内容正文:
第七单元 能源的合理利用与开发
(试题分值:40分 测试时间:45分钟)
1、 选择题(本题包括12小题,每小题1分,共12分.每小题只有一个正确答案)
1、2022年北京冬奥会的火炬“飞扬”用氢气为燃料,体现了绿色办奥运的理念。下列做法不符合绿色化学理念的是
A.植树种草,增加绿地面积 B.大力开发新能源,减少化石燃料使用
C.大力发展公共交通,提倡绿色出行 D.废旧电池集中回收,并填埋处理
2、 化学与我们的生活关系密切。以下说法正确的是:
①回收废旧金属有利于节约资源
②减少燃煤发电,有利于治理雾霾
③禁止使用化肥农药有利于保护水资源
④用聚氯乙烯塑料包装食品有利于节约纸张
A.①② B.①②③ C.①②④ D.③④
3、天然气(甲烷)分子被包进水分子中,在低温与高压下结晶形成外观像冰一样的物质。由于遇火即可燃烧(如图所示),所以被称作“可燃冰”。下列有关“可燃冰”的说法正确的是( )
A.它的部分分子已经不再运动
B.它的化学性质与水相似
C.它完全燃烧产物是CO2和H2O
D.它的分子之间没有间隔
4、防风蜡烛的烛心是由棉线、固体粉末、石蜡组成。当蜡烛燃烧时,火焰焰心充满石蜡蒸汽,焰心温度约为150℃,固体粉末不燃烧。吹灭瞬间,固体粉末燃烧,蜡烛重燃。下列描述不正确的是
A.固体粉末着火点高于蜡烛的焰心温度150℃
B.烛心中棉线燃烧提供热量使石蜡先熔化再汽化
C.蜡烛焰心处温度低的原因是石蜡蒸汽燃烧不充分
D.蜡烛燃烧时,焰心处固体粉末不可燃烧是没有充足的氧气
5、2023年9月天宫课堂进行了蜡烛燃烧实验,实验发现蜡烛火焰呈蓝色球状,而地面上蜡烛火焰呈黄色锥状,下列有关说法错误的是
A.空间站中的氧气可以通过电解水制备
B.空间站处于微重力环境,热气和冷气无法上下对流,因此形成球形烛焰
C.空间站中蜡烛燃烧的产物不能使澄清石灰水变浑浊
D.航天员用灭火盖能盖灭烛焰的原因是隔绝了氧气
6、关于反应:,以下说法不正确的是
A.镁着火时不能用CO2灭火器进行灭火
B.该反应中,CO2是氧化剂
C.该反应中各元素的存在形态均发生了改变
D.该反应说明燃烧不一定要有氧气参与
7、 “碳达峰”是指二氧化碳的排放达到峰值不再增长,意味着中国要在2030年前,使二氧化碳的排放总量达到峰值之后,不再增长,并逐渐下降。“碳中和”是指在2060年前,中国通过植 树造林、节能减排、产业调整等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放。下列有利于实现“碳达峰、碳中和”的是
A.推广风能发电 B.石油分馏 C.燃煤脱硫 D.开发可燃冰
8、某同学利用如图装置进行物质燃烧条件的进一步探究。下列说法不正确的是
A.检查该装置气密性可将两端封闭通过抽动注射器活塞来判断是否漏气
B.室温时加入适量过氧化氢溶液至凹槽,红磷未燃烧说明物质燃烧需要温度要达到其着火点
C.打开K通入N2排尽管内空气,再点燃酒精灯加热,红磷不燃烧说明物质燃烧需有可燃物
D.后面设置吸收装置的目的是防止燃烧产物逸散导致空气污染
9、归纳、推理是学生应具备的基本素养,下列归纳、推理正确的是
A.石墨和金刚石都是由碳原子构成的单质,石墨有优良的导电性,金刚石也具导电性
B.可燃物燃烧温度要达到着火点,则温度达到可燃物着火点,可燃物就可以燃烧
C.汽油洗油污属于溶解,洗涤剂洗油污也属于溶解
D.盐酸可用于金属除锈,稀硫酸也可用于金属除锈
10、甲烷在液态锡催化作用下可以制备氢气,发生反应的微观过程如图所示,下列说法错误的是
A.反应前后原子个数、种类、质量均不变
B.液态锡催化剂能提高生成物的产量
C.该反应实现了有机物到无机物的转变
D.此反应为新的清洁能源开发提供了新思路
11、实验小组按如图所示微型实验装置探究燃烧的条件。下列说法错误的是
A.从装置①推入溶液可提供燃烧需要的氧气
B.实验中③处白磷燃烧表明其着火点为80℃
C.实验中②处白磷加热后燃烧产生大量白烟
D.热水中白磷燃烧过程中发生了化学变化
12、某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况.足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧,测定的氧气含量变化如图所示.下列判断正确的是
A.可燃物只要有氧气,达到着火点就可以燃烧
B.到a点时,蜡烛燃烧消耗了的氧气
C.到c点时,容器中氮气的含量为
D.红磷燃烧过程中,b点和c点时容器内物质总质量相等
二、填空题(本题包括4题,共23分,每空1分,化学方程式除外)
13.(5分)阅读下列科技短文并回答问题。
纵观历史长河,人类社会自使用火种以来,能源利用经历了“薪柴向煤炭”“煤炭向油气”“油气向新能源”的3次转变,伴生了4次科技(工业)革命。每一次能源的更替都伴随着生产力的巨大飞跃,极大地促进了人类社会的发展。从化学角度看,能源革命的本质就是“减碳趋氢”的过程,即逐渐减少高碳(煤炭)、中碳(石油)、低碳(天然气)能源的使用,大力发展零碳(氢能等)能源,提高其在能源结构中的占比。
CO2作为主要的温室气体导致全球变暖,已是不争的事实。除了从源头出发,减少使用含碳化石能源,发展零碳新能源,从而降低碳排放速度;另一种是从末端出发,对产生的CO2进行捕集、封存及资源化利用。因为,从另一个角度看,CO2又是经济、安全、可持续的碳资源,开发高效的CO2规模化利用技术,将其定向转化为高附加值的化学品或燃料,实现CO2资源化利用,促进自然界碳循环回归平衡,将成为助力“碳达峰”“碳中和”的必经之路。
(1)煤、石油、天然气都属于_________(填“可再生”或“不可再生”)能源,目前能源革命的本质是
用 代替化石能源。
(2)科学家将捕集到的CO2,在催化剂作用下,通过间接加氢工艺将压缩的混合气体转化为粗CH3OH(甲醇),然后,经过蒸馏得到清洁CH3OH。写出该过程中发生反应的化学方程式_____________________________。
(3)有人认为,将CO2全部除去就可以彻底消除温室效应,请从CO2作用和温室效应产生的原因,说出你的理由___________________________。
14.(6分)下图是实验室制取和收集气体的装置,回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)写出实验室制取氢气反应的化学方程式 。与A装置相比,B装置的优点是 。
(3)若用D装置收集二氧化碳,则气体应从 端进入(填“b”或“c”)。已知CO2在水中的逸出速率大于溶解速率,故 (填“能”或“不能”)用排水法收集到二氧化碳。
15.(6分) 能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。
(1)化石燃料包括煤、 、天然气。
(2)煤燃烧时排放的SO2等污染物会形成 。
(3)为推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式,在工业生产中,要尽量吸收不可避免的碳排放。一种利用NaOH溶液来吸收CO2的流程如图所示。回答下列问题。
①X的化学式是 。
②一定条件下,合成塔中发生反应生成甲醇(CH3OH)和一种常见的液体物质,则该合成塔中发生反应的化学方程式为 。
③甲醇是一种无色透明,具有挥发性的液体,有毒性,能损伤视神经。在空气中燃烧生成水和二氧化碳。可用于制造生长促进剂,还可以用来生产甲醛。下列有关甲醇的用途,说法正确的是 (填标号)。
A.作为燃料 B.用于配制饮用酒
C.制甲醛 D.制造生长促进剂
16.(6+3)碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题,开展项目式学习。
【任务一】认识碳单质的性质与用途
(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是 。
(2)中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到的石墨性质是______(填字母)。
A.可燃性 B.滑腻感 C.还原性 D.导电性
【任务二】利用碳的可燃性探究可燃物燃烧的条件
(3)同学们利用木炭按下列实验步骤展开探究:
步骤1:组装好仪器,在Ⅰ处放入木炭,从Ⅱ处通入气体X。
步骤2:在Ⅰ处点燃酒精灯加热,观察现象。
步骤3:将Ⅱ处通入的气体换为N2,观察现象。
①气体X为 。
②对比步骤1和步骤2中现象可知,可燃物燃烧的条件之一是 。
③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊,则步骤2试管中一定发生的反应是 (用化学方程式表示)。
(注意:答对(4)奖励3分,化学试卷总分不超过40分)
【任务三】碳还原氧化铜实验的探究
(4)实验室在真空密闭容器内、相同温度下,按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验,利用数字化仪器绘制出的密闭容器中气体的质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注:“目数”是指固体的粗细度,目数越大,颗粒越小)
实验编号
碳粉质量/g
目数规格
氧化铜粉质量/g
对应曲线
1
3
200目
40
a
2
3
1000目
40
b
3
6
1200目
80
c(待画)
①分析a、b两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉“目数”与反应速率之间的关系为 。由图像可知实验I和实验2最终生成气体的质量相等,原因是 。
②请在图中画出曲线c的大致位置及变化趋势。
三、计算题(本题5分)
17.明代《天工开物》一书关于“火法炼锌”的记载:把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐,泥封,“其底铺薪,发火煅红”,“冷定毁罐取出”。其生产锌的化学方程式为:C+2ZnO2Zn+CO2↑。
(1)试计算生产13g锌理论上消耗氧化锌的质量。
(2)“冷定毁罐取出”的目的是 。
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第七单元 能源的合理利用与开发
(试题分值:40分 测试时间:45分钟)
1、 选择题(本题包括12小题,每小题1分,共12分.每小题只有一个正确答案)
1、2022年北京冬奥会的火炬“飞扬”用氢气为燃料,体现了绿色办奥运的理念。下列做法不符合绿色化学理念的是
A.植树种草,增加绿地面积 B.大力开发新能源,减少化石燃料使用
C.大力发展公共交通,提倡绿色出行 D.废旧电池集中回收,并填埋处理
【答案】D
【详解】A、植树种草,增加绿地面积,可以增加二氧化碳的吸收,改善空气质量,不符合题意;
B、大力开发新能源,减少化石燃料使用,可以减少污染物的排放,保护环境,不符合题意;
C、大力发展公共交通,提倡绿色出行,可以减少化石燃料的使用,减少污染物的排放,保护环境,不符合题意;
D、废旧电池集中回收,并填埋处理,废旧电池中的重金属会污染水源和土壤,符合题意。
故选D。
2、 化学与我们的生活关系密切。以下说法正确的是:
①回收废旧金属有利于节约资源
②减少燃煤发电,有利于治理雾霾
③禁止使用化肥农药有利于保护水资源
④用聚氯乙烯塑料包装食品有利于节约纸张
A.①② B.①②③ C.①②④ D.③④
【答案】A
【详解】①废旧金属的回收再利用,不仅可以节约金属资源,还可以减少废金属对环境的污染,①表述正确②煤在燃烧的过程中会产生有毒气体和烟尘,污染环境,减少煤的燃烧,有利于环境保护、治理雾理,②表述正确;
③化肥和农药对农作物的高产和丰收有重要作用,在实际生产中应合理使用化肥农药,在提高产量的同时,减少对土壤、水的污染,③表述错误;④聚氯乙烯塑料有毒,不能用于包装食品,④表述错误。
故选A。
3、天然气(甲烷)分子被包进水分子中,在低温与高压下结晶形成外观像冰一样的物质。由于遇火即可燃烧(如图所示),所以被称作“可燃冰”。下列有关“可燃冰”的说法正确的是( )
A.它的部分分子已经不再运动
B.它的化学性质与水相似
C.它完全燃烧产物是CO2和H2O
D.它的分子之间没有间隔
【答案】C
【详解】A、分子总是在不断的运动,故选项说法错误;
B、“可燃冰”遇火即可燃烧,说明具有可燃性,而水不具有可燃性,它的化学性质与水不相似,故选项说法错误;
C、“可燃冰”的主要成分是甲烷,完全燃烧产物是CO2和H2O,故选项说法正确;
D、分子间有间隔,则“可燃冰”的分子之间有间隔,故选项说法错误。
故选C。
4、防风蜡烛的烛心是由棉线、固体粉末、石蜡组成。当蜡烛燃烧时,火焰焰心充满石蜡蒸汽,焰心温度约为150℃,固体粉末不燃烧。吹灭瞬间,固体粉末燃烧,蜡烛重燃。下列描述不正确的是
A.固体粉末着火点高于蜡烛的焰心温度150℃
B.烛心中棉线燃烧提供热量使石蜡先熔化再汽化
C.蜡烛焰心处温度低的原因是石蜡蒸汽燃烧不充分
D.蜡烛燃烧时,焰心处固体粉末不可燃烧是没有充足的氧气
【答案】A
【详解】A、当蜡烛燃烧时,火焰焰心充满石蜡蒸汽,焰心温度约为150℃,固体粉末不燃烧,吹灭瞬间,温度降低,固体粉末燃烧,蜡烛重燃,说明固体粉末着火点低于蜡烛的焰心温度150℃,故A错误;
B、当蜡烛燃烧时,火焰焰心充满石蜡蒸汽,说明烛心中棉线燃烧提供热量使石蜡先熔化再汽化,故B正确;
C、蜡烛焰心处温度低的原因是石蜡蒸汽燃烧不充分,故C正确;
D、当蜡烛燃烧时,火焰焰心充满石蜡蒸汽,焰心温度约为150℃,固体粉末不燃烧;吹灭瞬间,未冷却的固体粉末接触到氧气发生燃烧,从而使蜡烛复燃,故D正确。
故选:A。
5、2023年9月天宫课堂进行了蜡烛燃烧实验,实验发现蜡烛火焰呈蓝色球状,而地面上蜡烛火焰呈黄色锥状,下列有关说法错误的是
A.空间站中的氧气可以通过电解水制备
B.空间站处于微重力环境,热气和冷气无法上下对流,因此形成球形烛焰
C.空间站中蜡烛燃烧的产物不能使澄清石灰水变浑浊
D.航天员用灭火盖能盖灭烛焰的原因是隔绝了氧气
【答案】C
【详解】A、水通电时,产生氢气和氧气,空间站中的氧气可以通过电解水等方式制备,说法正确,不符合题意;
B、由于空间站处于微重力环境,热气和冷气无法像在地面上那样正常上下对流,会形成特殊的球形烛焰,说法正确,不符合题意;
C、蜡烛燃烧主要生成二氧化碳和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,说法错误,符合题意;
D、用灭火盖盖灭烛焰,就是隔绝了氧气从而灭火,说法正确,不符合题意。
故选C。
6、关于反应:,以下说法不正确的是
A.镁着火时不能用CO2灭火器进行灭火
B.该反应中,CO2是氧化剂
C.该反应中各元素的存在形态均发生了改变
D.该反应说明燃烧不一定要有氧气参与
【答案】C
【详解】A、镁可以在二氧化碳中燃烧,所以镁着火时不能用CO,灭火器进行灭火,故说法正确;
B、二氧化碳失氧,发生了还原反应,是氧化剂,故说法正确;
C、镁反应前是单质,反应后产生的氧化镁是化合物,所以镁元素的存在形态发生了改变,同样碳元素的存在形态也发生了变化,但氧元素在反应前后都是以化合态存在,故说法错误;D、镁可以在二氧化碳中燃烧,所以二氧化碳可支持镁燃烧,因此燃烧不一定要氧气,故说法正确。
故选C。
7、 “碳达峰”是指二氧化碳的排放达到峰值不再增长,意味着中国要在2030年前,使二氧化碳的排放总量达到峰值之后,不再增长,并逐渐下降。“碳中和”是指在2060年前,中国通过植 树造林、节能减排、产业调整等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放。下列有利于实现“碳达峰、碳中和”的是
A.推广风能发电 B.石油分馏 C.燃煤脱硫 D.开发可燃冰
【答案】A
【详解】A、推广风能发电,可以减少化石燃料使用,减少二氧化碳的生成,有利于实现“碳达峰、碳中和”,故A正确;
B、 石油分馏,不能减少二氧化碳的排放,不能实现“碳达峰、碳中和”,故B错误;
C.燃煤脱硫,不能减少二氧化碳的排放,不能实现“碳达峰、碳中和”,故C错误;
D、开发可燃冰(主要成分是甲烷),甲烷燃是生成二氧化碳,不能减少二氧化碳的排放,不能实现“碳达峰、碳中和”,故D错误;
故选:A。
8、某同学利用如图装置进行物质燃烧条件的进一步探究。下列说法不正确的是
A.检查该装置气密性可将两端封闭通过抽动注射器活塞来判断是否漏气
B.室温时加入适量过氧化氢溶液至凹槽,红磷未燃烧说明物质燃烧需要温度要达到其着火点
C.打开K通入N2排尽管内空气,再点燃酒精灯加热,红磷不燃烧说明物质燃烧需有可燃物
D.后面设置吸收装置的目的是防止燃烧产物逸散导致空气污染
【答案】C
【详解】A、检查该装置气密性,可将玻璃管两端封闭,推拉注射器活塞,若活塞推到一定程度不能推动,证明气密性良好,故A说法正确;
B、室温时加入适量过氧化氢溶液至凹槽,红磷与氧气接触未燃烧,点燃酒精灯加热,红磷燃烧,说明物质燃烧需要温度要达到其着火点,故B说法正确;
C、打开K通入N2排尽管内空气,再点燃酒精灯加热,红磷不燃烧,说明物质燃烧需有氧气,故C说法错误;
D、红磷燃烧产生大量白烟,生成五氧化二磷白色固体,生成的五氧化二磷有毒,逸散到空气中,会污染空气,故设置吸收装置的目的是防止燃烧产物逸散导致污染空气,故D说法正确。
故选:C。
9、归纳、推理是学生应具备的基本素养,下列归纳、推理正确的是
A.石墨和金刚石都是由碳原子构成的单质,石墨有优良的导电性,金刚石也具导电性
B.可燃物燃烧温度要达到着火点,则温度达到可燃物着火点,可燃物就可以燃烧
C.汽油洗油污属于溶解,洗涤剂洗油污也属于溶解
D.盐酸可用于金属除锈,稀硫酸也可用于金属除锈
【答案】D
【详解】A、石墨和金刚石都是碳单质,石墨具有导电性,但金刚石不能导电,故说法错误;
B、可燃物燃烧时温度需要达到着火点,所以可燃物的温度达到着火点不一定能燃烧,还需要和氧气接触,故说法错误;
C、汽油洗油污是利用汽油能溶解油污来达到目的,利用的是溶解原理;用洗涤剂清洗油污,是利用了洗涤剂具有乳化作用,能将大的油滴分散成细小的油滴随水冲走,故说法错误;
D、酸能与金属氧化物反应,盐酸、稀硫酸都可用于金属除锈,故说法正确。
故选D。
10、甲烷在液态锡催化作用下可以制备氢气,发生反应的微观过程如图所示,下列说法错误的是
A.反应前后原子个数、种类、质量均不变
B.液态锡催化剂能提高生成物的产量
C.该反应实现了有机物到无机物的转变
D.此反应为新的清洁能源开发提供了新思路
【答案】B
【详解】A、根据质量守恒定律的微观解释,化学反应前后原子个数、种类、质量均不变,故A说法正确;
B、催化剂只能改变反应的速率,不能提高生成物的产量,液态锡催化剂不能提高生成物的产量,故B说法错误;
C、由题图可知,甲烷在液态锡的催化作用下生成氢气和碳单质,由有机物变成无机物,故C说法正确;
D、氢气燃烧只生成水,将甲烷分解成氢气,此反应为发展清洁能源提供了新思路,故D说法正确;
故选:B。
11、实验小组按如图所示微型实验装置探究燃烧的条件。下列说法错误的是
A.从装置①推入溶液可提供燃烧需要的氧气
B.实验中③处白磷燃烧表明其着火点为80℃
C.实验中②处白磷加热后燃烧产生大量白烟
D.热水中白磷燃烧过程中发生了化学变化
【答案】B
【详解】A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,故从装置①推入溶液可提供燃烧需要的氧气,该选项说法正确;
B、③处的白磷燃烧,说明温度达到着火点以上,但不能说明白磷的着火点就是80°C,该选项说法错误;
C、磷燃烧生成五氧化二磷,②处的白磷加热后燃烧产生大量白烟,该选项说法正确;
D、白磷燃烧生成五氧化二磷,过程中有新物质生成,属于化学变化,该选项说法正确。
故选:B。
12、某兴趣小组利用氧气传感器探究不同物质在空气中燃烧的耗氧量情况.足量蜡烛和红磷分别在相同的密闭容器中燃烧,测定的氧气含量变化如图所示.下列判断正确的是
A.可燃物只要有氧气,达到着火点就可以燃烧
B.到a点时,蜡烛燃烧消耗了的氧气
C.到c点时,容器中氮气的含量为
D.红磷燃烧过程中,b点和c点时容器内物质总质量相等
【答案】D
【详解】A、由图可知,蜡烛、红磷熄灭时,氧气体积分数均不是零,说明可燃物与氧气接触,且氧气需要达到一定浓度,温度达到着火点,才能燃烧,不符合题意;
B、由图可知 ,a点时容器内氧气体积分数为16%,不是蜡烛燃烧消耗了16%的氧气,不符合题意;
C、由图可知,c点时容器内氧气的体积分数为10%,其它气体的含量为90%,空气中除了氮气、氧气,还含有其它气体,故c点时,容器中氮气的含量小于90%,不符合题意;
D、根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则红磷燃烧过程中,b点和c点时容器内物质总质量相等,符合题意。
故选D。
二、填空题(本题包括4题,共23分,每空1分,化学方程式除外)
13.(5分)阅读下列科技短文并回答问题。
纵观历史长河,人类社会自使用火种以来,能源利用经历了“薪柴向煤炭”“煤炭向油气”“油气向新能源”的3次转变,伴生了4次科技(工业)革命。每一次能源的更替都伴随着生产力的巨大飞跃,极大地促进了人类社会的发展。从化学角度看,能源革命的本质就是“减碳趋氢”的过程,即逐渐减少高碳(煤炭)、中碳(石油)、低碳(天然气)能源的使用,大力发展零碳(氢能等)能源,提高其在能源结构中的占比。
CO2作为主要的温室气体导致全球变暖,已是不争的事实。除了从源头出发,减少使用含碳化石能源,发展零碳新能源,从而降低碳排放速度;另一种是从末端出发,对产生的CO2进行捕集、封存及资源化利用。因为,从另一个角度看,CO2又是经济、安全、可持续的碳资源,开发高效的CO2规模化利用技术,将其定向转化为高附加值的化学品或燃料,实现CO2资源化利用,促进自然界碳循环回归平衡,将成为助力“碳达峰”“碳中和”的必经之路。
(1)煤、石油、天然气都属于_________(填“可再生”或“不可再生”)能源,目前能源革命的本质是
用 代替化石能源。
(2)科学家将捕集到的CO2,在催化剂作用下,通过间接加氢工艺将压缩的混合气体转化为粗CH3OH(甲醇),然后,经过蒸馏得到清洁CH3OH。写出该过程中发生反应的化学方程式_____________________________。
(3)有人认为,将CO2全部除去就可以彻底消除温室效应,请从CO2作用和温室效应产生的原因,说出你的理由___________________________。
【答案】(1)不可再生 氢能 (2)
(3)不能通过将CO2全部除去来消除温室效应,因为CO2既是重要的工业原料也是光合作用的原料,而且引起温室效应的气体不仅仅是CO2,还有其它气体
【详解】(1)煤、石油、天然气使用之后短期内无法重新生成,它们都属于不可再生能源。
从化学角度看,能源革命的本质就是“减碳趋氢”的过程,即逐渐减少高碳(煤炭)、中碳(石油)、低碳(天然气)能源的使用,大力发展零碳(氢能等)能源,提高其在能源结构中的占比。
(2) 根据题目信息,CO2与H2在催化剂作用下反应生成CH3OH,根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和个数不变,H,中不含C、O原子,1个CO2分子含有1个C原子、2个O原子,而1个CH3OH分子中含有1个C原子、1个O原子,则一定存在另外的含有O原子的生成物。由于另一种反应物是H2,则另外的生成物是H2O,该反应是CO2与H2在催化剂作用下反应生成CH3OH、H2O,化学方程式为:
(3)大气中CO2含量过高会造成温室效应,能造成温室效应的气体除CO2外还有甲等。另外,CO2既是重要的工业原料也是光合作用的原料,若将CO2全部除去,则许多工业生产以及自然界的碳循环都无法进行,故填:不能通过将CO2全部除去来消除温室效应,因为CO2既是重要的工业原料也是光合作用的原料,而且引起温室效应的气体不仅仅是CO2,还有其它气体。
14.(6分)下图是实验室制取和收集气体的装置,回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)写出实验室制取氢气反应的化学方程式 。与A装置相比,B装置的优点是 。
(3)若用D装置收集二氧化碳,则气体应从 端进入(填“b”或“c”)。已知CO2在水中的逸出速率大于溶解速率,故 (填“能”或“不能”)用排水法收集到二氧化碳。
【答案】(1)锥形瓶
(2) 可以控制反应的发生与停止
(3) c 能
【详解】(1)仪器a的名称是锥形瓶;
(2)实验室制取氢气的原理是锌与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,化学方程式为;
A装置、B装置都是固液常温型发生装置,其中B装置中有活塞和多孔隔板,锌粒放在多孔隔板上,稀硫酸从长颈漏斗加入,关闭活塞,反应生成的气体增多使装置内压强增大,稀硫酸被压入长颈漏斗内,固液分离反应停止,打开活塞,气体导出使装置内压强减小,稀硫酸重新流入装置内,固液接触反应发生,因此与A装置相比,B装置的优点是可以控制反应的发生与停止;
(3)若用D装置收集二氧化碳,由于二氧化碳密度比空气大,所以气体应从c端进入;
已知CO2在水中的逸出速率大于溶解速率,说明二氧化碳可以在集气瓶内存储,排出内部的水,故能用排水法收集到二氧化碳。
15.(6分) 能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。
(1)化石燃料包括煤、 、天然气。
(2)煤燃烧时排放的SO2等污染物会形成 。
(3)为推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式,在工业生产中,要尽量吸收不可避免的碳排放。一种利用NaOH溶液来吸收CO2的流程如图所示。回答下列问题。
①X的化学式是 。
②一定条件下,合成塔中发生反应生成甲醇(CH3OH)和一种常见的液体物质,则该合成塔中发生反应的化学方程式为 。
③甲醇是一种无色透明,具有挥发性的液体,有毒性,能损伤视神经。在空气中燃烧生成水和二氧化碳。可用于制造生长促进剂,还可以用来生产甲醛。下列有关甲醇的用途,说法正确的是 (填标号)。
A.作为燃料 B.用于配制饮用酒
C.制甲醛 D.制造生长促进剂
【答案】(1)石油 (2)酸雨
(3)CaCO3 ACD
【详解】(1)化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂的变化而形成的,主要有煤、石油、天然气;
(2)二氧化硫过多会导致酸雨;
(3)①X经高温煅烧可生成氧化钙和二氧化碳,故X是碳酸钙,化学式为CaCO3;
②分析流程图可知,二氧化碳和氢气一定条件下在合成塔中发生反应生成甲醇(CH3OH)和一种常见的液体物质水,反应的方程式为:;
③物质的性质决定用途:
A、甲醇在空气中燃烧生成水和二氧化碳,说明甲醇具有可燃性,可作燃料,说法正确;
B、甲醇有毒,不能食用,无法配制饮用酒,说法错误;
C、甲醇可以用来生产甲醛,说法正确;
D、甲醇可用于制造生长促进剂,说法正确;
故选ACD。
16.(6+3)碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题,开展项目式学习。
【任务一】认识碳单质的性质与用途
(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是 。
(2)中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到的石墨性质是______(填字母)。
A.可燃性 B.滑腻感 C.还原性 D.导电性
【任务二】利用碳的可燃性探究可燃物燃烧的条件
(3)同学们利用木炭按下列实验步骤展开探究:
步骤1:组装好仪器,在Ⅰ处放入木炭,从Ⅱ处通入气体X。
步骤2:在Ⅰ处点燃酒精灯加热,观察现象。
步骤3:将Ⅱ处通入的气体换为N2,观察现象。
①气体X为 。
②对比步骤1和步骤2中现象可知,可燃物燃烧的条件之一是 。
③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊,则步骤2试管中一定发生的反应是 (用化学方程式表示)。
(注意:答对(4)奖励3分,化学试卷总分不超过40分)
【任务三】碳还原氧化铜实验的探究
(4)实验室在真空密闭容器内、相同温度下,按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验,利用数字化仪器绘制出的密闭容器中气体的质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注:“目数”是指固体的粗细度,目数越大,颗粒越小)
实验编号
碳粉质量/g
目数规格
氧化铜粉质量/g
对应曲线
1
3
200目
40
a
2
3
1000目
40
b
3
6
1200目
80
c(待画)
①分析a、b两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉“目数”与反应速率之间的关系为 。由图像可知实验I和实验2最终生成气体的质量相等,原因是 。
②请在图中画出曲线c的大致位置及变化趋势。
【答案】(1)碳原子的排列方式不同 (2)AC (3)O2/氧气 温度达到可燃物的着火点
(4) 碳粉的目数越大,反应速率越快 反应物的质量相等
【详解】(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是碳原子的排列方式不同;
(2)高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到的石墨性质是可燃性和还原性,故选:AC;
(3)①木炭燃烧需要氧气,则气体X为氧气;
②步骤1组装好仪器,在Ⅰ处放入木炭,从Ⅱ处通入氧气,木炭与氧气接触但温度没有达到着火点,所以不燃烧;步骤2在Ⅰ处点燃酒精灯加热,木炭与氧气接触且温度达到着火点,所以燃烧;对比步骤1和步骤2中现象可知,可燃物燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点;
③实验过程中观察到Ⅲ处澄清石灰水变浑浊,则步骤2试管中一定发生的反应是木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,化学方程式为;
(4)①分析a、b两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉“目数”与反应速率之间的关系为碳粉的目数越大,反应速率越快;由图像可知实验1和实验2最终生成气体的质量相等,原因是反应物的质量相等;
②结合表格数据可知,实验3中反应物的质量是实验1、2的1倍,则生成气体的质量也是实验1、2的1倍,碳粉的目数越大,反应速率越快,所以实验3的反应速率比实验1、2快,则曲线c的大致位置及变化趋势如图所示:。
三、计算题(本题5分)
17.明代《天工开物》一书关于“火法炼锌”的记载:把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐,泥封,“其底铺薪,发火煅红”,“冷定毁罐取出”。其生产锌的化学方程式为:C+2ZnO2Zn+CO2↑。
(1)试计算生产13g锌理论上消耗氧化锌的质量。
(2)“冷定毁罐取出”的目的是 。
【答案】(1)解:设生产13g锌理论上消耗氧化锌的质量为x。
答:生产13g锌理论上消耗氧化锌的质量为16.2g。
(2)防止热的锌重新被氧化
【详解】(1)计算过程见答案;
(2)“冷定毁罐取出”的目的是防止热的锌重新被氧化。
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