内容正文:
第七单元 燃烧及其控制
测试卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30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.(2024·山东济南·中考真题)2024年5月15日“全国低碳日”的活动主题是“绿色低碳,美丽中国”。下列选项中,不符合绿色低碳生活方式的是( )
A.日常生活中,尽量多使用一次性餐具
B.节约用电,及时关闭不使用的电器
C.尽量选择步行、骑行或公交等方式出行
D.减少使用塑料袋和过度包装物
2.从燃烧的角度看反应4P+5O22P2O5的发生,下列分析不合理的是( )
A.P属于可燃物
B.O2体现了氧化性
C.点燃条件表明该反应吸热
D.点燃条件使可燃物温度达到着火点
3.如图是我国古代使用的火折子,竹筒帽盖上时,草纸保留火星。使用时,只需打开竹简帽,对着火星轻轻一吹,草纸就燃烧起来,下列说法不正确的是
A.草纸是可燃物
B.装在竹筒内的草纸发生缓慢氧化反应
C.竹简要盖上帽是为了减少与氧气接触
D.打开竹简帽,吹一吹,降低了草纸的着火点,从而燃烧起来
4.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
5.(2024湖南)花鼓戏《补锅》中唱到“于拉风箱呼呼响,火炉烧得红旺旺”。下列说法最合理的是
A.风箱拉动过程中增加了可燃物
B.手拉风箱为煤的燃烧提供了充足氧气
C.火炉烧得旺是因为降低了煤的着火点
D.氧气能支持燃烧,说明氧气具有可燃性
6.(2024·广西)野外烧烤结束后,以下做法不合理的是
A.撤走剩余木炭 B.用水浇灭火堆
C.对火堆置之不理 D.用沙土盖灭火堆
7.高铁已成为我国张靓丽的名片,高铁车厢内禁止吸烟的标志是( )
A. B. C. D.
8.(2024·四川眉山·中考真题)下列关于燃烧与灭火的说法错误的是( )
A.油锅着火后立即用锅盖盖灭
B.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
C.做饭时,燃气灶火焰出现黄色,锅底出现黑色,可调小灶具进风口
D.燃着的酒精灯不慎碰倒,若洒出的酒精燃烧起来,应立刻用湿抹布扑灭
9.用如图装置进行实验。通入前,白磷均不燃烧;通入后,甲中白磷不燃烧,乙中白磷燃烧。下列说法不正确的是
已知:白磷的着火点为;红磷的着火点为。
A.该实验能验证可燃物燃烧需要与接触
B.该实验能验证可燃物燃烧需要温度达到着火点
C.若将乙中的白磷换成红磷,能验证可燃物燃烧需要与接触
D.若将换为,甲、乙中白磷均不能燃烧
10.(2024·山东枣庄·中考真题)生活处处即化学,对下列生活现象解释合理的是( )
A.煤炉火越扇越旺—增大可燃物浓度
B.煤粉比煤块燃烧更旺—增大与氧气的接触面积
C.油锅着火放入青菜后熄灭—降低油的着火点
D.移除炉灶内木柴后灶火熄灭—隔绝空气
11.我国具有里程碑意义的科幻电影《流浪地球》在科学的基础上发挥了丰富的想象,幻想点燃木星与地球表面的气体,从而将地球推离木星。现实中,关于燃烧与灭火,下列说法正确的是
A.所有爆炸一定是由燃烧引起
B.加油站、面粉厂都应严禁烟火
C.油锅着火,用锅盖盖灭,这是降低了油的着火点
D.救火时,要迅速打开所有门窗
12.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
13.对金属进行切割和焊接时用到的焊枪组成如图,以下说法正确的是
A.为使燃料燃烧充分,放热高,应将燃气瓶阀门调大,氧气瓶的阀门调小
B.乙炔被压缩后灌进燃气瓶,其分子体积变小
C.氧气瓶中的氧气为焊枪提供了燃料
D.燃气瓶中为乙炔(化学式为),乙炔中碳元素的质量分数约为
14.(2024重庆A卷)杭州亚运会火炬使用“零碳甲醇(CH3OH)”。我国科研人员研制出一种新型催化剂,能将CO2转化成甲醇,其转化过程如下图所示(M为单质、部分产物省略)。下列说法不正确的是
A.M的化学式为H2
B.该成果可为碳中和提供科学方案
C.Ⅰ中反应不是化合反应
D.该转化中CO2和M的分子数目比为1∶2
15.小明设计了如图所示的装置来探究蜡烛在敞口容器和密闭容器中的燃烧情况,并用带有报警装置的检测仪来测量容器中 CO、O2的变化情况,测得的数据如下表所示。下列说法中错误的是( )
表1 敞口容器中CO、O2的变化情况
30s
60s
O2
20.4%
20.3%
CO
13ppm
13ppm
表2 密闭容器中CO、O2的变化情况
29s
45s
56s(熄灭)
O2
19.3%(开始报警)
17.7%
16%
CO
18ppm
35ppm(开始报警)
63ppm
A.蜡烛的燃烧过程包含物理变化和化学变化
B.当氧气浓度降低时,含碳燃料燃烧时会产生大量 CO
C.燃烧30s 时,蜡烛在敞口容器中消耗的氧气的量比在密闭容器中的少
D.生活中,为减少 CO的排放,在燃烧含碳燃料时要注意通风
二、填空与简答题:本大题共6小题,每空2分,共42分。
16.(6分)小明在探究燃烧条件时做了如图所示的实验,回答下列问题。
(1)图甲实验中蜡烛熄灭,图乙实验中蜡烛不熄灭,得出燃烧需要 ;
(2)图丙实验中高蜡烛先熄灭,矮蜡烛后熄灭,原因是 ;
(3)由此得到的启示是在火灾逃生时应该 (选填“直立”或“弯腰”)逃离。
17.(8分)化学在人类社会发展中起到了重要的作用,分析回答下列问题。
(1)图书、档案着火选择的灭火器是 。(选填“泡沫”“二氧化碳”或“干粉”)灭火器。
(2)下列图标中属于消防安全标志的是__________(填字母)。
A.①② B.③④⑤ C.①③⑤
(3)下列四种变化的结果中,可能发生爆炸的 ;可能引起自燃的是 。
a.面粉加工厂的车间遇明火 b.食物的腐烂
c.把红热的木炭伸入氧气瓶中 d.农村堆积的麦秆引起的“天火”
18.(6分)(2024湖北)阅读科普短文。
液态阳光,是指利用太阳能和风能等可再生能源,将二氧化碳和水转化为以甲醇(CH3OH)为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源,实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如下。
2020年,我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。
甲醇作为液态阳光首要目标产物,能生产乙酸、烯烃等化学品,能用作内燃机燃料,也能用于燃料电池产生电能,还能通过重整反应释放出氢气。
(1)“液态阳光生产”利用的可再生能源是 (写一种)。
(2)“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是 和CO2。
(3)相比氢气,液体燃料甲醇的优点有 (写一条)。
19.(8分)回答下列问题:
(1)三大矿物燃料包括:煤、石油和 ;
(2)随着社会的发展,人们对生活质量的要求越来越高,已有大量家庭使用的燃料由罐装液化石油气改为管道天然气。
①城镇家庭经常用罐装液化石油气做燃料,烹调食物时观察到燃气灶的火焰呈现黄色,铜底出现黑色,需要将灶具的进风口 (填“调大”、“调小)。
②若某家庭选用管道天然气作燃料,报警器应该安做在 (填“甲”或“乙”)图位置。
③试写出丁烷(C4H10)充分燃烧的化学方程式 。
20.(14分)我国提出力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,彰显了负责任大国的作为与担当。为达成这一目标,一方面要减少碳排放,另一方面要尽量捕集、利用和封存不可避免的碳排放。
(1)“碳减排”。从能源结构看减排。我国近20年一次能源消费结构对比如图1。
①根据图1,2000-2020年能源消费结构中逐渐升高的是 。利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少 的排放。
②下列燃料在O2中燃烧时,不会产生CO2的是 (填序号)。
A.天然气 B.氢气 C.肼(N2H4)
(2)“碳捕获”。利用化学方法吸收CO2是实现“碳捕获”的方法之一。海水吸收CO2的产物是 。若用石灰乳(主要成分是氢氧化钙),“捕获”CO2,反应的化学方程式为 。
(3)“碳利用”。我国科学家使用纳米纤维作催化剂实现了CO2的转化。反应原理如下图所示:
①反应前后未发生改变的微观粒子有 (填一种即可)。
②上述反应的化学方程式为 。
三、实验与探究题:本大题共2小题,每空2分,共22分。
21.(12分)某化学小组对物质燃烧需要哪些条件产生了兴趣,于是进行了以下相关探究活动。
【探究实验】同学们设计了如下图所示的实验:
实验一
实验二
实验三
氧气含量的变化图
【解释与结论】
(1)实验一:加热片刻观察到A中棉球上的酒精燃烧,B中棉球上的水不燃烧,由此得出物质燃烧的条件之一是 。
(2)实验二:观察到乒乓球碎片燃烧的同时滤纸碎片并没有燃烧,由此得出物质燃烧的条件之一是 。
(3)实验三:将燃着的蜡烛放在如图所示的密闭容器中,同时用氧气传感器测出密闭容器中氧气含量的变化如图所示,下列说法错误的是______(填字母)。
A.蜡烛燃烧需要氧气。
B.蜡烛燃烧前,密闭容器中氧气的体积分数为21%
C.蜡烛熄灭后,密闭容器中还有氧气
D.蜡烛熄灭后,密闭容器中的二氧化碳体积分数为84%
(4)【归纳与反思】通过以上探究实验,同学们得出了物质燃烧的条件。根据燃烧的条件,同学们联想到二氧化碳可以用来灭火,是利用了二氧化碳不能燃烧,(一般)也不支持燃烧且 的性质。
(5)【讨论与交流】用完酒精灯后,必须用 ,不可用嘴去吹。熄灭酒精灯体现的灭火原理是 。
22.(10分)小家用燃料的变迁反映了社会的发展,某小组同学根据所学知识对燃烧过程、燃烧条件、家用燃料的变迁展开系列探究。
【任务一】认识燃烧
(1)同学们在做硫粉在空气和氧气中燃烧实验时要小心的将正在燃烧的硫远离玻璃瓶壁,其原因是 ;
(2)同学们发现硫在空气和氧气中的现象不同,其原因是 ;
【任务二】分析燃烧过程
利用图1所示装置进行红磷燃烧过程的分析。实验测得集气瓶中氧气的体积分数、压强随时间的变化曲线如图2、3所示。
(3)结合图2数据,红磷熄灭后瓶中氧气的体积分数约10%,谈谈你对燃烧条件的新认识是 ;
(4)从化学、物理两个视角综合分析,图3中CD段压强发生变化的原因: ;
【任务三】分析燃烧的影响因素
【查阅资料】等质量的气体在压强保持不变的情况下,温度越高,密度越小。
小宁按图所示,分别用两只大小不同的烧杯罩住两只位置高低不同的正在燃烧的蜡烛,发现:装置a中低的蜡烛先熄灭;装置b中高的蜡烛先熄灭。
(5)请根据实验装置特点、燃烧的条件,结合所给资料选择一个实验装置解释上述现象 。
四、计算与分析题:本大题共1小题,共6分。
23.(6分)(2024·广东深圳)中国天宫空间站三名航天员每日需要,固体燃料氧气发生器制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠();点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,受热分解为NaCl和。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 ;
(2)三名航天员4天所需共9.6kg,则理论上至少需要加热分解的质量为多少?(的相对分子质量为106.5,列出化学方程式写出完整过程计算)
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第七单元 燃烧及其控制
测试卷
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5
一、单项选择题:本题共15小题,每小题2分,共30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.(2024·山东济南·中考真题)2024年5月15日“全国低碳日”的活动主题是“绿色低碳,美丽中国”。下列选项中,不符合绿色低碳生活方式的是( )
A.日常生活中,尽量多使用一次性餐具
B.节约用电,及时关闭不使用的电器
C.尽量选择步行、骑行或公交等方式出行
D.减少使用塑料袋和过度包装物
【答案】A
【解析】A、多使用一次性餐具,会造成资源的浪费,不符合绿色低碳生活方式,故A符合题意;
B、节约用电,及时关闭不使用的电器,从而减少燃煤的使用,间接减少了二氧化碳的排放,符合绿色低碳生活方式,故B不符合题意;
C、尽量选择步行、骑行或公交等方式出行,能有效的减少化石燃料的使用,符合绿色低碳生活方式,故C不符合题意;
D、减少使用塑料袋和过度包装物,可以减少塑料袋的使用,从而减少“白色污染”,符合绿色低碳生活方式,故D不符合题意。
故选A。
2.从燃烧的角度看反应4P+5O22P2O5的发生,下列分析不合理的是( )
A.P属于可燃物
B.O2体现了氧化性
C.点燃条件表明该反应吸热
D.点燃条件使可燃物温度达到着火点
【答案】C
【解析】A、该反应为磷燃烧的反应,说明磷为可燃物,该选项分析合理;
B、该反应为磷和氧气的反应,体现了氧气的氧化性,该选项分析合理;
C、该反应的条件为点燃,但不能说明反应吸热,该选项分析不合理;
D、点燃条件的目的为使可燃物温度达到着火点,该选项分析合理。
故选C。
3.如图是我国古代使用的火折子,竹筒帽盖上时,草纸保留火星。使用时,只需打开竹简帽,对着火星轻轻一吹,草纸就燃烧起来,下列说法不正确的是
A.草纸是可燃物
B.装在竹筒内的草纸发生缓慢氧化反应
C.竹简要盖上帽是为了减少与氧气接触
D.打开竹简帽,吹一吹,降低了草纸的着火点,从而燃烧起来
【答案】D
【解析】A、使用时,只需打开竹筒帽,对着火星轻轻一吹,草纸就燃烧起来,说明草纸具有可燃性,是可燃物,故A说法正确;
B、装在竹筒内的可燃物本身在与少量氧气进行缓慢燃烧,发生的是氧化反应,属于缓慢氧化,故B说法正确;
C、竹筒盖上盖子后减少了内部的可燃物与氧气的接触,使可燃物不能剧烈燃烧,故C说法正确;
D、打开盖子,吹一吹,提供了足够的氧气,使可燃物剧烈燃烧,着火点是物质的固有属性,一般不能改变,故D说法不正确;
故选:D。
4.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。
5.(2024湖南)花鼓戏《补锅》中唱到“于拉风箱呼呼响,火炉烧得红旺旺”。下列说法最合理的是
A.风箱拉动过程中增加了可燃物
B.手拉风箱为煤的燃烧提供了充足氧气
C.火炉烧得旺是因为降低了煤的着火点
D.氧气能支持燃烧,说明氧气具有可燃性
【答案】B
【解析】风箱拉动过程中提供了充足的氧气,而氧气并不是可燃物,故A选项说法不正确;风箱拉动过程中提供了充足的氧气,有利于煤充分燃烧,故B选项说法正确;着火点是物质的固有属性,一般不会改变,故C选项说法不正确;氧气能支持燃烧,说明氧气具有助燃性,不具有可燃性,故D选项说法不正确。
6.(2024·广西)野外烧烤结束后,以下做法不合理的是
A.撤走剩余木炭 B.用水浇灭火堆
C.对火堆置之不理 D.用沙土盖灭火堆
【答案】C
【解析】野外烧烤结束后,为避免引发火灾,应对火堆进行灭火处理;
A、撤走剩余木炭,移除可燃物达到灭火目的,做法合理,不符合题意;
B、用水浇灭火堆,降低可燃物温度到着火点以下达到灭火目的,做法合理,不符合题意;
C、对火堆置之不理,可能会引发火灾,做法不合理,符合题意;
D、用沙土盖灭火堆,隔绝氧气达到灭火目的,做法合理,不符合题意。
故选:C。
7.高铁已成为我国张靓丽的名片,高铁车厢内禁止吸烟的标志是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A、该图标是禁止燃放鞭炮标志,故A不符合题意;
B、该图标是禁止放易燃物标志,故B不符合题意;
C、该图标是禁止吸烟的标志,故C符合题意;
D、该图标是禁止烟火标志,故D不符合题意。
故选C。
8.(2024·四川眉山·中考真题)下列关于燃烧与灭火的说法错误的是( )
A.油锅着火后立即用锅盖盖灭
B.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
C.做饭时,燃气灶火焰出现黄色,锅底出现黑色,可调小灶具进风口
D.燃着的酒精灯不慎碰倒,若洒出的酒精燃烧起来,应立刻用湿抹布扑灭
【答案】C
【解析】油锅着火后立即用锅盖盖灭,利用隔绝氧气的原理达到灭火目的,A说法正确,不符合题意;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,利用使可燃物与其他物品隔离的原理达到灭火目的,B说法正确,不符合题意;做饭时,燃气灶火焰出现黄色,锅底出现黑色,这是氧气不足造成的,需要调大灶具进风口,C说法错误,符合题意;燃着的酒精灯不慎碰倒,若洒出的酒精燃烧起来,应立刻用湿抹布扑灭,利用隔绝氧气的原理达到灭火目的,D说法正确,不符合题意。
9.用如图装置进行实验。通入前,白磷均不燃烧;通入后,甲中白磷不燃烧,乙中白磷燃烧。下列说法不正确的是
已知:白磷的着火点为;红磷的着火点为。
A.该实验能验证可燃物燃烧需要与接触
B.该实验能验证可燃物燃烧需要温度达到着火点
C.若将乙中的白磷换成红磷,能验证可燃物燃烧需要与接触
D.若将换为,甲、乙中白磷均不能燃烧
【答案】C
【解析】A、乙中通入氧气前,白磷温度达到着火点,但没有与氧气接触,白磷不燃烧,通入氧气后,乙中白磷温度达到着火点,且与氧气接触,白磷燃烧,可验证可燃物燃烧需要与氧气接触,故说法正确;
B、通入氧气后,甲中白磷与氧气接触,但温度没有达到着火点,白磷不燃烧,而乙中白磷与氧气接触,且温度达到着火点,白磷燃烧,可验证可燃物燃烧需要温度达到着火点,故说法正确;
C、若将乙中的白磷换成红磷,通入氧气后,甲中白磷不燃烧,乙中的红磷也不燃烧,无法验证可燃物燃烧需要与氧气接触,故说法错误;
D、氮气既不燃烧也不支持燃烧,若将O2换为N2,甲、乙中白磷均不能燃烧,故说法正确。
故选C。
10.(2024·山东枣庄·中考真题)生活处处即化学,对下列生活现象解释合理的是( )
A.煤炉火越扇越旺—增大可燃物浓度
B.煤粉比煤块燃烧更旺—增大与氧气的接触面积
C.油锅着火放入青菜后熄灭—降低油的着火点
D.移除炉灶内木柴后灶火熄灭—隔绝空气
【答案】B
【解析】A、煤炉火越扇越旺,是因为增大了氧气的浓度,说法错误,不符合题意;
B、煤粉比煤块燃烧更旺,是因为增大了可燃物与氧气的接触面积,说法正确,符合题意;
C、油锅着火放入青菜后熄灭,是因为降低了温度至油的着火点以下,说法错误,不符合题意;
D、移除炉灶内木柴后灶火熄灭,是因为移除了可燃物,说法错误,不符合题意。
故选:B。
11.我国具有里程碑意义的科幻电影《流浪地球》在科学的基础上发挥了丰富的想象,幻想点燃木星与地球表面的气体,从而将地球推离木星。现实中,关于燃烧与灭火,下列说法正确的是
A.所有爆炸一定是由燃烧引起
B.加油站、面粉厂都应严禁烟火
C.油锅着火,用锅盖盖灭,这是降低了油的着火点
D.救火时,要迅速打开所有门窗
【答案】B
【解析】A、爆炸不一定是由燃烧引起,例如气球爆炸,A错误,不符合题意;
B、加油站、面粉厂等地的空间内弥漫着可燃性气体或粉尘,因此加油站、面粉厂等地都应严禁烟火,以防发生爆炸,B正确,符合题意;
C、油锅着火,用锅盖盖灭,是利用隔绝氧气,达到灭火的目的,而着火点是物质的固有属性,一般不能改变,C错误,不符合题意;
D、救火时,不能迅速打开所有门窗,否则会引入空气,火会燃得更旺,D错误,不符合题意;
故选B。
12.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
【解析】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。
13.对金属进行切割和焊接时用到的焊枪组成如图,以下说法正确的是
A.为使燃料燃烧充分,放热高,应将燃气瓶阀门调大,氧气瓶的阀门调小
B.乙炔被压缩后灌进燃气瓶,其分子体积变小
C.氧气瓶中的氧气为焊枪提供了燃料
D.燃气瓶中为乙炔(化学式为),乙炔中碳元素的质量分数约为
【答案】D
【解析】A、为使燃料燃烧充分,放热高,应将燃气瓶阀门调小,氧气瓶的阀门调大,A错误;
B、乙炔被压缩后灌进燃气瓶,体积减小,微观实质是分子间隔减小,而分子体积不变,B错误;
C、氧气有助燃性,但没有可燃性,不能用作燃料,C错误;
D、乙炔(化学式为C2H2)中碳元素的质量分数为,D正确。
故选:D。
14.(2024重庆A卷)杭州亚运会火炬使用“零碳甲醇(CH3OH)”。我国科研人员研制出一种新型催化剂,能将CO2转化成甲醇,其转化过程如下图所示(M为单质、部分产物省略)。下列说法不正确的是
A.M的化学式为H2
B.该成果可为碳中和提供科学方案
C.Ⅰ中反应不是化合反应
D.该转化中CO2和M的分子数目比为1∶2
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,生成物甲醇中含有碳、氢、氧三种元素,反应物二氧化碳中含有碳、氧两种元素,而反应物M为单质,M中一定含有氢元素,则M为氢气,化学式为H2,故A说法正确;该成果可有效利用二氧化碳,减少二氧化碳的排放,可为碳中和提供科学方案,故B说法正确;I中二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成一氧化碳,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,则一定还有含有氢元素的生成物,故该反应的生成物不只一种,不符合“多变一”的特点,不属于化合反应,故C说法正确;根据流程,二氧化碳和氢气在催化剂的作用下生成甲醇,根据质量守恒定律,反应前后原子种类和数目不变,则还会生成水,化学方程式为:CO2 + 3 H2 CH3OH + H2O,故该转化中 CO2 和M的分子数目比为1∶3,故D说法错误。
15.小明设计了如图所示的装置来探究蜡烛在敞口容器和密闭容器中的燃烧情况,并用带有报警装置的检测仪来测量容器中 CO、O2的变化情况,测得的数据如下表所示。下列说法中错误的是( )
表1 敞口容器中CO、O2的变化情况
30s
60s
O2
20.4%
20.3%
CO
13ppm
13ppm
表2 密闭容器中CO、O2的变化情况
29s
45s
56s(熄灭)
O2
19.3%(开始报警)
17.7%
16%
CO
18ppm
35ppm(开始报警)
63ppm
A.蜡烛的燃烧过程包含物理变化和化学变化
B.当氧气浓度降低时,含碳燃料燃烧时会产生大量 CO
C.燃烧30s 时,蜡烛在敞口容器中消耗的氧气的量比在密闭容器中的少
D.生活中,为减少 CO的排放,在燃烧含碳燃料时要注意通风
【答案】C
【解析】A、蜡烛燃烧过程中还伴随着蜡烛的受热熔化,所以蜡烛的燃烧过程包含物理变化和化学变化,故选项说法正确;
B、当氧气浓度降低时,含碳燃料燃烧不充分,会产生大量 CO,故选项说法正确;
C、敞口容器中一氧化碳浓度不变,说明碳完全燃烧生成二氧化碳,密闭容器中一氧化碳浓度增加,说明碳不完全燃烧生成一氧化碳,则蜡烛在敞口容器中消耗的氧气的量比在密闭容器中的多,故选项说法错误;
D、CO气体有毒,生活中,为减少 CO的排放,在燃烧含碳燃料时要注意通风,确保可燃物的充分燃烧,故选项说法正确;
故选:C。
二、填空与简答题:本大题共6小题,每空2分,共42分。
16.(6分)小明在探究燃烧条件时做了如图所示的实验,回答下列问题。
(1)图甲实验中蜡烛熄灭,图乙实验中蜡烛不熄灭,得出燃烧需要 ;
(2)图丙实验中高蜡烛先熄灭,矮蜡烛后熄灭,原因是 ;
(3)由此得到的启示是在火灾逃生时应该 (选填“直立”或“弯腰”)逃离。
【答案】(1)与氧气接触
(2)蜡烛燃烧放热,使生成的CO2受热膨胀,密度减小,聚集在烧杯上方,使高蜡烛先隔绝O2(合理即可)
(3)弯腰
【解析】(1)蜡烛燃烧消耗氧气,图甲实验在密闭环境中进行,燃烧一段时间后,氧气耗尽,故蜡烛熄灭,图乙实验中,蜡烛与氧气接触,不熄灭,说明燃烧需要与氧气接触;
(2)图丙实验中高蜡烛先熄灭,矮蜡烛后熄灭,原因是蜡烛燃烧放热,使生成的CO2受热膨胀,密度减小,聚集在烧杯上方,使高蜡烛先隔绝O2;
(3)由以上实验可知,二氧化碳受热后密度变小,故在火灾逃生时应该弯腰逃离,因为高处二氧化碳含量较高。
17.(8分)化学在人类社会发展中起到了重要的作用,分析回答下列问题。
(1)图书、档案着火选择的灭火器是 。(选填“泡沫”“二氧化碳”或“干粉”)灭火器。
(2)下列图标中属于消防安全标志的是__________(填字母)。
A.①② B.③④⑤ C.①③⑤
(3)下列四种变化的结果中,可能发生爆炸的 ;可能引起自燃的是 。
a.面粉加工厂的车间遇明火 b.食物的腐烂
c.把红热的木炭伸入氧气瓶中 d.农村堆积的麦秆引起的“天火”
【答案】(1)二氧化碳
(2)C
(3)a d
【解析】(1)二氧化碳密度比空气大,二氧化碳不燃烧且不支持燃烧,图书、档案着火,用二氧化碳灭火器扑灭,不会因留下痕迹而损坏图书;
(2)①为禁止吸烟标志,②为国家节水标志,③为禁止放易燃物标志,④为可回收物标志,⑤为禁止烟火标志,属于消防安全标志的是①③⑤,故选C;
(3)a、面粉加工厂车间的空气中弥漫着可燃性的面粉小颗粒,与空气充分混合,遇到明火有发生爆炸的危险;
b、食物的腐烂,是物质与氧气发生的缓慢、不易察觉的氧化反应,属于缓慢氧化;
c、氧气具有助燃性,木炭具有可燃性,把红热的木炭伸入氧气瓶中,木炭会燃烧;
d、农村堆积的麦秆引起的“天火”,是因缓慢氧化而引起的自燃;
故下列四种变化的结果中,可能发生爆炸的a;可能引起自燃的是d。
18.(6分)(2024湖北)阅读科普短文。
液态阳光,是指利用太阳能和风能等可再生能源,将二氧化碳和水转化为以甲醇(CH3OH)为代表的液态燃料和有机化学品。它可以取代传统化石能源,实现二氧化碳的循环利用。液态阳光概念示意图如下。
2020年,我国“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”投产运行。该项目由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。标志着我国利用可再生能源制备液体燃料迈出了工业化的第一步。
甲醇作为液态阳光首要目标产物,能生产乙酸、烯烃等化学品,能用作内燃机燃料,也能用于燃料电池产生电能,还能通过重整反应释放出氢气。
(1)“液态阳光生产”利用的可再生能源是 (写一种)。
(2)“液态阳光甲醇合成示范项目”使用的初始原料是 和CO2。
(3)相比氢气,液体燃料甲醇的优点有 (写一条)。
【答案】(1)太阳能(或风能或其他某种可再生能源)
(2)水/H2O
(3)便于储(贮)存和运输或便于储(贮)存,或便于运输,或安全性高
【解析】(1)根据短文内容,“液态阳光”是指利用太阳能和风能等可再生能源,将二氧化碳和水转化为以甲醇为代表的液态燃料和有机化学品。“液态阳光生产”利用的可再生能源是太阳能(或风能或其他某种可再生能源);
(2)由短文可知,“千吨级液态阳光甲醇合成示范项目”由太阳能光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢制甲醇三个基本单元构成。所以,该项目使用的初始原料是水(H2O)和CO2;
(3)氢气贮存和运输较困难,相比氢气,液体燃料甲醇的优点有便于储(贮)存和运输或便于储(贮)存,或便于运输,或安全性高。
19.(8分)回答下列问题:
(1)三大矿物燃料包括:煤、石油和 ;
(2)随着社会的发展,人们对生活质量的要求越来越高,已有大量家庭使用的燃料由罐装液化石油气改为管道天然气。
①城镇家庭经常用罐装液化石油气做燃料,烹调食物时观察到燃气灶的火焰呈现黄色,铜底出现黑色,需要将灶具的进风口 (填“调大”、“调小)。
②若某家庭选用管道天然气作燃料,报警器应该安做在 (填“甲”或“乙”)图位置。
③试写出丁烷(C4H10)充分燃烧的化学方程式 。
【答案】(1)天然气
(2)调大 甲
【解析】(1)三大矿物燃料包括:煤、石油和天然气。
(2)①火焰呈现黄色,铜底出现黑色说明可燃性气体燃烧不充分,应增加氧气量,则应将进风口调大。
②天然气主要成分甲烷,密度比空气小,所以报警器应该安做在燃气灶上方,如图甲。
③丁烷燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为。
20.(14分)我国提出力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,彰显了负责任大国的作为与担当。为达成这一目标,一方面要减少碳排放,另一方面要尽量捕集、利用和封存不可避免的碳排放。
(1)“碳减排”。从能源结构看减排。我国近20年一次能源消费结构对比如图1。
①根据图1,2000-2020年能源消费结构中逐渐升高的是 。利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少 的排放。
②下列燃料在O2中燃烧时,不会产生CO2的是 (填序号)。
A.天然气 B.氢气 C.肼(N2H4)
(2)“碳捕获”。利用化学方法吸收CO2是实现“碳捕获”的方法之一。海水吸收CO2的产物是 。若用石灰乳(主要成分是氢氧化钙),“捕获”CO2,反应的化学方程式为 。
(3)“碳利用”。我国科学家使用纳米纤维作催化剂实现了CO2的转化。反应原理如下图所示:
①反应前后未发生改变的微观粒子有 (填一种即可)。
②上述反应的化学方程式为 。
【答案】(1)天然气和非化石能源 二氧化硫/SO2 BC
(2)碳酸/H2CO3
(3)氢原子、氧原子、碳原子
【解析】(1)①由图可知,2000-2020年能源消费结构中逐渐升高的是天然气和非化石能源;
含硫煤中含硫元素,燃烧生成二氧化硫,故利用天然气代替含硫煤做家庭燃料的优点是可以减少二氧化硫的排放;
做饭时,若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色,说明氧气不足,碳不完全燃烧,则需将灶具进风口调大,提供充足的氧气;
②A、天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,不符合题意;
B、氢气燃烧生成水,不会生成二氧化碳,符合题意;
C、根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,肼中不含碳元素,不能生成二氧化碳,符合题意。
故选BC;
(2)海水吸收二氧化碳,是因为二氧化碳和水反应生成碳酸,产物是碳酸;
二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
(3)①根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,故未发生改变的微观粒子有:氢原子、碳原子、氧原子;
②由图可知,该反应为二氧化碳和氢气在纳米纤维的催化下转化为甲醇和水,该反应的化学方程式为:。
三、实验与探究题:本大题共2小题,每空2分,共22分。
21.(12分)某化学小组对物质燃烧需要哪些条件产生了兴趣,于是进行了以下相关探究活动。
【探究实验】同学们设计了如下图所示的实验:
实验一
实验二
实验三
氧气含量的变化图
【解释与结论】
(1)实验一:加热片刻观察到A中棉球上的酒精燃烧,B中棉球上的水不燃烧,由此得出物质燃烧的条件之一是 。
(2)实验二:观察到乒乓球碎片燃烧的同时滤纸碎片并没有燃烧,由此得出物质燃烧的条件之一是 。
(3)实验三:将燃着的蜡烛放在如图所示的密闭容器中,同时用氧气传感器测出密闭容器中氧气含量的变化如图所示,下列说法错误的是______(填字母)。
A.蜡烛燃烧需要氧气。
B.蜡烛燃烧前,密闭容器中氧气的体积分数为21%
C.蜡烛熄灭后,密闭容器中还有氧气
D.蜡烛熄灭后,密闭容器中的二氧化碳体积分数为84%
(4)【归纳与反思】通过以上探究实验,同学们得出了物质燃烧的条件。根据燃烧的条件,同学们联想到二氧化碳可以用来灭火,是利用了二氧化碳不能燃烧,(一般)也不支持燃烧且 的性质。
(5)【讨论与交流】用完酒精灯后,必须用 ,不可用嘴去吹。熄灭酒精灯体现的灭火原理是 。
【答案】(1)燃烧需要可燃物
(2)温度需达到可燃物的着火点
(3)D
(4)密度比空气大
(5)灯帽盖灭 隔绝氧气(或空气)
【解析】(1)实验一中加热片刻观察到A中棉球上的酒精燃烧,B中棉球上的水不燃烧,由此得出物质燃烧的条件之一是燃烧需要可燃物。
(2)实验二中观察到乒乓球碎片燃烧的同时滤纸碎片并没有燃烧,由此得出物质燃烧的条件之一是温度需达到可燃物的着火点。
(3)A、氧气具有助燃性,蜡烛燃烧需要氧气,故A选项说法正确;B、由图像可知,蜡烛燃烧前,密闭容器中氧气的体积分数为21%,故B选项说法正确;C、当氧气的浓度小于一定程度时,就不能支持可燃物的燃烧,所以蜡烛熄灭后,密闭容器中还有氧气,故C选项说法正确;D、蜡烛熄灭后,密闭容器中的二氧化碳体积分数小于84%,因为剩余气体除了氧气外,还有二氧化碳、稀有气体等物质,故D选项说法错误。故选D。
(4)二氧化碳可以用来灭火,是利用了二氧化碳不能燃烧,一般也不支持燃烧且密度比空气大的性质。
(5)用完酒精灯后,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹。熄灭酒精灯体现的灭火原理是隔绝氧气(或空气)。
22.(10分)小家用燃料的变迁反映了社会的发展,某小组同学根据所学知识对燃烧过程、燃烧条件、家用燃料的变迁展开系列探究。
【任务一】认识燃烧
(1)同学们在做硫粉在空气和氧气中燃烧实验时要小心的将正在燃烧的硫远离玻璃瓶壁,其原因是 ;
(2)同学们发现硫在空气和氧气中的现象不同,其原因是 ;
【任务二】分析燃烧过程
利用图1所示装置进行红磷燃烧过程的分析。实验测得集气瓶中氧气的体积分数、压强随时间的变化曲线如图2、3所示。
(3)结合图2数据,红磷熄灭后瓶中氧气的体积分数约10%,谈谈你对燃烧条件的新认识是 ;
(4)从化学、物理两个视角综合分析,图3中CD段压强发生变化的原因: ;
【任务三】分析燃烧的影响因素
【查阅资料】等质量的气体在压强保持不变的情况下,温度越高,密度越小。
小宁按图所示,分别用两只大小不同的烧杯罩住两只位置高低不同的正在燃烧的蜡烛,发现:装置a中低的蜡烛先熄灭;装置b中高的蜡烛先熄灭。
(5)请根据实验装置特点、燃烧的条件,结合所给资料选择一个实验装置解释上述现象 。
【答案】(1)防止热的燃烧匙碰到玻璃瓶壁使其受热不均而炸裂
(2)氧气含量不同
(3)可燃物和一定浓度的氧气接触时,才能燃烧
(4)化学视角:红磷燃烧消耗氧气使压强减小。物理视角:反应温度升高对压强的影响较小,反应一段时间后温度降低使压强减小
(5)a装置:①装置(或烧杯)较大;②蜡烛燃烧产生的二氧化碳上浮,冷却后下落到装置的下端; ③使低处的蜡烛与氧气隔绝低的蜡烛先熄灭
【解析】(1)同学们在做硫粉在空气和氧气中燃烧实验时要小心的将正在燃烧的硫远离玻璃瓶壁,是为了防止热的燃烧匙碰到玻璃瓶壁使其受热不均而炸裂,故填:防止热的燃烧匙碰到玻璃瓶壁使其受热不均而炸裂;
(2)硫在空气和氧气中的现象不同,是因为二者氧气含量不同,故填:氧气含量不同;
(3)红磷熄灭后瓶中氧气的体积分数约10%,集气瓶内仍有氧气但红磷熄灭,可发现氧气浓度需达到一定浓度时才能燃烧,故填:可燃物和一定浓度的氧气接触时,才能燃烧;
(4)CD段压强减小,化学视角是因为红磷燃烧消耗氧气使瓶内压强减小,物理视角是因为反应温度升高对压强的影响较小,反应一段时间后温度降低使压强减小,故填:化学视角:红磷燃烧消耗氧气使压强减小。物理视角:反应温度升高对压强的影响较小,反应一段时间后温度降低使压强减小;
(5)由小宁的发现可知,a装置:①装置(或烧杯)较大;②蜡烛燃烧产生的二氧化碳上浮,冷却后下落到装置的下端; ③使低处的蜡烛与氧气隔绝,低的蜡烛先熄灭;b装置:①装置(或烧杯)较小; ②蜡烛燃烧产生的二氧化碳上浮,聚集在烧杯顶端;③使高处的蜡烛与氧气隔绝,高的蜡烛先熄灭,故填:a装置:①装置(或烧杯)较大;②蜡烛燃烧产生的二氧化碳上浮,冷却后下落到装置的下端;③使低处的蜡烛与氧气隔绝,低的蜡烛先熄灭。
四、计算与分析题:本大题共1小题,共6分。
23.(6分)(2024·广东深圳)中国天宫空间站三名航天员每日需要,固体燃料氧气发生器制氧,是航天员安全可靠的供氧途径之一。向氧气发生器加入粉末状的铁粉和氯酸钠();点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,受热分解为NaCl和。
(1)氯酸钠受热分解所需的能量来自于 ;
(2)三名航天员4天所需共9.6kg,则理论上至少需要加热分解的质量为多少?(的相对分子质量为106.5,列出化学方程式写出完整过程计算)
【答案】(1)铁粉的剧烈燃烧(2分)
(2)解:设理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为x
答:理论上至少需要加热分解NaClO3的质量为21.3kg。(6分)
【解析】(1)根据题目信息,点燃铁粉,铁粉剧烈燃烧,放出大量的热,NaClO3受热分解为NaCl和O2,所以氯酸钠受热分解所需的能量来自于铁粉的剧烈燃烧。
(2)NaClO3受热分解为NaCl和O2,化学方程式为,O2的质量(9.6kg)为已知量,据此可通过化学方程式计算出所需NaClO3的质量,详见答案。
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