燃烧柴草时,通常要架空柴草,使其燃烧得更旺,其中的原理是增大与氧气接触面积,使燃烧更旺;
(3)在家庭中使用这几种燃料时,如果通风不畅,都会产生有毒的一氧化碳(或CO)气体而使人中毒;
(4)调查中还发现有的燃气灶火焰发黄、锅底发黑,说明氧气不足,发生了不完全燃烧。根据探究所得,他们给出调节建议,将燃气灶的进风口调大,从而成功解决了问题;
(5)天然气的密度小于空气,泄漏后会向房间上方聚焦,为防止天然气泄漏造成危险,抚顺燃气公司给用户安装了燃气报警器。你认为燃气报警器应安装在灶具的上方;
(6)SO2排放到空气中溶于雨水会形成亚硫酸,亚硫酸又会被氧气氧化为硫酸,形成酸雨;
(7)从图像可以发现:家庭燃料从煤升级成天然气之后单位质量的天然气燃烧比煤燃烧释放的热值高,产生二氧化硫少,污染小;
(8)氢能源没有被大量使用的原因是制取成本高(或贮存困难);根据化学方程式C+H2OCO+H2可知,该反应属于煤炭气化,根据流程图可知,利用该反应制得的氢气属于灰氢。
7.(22-23九年级上·山西晋中·期末)人类自从会用火之后,燃料就成为生活的必需品之一。化学兴趣小组通过对小区内居民的走访调查,了解不同时代的家用燃料,分析家庭燃料迭代升级之后给生活、环境带来的变化。
项目活动一:认识化石燃料
新中国成立以来,家庭燃料主要经历了以下几个阶段:20世纪50-60年代多数家庭以柴草为燃料,60-80年代以燃煤为主;21世纪初液化石油气和管道煤气成为家庭的主要燃料,发展至今几乎家家户户都通入了天然气。
(1)煤中主要含有 元素,属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
项目活动二:探究如何合理使用燃料
【任务1】认识如何使燃烧更加充分
(2)同学们经过走访调查,了解到从前人们把煤制成蜂窝煤(如图)后燃烧会更加充分,请你从燃烧的角度解释这一现象 。
(3)在家庭中使用煤炉时,由于烟囱通风不畅,会发生一氧化碳中毒,请你用化学方程式解释。 。
(4)有人说在煤炉旁放一盆水即可防止一氧化碳中毒,该说法是否正确?说明理由 。
【任务2】了解家用燃料变化的意义
【查阅资料】充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生SO2的质量如图所示。
(5)SO2排放到空气中溶于雨水会形成 。
(6)请结合生活常识和如图信息,总结家庭燃料从煤升级成天然气之后有哪些优点? 。
项目总结
生活燃料的变迁也是体现一个社会进步的重要指标,燃料的变迁方便了人们的生活、改善了人居环境。我国科学家正在利用和开发其他新能源,在一定程度上可减少对环境的污染。
【答案】(1) 碳/C 不可再生
(2)把煤制成蜂窝煤,增大了与空气的接触面积,使煤燃烧更充分
(3)
(4)不正确;一氧化碳难溶于水且不与水反应
(5)酸雨
(6)单位质量的天然气燃烧比煤燃烧释放的热值高,产生二氧化硫少,污染小
【详解】(1)煤中主要含有碳元素,煤的形成过程非常复杂,所以属于不可再生能源。
(2)把煤制成蜂窝煤后燃烧会更加充分,请你从燃烧的角度解释这一现象
(3)在家庭中使用煤炉时,由于烟囱通风不畅,会发生一氧化碳中毒,因为碳不充分燃烧会生成一氧化碳,对应的化学方程式为。
(4)一氧化碳难溶于水且不与水反应,所以有人说在煤炉旁放一盆水即可防止一氧化碳中毒该说法错误。
(5)SO2排放到空气中溶于雨水会形成亚硫酸,亚硫酸又会被氧气氧化为硫酸,形成酸雨。
(6)从图像可以发现:家庭燃料从煤升级成天然气之后单位质量的天然气燃烧比煤燃烧释放的热值高,产生二氧化硫少,污染小。
8.(23-24九年级上·广东中山·期末)居民家用燃料的使用经历了以下发展历程,如图1所示,结合所学知识回答下列问题。
(1)柴草来源广,但燃烧过程释放大量的烟尘,易造成 。
(2)引燃蜂窝煤时,在炉膛中依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤,然后将进风口打开,点燃废报纸,如图2所示。打开进风口的目的是 ,用废报纸、小木条引燃蜂窝煤是因为燃烧需要 的条件。蜂窝煤燃烧时,上层产生蓝色火焰是某气体在燃烧,写出此反应的化学方程式 。
(3)为减少污染、提高煤的利用率,可将煤(主要成分是碳)与水蒸气在高温下反应,生成一氧化碳和氢气,该反应的化学方程式 。
(4)有人认为氢气可做未来家用燃料,理由是 ,写出氢气燃烧的化学方程式 。
【答案】(1)雾霾
(2) 提供充足的氧气 温度达到可燃物的着火点
(3)
(4) 燃烧产物是水,不污染环境
【详解】(1)柴草来源广,但燃烧过程释放大量的烟尘,易造成雾霾;
(2)引燃蜂窝煤时,在炉膛中依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤,然后将进风口打开,点燃废报纸,打开进风口的目的是为了提供充足的氧气;用废报纸、小木条引燃蜂窝煤是因为燃烧需要温度达到可燃物的着火点;蜂窝煤燃烧时,上层产生蓝色火焰是一氧化碳在燃烧,一氧化碳和氧气在点燃条件下生成二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(3)碳与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气,反应的化学方程式为:;
(4)氢气燃烧产物是水,不污染环境,所以氢气可做未来家用燃料;氢气和氧气在点燃的条件下生成水,反应的化学方程式为:。
9.(22-23九年级上·吉林白城·期末)新泰市城区居民家用燃料的使用经历了以下发展历程(图1)(括号内表示主要成份),结合所学知识回答下列问题:
(1)柴草中纤维素的化学式为,纤维素在空气中完全燃烧的产物是 (填化学式)。
(2)20世纪八十年代前后,居民家中主要采用蜂窝煤作燃料,将煤炭加工成蜂窝煤的目的是 。
(3)煤的气化也是一种重要的煤炭资源综合利用技术,其过程如图所示。合成气中的物质和在一定条件下发生反应生成了物质和,其微观过程如图Ⅱ所示。
①煤属于 (填“再生”或“不可再生” )能源。
②图Ⅰ气化炉中发生的变化 (填“物理”或“化学”)变化
③图Ⅱ,,,四种物质中,常温时呈气态的氧化物为(填化学式 ),该反应中最小的粒子是 (填化学符号)。
④物质是管道天然气的主要成分,不仅是一种清洁能源,也是重要的化工原料,写出物质燃烧的化学方程式 ,该物质燃烧 (填“能”或“不能”)有效地减缓温室效应。
【答案】(1)和
(2)增大煤与空气的接触面积,使燃烧更充分
(3) 不可再生 化学 、、 不能
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,纤维素由C、H、O三种元素组成,故纤维素在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水,故填:CO2、H2O;
(2)居民家中主要采用蜂窝煤作燃料,将煤炭加工成蜂窝煤的目的是:增大煤与空气的接触面积,使燃烧更充分;
(3)①煤属于化石燃料,短期内均不能再生,均属于不可再生能源;
②图Ⅰ气化炉中有一氧化碳、氢气等新物质生成,属于化学变化;
③图Ⅱ A , B , C , D 四种物质分别是一氧化碳、氢气、水和甲烷,一氧化碳是由C、O元素组成的化合物,属于氧化物,氢气是由氢元素组成的纯净物,属于单质,水是由H、O元素组成的化合物,属于氧化物,甲烷是由C、H元素组成的化合物,不属于氧化物,故常温时呈气态的氧化物为:CO;
原子是化学变化中的最小粒子,故该反应中最小的粒子是:C、H、O;
④物质D为甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
甲烷燃烧生成二氧化碳,不能有效地减缓温室效应。
10.(23-24九年级上·山西大同·期末)某项目小组的同学准备向校报提交一份“家用燃料的变迁与合理使用”研究报告。为此,同学们从燃烧的发生与调控、家用燃料的变迁以及对未来燃料的展望等方面展开了项目化学习的探究之旅。
任务一:探究燃烧的发生
【进行实验】甲组同学做了如图两组实验:
(1)实验1的现象说明燃烧的发生需要有 。
(2)实验2中红磷没有燃烧的原因是 。
【实验结论】通过上述实验同学们得出了燃烧发生所需的条件。
【反思应用】
(3)若家中油锅着火,合理的做法是 。
任务二:探究燃烧的调控
【提出问题】生活中调控燃烧的方式与原理有哪些?
【调查研究】
(4)乙组同学收集到以下几种调控燃烧的事例,请你和他们一起探究,并完成下表:
调控方式
用鼓风机给煤炉火送风
转动打火机出气调节阀
汽车气缸工作时汽油以雾状喷出
调控原理
增加氧气的量
调节燃料的量
【迁移应用】
(5)调查中还发现小明家的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。根据探究所得,他们给出调节建议:使用时,将燃气灶的进风口 (选填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
任务三:探究家用燃料的变迁
【调查研究】同学们通过走访与调查了解到当地燃料的变迁主要经历了木材→煤→煤气→天然气等几个阶段。
【资料汇总】
燃料
调控
主要成分
热值
木材
钻频繁添加木材
碳、氢、氧等元素
2500~3000大卡/kg
煤
需提前点燃,过程复杂
碳、氢、硫、氮等元素
5500大卡/kg
煤气
随用随开
一氧化碳和氢气
3800~5700大卡/cm3
天然气
随用随开
甲烷
8000~9000大卡/cm3
【交流讨论】
(6)根据上表可以推出家用煤气或天然气代替其他燃料的原因是 (写一点)。写出天然气燃烧的化学方程式: 。
任务四:展望未来燃料
(7)通过上述探究,同学们知道了开发更清洁的可再生燃料是今后发展的方向,请你举一种: 。
【答案】(1)可燃物
(2)温度没有达到红磷的着火点
(3)用锅盖盖灭
(4)增大反应物的接触面积,使燃烧更充分
(5)调大
(6) 热值大/使用方便
(7)氢能源
【详解】(1)蘸有酒精的棉花可以燃烧,蘸有水的棉花不能燃烧,水不能燃烧,则实验1的现象说明燃烧的发生需要可燃物。
(2)红磷着火点较高,温度达不到红磷着火点,红磷不燃烧,则实验2中红磷没有燃烧的原因是温度没有达到红磷的着火点。
(3)灭火的原理:移除可燃物、降低温度到着火点以下、隔绝空气或氧气,若家中油锅着火,用锅盖盖可以隔绝氧气,达到灭火目的,则合理的做法是用锅盖盖灭。
(4)相同条件下,接触面积越大,反应越充分、越剧烈,汽车气缸工作时柴油以雾状喷出,可以增大反应物的接触面积,使燃烧更充分。
(5)相同条件下,接触面积越大,反应越充分、越剧烈,小明家的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。说明燃气不充分燃烧,需要增氧气的量,使物质充分燃烧,则将燃气灶的进风口调大,从而成功解决了问题。
(6)由表格数据可知,家用煤气或天然气可以随用随开,操作简单,热值大,燃烧放出大量热,则根据上表可以推出家用煤气或天然气代替其它燃料的原因是随用随开,操作简单,热值大等,甲烷在氧气中点燃生成二氧化碳和水,则天然气燃烧的化学方程式:。
(7)氢气燃烧生成水,产物无污染,更清洁的可再生燃料是氢能源。
11.(2022·福建泉州·模拟预测)能源的利用与社会可持续发展密切相关。
(1)下图是家用燃料的更新历程(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)。
①下列有关家用燃料更新的理由错误的是 (填标号)。
A.燃料使用更便捷 B.气体燃料燃烧的更充分
C.天然气是可再生的能源 D.减少煤燃烧过程中产生的污染物
②打开液化石油气气罐阀门有C3H8气体溢出的微观原因 。
【查阅资料】Ⅰ.C3H8和CH4完全燃烧的化学方程式为: :
Ⅱ.同温、同压下,气体的体积与分子的个数成正比。
③欲将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是 (填标号)。
A.增大空气和天然气的进入量 B.减少空气的进入量或增大天然气的进入量
C.减少空气和天然气的进入量 D.增大空气的进入量或减少天然气的进入量
(2)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放等方面具有重要应用。
①CO2催化加氢制得HCOOH的转化率如图1所示,则应选择的最佳温度是 ℃:
②HCOOH催化释氢的反应机理如图2所示,在催化剂作用下,HCOOH分解生成H2的化学方程式为 ;从反应机理看,你对催化剂的新认识是 。
③目前,氢气作为新能源在生活和生产中还未能广泛应用,其原因是 。
【答案】(1) C 分子不断运动的 B
(2) 80 反应物相同,催化剂种类不同,生成物有可能不同 制取成本太高
【详解】(1)①A、煤需要引燃,液化石油气需要更换气管,天然气直接从燃气管道使用,燃料使用更便捷,故选项正确,但不符合题意;
B、气体燃料与空气接触面积更大,燃烧的更充分;故选项正确,但不符合题意;
C、天然气是不可再生的能源;故选项错误,但符合题意;
D、可以减少煤燃烧过程中产生的污染物;故选项正确,但不符合题意;
故选:C。
②打开液化石油气气罐阀门有C3H8气体溢出的微观原因是分子不断运动的;
③同温、同压下,气体的体积与分子的个数成正比,相同体积的液化石油气和天然气,液化石油气燃烧需要的氧气多,故将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是减少空气进量,或者增大天然气进量,
故选B。
(2)①根据CO2催化加氢制得HCOOH的转化率的图示可以看出,在80℃时的转化率最高,故选择的最佳温度是80℃;
②HCOOH催化释氢的反应机理如图2所示,在催化剂作用下,HCOOH分解除了生成H2外,还能生成二氧化碳,化学方程式为;HCOOH在不同催化剂的作用下生成的物质不同,所以对催化剂的一条新的认识是:反应物相同,催化剂种类不同,生成物有可能不同;
③目前氢气作为新能源在生活和生产中还未能广泛应用,是因为其制取成本太高。
12.(2024·山西吕梁·三模)燃料在推动人类社会进步的过程中起了非常重要的作用。某校兴趣小组的同学对“燃料的变迁和合理使用”展开如下项目式学习活动。
(1)任务一:调查燃料的发展史
活动一:了解人类最早使用的燃料
【信息检索】
a.旧石器时代的原始人类以动物的生肉或生的植物根茎或叶片为食
b.燧人氏发明了钻木取火,被后世奉为“火祖”,结束了远古人类茹毛饮血的历史
【交流讨论】钻木可获得火种的原理是 。
活动二:建构家用燃料变迁示意图
【分析与讨论】分析未来燃料可能具有的特点是 。
(2)任务二:探究燃油汽车尾气的主要成分
【信息检索】
a.汽油是燃油汽车的主要燃料
b.汽油是石油炼制的产品,主要含有碳、氢、氧元素
【作出猜想】燃油汽车尾气的主要成分有、和 。
【实验探究】探究燃油汽车尾气主要成分的实验方案如下:
【实验结论】燃油汽车尾气的主要成分中有和。
【问题与交流】
①B装置的作用是 ,发生反应的化学方程式是 。
②D中观察到的现象是 。
(3)任务三:设计安全使用燃料行动方案
①家庭厨房中将燃气报警器安放在较高的位置,据此推测家用燃气具有的性质是 。
②为避免家用燃气泄漏后发生危险,请你提出合适的使用燃气方案 。
【答案】(1) 摩擦生热,使温度达到木材的着火点 对环境的污染小(或燃料利用率高等)
(2) /水 除去混合气体中的二氧化碳 溶液变浑浊(或有白色沉淀产生)
(3) 密度比空气小 使用后及时关闭阀门(合理即可)
【详解】(1)交流讨论:
燃烧需要三个条件:可燃物、氧气(或空气)、达到燃烧所需的最低温度(也叫着火点);钻木可获得火种的原理是摩擦生热,使温度达到木材的着火点;
分析与讨论:
未来燃料燃烧对环境是友好的,有利于可持续发展,可能具有的特点是对环境的污染小(或燃料利用率高等);
(2)作出猜想:
汽油是石油炼制的产品,主要含有碳、氢、氧元素,根据质量守恒定律可知,汽油燃烧过程中氢元素转化为水,因此:燃油汽车尾气的主要成分有CO、CO2和H2O(或水);
问题与交流:
①该实验目的是探究燃油汽车尾气成分,A装置是检验二氧化碳是否存在,一氧化碳是通过一氧化碳能与CuO反应生成CO2和Cu,为避免混合气体中CO2对一氧化碳的检验产生干扰,B装置的作用是除去混合气体中的二氧化碳,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,发生反应的化学方程式是CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
②二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,常用澄清石灰水检验二氧化碳,D中观察到的现象是溶液变浑浊(或有白色沉淀产生);
(3)①家庭厨房中将燃气报警器安放在较高的位置,说明燃气向较高位置集中,据此推测家用燃气具有的性质是密度比空气小;。
②为避免家用燃气泄漏后发生危险,根据燃烧的条件可知,合适的使用燃气方案:使用后及时关闭阀门,隔离可燃物。
13.(2024·广东深圳·二模)家用燃料的变迁是人类进步的标志。我国居民家用燃料的使用经历了柴草、煤、液化石油气、天然气等发展历程。探究小组开展相关项目式活动。
任务一:认识燃烧条件
(1)钻木取火(如图1),说明可燃物燃烧需要 。
任务二:调控燃烧
(2)探究小组以纯柴油(D100)、含乙醇10%(DE10)、20%(DE20)、30%(DE30)的柴油为研究对象,探究乙醇部分替代柴油,燃烧时能否减少CO排放量。乙醇掺混比例和柴油机转速对CO排放的影响实验数据如图2,可得到结论 (答一点)。
任务三:燃料多样化
甲醇(CH3OH)是全球公认的新型清洁可再生能源。捕集工业废气中的CO2与“绿氢”合成甲醇,是实现“碳中和”的重要出路之一。探究小组对甲醇燃烧产物展开了探究。
【提出问题】甲醇燃烧产物有哪些?
【查阅资料】白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色。
【猜想与假设】
(3)猜想一:CO2、H2O;
猜想二:CO、H2O;
猜想三:
【实验探究】
将甲醇在一定量O2中的燃烧产物依次通过如下图装置(部分夹持,固定装置省略)进行验证:
(4)实验过程中观察到装置A中白色粉末变为蓝色,B、E中澄清石灰水变浑浊,D中 (填实验现象)。
(5)装置B中反应的化学方程式为 。实验过程中装置F的作用是 ;
【得到结论】猜想三成立。
(6)在此实验中,甲醇燃烧使用O2而非空气的原因是 。
【答案】(1)温度达到可燃物的着火点
(2)当转速一定,其他条件不变时,燃料中乙醇含量越多,CO的排放量越少或转速一定,其他条件不变时,纯柴油排放的CO最多或转速一定,其他条件不变时,含乙醇30%的柴油排放的CO最少或当乙醇含量相同时,柴油机转速越大,CO排放越多
(3)CO、CO2、H2O
(4)固体由黑色变为红色(紫红色)
(5) Ca(OH)2+ CO2=CaCO3↓+ H2O 处理尾气,防止CO污染空气
(6)防止空气中的二氧化碳和水蒸气干扰实验
【详解】(1)钻木取火说明克服摩擦做功内能增加,温度达到可燃物着火点。故填:温度达到可燃物的着火点。
(2)据图2可得到的结论有:当转速一定,其他条件不变时,燃料中乙醇含量越多,CO的排放量越少或转速一定,其他条件不变时,纯柴油排放的CO最多或转速一定,其他条件不变时,含乙醇30%的柴油排放的CO最少或当乙醇含量相同时,柴油机转速越大,CO排放越多。故填:当转速一定,其他条件不变时,燃料中乙醇含量越多,CO的排放量越少或转速一定,其他条件不变时,纯柴油排放的CO最多或转速一定,其他条件不变时,含乙醇30%的柴油排放的CO最少或当乙醇含量相同时,柴油机转速越大,CO排放越多。
(3)根据题意及猜想一、猜想二,可得猜想三为CO、CO2、H2O。故填:CO、CO2、H2O。
(4)D中氧化铜与一氧化碳,加热条件下反应生成铜和二氧化碳,所以D中实验现象是固体由黑色变为红色(紫红色)。故填:固体由黑色变为红色(紫红色)。
(5)澄清石灰水即氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为Ca(OH)2+ CO2=CaCO3↓+ H2O。由于一氧化碳有毒,有可燃性,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,所以为了处理尾气,防止CO污染空气,实验过程中用了装置F。故填:Ca(OH)2+ CO2=CaCO3↓+ H2O;处理尾气,防止CO污染空气。
(6)为防止空气中的二氧化碳和水蒸气干扰实验,在此实验中,甲醇燃烧使用O2而非空气。故填:防止空气中的二氧化碳和水蒸气干扰实验。
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第4章 认识化学反应
跨学科实践活动3 调查家用燃料的变迁与合理使用
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.运用调查研究的方法收集资料,了解家用燃料的变迁;
2.基于家用需求,从燃烧效率、储存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变迁;
3.结合燃料的性质与燃烧的条件,理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使用的意义,对家用燃料的选择与合理使用提出改进建议。
活动任务一 调查家用燃料的变迁
社会生产、家庭生活都要消耗能量。燃料是最重要的能量载体,是人类获得能量的重要来源。燃料的更新换代,是人类社会不断进步的重要标志之一……
燃料
主要成分
获取方式
储存方式
爆炸极限
热值(MJ/kg)
价格(元/吨)
柴草
C、H、O
收集秸秆、砍柴等
堆积存放
/
12
/
煤
C、H、O、N、S
购买煤球、蜂窝煤
堆积存放
/
29
700~800
液化石油气
C3H8
购买液化石油气罐
液化石油气罐
1.5%~9.5%
36
3999
天然气
CH4
管道天然气
/
5%~15%
45~50
3924
【问题讨论】
1. 你认为有哪些原因导致了家用燃料的变迁,这说明了什么?
燃料的变迁反映了在选择家用燃料时,不仅考虑到经济因素,还更加注重环保、安全和便利性等方面的因素,追求更加全面的燃料选择。
2. 你觉得未来燃料发展的趋势应该是什么?
未来燃料的发展趋势是向使用方便和安全、燃烧热值高、清洁无污染、可再生的方向转型。
3. 你认为乙醇作为燃料的优势和不足分别是什么?
优势:(1)清洁环保,燃烧的产物是水和二氧化碳,无污染性气体;
(2)可再生资源,生产原料来源广泛;
(3)乙醇可以提高汽油的辛烷值,改善尾气质量,减少污染。
不足:(1)热值相对较低,储存运输不便;
(2)对材料有腐蚀性,技术存在局限;
(3)原料成本高。
活动任务二 如何让燃料燃烧得更充分
燃料类型
使燃料充分燃烧的措施
原理
柴草
将柴草架空、将大块的柴劈碎
增大与氧气的接触面积
煤
将煤做成蜂窝状、使用鼓风机或用扇子扇
增大与氧气的接触面积、提供充足的氧气
液化石油气
调小进气口或调大进风(空气)口
提供充足的氧气
天然气
调节燃气灶的风门
调节进入氧气的量
酒精
通风良好
提供充足的氧气
【问题讨论】
1. 汽车气缸中是将汽油或柴油等喷成雾状进行燃烧,解释其原因。
增大燃料与氧气的接触面积,使燃料能够在有限空间内完全燃烧,释放足够的能量。
2. 查阅资料说明为什么柴油车排出的尾气往往含有黑烟。
柴油车尾气中含有黑烟,主要是由于柴油燃烧不充分导致的。
+
1.(2024·广东清远·一模)调查家用燃料变迁。顺序为柴草→煤→液化石油气→天然气,不属于化石燃料的是
A.柴草 B.煤 C.石油 D.天然气
2.对煤和石油的综合利用,开创了辉煌的化学工业。下列说法不正确的是
A.加大燃气进气 B.汽油喷成雾状
C. 架空木柴 D.煤块变煤粉
3.如图表示我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
蜂窝煤(碳)→液化石油气(丙烷:C3H8)→管道煤气(CO、H2、CH4)→天然气(CH4)
A.管道煤气有毒
B.家用燃料燃烧时均放出热量
C.液化石油气是石油化工的一种产品
D.使煤分解制成管道煤气的变化是物理变化
4.我国家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化,其目的是
A.增大可燃物的热值 B.增大可燃物与空气的接触面积
C.提高可燃物的着火点 D.提高空气中氧气的含量
5.家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。
下列有关说法错误的是( )
A.燃料燃烧时均放出热量 B.管道煤气有毒
C.煤、石油、天然气都属于化石燃料 D.丁烷属于混合物
6.(2024·河南洛阳·一模)了解燃烧知识可以让我们的生活更美好。下列说法不正确的是
A.图1中蜡烛火焰很快熄灭,因为铜丝隔绝了氧气
B.图2中煤块制成蜂窝煤,目的是增大煤与空气的接触面积,使燃烧更充分
C.图3中燃气出现黄色火焰时,调大进风口是为了通入足够的空气
D.图4中围炉煮茶,燃烧木炭时保持良好通风是为了防止中毒
7.(23-24九年级上·广西北海·期末)下列关于燃烧与灭火的说法错误的是
A.图书档案着火,应用二氧化碳灭火器灭火
B.煤炉生火时,利用木材引燃煤炭,是为了降低煤炭的着火点
C.煤球制成蜂窝煤,是为了增大煤与氧气的接触面积
D.森林失火时,可将大火蔓延路线前一片树木砍掉,形成隔离带
►问题一 调查家用燃料的变迁
【典例1-1】(2024·广东深圳·二模)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如下图所示。下列说法错误的是
A.燃料燃烧时均放出热量 B.罐装液化气是石油化工的一种产品
C.夜间管道煤气泄漏可以开灯查找泄漏源 D.天然气与蜂窝煤相比较,是更清洁的能源
【解题必备】
1.燃料的变迁反映了在选择家用燃料时,不仅考虑到经济因素,还更加注重环保、安全和便利性等方面的因素,追求更加全面的燃料选择。
2.未来燃料的发展趋势是向使用方便和安全、燃烧热值高、清洁无污染、可再生的方向转型。
【变式1-1】(23-24八年级下·山东青岛·期中)家用燃料经过如下图所示的变迁过程。
(1)图示中燃料来源于煤、 、天然气等化石燃料。
(2)将煤加工成蜂窝煤的目的是 。
(3)天然气的主要成分是 (写化学式)。
(4)烹调结束,关闭燃气灶阀门,利用的灭火原理是 。
【变式1-2】家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示:
(1)燃料对于人类有重要作用,如人们利用燃料燃烧放出的 做饭、取暖等;
(2)图示中的燃料主要来源于煤、 和天然气等。
(3)燃料燃烧时要注意通风,含碳燃料不充分燃烧会产生 (填一物质),污染空气;
(4)新型燃料中,最理想的燃料是 ,其燃烧放出热量高,产物只是水;
(5)家用燃料使用的发展历程,体现了下列中的
A 要加强环境保护意识
B 禁止使用化石燃料
C 用化学方法解决能源短缺问题
►问题二 如何让燃料燃烧得更充分
【典例2-1】(2024·山西吕梁·一模)同学们利用课余时间对家用燃料的变迁与合理利用进行了调查,家用燃料的变迁过程为木材→蜂窝煤→液化石油气→天然气,下列说法正确的是
A.木材架空燃烧更容易产生CO B.蜂窝设计增大了煤与空气的接触面积
C.液化石油气属于可再生燃料 D.天然气充分燃烧发出黄色火焰
【典例2-2】(22-23九年级上·河南洛阳·期末)汽车化油器将汽油燃前雾化,目的是( )
A.减少燃烧时氧气的消耗量 B.增大汽油与空气的接触面积
C.降低汽油着火点 D.减轻汽油的重量
【解题必备】
燃料
优点
缺点
柴草
来源广、就地取材、易于收集、便宜、柴灰可以施肥;
①产生大量烟尘、灰渣;②能量利用率不高;③存贮占一定空间且潮湿天气易受潮,使用不方便
蜂窝煤
①资源丰富,存储量大
②产生的烟尘灰渣比柴草少
①易生潮;不易引燃;储存需要一定空间;②会产生SO2、CO等有毒气体污染空气;③不可再生能源
液化石油气
①洁净,燃烧不会产生粉尘污染;②燃烧热值高,使用方便;③便于挪动
①易燃易爆易产生安全事故;②易引起人体中毒;③成本高
天然气
①燃烧热值高,使用方便;②污染小
①不可再生;②易燃易爆易产生安全事故;③成本高
【变式2-1】(2024·四川成都·二模)我国城区居民家用燃料的使用经历了以下发展历程(括号内表示主要成分)。下列说法错误的是
A.柴草中纤维素是有机物
B.将煤块做成蜂窝煤是为了降低蜂窝煤的着火点
C.液化石油气泄漏有发生爆炸的危险
D.使用管道天然气时,应将燃气报警器安装在燃气灶附近墙壁的上方
【变式2-2】(22-23九年级上·河北廊坊·期末)燃烧是生活中最常见的利用化学反应放热的例子。
(1)人类目前使用的化石燃料有煤、 和天然气,它们都属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)我市家用燃料使用的是天然气,其完全燃烧的化学方程式为 。燃气灶的火焰有时呈现黄色,同时锅底出现黑色,这是因为 ,这样燃烧的后果是 。(写一条)
(3)关闭燃气灶阀门,火苗熄灭,其灭火原理是 。
(4)目前氢气还不能作为燃料广泛使用,原因是 (写一条)。
1.(2024·山西大同·二模)人类发展史也是利用燃料的历史家庭燃料使用的变迁,改变了人们的生活,提高了生活质量。家庭使用燃料分类如图所示。下列分析正确的一项是
A.家庭最先使用的是天然气 B.蜂窝煤比煤球燃烧更充分
C.煤油是煤分解得到的产品 D.家庭燃料未来方向是煤气
2.(23-24八年级下·山东济南·期末)对于生活中的化学认知,下列说法不正确的是
A.图1中煤块制成蜂窝煤,目的是增大燃烧时煤与空气的接触面积
B.图2中火柴头斜向下时更容易持续燃烧,因为未燃着火柴梗的温度更易达到着火点
C.图3中蜡烛火焰很快熄灭,是因为金属丝隔绝了氧气
D.图4中室内围炉煮茶,燃烧木炭时需保持良好通风,目的是防止一氧化碳中毒
3.(22-23九年级上·河北廊坊·期末)燃烧是生活中最常见的利用化学反应放热的例子。
(1)人类目前使用的化石燃料有煤、 和天然气,它们都属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)我市家用燃料使用的是天然气,其完全燃烧的化学方程式为 。燃气灶的火焰有时呈现黄色,同时锅底出现黑色,这是因为 ,这样燃烧的后果是 。(写一条)
(3)关闭燃气灶阀门,火苗熄灭,其灭火原理是 。
(4)目前氢气还不能作为燃料广泛使用,原因是 (写一条)。
4.(22-23九年级上·陕西宝鸡·期末)荆门市家用燃料的使用经历了如下所示的过程:煤和木材→石油液化气(C3H3·C4H10)→天然气(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)
(1)煤燃烧产物中能造成酸雨的物质是 (填标号)。
A.CO2 B.SO2 C.CO
(2)C3H8和C4H10两种物质中氢元素质量分数较大的是 (填化学式)。
(3)关于天然气的说法正确的是 (填标号)。
A.天然气是纯净物 B.点燃收集的天然气前要验纯 C.天然气是一种可再生能源
(4)我国提出2060年前实现“碳中和”,彰显了负责任大国的作为与担当。你作为公民,从我做起。请你写出一种低碳出行的方式: 。
5.(23-24八年级下·山东青岛·期中)家用燃料经过如下图所示的变迁过程。
(1)图示中燃料来源于煤、 、天然气等化石燃料。
(2)将煤加工成蜂窝煤的目的是 。
(3)天然气的主要成分是 (写化学式)。
(4)烹调结束,关闭燃气灶阀门,利用的灭火原理是 。
6.(2023九年级下·陕西西安·学业考试)合理利用燃料,是人类不断探索的课题。家用燃料的使用经历了如图所示的过程,并将逐步向理想燃料发展。((括号中的物质是对应燃料的主要成分)
(1)化石燃料包含煤、天然气和 。
(2)写出管道煤气完全燃烧时的一个化学反应方程式 。
(3)下列灭火方法不合理的是___________(填字母)。
A.油锅着火——用锅盖盖灭
B.酒精灯打翻着火——用湿抹布盖灭
C.图书、档案着火——用二氧化碳灭火器扑灭
D.电器着火——用水浇灭
7.(2024·陕西西安·模拟预测)家用燃料的变迁是人类进步的标志。下图是我国居民家用燃料的变迁历程,请回答下列问题:
(1)“蜂窝煤”比煤球更有利于煤的燃烧,提高燃烧效率,主要原因是 。
(2)液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)。请写出丙烷在空气中完全燃烧的产物: 。
(3)天然气的主要成分为甲烷,请写出甲烷完全燃烧的化学方程式: 。
8.目前我国的能源主要依赖于化石燃料,它们属于不可再生资源。因此开发利用新能源就显得格外重要。
①常见的家用燃料包括煤气、天然气和 。其中天然气是清洁能源,其主要成分 。为提高煤的利用率,可将其转化为煤气,该反应的微观示意图如下,则生成物的分子个数比为 。
②目前上海出现大量新能源汽车,该类车的能源来源是在催化剂作用下,乙醇(C2H6O)与氧气、氢氧化钠在燃料电池中反应生成水和另一种物质,并得到电能,请你完成该反应的化学方程式:C2H6O+3O2+_ + 5H2O。乙醇在化学物质分类中属于 (填“酸、碱、盐、氧化物或有机物”)。
9.4月22日是世界地球日,“我们只有一个地球”已成为世界各国呼吁人们保护环境的共同口号.
(1)使用下列能源容易造成环境污染的是 ;
A.风能
B.煤
C.氢能源
D.太阳能
(2)绿色植物能够吸收水和 在一定条件下发生“光合作用”,同时储存能量。近日,美国科学家仿效植物的这一特点发明了一种“发电叶子”(如图),将这种叶子放入水中,在太阳光照射下,叶子中的催化剂会将水分解成氢气和氧气储存在氢氧燃料电池中,用于发电。“发电叶子”产生氢气、氧气的化学方程式为 。
(3)天然气(主要成分为甲烷)是家用燃料.甲烷在空气中燃烧的化学方程式为 ,根据下表数据分析,与煤(按C计)相比,用天然气做燃料的优点是: 。
1g物质完全燃烧产生CO2的质量
1g物质完全燃烧放出的热量
CH4
2.75g
56kJ
C
3.67g
32kJ
10.家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示:
(1)燃料对于人类有重要作用,如人们利用燃料燃烧放出的 做饭、取暖等;
(2)图示中的燃料主要来源于煤、 和天然气等。
(3)燃料燃烧时要注意通风,含碳燃料不充分燃烧会产生 (填一物质),污染空气;
(4)新型燃料中,最理想的燃料是 ,其燃烧放出热量高,产物只是水;
(5)家用燃料使用的发展历程,体现了下列中的
A 要加强环境保护意识
B 禁止使用化石燃料
C 用化学方法解决能源短缺问题
11.(2023九年级下·陕西榆林·学业考试)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。
(1)家用燃料的主要成分中,煤和天然气都属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)煤燃烧的产物中能造成酸雨的物质是_______(填字母)。
A.CO2 B.SO2 C.CO
(3)家用天然气的主要成分是甲烷(CH4),请写出甲烷完全燃烧的化学方程式: 。
12.化学就在我们身边,化学促进了人类社会的不断进步。
(1)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。
①家庭用煤经过从“煤球”到“蜂窝煤”的变化,其目的是 。
②罐装液化气的主要成分液态丁烷是 (填“混合物”或“化合物”)。
③在管道煤气中会加入一种叫乙硫醇的物质,乙硫醇有臭味,煤气中加乙硫醇的目的是 。
④天然气是比较清洁的能源,其主要成分为甲烷,属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。天然气燃烧的化学方程式是 。
(2)消防安全,人人有责。常用的灭火器有干粉灭火器、液态二氧化碳灭火器、水基型灭火器等。干粉灭火器 (填“可以”或“不可以”)扑灭油、气等燃烧引起的失火。图书、档案、精密仪器失火常用液态二氧化碳灭火器扑灭,二氧化碳气体能灭火的原因是① ;② 。
13.新中国成立后,我国人民生活中燃料的变迁经历了“木柴→煤炭→煤气→天然气”等过程。
(1)煤、 和天然气被称作三大化石能源。
(2)将木柴架空,以及将煤块制成蜂窝煤后引燃,均可以促进可燃物的燃烧,其原理均为 。
(3)煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热,可得到焦炉煤气(主要成分是、CO和),此过程发生了 (填“物理”或“化学”)变化。而汽车内燃机使用的汽油、柴油均是石油分馏的产物,该过程主要利用各组分的 不同。
(4)化石燃料的使用加快了工业化进程,方便人们生活,但也对环境造成了不良影响,如①化石燃料的大量使用产生大量二氧化碳,会导致 效应增强;②含硫煤不充分燃烧产生的气体污染物有 (填化学式),会造成酸雨的形成,酸雨的pH< 。
14.(2024·河南驻马店·模拟预测)合理利用化石燃料资源,是人类不断探索的课题。某城市家用燃料的使用经历了下图所示的过程,并将逐步向理想燃料发展。
(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)
(1)图中所示化石能源属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)天然气完全燃烧的方程式是 。
(3)将与一定质量的氧气,在密闭容器中点燃,恰好完全反应后,生成二氧化碳、一定质量的水和一氧化碳,该反应中氧气和一氧化碳的化学计量数之比为 。
15.(2024·宁夏吴忠·二模)化学与生活息息相关。某兴趣小组的同学对厨房中(柴-米-水-盐)调查后,得到了如下信息:
(1)柴——厨房燃料的变迁:①上世纪60年代以前,我国城市家庭以煤为燃料,煤属于 (填“可再生”或“不可再生”)资源;②到70年代“蜂窝煤”取代了“煤球”,这样能使煤充分燃烧;③到了80-90年代管道煤气又取代了“蜂窝煤”④进入21世纪天然气被普遍使用;⑤今天,衣食住行均与低碳密切相关,更加提倡使用清洁能源,例如 (请举1个例子)。
(2)米——民以食为天,美食料理中的米饭主要为我们提供的营养素是_______(填序号)。
A.蛋白质 B.糖类 C.无机盐 D.维生素
(3)水——喝水的主要目的是解渴、补水,因此以白开水、矿泉水为宜,尽量少喝饮料。从物质分类的角度,白开水属于 (填“纯净物”或“混合物”);
(4)盐——厨房里的两只调料瓶中都放有白色固体,只知道它们分别是食盐和苏打中的某一种,可用厨房中的 将它们区分开来。调料瓶的盖子是由塑料加工而成的,属于 材料(填“天然”或“合成”)。
16.(2024·山东淄博·二模)化学在生产生活中随处可见。请完成下列问题:
(1)冬天下雪后,为防止道路结冰,环卫工人通常会在路面上播撒融雪剂,加入融雪剂后水的凝固点(冰点)会 (填“升高”、“降低”);
(2)“蜂窝煤”被加工成多孔形状的原因是 。
(3)汽车轮毂一般用铝合金而不用纯铝的原因是 。
(4)新能源汽车相比于传统的燃油汽车的优点是 (回答一点即可)。
17.能源、环境与人类的生活和社会发展密切相关。
(1)随着全球能源使用量的不断增长,人类迫切需要开发新能源,如潮汐能、核能、 (填一种即可)等。
(2)以前,我国城市家庭以煤为燃料,在冬季易发生煤气中毒事件,煤气能使人中毒的原因是血红蛋白易与 结合,而丧失携带氧气的能力。后来,用“蜂窝煤”取代了“煤球”,这种变化的好处是 。近年来,大多数家庭使用的是液化石油气(主要成分是C3H8和C4H10),C3H8完全燃烧生成CO2和H2O,化学方程式是 。现在,多数城镇居民小区以天然气代替瓶装的液化石油气作燃料。实验证明,在同温同压下,相同体积的任何气体中含有的分子数相同。则原使用液化石油气的用户,在改为天然气作燃料时,如果进燃气管的直径不变,进空气管的直径应 (填“增大”“减小”或“不变”)。
1.化学就在我们身边,化学促进了人类社会的不断进步。
(1)家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如图所示。
①从分类角度认识以上物质,图1中的物质属于有机物的是 (填化学式)。
②通常在管道煤气中会加入一种叫乙硫醇的物质,乙硫醇是一种无色透明易挥发、具有刺激性蒜臭味的油状液体,煤气中加乙硫醇的目的是 。
③沼气是比较清洁的能源,通过玉米杆、废菜叶等植物在微生物的作用下发酵而成,是农村解决能源问题的好方法,其主要成分为甲烷,属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)消防安全,人人有责。炒菜时,熄灭着火油锅的简单方法是 。
(3)某化学研究小组利用CO2催化氢化的办法,将CO2和H2转化为有机物,符合“绿色化学”的理念,根据图2,写出该转化过程的化学方程式 。请从微观角度谈谈,你对“绿色化学”理念的认识 。
2.(2024·江西抚州·一模)化学与生活息息相关。某兴趣小组的同学对厨房中的化学(柴-米-水-盐)进行调查后,得到了如下信息:
(1)柴——厨房燃料的变迁:
①上世纪60年代以前,我国城市家庭以煤为燃料,煤属于 (填“可再生”或“不可再生”)资源;
②到70年代虽然仍以煤为主,但已将“蜂窝煤”取代了“煤球”,这样能使煤充分燃烧,请用化学知识解释其原因: ;
③到了80-90年代管道煤气又取代了“蜂窝煤”;
④今天,绿色上海世博会的亮点之一就是二氧化碳的零排放,衣食住行均与低碳密切相关,此时使用的能源多为清洁能源,例如 。(请举1个例子)
(2)米——子料理中的米饭主要为我们提供的营养素是______(填序号)。
A.蛋白质 B.糖类 C.无机盐 D.维生素
(3)水——喝水的主要目的是解渴、补水,因此以白开水、矿泉水为宜,尽量少喝饮料。从物质分类的角度,白开水属于 (填“纯净物”或“混合物”);从含有可溶性钙、镁离子量的多少,白开水属于 (填“硬水”或“软水”)。
(4)盐——厨房里的两只调料瓶中都放有白色固体,只知道它们分别是精盐(NaCl)和碱面(Na2CO3)中的某一种,可用厨房中的 将它们区分开来。调料瓶一般不用不锈钢,原因是不锈钢会与腐蚀性的调料反应,不锈钢等合金属于 材料(填“天然”或“合成”或“金属”)。
3.(2024·陕西西安·模拟预测)家用燃料的变迁,是人类进步的标志。某化学小组展开如下项目式探究。
任务一:认识我国家用燃料的变迁
【学习交流】我国居民家用燃料的使用经历了如图所示的发展历程:
(1)液化石油气是石油综合利用的产品,石油分馏属于 (填“物理”或“化学”)变化。
任务二:探究早期燃料柴草燃烧固体产物的组成成分
【查阅资料】①柴草焚烧的灰烬为草木灰,其主要成分是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等;②碳酸钾溶液显碱性;③硫酸银微溶于水。
【实验验证】
(2)小组同学设计以下实验方案验证草木灰的组成成分。
步骤1:将草木灰加水溶解,过滤得到浸出液,若使用湿润的pH试纸测定浸出液的酸碱度,测得结果应 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
步骤2:另取少量浸出液,向其中加入过量稀硝酸,观察到 ,证明草木灰中含有K2CO3。
步骤3:取适量步骤2反应后的溶液于试管中,滴加过量氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生,证明草木灰中含有K2SO4。
步骤4:取步骤3反应后的上层清液于试管中,滴加少量 溶液,观察到有白色沉淀产生,证明草木灰中含有KCl。
【表达交流】
(3)写出步骤3对应的反应方程式: 。
【反思评价】
(4)小文同学认为步骤4得出“草木灰中含有KCl”的结论不合理,应将上述过程中某药品更换为 (填一种盐的化学式)溶液,即可得证。
(5)经过思考分析,你认为步骤3和步骤4 (填“能”或“不能”)调换顺序。
4.某中学化学课外活动小组的同学们针对家庭燃料的变迁,提出相关问题,并与同学们讨论:
(1)20世纪60年代以前,我国城市家庭以“煤球”为燃料,在冬天时有煤气中毒事件发生,其原因是 。
(2)到20世纪70年代,已用“蜂窝煤”取代了“煤球”。
为了减少煤燃烧时对环境的污染,可将水蒸气通过炽热的煤层制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和)。煤气厂常常在家用煤气中特意掺入少量有难闻气味的气体,其目的是 。
(3)到了80年代,液化石油气和管道煤气又取代了“蜂窝煤”。煤气中主要成分CO燃烧的化学方程式是 。
(4)到21世纪,由于“西气东输工程”使天然气成为家庭主要燃料,天然气中的主要成分燃烧的化学方程式为 。
(5)济宁市是产煤大市,将煤进行气化、液化变成清洁能源对环境保护起重要作用。煤气化和液化示意图如图:
①、第①步分离操作是 ;
②、第②步是在高温条件下,将煤与水反应生成CO和混合气体,这种气体又称为合成气,这个反应的化学方程式为 ;
③、第③步是将合成气在一定条件下反应,生成甲醇,其反应的微观过程示意图如下:
请回答:该步骤发生的反应属于 (填基本反应类型);该步骤反应的微观过程示意图中,反应物CO和的质量比为 。
5.(23-24九年级上·山西晋城·期末)在当今社会,人类需要的大部分能量是由化学反应产生的,最常见的就是生活燃料的利用。燃料与食物一样成为生活中不可缺少的物质。在一次项目化学习活动中,同学们通过对小区内居民的走访调查,了解了不同时代的家庭燃料,分析了家庭燃料迭代升级之后给生活环境带来的变化。
活动一:认识化石燃料
新中国成立后,家庭燃料主要经历了以下几个阶段:20世纪50-60年代多数家庭以柴草为燃料,60-80年代以燃煤为主,21世纪初液化石油气和管道煤气成为家庭的主要燃料,发展至今几乎家家户户都通入了天然气。
(1)煤是复杂的混合物,主要含有 元素。煤作为燃料,主要是利用 所放出的热量。
(2)天然气的主要成分是 (填化学式),天然气充分燃烧的化学方程式为 。
活动二:探究如何合理使用燃料
任务1:认识如何使燃烧更充分
(3)同学们经过走访调查,了解到煤炭的使用过程中,把煤做成蜂窝煤后燃烧更加充分,请从燃烧的角度解释这一现象。 。
(4)有人说在煤炉旁放一盆水可以防止一氧化碳中毒,该说法是否正确?说明理由。 。
任务2:了解家用燃料变化的意义
(5)同学们查阅资料发现,充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生的二氧化硫的质量如图所示:请结合图中的信息分析家庭燃料从煤升级到天然气的原因 。
活动总结:
(6)生活燃料的变迁是社会进步的一个重要指标。燃料的变迁方便了人们的生活,改善了人居环境。在开发和利用新能源的路上,我国科学家不断呈现中国方案。请列举一例你知道的新能源。 。
6.某化学兴趣小组同学通过对小区内居民的走访调查,了解不同时代的家用燃料,分析家庭燃料迭代升级之后给生活、环境带来的变化。
项目活动一:认识燃料
家用燃料经历了下图所示的变迁过程,并将逐步向理想燃料发展。
(1)煤、石油和天然气都属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。煤中主要含有 元素。
项目活动二:探究如何合理使用燃料
【任务1】认识如何使燃烧更加充分
(2)燃烧柴草时,通常要架空柴草,使其燃烧得更旺,其中的原理是 。
(3)在家庭中使用这几种燃料时,如果通风不畅,都会产生有毒的 气体而使人中毒。
(4)调查中还发现有的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。根据探究所得,他们给出调节建议,将燃气灶的进风口 (填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
(5)为防止天然气泄漏造成危险,抚顺燃气公司给用户安装了燃气报警器。你认为燃气报警器应安装在灶具的 (填“上方”或“下方”)。
【任务2】理解燃料变化的意义
【查阅资料】充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生SO2的质量如右图所示。
(6)SO2排放到空气中溶于雨水可能会形成 。
(7)请结合生活常识和如图信息,总结家庭燃料升级成天然气之后的优点有 (写出一点即可)。
项目活动三:了解新能源
我国科学家正在利用和开发其他新能源,在一定程度上可减少对环境的影响,并实现“3060”“双碳”目标。氢气被认为是理想的能源,当前,我国氢能按如下图规划发展迅速:
(8)氢能源没有被大量使用的原因是 (写出一点即可).C+H2OCO+H2,利用该反应制得的氢气属于 (填“灰氢”“蓝氢”或“绿氢”)。
7.(22-23九年级上·山西晋中·期末)人类自从会用火之后,燃料就成为生活的必需品之一。化学兴趣小组通过对小区内居民的走访调查,了解不同时代的家用燃料,分析家庭燃料迭代升级之后给生活、环境带来的变化。
项目活动一:认识化石燃料
新中国成立以来,家庭燃料主要经历了以下几个阶段:20世纪50-60年代多数家庭以柴草为燃料,60-80年代以燃煤为主;21世纪初液化石油气和管道煤气成为家庭的主要燃料,发展至今几乎家家户户都通入了天然气。
(1)煤中主要含有 元素,属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
项目活动二:探究如何合理使用燃料
【任务1】认识如何使燃烧更加充分
(2)同学们经过走访调查,了解到从前人们把煤制成蜂窝煤(如图)后燃烧会更加充分,请你从燃烧的角度解释这一现象 。
(3)在家庭中使用煤炉时,由于烟囱通风不畅,会发生一氧化碳中毒,请你用化学方程式解释。 。
(4)有人说在煤炉旁放一盆水即可防止一氧化碳中毒,该说法是否正确?说明理由 。
【任务2】了解家用燃料变化的意义
【查阅资料】充分燃烧1kg煤或天然气释放的热量和产生SO2的质量如图所示。
(5)SO2排放到空气中溶于雨水会形成 。
(6)请结合生活常识和如图信息,总结家庭燃料从煤升级成天然气之后有哪些优点? 。
项目总结
生活燃料的变迁也是体现一个社会进步的重要指标,燃料的变迁方便了人们的生活、改善了人居环境。我国科学家正在利用和开发其他新能源,在一定程度上可减少对环境的污染。
8.(23-24九年级上·广东中山·期末)居民家用燃料的使用经历了以下发展历程,如图1所示,结合所学知识回答下列问题。
(1)柴草来源广,但燃烧过程释放大量的烟尘,易造成 。
(2)引燃蜂窝煤时,在炉膛中依次加入废报纸、小木块和蜂窝煤,然后将进风口打开,点燃废报纸,如图2所示。打开进风口的目的是 ,用废报纸、小木条引燃蜂窝煤是因为燃烧需要 的条件。蜂窝煤燃烧时,上层产生蓝色火焰是某气体在燃烧,写出此反应的化学方程式 。
(3)为减少污染、提高煤的利用率,可将煤(主要成分是碳)与水蒸气在高温下反应,生成一氧化碳和氢气,该反应的化学方程式 。
(4)有人认为氢气可做未来家用燃料,理由是 ,写出氢气燃烧的化学方程式 。
9.(22-23九年级上·吉林白城·期末)新泰市城区居民家用燃料的使用经历了以下发展历程(图1)(括号内表示主要成份),结合所学知识回答下列问题:
(1)柴草中纤维素的化学式为,纤维素在空气中完全燃烧的产物是 (填化学式)。
(2)20世纪八十年代前后,居民家中主要采用蜂窝煤作燃料,将煤炭加工成蜂窝煤的目的是 。
(3)煤的气化也是一种重要的煤炭资源综合利用技术,其过程如图所示。合成气中的物质和在一定条件下发生反应生成了物质和,其微观过程如图Ⅱ所示。
①煤属于 (填“再生”或“不可再生” )能源。
②图Ⅰ气化炉中发生的变化 (填“物理”或“化学”)变化
③图Ⅱ,,,四种物质中,常温时呈气态的氧化物为(填化学式 ),该反应中最小的粒子是 (填化学符号)。
④物质是管道天然气的主要成分,不仅是一种清洁能源,也是重要的化工原料,写出物质燃烧的化学方程式 ,该物质燃烧 (填“能”或“不能”)有效地减缓温室效应。
10.(23-24九年级上·山西大同·期末)某项目小组的同学准备向校报提交一份“家用燃料的变迁与合理使用”研究报告。为此,同学们从燃烧的发生与调控、家用燃料的变迁以及对未来燃料的展望等方面展开了项目化学习的探究之旅。
任务一:探究燃烧的发生
【进行实验】甲组同学做了如图两组实验:
(1)实验1的现象说明燃烧的发生需要有 。
(2)实验2中红磷没有燃烧的原因是 。
【实验结论】通过上述实验同学们得出了燃烧发生所需的条件。
【反思应用】
(3)若家中油锅着火,合理的做法是 。
任务二:探究燃烧的调控
【提出问题】生活中调控燃烧的方式与原理有哪些?
【调查研究】
(4)乙组同学收集到以下几种调控燃烧的事例,请你和他们一起探究,并完成下表:
调控方式
用鼓风机给煤炉火送风
转动打火机出气调节阀
汽车气缸工作时汽油以雾状喷出
调控原理
增加氧气的量
调节燃料的量
【迁移应用】
(5)调查中还发现小明家的燃气灶火焰发黄、锅底发黑。根据探究所得,他们给出调节建议:使用时,将燃气灶的进风口 (选填“调大”或“调小”),从而成功解决了问题。
任务三:探究家用燃料的变迁
【调查研究】同学们通过走访与调查了解到当地燃料的变迁主要经历了木材→煤→煤气→天然气等几个阶段。
【资料汇总】
燃料
调控
主要成分
热值
木材
钻频繁添加木材
碳、氢、氧等元素
2500~3000大卡/kg
煤
需提前点燃,过程复杂
碳、氢、硫、氮等元素
5500大卡/kg
煤气
随用随开
一氧化碳和氢气
3800~5700大卡/cm3
天然气
随用随开
甲烷
8000~9000大卡/cm3
【交流讨论】
(6)根据上表可以推出家用煤气或天然气代替其他燃料的原因是 (写一点)。写出天然气燃烧的化学方程式: 。
任务四:展望未来燃料
(7)通过上述探究,同学们知道了开发更清洁的可再生燃料是今后发展的方向,请你举一种: 。
11.(2022·福建泉州·模拟预测)能源的利用与社会可持续发展密切相关。
(1)下图是家用燃料的更新历程(注:括号中的物质是对应燃料的主要成分)。
①下列有关家用燃料更新的理由错误的是 (填标号)。
A.燃料使用更便捷 B.气体燃料燃烧的更充分
C.天然气是可再生的能源 D.减少煤燃烧过程中产生的污染物
②打开液化石油气气罐阀门有C3H8气体溢出的微观原因 。
【查阅资料】Ⅰ.C3H8和CH4完全燃烧的化学方程式为: :
Ⅱ.同温、同压下,气体的体积与分子的个数成正比。
③欲将家中以液化石油气为燃料的灶具改为以天然气为燃料,应采用的措施是 (填标号)。
A.增大空气和天然气的进入量 B.减少空气的进入量或增大天然气的进入量
C.减少空气和天然气的进入量 D.增大空气的进入量或减少天然气的进入量
(2)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放等方面具有重要应用。
①CO2催化加氢制得HCOOH的转化率如图1所示,则应选择的最佳温度是 ℃:
②HCOOH催化释氢的反应机理如图2所示,在催化剂作用下,HCOOH分解生成H2的化学方程式为 ;从反应机理看,你对催化剂的新认识是 。
③目前,氢气作为新能源在生活和生产中还未能广泛应用,其原因是 。
12.(2024·山西吕梁·三模)燃料在推动人类社会进步的过程中起了非常重要的作用。某校兴趣小组的同学对“燃料的变迁和合理使用”展开如下项目式学习活动。
(1)任务一:调查燃料的发展史
活动一:了解人类最早使用的燃料
【信息检索】
a.旧石器时代的原始人类以动物的生肉或生的植物根茎或叶片为食
b.燧人氏发明了钻木取火,被后世奉为“火祖”,结束了远古人类茹毛饮血的历史
【交流讨论】钻木可获得火种的原理是 。
活动二:建构家用燃料变迁示意图
【分析与讨论】分析未来燃料可能具有的特点是 。
(2)任务二:探究燃油汽车尾气的主要成分
【信息检索】
a.汽油是燃油汽车的主要燃料
b.汽油是石油炼制的产品,主要含有碳、氢、氧元素
【作出猜想】燃油汽车尾气的主要成分有、和 。
【实验探究】探究燃油汽车尾气主要成分的实验方案如下:
【实验结论】燃油汽车尾气的主要成分中有和。
【问题与交流】
①B装置的作用是 ,发生反应的化学方程式是 。
②D中观察到的现象是 。
(3)任务三:设计安全使用燃料行动方案
①家庭厨房中将燃气报警器安放在较高的位置,据此推测家用燃气具有的性质是 。
②为避免家用燃气泄漏后发生危险,请你提出合适的使用燃气方案 。
13.(2024·广东深圳·二模)家用燃料的变迁是人类进步的标志。我国居民家用燃料的使用经历了柴草、煤、液化石油气、天然气等发展历程。探究小组开展相关项目式活动。
任务一:认识燃烧条件
(1)钻木取火(如图1),说明可燃物燃烧需要 。
任务二:调控燃烧
(2)探究小组以纯柴油(D100)、含乙醇10%(DE10)、20%(DE20)、30%(DE30)的柴油为研究对象,探究乙醇部分替代柴油,燃烧时能否减少CO排放量。乙醇掺混比例和柴油机转速对CO排放的影响实验数据如图2,可得到结论 (答一点)。
任务三:燃料多样化
甲醇(CH3OH)是全球公认的新型清洁可再生能源。捕集工业废气中的CO2与“绿氢”合成甲醇,是实现“碳中和”的重要出路之一。探究小组对甲醇燃烧产物展开了探究。
【提出问题】甲醇燃烧产物有哪些?
【查阅资料】白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色。
【猜想与假设】
(3)猜想一:CO2、H2O;
猜想二:CO、H2O;
猜想三:
【实验探究】
将甲醇在一定量O2中的燃烧产物依次通过如下图装置(部分夹持,固定装置省略)进行验证:
(4)实验过程中观察到装置A中白色粉末变为蓝色,B、E中澄清石灰水变浑浊,D中 (填实验现象)。
(5)装置B中反应的化学方程式为 。实验过程中装置F的作用是 ;
【得到结论】猜想三成立。
(6)在此实验中,甲醇燃烧使用O2而非空气的原因是 。
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