6.2 化石燃料的利用题型专练--2025-2026学年九年级化学鲁教版上册

本讲义聚焦化石燃料的利用及碳单质核心知识点，系统梳理化石燃料的组成、燃烧影响，碳单质的结构与性质，构建“组成-性质-用途-影响”的学习支架，衔接宏观现象与微观本质。 资料通过典型例题与“举一反三”题组结合，融入古籍记载与现代科技案例，培养科学思维与态度。题型多样，课中辅助教学，课后帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

鲁教版（2024）九年级上册 第六单元 控制燃烧第二节 化石燃料的利用 题型专练 【题型1】化石燃料及其燃烧 下列有关说法正确的是     (　　) A.石油是古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是可再生能源 B.石油与煤、酒精被称为“三大化石燃料”，都是混合物且具有可燃性 C.煤的干馏和石油的分馏都是物理变化 D.汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青等均是石油炼制的产品 【举一反三1】《汉书》中记载：“高奴县有洧水，可燃”。这里地下冒出的黑色“洧水”指的是（　　） A.石油 B.猪油 C.矿泉水 D.盐湖水 【举一反三2】石油古称“洧水”。《汉书》记载“高奴（县）有洧水可燃”；《梦溪笔谈》描述“洧水”：“予知其烟可用、试扫其烟为墨，黑光如漆”。下列有关“洧水”的说法错误的是（　　） A.石油中主要含有碳元素和氢元素 B.“洧水”具有可燃性，是可再生资源 C.煤、石油、天然气是三大化石能源 D.“其烟”主要成分是炭黑，可用于制墨 【举一反三3】2021年11月,我国“油转化”技术首次工业化应用成功。下列有关石油的说法正确的是（　　） A.石油是纯净物 B.石油是一种化工产品 C.石油分馏利用了石油中各成分密度不同 D.石油可用于制造液化石油气 化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源。 (1)化石燃料包括煤、石油、          等，均属于              (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)目前，多数汽车使用的燃料是        ，它们燃烧时会产生对空气造成污染的物质，为了减少汽车尾气对空气的污染，我国大力发展新能源汽车。 (3)          埋藏于海底的沉积物和陆地冻土层中，其中主要含有甲烷水合物，将成为未来新能源。 化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源。 (1)化石燃料包括煤、石油、          等，均属于              (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)目前，多数汽车使用的燃料是        ，它们燃烧时会产生对空气造成污染的物质，为了减少汽车尾气对空气的污染，我国大力发展新能源汽车。 (3)          埋藏于海底的沉积物和陆地冻土层中，其中主要含有甲烷水合物，将成为未来新能源。 【举一反三6】化学与我们的生产、生活息息相关。 （1）苹果果肉暴露在空气中，会逐渐变色，因为发生了 　 　（填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”）。 （2）生活中常用 　 　的方法降低自来水的硬度。 （3）饮料雪碧中的溶剂是 　 　。 （4）汽油是化石燃料 　 　加热炼制得到的。 （5）炒菜时油锅中的油不慎着火，可采用的一种灭火方法是 　 　。 【题型2】化石燃料燃烧对环境的影响 【典型例题】煤不完全燃烧时，排放出污染环境的气体是(　　) A. CO 和CO₂ B. SO₂和CO₂ C. SO₂、NO₂和CO₂ D. NO₂、SO₂和CO 【举一反三1】从全球环境保护的角度分析，减少“酸雨”产生的措施是(　　) ①少用煤作燃料；②把工厂的烟囱建高；③减少天然气的使用；④开发不产生SO₂、NO₂气体的新能源 A.①② B.①③ C.①④ D.②③④ 【举一反三2】我国强调要在2030年实现“碳达峰”，在2060年实现“碳中和”。“圆梦”小组同学确立了以“碳中和”为主题的学习内容，力求构建碳中和理念，努力践行低碳行动。请你参与完成以下任务。 任务一：认识“碳中和”。 (1)结合图1所示“碳中和”公益图，“碳中和”是指二氧化碳的排放总量与　　　　相抵消，实现二氧化碳的净零排放。 任务二：揭秘“碳循环”。 (2)从图2中可以看出，自然界中产生二氧化碳的途径主要有微生物分解作用、呼吸作用和　　　　。请你写出天然气(主要成分为CH4)完全燃烧的化学方程式　　　　　 。 (3)自然界吸收二氧化碳的途径有　　　　 、岩石吸收和水体吸收等。岩石(主要成分为碳酸钙)可以吸收二氧化碳生成碳酸氢钙[]，请你写出这一过程发生反应的方程式　　　　。 【举一反三3】下图为我省某地环境监测站2012年和2024年记录的大气中二氧化硫的浓度数据，请分析数据并回答下列问题： (1)二氧化硫是大气污染物之一，大气中二氧化硫浓度过高会引发哪些环境问题？（答一点即可） (2)2012年该地区冬季二氧化硫浓度超过其他季节，写出造成该情况的可能原因。 (3)由2024年的数据可知，该地区大气中二氧化硫的浓度得到了有效控制，该地区为了减少大气中二氧化硫的浓度可能采取了哪些措施？（答一点即可） 【举一反三4】阅读科普短文，回答下列问题。 自然界中的“氮循环” 　　在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 　　将大气中的氮气转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定。大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮；人类则通过控制条件，将氮气转化为氮的化合物，实现人工固氮。工业合成氨是重要的人工固氮途径，不仅为农作物的生长提供必需的氮元素，也为其他化工产品的生产提供了重要原料。 　　N2是合成氨工业的重要原料，氨气(NH3)能制造化肥，还能通过催化氧化生产硝酸(HNO3)，在雷雨天气或者发动机工作过程中的高温或放电的条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2.大气中过量的NOx和水体中过量的、均是污染物。催化还原可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的转化为N2，从而保证大气中的氮气含量基本不变。自然界多种形态的氮及其化合物间的相互转化，形成了自然界的“氮循环”(如图)。 (1)我国《地表水环境质量标准》中规定：一级饮用水源中氨氮含量为小于0.5mg/L。氨氮含量为0.5mg/L的含义是　　　　　。 (2)机动车尾气中含有NO的原因可能是　　　　　。 (3)氨气在加热和有催化剂(如铂)的条件下，与氧气反应生成一氧化氮和水。写出反应的化学方程式：　　　　　　。 (4)下列叙述正确的是　　　　(填字母)。 A．自然界中存在氮循环，空气中N2的含量相对稳定 B．水体中过量的、转化为N2的过程属于氮的固定 C．科研人员将N2与H2O在一定条件下转化为NH3和O2可实现人工固氮 【题型3】常见的碳单质 【典型例题】模型建构是化学学习的重要思想，下列模型正确的是（　　） A. 原子结构 B. C60分子结构 C. 地壳中元素含量 D. 氯元素化合价 【举一反三1】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质却有明显差异。其原因是(　　) A.构成它们的原子大小不同 B.构成它们的原子数目不同 C.金刚石和石墨由不同的原子构成 D.金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同 【举一反三2】金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的冰，原理如图。有关说法错误的是(　　) A.金刚石由原子构成 B.过程中金刚石转化成了石墨 C.“热冰”和水所含的分子化学性质相同 D.水转化为“热冰”过程中分子间隔变小 【举一反三3】根据三种碳单质的结构示意图回答下列问题。 (1)物质甲的名称是________________。 (2)物质乙是由_______(填“分子”或“原子”)构成的，在一定条件下物质乙可以转化为物质甲，该反应属于______(填“物理”或“化学”)变化。 (3)物质丙的化学式是____________，从其化学式可以获得的信息是________________________________。 【举一反三4】       地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.5%，其余是海水或咸水，海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施，全球海水淡化水用途如图1所示。        海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大、成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制。有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。 依据上文，回答下列问题。 （1）全球海水淡化水用途排在首位的是 　 　　　　 　。 （2）热分离法中，水发生了 　　　　　    　（填“物理变化”或“化学变化”）。限制热分离法大规模应用的原因是 　　　　　　　　　      　。 （3）石墨烯海水淡化膜允许 　　　　　  　通过。 （4）石墨烯、金刚石和C60均属于碳单质，下列正确的是 　     　（填字母）。 a.都由碳元素组成 b.都由碳原子构成 c.物理性质相似 （5）提出爱护水资源的一条建议 　　　　　　　　　  　。 【题型4】碳单质的物理性质和用途 【典型例题】碳元素是人类接触和利用最早的元素之一、由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图： 下列有关说法错误的是(　　) A.碳纤维属于无定形碳 B.一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化 C.不同碳单质中碳原子的排列方式不同 D.不同的碳单质，化学性质相似 【举一反三1】下列关于碳和碳的氧化物说法中正确的是(　　) A.金刚石切割玻璃——硬度大 B.石墨作电车的电刷——质软 C.活性炭净化水的过程中发生的是化学变化 D.一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，所以化学性质相同 【举一反三2】物质的用途与性质对应关系不合理的是(　　) A.碳素墨水书写档案——稳定性 B.石墨作电池电极——导电性 C.焦炭冶炼金属——可燃性 D.金刚石切割玻璃——硬度大 【举一反三3】化学源于生活，生活中蕴含着许多化学知识。 （1）自来水厂净水过程中除去色素和异味用到 　      　，其具有吸附作用。 （2）金刚石和石墨都由碳元素组成，但金刚石很硬，而石墨却很软。其原因是 　　　　　 　。 【举一反三4】      金刚石除用作珠宝外，还在工业和高科技领域有着广泛用途。华为公司与哈尔滨工业大学成功将金刚石和硅集成在一起，制造的芯片散热更好，提高了芯片的运算性能和稳定性。金刚石还可用于人造关节表面处理，相比于传统金属关节，其耐磨性和耐腐蚀性更强，可减少炎症发生。       现阶段已有多种方法人工制备金刚石。早期方法是将石墨转化为金刚石，主要有爆炸法、高温高压法等，而中科院科研团队发现一种在金刚石晶种中通入甲烷，在较低能量作用下培育金刚石的新方法，如图所示。 依据上文，回答下列问题。 （1）结构决定性质，性质决定用途。请将下列物质及其结构、性质以连线方式关联。 将石墨转化为金刚石，从结构上看，　           　发生改变。 （2）由物质用途亦可反推其性质。金刚石和硅集成芯片相较于硅芯片，运算性能和稳定性更强，反映了金刚石还具有较好的 　     　性。 （3）中科院团队用甲烷培育金刚石的同时生成另一种单质，其化学方程式为 　　　　　　，该反应属于 　     　反应（填基本反应类型）。该方法的优点是 　       　。   【题型5】碳单质综合 【典型例题】金刚石、石墨、C60都由碳元素组成，下列有关这三种物质的叙述，正确的是（　　） A.物理性质相同 B.碳原子的排列方式不同 C.在氧气中充分燃烧的产物不同 D.石墨转化为金刚石是物理变化 【举一反三1】有关金刚石和石墨的下列说法正确的是(　　) A.都很软，可做润滑剂 B.碳原子的排列方式相同 C.完全燃烧后的产物都是二氧化碳 D.都是由碳元素组成的物质，故性质相同 文房四宝——笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展历史上发挥了重要作用。 【举一反三2】(1)在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的          (填字母)有相似之处。 a.沉降 b.过滤 c.吸附 d.蒸馏 (2)《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色的原因是                      。 (3)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的       性。 【举一反三3】阅读短文，回答问题。 　　石墨烯—改变世界的神奇新材料，石墨烯是一种单层碳原子晶体，石墨烯的厚度只有0.335nm。是目前为止最薄的二维纳米碳材料。石墨烯具有优良的性能，在纺织、电子等领域具有广泛应用。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域，纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发。家用一种非常简单易行的机械剥离法得到石氯化钾。2004年，科学家用一种非常简单易行的机械剥离法得到石墨烯。之后，制备石墨烯的新方法层出不穷，工业上可采用甲烷在高温和Cu—Pd催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气。随着科技水平的提升，石墨烯的应用前景会十分广阔。 (1)石墨烯是由 　　　　(填“分子”“原子”或“离子”)构成的。 (2)从材料可知，石墨烯在纺织面料中的作用是　　　　。 (3)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为　　　　。 (4)请写出工业上制取石墨烯的化学方程式：　　　　。 (5)碳单质还有一种最硬物质可以用来切割玻璃，这种物质是　　　　。 (6)碳单质物理性质存在差异原因　　　　，但是它们的化学性质相同，书法家、画家用墨书写字画能保存很长时间不变色是因为　　　　。 【题型6】碳单质的稳定性 【典型例题】北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色(墨是由炭黑制成)，其原因是(　　) A.炭黑发生了变化 B.炭黑具有很强的吸附性 C.碳单质不溶于水 D.碳在常温下化学性质不活泼 【举一反三1】笔、墨、纸、砚并称为文房四宝，其中“墨”的主要成分是炭黑。用炭黑墨汁绘写的字画长久不变色，利用的是炭黑（　　） A.熔点高 B.具有可燃性 C.难溶于水 D.常温下化学性质稳定 【举一反三2】下列叙述中，主要利用了单质碳在常温下化学性质稳定的是（　　） ①档案材料要用碳素墨水填写 ②木桩埋入地里的一段用火将其表面烤焦 ③石墨做铅笔芯 ④古代用墨汁写字绘画 ⑤石墨粉作耐高温的润滑剂． A.①④⑤ B.①②④ C.②③④ D.①③⑤ 【举一反三3】书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是（　　） A.碳是黑色的 B.碳粉末细小 C.碳不溶于水 D.常温下碳化学性质稳定 【举一反三4】如图，东晋王珣的《伯远帖》被列为“天下十大行书”之一，保存至今仍不变色，主要是因为其所用墨汁中的炭黑（　　） A.是黑色固体 B.具有吸附性 C.常温下化学性质稳定 D.具有还原性 【举一反三5】二维材料是一类新兴材料(如图)，我国科研人员在二维过渡材料碲化物及二维材料石墨烯的制备方向取得新进展。石墨烯因其奇特的超导、导电、磁性、催化活性等物理和化学性质，在催化、储能、光学等领域展现出重要应用潜力。 (1)二维材料石墨烯是一种　　　　 (填“单质”或“化合物”)。 (2)二维材料石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是　　　。 (3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下　　　　。 【举一反三6】陕西省历史博物馆被誉为“古都明珠，华夏宝库”。 (1)馆内众多的古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是在常温下，碳单质的化学性质　　　　　　　。 (2)博物馆内的历代陶俑千姿百态。陶俑的化学成分主要是CaSiO3等物质，CaSiO3中硅元素的化合价为 　　　　　　　。 (3)馆内展出文物众多，但铁制文物相对较少，原因是铁制品容易生锈，其生锈后的主要成分为红棕色的氧化铁，写出氧化铁的化学式　　　　　　　。 【举一反三7】二维材料是一类新兴材料(如图)，我国科研人员在二维过渡材料碲化物及二维材料石墨烯的制备方向取得新进展。石墨烯因其奇特的超导、导电、磁性、催化活性等物理和化学性质，在催化、储能、光学等领域展现出重要应用潜力。 (1)二维材料石墨烯是一种　　　　 (填“单质”或“化合物”)。 (2)二维材料石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是　　　。 (3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下　　　　。 【题型7】碳单质的可燃性 【典型例题】下面分别是金刚石(甲)、石墨(乙)、(丙)的结构示意图，下列说法正确的是(　　) A.三种单质中，所有的碳原子均静止不动 B.石墨具有可燃性，金刚石和不具有可燃性 C.石墨中碳原子之间没有间隔 D.金刚石薄膜导热性好，可用于集成电路基板散热 碳能与氧气、某些氧化物发生化学反应，下列关于三个反应的说法错误的是 (　　) ①2C+O22CO ②C+O2CO2 ③C+CO22CO A.上述三个反应中碳元素表现出两种化合价 B.上述三个反应都属于化合反应 C.上述三个变化中的最小粒子都是碳原子和氧原子 D.等质量碳在氧气中燃烧的生成物不同是因为参加反应的氧气的质量不同 【举一反三2】金刚石和石墨在氧气充足的条件下完全燃烧都会生成 　        　。 【举一反三3】化学反应中，物质发生变化的同时伴随着能量变化。燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。 (1)宋代《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，炉膛口较小，松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的黑烟可用于制墨。“立窑烧烟法”利用了松木的　　　　(填“充分”或“不充分”)燃烧。 (2)活性炭具有很多的微孔结构，可用作储氢材料，这是利用活性炭的　　　　性。氢化物储氢是利用氢气与金属(如Li)反应生成金属氢化物(如LiH)，从而进行氢的储存，该过程属于　　　　(填“物理变化”或“化学变化”)。 【举一反三4】阅读科普材料，用所学化学知识回答下列问题。 　　化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学。在分子、原子层次上改变原子的排列方式就可以创造新物质。 　　在超高压和高温条件下，石墨中某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式，就得到金刚石。 　　C60分子是由12个正五边形和20个正六边形构成的完美对称的笼状分子。C60分子形似足球，被形象地称为“足球烯”。C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽，可用于超导、催化等领域，在C60的使用中注意一定要远离火源。 　　碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米，其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异，可制作金属催化载体，用于计算机芯片等前沿领域。 　　石墨烯中的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发。2004年，科学家用一种非常简单易行的机械剥离法得到石墨烯，之后，制备石墨烯的新方法层出不穷，工业上可采用甲烷在高温和Cu-Pd催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气。随着科技水平的提升，石墨烯的应用前景会十分广阔。 (1)文中能表示石墨微观结构的是　　　　(填写文中字母“B或C”)。 (2)推测C60的一个物理性质是　　　　。 (3)碳纳米管的弹性较好、易于弯曲，这些性质都源于它是　　　　结构。 (4)写出石墨烯燃烧的化学方程式　　　　。 (5)文中涉及的碳单质家族中各物质物理性质存在差异，可能的原因是　　　　。 【举一反三5】乙醇在生产生活中有着广泛的应用。下图是利用煤制备乙醇的一种流程。 查阅资料：煤主要含有碳、氢、氧、硫等元素。 (1)“气化”前，需将煤磨细，其目的是　　　　。 (2)“气化”：含多个反应，写出与在高温下反应的化学方程式　　　　(写一个即可)，该反应的基本反应类型为　　　　。 (3)“净化”：为提高产率，需除去　　　　等气体杂质(忽略水蒸气的影响)。 (4)乙醇可作燃料，这是利用乙醇的　　　　(写一条化学性质)。 【题型8】化石燃料及其综合利用 【典型例题】下列关于化石能源的叙述中，不正确的是（　　） A.煤可用于发电 B.石油炼制可得到多种产品 C.天然气的主要成分是甲烷 D.化石能源只能通过燃烧加以利用 【举一反三1】 “盐穴储气”是一种地下储能技术、储气时采集盐水，注水时排天然气，原理如图所示，回答下列题，下列说法正确的是（　　） A.天然气是可再生能源 B.从n端进水可排天然气 C.从m端进气可采集盐水 D.天然气难溶于盐水 【举一反三2】我国海洋拥有丰富的石油资源，开采的石油经炼制可得到不同的产品，下列不属于石油炼制产品的是(　　) A.柴油 B.煤焦油 C.煤油 D.润滑油 化学与科技生产息息相关。 【举一反三3】（1）中国芯彰显中国“智”造。芯片的基材主要是高纯硅，其反应微观示意图如图1所示。 ⅰ.该反应涉及 　 　       种单质；反应的化学方程式为 　 　             。 ⅱ.乙物质可用于燃料电池、供热、发电等。它作为燃料的优点有 　 　            （写一点）。利用图2中的电解水装置制取时，它会在 　 　           （填字母）管中产生。 （2）中国古代化学工艺历史悠久、成就卓越。 ⅰ.《韩非子》中记载有“厚涂以备火”，战国时期就有在建材上涂抹厚厚的泥浆，以防止火灾。从燃烧条件的角度分析，此法的原理是 　 　                 。 ⅱ.《汉代古火井碑序》记载：“诸葛丞相躬莅视察，改进技法，刳斑竹以导气（气指沼气），引井火以煮盐”。沼气的主要成分是 　 　         （填化学式）；下列物质与沼气主要成分相同的是 　 　（填字母序号）。 a.煤 b.石油 c.天然气 【举一反三4】能源环境与人类的生活和社会发展密不可分。 (1)目前人类使用的传统燃料来自化石燃料，如　　　　（填一种）。 (2)为了节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染，可使用车用乙醇汽油作为汽车燃料，写出乙醇的化学式　　　　； (3)请列举一种低碳措施　　　　。 天然气在很多地区已取代煤成为家庭的主要燃料。 (1)天然气的主要成分CH4完全燃烧的化学方程式是                  。 (2)计算 1 g CH4 完全燃烧产生CO2的质量(精确到 0.01 g)，填入下表中。 (3)从下表数据分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点是              。 【举一反三5】 【题型9】调查家用燃料的变迁与合理使 【典型例题】家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料的主要成分)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.煤、石油、天然气都属于化石燃料 C.管道煤气有毒 D.丁烷中碳、氢元素的质量之比为4︰10 【举一反三1】如图表示某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(　　) 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 【举一反三2】如图所示为广州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 (　　) A.煤中主要含有碳元素，还含有氢、硫等元素，煤是清洁燃料 B.液化石油气是石油化工的一种产品 C.家用燃料燃烧时均放出热量 D.煤、石油、天然气都是化石燃料 【举一反三3】合理利用化石燃料资源，是值得我们探索的课题，根据下列材料，回答下列问题： 材料一：上册教材表7-3是2009年我国化石能源基础储量和年产量，以下为部分数据。 材料二：益阳市家用燃料的使用，经历了如图所示的过程，括号中的物质是对应燃料的主要成分。 (1)根据材料一提供的数据；从2009年起，估算煤只可开采 106.9年，请你对化石燃料的使用或开发提出一条合理的建议：____________________________________。 (2)下列对益阳市燃料使用的相关说法正确的是____________ (填字母)。 A.蜂窝煤燃烧时排放出SO₂和NO₂等污染物 B.益阳市燃料的使用经历图说明燃料的燃烧利用率在逐步提高 C.管道天然气主要成分比罐装液化石油气主要成分的含碳量更高 【举一反三4】同学们对我市“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了项目式学习活动。 任务一：调查家用燃料的变迁 (1)将煤制成蜂窝煤可以使煤燃烧更充分的原因是　　　　  。 (2)下列说法中正确的是　　　　（填字母）。 A．液化石油气不慎泄漏时，应立即关闭阀门 B．液化石油气是石油化工的一种产品，加压储存在钢瓶中 C．家用天然气泄漏报警器可监测天然气是否泄漏，应该安装在高处 任务二：探究天然气的燃烧产物 ［查阅资料］CO能使新鲜鸡血变为桃红色。 ［提出问题］ (3)天然气燃烧会产生哪些物质？ 猜想I：　　　　  ；猪想II：CO和；猪想III：和。 ［进行实验］ (4)填表： ［反思与评价］ (5)步骤2中发生反应的化学方程式是　　　　　　。天然气充分燃烧的化学方程式是　　　　  。 (6)当天然气燃烧不充分时，火焰偏黄，锅底容易变黑，结合反应相关物质思考，锅底的黑色物质可能是　　　　　　。 任务三：认识燃料变迁的意义 (7)燃料变迁反映了人类对能源需求的不断变化，推动了工业化和城市化进程，提高了能源利用效率，减少了环境污染。未来燃料的发展趋势是开发和利用清洁、高效的新能源，向清洁低碳方向转变，请写出一种正在开发和利用的新能源　　　　  。 鲁教版（2024）九年级上册 第六单元 控制燃烧第二节 化石燃料的利用 题型专练（参考答案） 【题型1】化石燃料及其燃烧 下列有关说法正确的是     (　　) A.石油是古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是可再生能源 B.石油与煤、酒精被称为“三大化石燃料”，都是混合物且具有可燃性 C.煤的干馏和石油的分馏都是物理变化 D.汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青等均是石油炼制的产品 【答案】D 【举一反三1】《汉书》中记载：“高奴县有洧水，可燃”。这里地下冒出的黑色“洧水”指的是（　　） A.石油 B.猪油 C.矿泉水 D.盐湖水 【答案】A 【解析】石油是从有机物质中形成的，包括植物、动物和微生物残骸。在这些有机物质死亡之后，它们逐渐被埋在深层的沉积岩层中，受到地热和地压的作用，随着时间的推移，这些有机物质发生了化学反应，最终形成了石油，石油为黑色液体，可燃，故这里地下冒出的黑色“洧水”指的是石油。 【举一反三2】石油古称“洧水”。《汉书》记载“高奴（县）有洧水可燃”；《梦溪笔谈》描述“洧水”：“予知其烟可用、试扫其烟为墨，黑光如漆”。下列有关“洧水”的说法错误的是（　　） A.石油中主要含有碳元素和氢元素 B.“洧水”具有可燃性，是可再生资源 C.煤、石油、天然气是三大化石能源 D.“其烟”主要成分是炭黑，可用于制墨 【答案】B 【解析】“洧水”即为石油，石油中主要含有碳元素和氢元素，故A正确。“洧水”即为石油，石油具有可燃性，石油属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B错误。煤、石油、天然气是三大化石能源，故C正确。石油中含有碳元素，不完全燃烧生成炭黑，“其烟”的主要成分为燃烧不充分产生的炭黑，炭黑可用于制墨，故D正确。 【举一反三3】2021年11月,我国“油转化”技术首次工业化应用成功。下列有关石油的说法正确的是（　　） A.石油是纯净物 B.石油是一种化工产品 C.石油分馏利用了石油中各成分密度不同 D.石油可用于制造液化石油气 【答案】D 【解析】石油中含有汽油、煤油等多种物质，是一种混合物，A错误；石油是一种化工原料，不是化工产品，B错误；石油分馏是利用石油中各成分沸点的不同进行分离的，C错误；石油可用于制造液化石油气，D 正确。 化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源。 (1)化石燃料包括煤、石油、          等，均属于              (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)目前，多数汽车使用的燃料是        ，它们燃烧时会产生对空气造成污染的物质，为了减少汽车尾气对空气的污染，我国大力发展新能源汽车。 (3)          埋藏于海底的沉积物和陆地冻土层中，其中主要含有甲烷水合物，将成为未来新能源。 【答案】 (1)天然气　不可再生　(2)汽油　(3)可燃冰 化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源。 (1)化石燃料包括煤、石油、          等，均属于              (填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)目前，多数汽车使用的燃料是        ，它们燃烧时会产生对空气造成污染的物质，为了减少汽车尾气对空气的污染，我国大力发展新能源汽车。 (3)          埋藏于海底的沉积物和陆地冻土层中，其中主要含有甲烷水合物，将成为未来新能源。 【答案】 (1)天然气　不可再生　(2)汽油　(3)可燃冰 【举一反三6】化学与我们的生产、生活息息相关。 （1）苹果果肉暴露在空气中，会逐渐变色，因为发生了 　 　（填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”）。 （2）生活中常用 　 　的方法降低自来水的硬度。 （3）饮料雪碧中的溶剂是 　 　。 （4）汽油是化石燃料 　 　加热炼制得到的。 （5）炒菜时油锅中的油不慎着火，可采用的一种灭火方法是 　 　。 【答案】（1）缓慢氧化；（2）煮沸；（3）水或H2O；（4）石油；（5）用锅盖盖灭（合理即可）。 【解析】（1）苹果果肉暴露在空气中，会逐渐变色，因为苹果与空气中的氧气发生了缓慢氧化；（2）可溶性钙、镁化合物在加热时能形成沉淀，故生活中常用煮沸的方法降低自来水的硬度；（3）饮料雪碧中的溶剂是水；（4）汽油是化石燃料中的石油通过分馏得到的；（5）炒菜时油锅中的油不慎着火，可盖上锅盖，隔绝氧气，达到灭火的目的。 【题型2】化石燃料燃烧对环境的影响 【典型例题】煤不完全燃烧时，排放出污染环境的气体是(　　) A. CO 和CO₂ B. SO₂和CO₂ C. SO₂、NO₂和CO₂ D. NO₂、SO₂和CO 【答案】D 【解析】 煤不完全燃烧时，会产生一氧化碳，同时产生 SO2、NO2等空气污染物，二氧化碳排放过多会加剧温室效应，但现阶段不把二氧化碳作为空气的污染气体，没有列入空气质量监测，不属于空气污染物。 【举一反三1】从全球环境保护的角度分析，减少“酸雨”产生的措施是(　　) ①少用煤作燃料；②把工厂的烟囱建高；③减少天然气的使用；④开发不产生SO₂、NO₂气体的新能源 A.①② B.①③ C.①④ D.②③④ 【答案】C 【举一反三2】我国强调要在2030年实现“碳达峰”，在2060年实现“碳中和”。“圆梦”小组同学确立了以“碳中和”为主题的学习内容，力求构建碳中和理念，努力践行低碳行动。请你参与完成以下任务。 任务一：认识“碳中和”。 (1)结合图1所示“碳中和”公益图，“碳中和”是指二氧化碳的排放总量与　　　　相抵消，实现二氧化碳的净零排放。 任务二：揭秘“碳循环”。 (2)从图2中可以看出，自然界中产生二氧化碳的途径主要有微生物分解作用、呼吸作用和　　　　。请你写出天然气(主要成分为CH4)完全燃烧的化学方程式　　　　　 。 (3)自然界吸收二氧化碳的途径有　　　　 、岩石吸收和水体吸收等。岩石(主要成分为碳酸钙)可以吸收二氧化碳生成碳酸氢钙[]，请你写出这一过程发生反应的方程式　　　　。 【答案】(1)吸收总量 (2)化石燃料的燃烧 　CH4+2O2CO2+2H2O (3)光合作用　CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2 【解析】（1）“碳中和”是指二氧化碳的排放总量与吸收总量相抵消，即大气中二氧化碳的总量不增加，实现二氧化碳的净零排放。 （2）从图2中可以看出，自然界中产生二氧化碳的途径主要有微生物分解作用、呼吸作用和化石燃料的燃烧；甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，故反应的化学方程式写为：CH4+2O2CO2+2H2O。 （3）由图可知，自然界吸收二氧化碳的途径有光合作用、岩石吸收和水体吸收等；碳酸钙、水和二氧化碳反应生成碳酸氢钙，故反应的化学方程式写为：CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2。 【举一反三3】下图为我省某地环境监测站2012年和2024年记录的大气中二氧化硫的浓度数据，请分析数据并回答下列问题： (1)二氧化硫是大气污染物之一，大气中二氧化硫浓度过高会引发哪些环境问题？（答一点即可） (2)2012年该地区冬季二氧化硫浓度超过其他季节，写出造成该情况的可能原因。 (3)由2024年的数据可知，该地区大气中二氧化硫的浓度得到了有效控制，该地区为了减少大气中二氧化硫的浓度可能采取了哪些措施？（答一点即可） 【答案】(1)酸雨 (2)冬季取暖，燃烧化石燃料增多，产生更多二氧化硫 (3)推广清洁能源（如天然气）、安装烟气脱硫装置、减少燃煤等（合理即可） 【举一反三4】阅读科普短文，回答下列问题。 自然界中的“氮循环” 　　在自然界里，氮元素主要以氮分子的形式存在于空气中，部分氮元素存在于动植物体内的蛋白质中，还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中。自然界是怎样通过氮的循环为生物体提供氮元素的呢？ 　　将大气中的氮气转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定。大自然通过闪电释放的能量将空气中的氮气转化为含氮的化合物，或者通过豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨，从而实现自然固氮；人类则通过控制条件，将氮气转化为氮的化合物，实现人工固氮。工业合成氨是重要的人工固氮途径，不仅为农作物的生长提供必需的氮元素，也为其他化工产品的生产提供了重要原料。 　　N2是合成氨工业的重要原料，氨气(NH3)能制造化肥，还能通过催化氧化生产硝酸(HNO3)，在雷雨天气或者发动机工作过程中的高温或放电的条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2.大气中过量的NOx和水体中过量的、均是污染物。催化还原可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的转化为N2，从而保证大气中的氮气含量基本不变。自然界多种形态的氮及其化合物间的相互转化，形成了自然界的“氮循环”(如图)。 (1)我国《地表水环境质量标准》中规定：一级饮用水源中氨氮含量为小于0.5mg/L。氨氮含量为0.5mg/L的含义是　　　　　。 (2)机动车尾气中含有NO的原因可能是　　　　　。 (3)氨气在加热和有催化剂(如铂)的条件下，与氧气反应生成一氧化氮和水。写出反应的化学方程式：　　　　　　。 (4)下列叙述正确的是　　　　(填字母)。 A．自然界中存在氮循环，空气中N2的含量相对稳定 B．水体中过量的、转化为N2的过程属于氮的固定 C．科研人员将N2与H2O在一定条件下转化为NH3和O2可实现人工固氮 【答案】(1)每升饮用水源中“氨氮”的质量为0.5mg (2)在高温或放电的条件下，N2与O2反应生成NO (3) (4)AC 【解析】（4）由题文可知，自然界中存在氮循环，空气中N2的含量相对稳定，故A说法正确；将大气中的氮气转化为氮的化合物的过程叫作氮的固定，水体中过量的、转化为N2的过程，不属于氮的固定，故B说法错误；科研人员将N2与H2O在一定条件下转化为NH3和O2，是人类则通过控制条件，将氮气转化为氮的化合物，是人工固氮，故C说法正确。 【题型3】常见的碳单质 【典型例题】模型建构是化学学习的重要思想，下列模型正确的是（　　） A. 原子结构 B. C60分子结构 C. 地壳中元素含量 D. 氯元素化合价 【答案】B 【举一反三1】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质却有明显差异。其原因是(　　) A.构成它们的原子大小不同 B.构成它们的原子数目不同 C.金刚石和石墨由不同的原子构成 D.金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同 【答案】D 【举一反三2】金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的冰，原理如图。有关说法错误的是(　　) A.金刚石由原子构成 B.过程中金刚石转化成了石墨 C.“热冰”和水所含的分子化学性质相同 D.水转化为“热冰”过程中分子间隔变小 【答案】B 【解析】金刚石为碳单质，是由原子构成；过程中金刚石把水变成冰，金刚石没有发生变化；“热冰”和水都是由水分子构成，同种分子，化学性质相同；水转化为“热冰”过程中，压强增大，分子间的间隔减小。 【举一反三3】根据三种碳单质的结构示意图回答下列问题。 (1)物质甲的名称是________________。 (2)物质乙是由_______(填“分子”或“原子”)构成的，在一定条件下物质乙可以转化为物质甲，该反应属于______(填“物理”或“化学”)变化。 (3)物质丙的化学式是____________，从其化学式可以获得的信息是________________________________。 【答案】 (1)金刚石 (2)原子　　化学 (3)C60　　一个C60分子由60个碳原子构成(合理即可) 【举一反三4】       地球是一个美丽的“水球”，表面约71%被水覆盖，淡水仅占总水量的2.5%，其余是海水或咸水，海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施，全球海水淡化水用途如图1所示。        海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大、成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制。有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜，可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。 依据上文，回答下列问题。 （1）全球海水淡化水用途排在首位的是 　 　　　　 　。 （2）热分离法中，水发生了 　　　　　    　（填“物理变化”或“化学变化”）。限制热分离法大规模应用的原因是 　　　　　　　　　      　。 （3）石墨烯海水淡化膜允许 　　　　　  　通过。 （4）石墨烯、金刚石和C60均属于碳单质，下列正确的是 　     　（填字母）。 a.都由碳元素组成 b.都由碳原子构成 c.物理性质相似 （5）提出爱护水资源的一条建议 　　　　　　　　　  　。 【答案】（1）市政供水；（2）物理变化；能耗大、成本高；（3）水分子；（4）a；（5）淘米的水用来浇花。 【解析】（1）据全球海水淡化水用途图1可知，全球海水淡化水用途排在首位的是市政供水， （2）热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，没有生成新物质，所以热分离法中，水发生了物理变化；热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大、成本高，所以限制热分离法大规模应用的原因是能耗大、成本高。 （3）据石墨烯海水淡化膜工作原理图2可知，石墨烯海水淡化膜允许水分子通过。 （4）石墨烯、金刚石和C60都由碳元素组成，故a正确；C60是由碳分子构成的，石墨烯、金刚石是由碳原子构成，故b错误；金刚石硬度很大，石墨烯很软，二者物理性质不同，故c错误； （5）爱护水资源从我做起，淘米的水用来浇花，洗菜的水用来冲马桶等等，合理即可。 【题型4】碳单质的物理性质和用途 【典型例题】碳元素是人类接触和利用最早的元素之一、由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图： 下列有关说法错误的是(　　) A.碳纤维属于无定形碳 B.一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化 C.不同碳单质中碳原子的排列方式不同 D.不同的碳单质，化学性质相似 【答案】B 【解析】从图中看出碳纤维属于无定形碳，A正确；金刚石和石墨是由碳元素形成的不同单质，石墨在一定条件下转变为金刚石，属于化学变化，B错误；不同碳单质中碳原子的排列方式不同，C正确；化学性质由元素原子的最外层电子数决定，不同碳单质组成元素相同，其最外层电子数相同，因此化学性质相似，D正确。 【举一反三1】下列关于碳和碳的氧化物说法中正确的是(　　) A.金刚石切割玻璃——硬度大 B.石墨作电车的电刷——质软 C.活性炭净化水的过程中发生的是化学变化 D.一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，所以化学性质相同 【答案】A 【解析】金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割玻璃；石墨具有导电性，可作电车的电刷；活性炭结构疏松多孔，能够吸附水中的异味和色素，此过程没有新物质产生，因此净化水的过程中发生的是物理变化；一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，但是分子构成不同，二者的化学性质不同。 【举一反三2】物质的用途与性质对应关系不合理的是(　　) A.碳素墨水书写档案——稳定性 B.石墨作电池电极——导电性 C.焦炭冶炼金属——可燃性 D.金刚石切割玻璃——硬度大 【答案】C 【解析】　墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，在常温下碳的化学性质不活泼，A正确；石墨具有优良的导电性，可作电池电极，B正确；焦炭具有还原性，可用于冶炼金属，C错误；金刚石的硬度大，可用于切割玻璃，D正确。 【举一反三3】化学源于生活，生活中蕴含着许多化学知识。 （1）自来水厂净水过程中除去色素和异味用到 　      　，其具有吸附作用。 （2）金刚石和石墨都由碳元素组成，但金刚石很硬，而石墨却很软。其原因是 　　　　　 　。 【答案】（1）活性炭；（2）碳原子的排列方式不同。 【举一反三4】      金刚石除用作珠宝外，还在工业和高科技领域有着广泛用途。华为公司与哈尔滨工业大学成功将金刚石和硅集成在一起，制造的芯片散热更好，提高了芯片的运算性能和稳定性。金刚石还可用于人造关节表面处理，相比于传统金属关节，其耐磨性和耐腐蚀性更强，可减少炎症发生。       现阶段已有多种方法人工制备金刚石。早期方法是将石墨转化为金刚石，主要有爆炸法、高温高压法等，而中科院科研团队发现一种在金刚石晶种中通入甲烷，在较低能量作用下培育金刚石的新方法，如图所示。 依据上文，回答下列问题。 （1）结构决定性质，性质决定用途。请将下列物质及其结构、性质以连线方式关联。 将石墨转化为金刚石，从结构上看，　           　发生改变。 （2）由物质用途亦可反推其性质。金刚石和硅集成芯片相较于硅芯片，运算性能和稳定性更强，反映了金刚石还具有较好的 　     　性。 （3）中科院团队用甲烷培育金刚石的同时生成另一种单质，其化学方程式为 　　　　　　，该反应属于 　     　反应（填基本反应类型）。该方法的优点是 　       　。   【答案】（1）碳原子的排列方式；（2）稳定；（3）CH4＝C+2H2；分解；节约能源。 【解析】（1）由物质的结构模型可知，将石墨转化为金刚石，从结构上看，碳原子的排列方式发生改变； （2）由物质用途亦可反推其性质。金刚石和硅集成芯片相较于硅芯片，运算性能和稳定性更强，反映了金刚石还具有较好的稳定性； （3）中科院团队用甲烷培育金刚石的同时生成另一种单质——氢气，其化学方程式为CH4＝C+2H2，该反应是由一种物质生成两种新物质，属于分解反应，由题干信息可知，该方法的优点是节约能源。 【题型5】碳单质综合 【典型例题】金刚石、石墨、C60都由碳元素组成，下列有关这三种物质的叙述，正确的是（　　） A.物理性质相同 B.碳原子的排列方式不同 C.在氧气中充分燃烧的产物不同 D.石墨转化为金刚石是物理变化 【答案】B 【解析】金刚石、石墨、C60都由碳元素组成，它们中碳原子的排列方式不同，物理性质差异很大，故A错误；金刚石、石墨、C60都由碳元素组成，它们中碳原子的排列方式不同，故B正确；金刚石、石墨、C60都由碳元素组成，在氧气中充分燃烧的产物相同，均为二氧化碳，故C错误；金刚石、石墨是碳元素形成的不同单质，石墨转化为金刚石，有新物质生成，是化学变化，故D错误。 【举一反三1】有关金刚石和石墨的下列说法正确的是(　　) A.都很软，可做润滑剂 B.碳原子的排列方式相同 C.完全燃烧后的产物都是二氧化碳 D.都是由碳元素组成的物质，故性质相同 【答案】C 文房四宝——笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展历史上发挥了重要作用。 【举一反三2】(1)在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的          (填字母)有相似之处。 a.沉降 b.过滤 c.吸附 d.蒸馏 (2)《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色的原因是                      。 (3)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的       性。 【答案】(1)b (2)墨的主要成分是碳单质，碳单质在常温下化学性质不活泼(或其他合理答案) (3)吸附 【举一反三3】阅读短文，回答问题。 　　石墨烯—改变世界的神奇新材料，石墨烯是一种单层碳原子晶体，石墨烯的厚度只有0.335nm。是目前为止最薄的二维纳米碳材料。石墨烯具有优良的性能，在纺织、电子等领域具有广泛应用。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域，纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发。家用一种非常简单易行的机械剥离法得到石氯化钾。2004年，科学家用一种非常简单易行的机械剥离法得到石墨烯。之后，制备石墨烯的新方法层出不穷，工业上可采用甲烷在高温和Cu—Pd催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气。随着科技水平的提升，石墨烯的应用前景会十分广阔。 (1)石墨烯是由 　　　　(填“分子”“原子”或“离子”)构成的。 (2)从材料可知，石墨烯在纺织面料中的作用是　　　　。 (3)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为　　　　。 (4)请写出工业上制取石墨烯的化学方程式：　　　　。 (5)碳单质还有一种最硬物质可以用来切割玻璃，这种物质是　　　　。 (6)碳单质物理性质存在差异原因　　　　，但是它们的化学性质相同，书法家、画家用墨书写字画能保存很长时间不变色是因为　　　　。 【答案】(1)原子 (2)在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢 (3)石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管 (4) (5)金刚石 (6)组成碳单质的原子排列不同　碳单质化学性质稳定，常温下很难与空气、水等发生反应 【解析】(2)由材料可知，纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢； (3)由材料可知，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发； (4)工业上可采用甲烷在高温和Cu－Pd催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气，反应的化学方程式为； (5)金刚石是天然存在最硬的碳单质，可用来切割玻璃； (6)碳单质物理性质差异是由于碳原子排列方式不同；墨的主要成分是碳，常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，故书法家、画家用墨书写字画能保存很长时间不变色。 【题型6】碳单质的稳定性 【典型例题】北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色(墨是由炭黑制成)，其原因是(　　) A.炭黑发生了变化 B.炭黑具有很强的吸附性 C.碳单质不溶于水 D.碳在常温下化学性质不活泼 【答案】D 【解析】墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，北宋名画《千里江山图》保存至今仍不褪色，是因为常温下碳的化学性质不活泼，不易与其他物质发生反应。 【举一反三1】笔、墨、纸、砚并称为文房四宝，其中“墨”的主要成分是炭黑。用炭黑墨汁绘写的字画长久不变色，利用的是炭黑（　　） A.熔点高 B.具有可燃性 C.难溶于水 D.常温下化学性质稳定 【答案】D 【解析】“墨”的主要成分是炭黑，炭黑的主要成分是碳，用炭黑墨汁绘写的字画长久不变色，是因为在常温下碳的化学性质不活泼。 【举一反三2】下列叙述中，主要利用了单质碳在常温下化学性质稳定的是（　　） ①档案材料要用碳素墨水填写 ②木桩埋入地里的一段用火将其表面烤焦 ③石墨做铅笔芯 ④古代用墨汁写字绘画 ⑤石墨粉作耐高温的润滑剂． A.①④⑤ B.①②④ C.②③④ D.①③⑤ 【答案】B 【解析】①档案材料要用碳素墨水填写，是因为墨汁中含有碳，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长。 ②木桩埋入地里的一段用火将其表面烤焦，木材能转化生成碳，碳在常温下化学性质不活泼，一般不与其他物质发生化学反应，能使埋入地下的电线杆保存较长的时间。 ③石墨做铅笔芯，是利用了石墨质软的性质。 ④古代用墨汁写字绘画，是因为墨汁中含有碳，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长。 ⑤石墨粉作耐高温的润滑剂，是利用了石墨具有优良的润滑性和耐高温的性质。 故①②④是利用了单质碳在常温下化学性质稳定的性质。 【举一反三3】书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是（　　） A.碳是黑色的 B.碳粉末细小 C.碳不溶于水 D.常温下碳化学性质稳定 【答案】D 【解析】书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，常温下碳的化学性质不活泼（稳定），能长时间保存。 【举一反三4】如图，东晋王珣的《伯远帖》被列为“天下十大行书”之一，保存至今仍不变色，主要是因为其所用墨汁中的炭黑（　　） A.是黑色固体 B.具有吸附性 C.常温下化学性质稳定 D.具有还原性 【答案】C 【解析】用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳是黑色固体无关，故A错误；用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的吸附性无关，故B错误；用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，故C正确；用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的还原性无关，故D错误。 【举一反三5】二维材料是一类新兴材料(如图)，我国科研人员在二维过渡材料碲化物及二维材料石墨烯的制备方向取得新进展。石墨烯因其奇特的超导、导电、磁性、催化活性等物理和化学性质，在催化、储能、光学等领域展现出重要应用潜力。 (1)二维材料石墨烯是一种　　　　 (填“单质”或“化合物”)。 (2)二维材料石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是　　　。 (3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下　　　　。 【答案】(1)单质 (2)碳原子的排列方式不同 (3)化学性质不活泼 【解析】(2)物质的结构决定物质的性质，石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是碳原子的排列方式不同； (3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下化学性质不活泼，不易与其他物质发生化学反应。 【举一反三6】陕西省历史博物馆被誉为“古都明珠，华夏宝库”。 (1)馆内众多的古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是在常温下，碳单质的化学性质　　　　　　　。 (2)博物馆内的历代陶俑千姿百态。陶俑的化学成分主要是CaSiO3等物质，CaSiO3中硅元素的化合价为 　　　　　　　。 (3)馆内展出文物众多，但铁制文物相对较少，原因是铁制品容易生锈，其生锈后的主要成分为红棕色的氧化铁，写出氧化铁的化学式　　　　　　　。 【答案】(1)稳定或不活泼 (2)+4 (3)Fe2O3 【解析】（1）古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是墨的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，不容易与其他物质发生化学反应，所以字画能长时间保存不变色； （2）CaSiO3中钙元素显+2价，氧元素显-2价，设硅元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，得（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4，即硅元素的化合价为+4价； （3）氧化铁中铁元素显+3价，氧元素显-2价，其化学式为Fe2O3。 【举一反三7】二维材料是一类新兴材料(如图)，我国科研人员在二维过渡材料碲化物及二维材料石墨烯的制备方向取得新进展。石墨烯因其奇特的超导、导电、磁性、催化活性等物理和化学性质，在催化、储能、光学等领域展现出重要应用潜力。 (1)二维材料石墨烯是一种　　　　 (填“单质”或“化合物”)。 (2)二维材料石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是　　　。 (3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下　　　　。 【答案】(1)单质 (2)碳原子的排列方式不同 (3)化学性质不活泼 【解析】(2)物质的结构决定物质的性质，石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是碳原子的排列方式不同； (3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下化学性质不活泼，不易与其他物质发生化学反应。 【题型7】碳单质的可燃性 【典型例题】下面分别是金刚石(甲)、石墨(乙)、(丙)的结构示意图，下列说法正确的是(　　) A.三种单质中，所有的碳原子均静止不动 B.石墨具有可燃性，金刚石和不具有可燃性 C.石墨中碳原子之间没有间隔 D.金刚石薄膜导热性好，可用于集成电路基板散热 【答案】D 【解析】金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们都具有可燃性；石墨中碳原子之间存在间隔；金刚石薄膜导热性好，可用于集成电路基板散热。 碳能与氧气、某些氧化物发生化学反应，下列关于三个反应的说法错误的是 (　　) ①2C+O22CO ②C+O2CO2 ③C+CO22CO A.上述三个反应中碳元素表现出两种化合价 B.上述三个反应都属于化合反应 C.上述三个变化中的最小粒子都是碳原子和氧原子 D.等质量碳在氧气中燃烧的生成物不同是因为参加反应的氧气的质量不同 【答案】A 【举一反三2】金刚石和石墨在氧气充足的条件下完全燃烧都会生成 　        　。 【答案】二氧化碳。 【解析】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，所以金刚石和石墨在氧气充足的条件下完全燃烧都会生成二氧化碳。 【举一反三3】化学反应中，物质发生变化的同时伴随着能量变化。燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。 (1)宋代《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，炉膛口较小，松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的黑烟可用于制墨。“立窑烧烟法”利用了松木的　　　　(填“充分”或“不充分”)燃烧。 (2)活性炭具有很多的微孔结构，可用作储氢材料，这是利用活性炭的　　　　性。氢化物储氢是利用氢气与金属(如Li)反应生成金属氢化物(如LiH)，从而进行氢的储存，该过程属于　　　　(填“物理变化”或“化学变化”)。 【答案】(1)不充分 (2)吸附　化学变化 【解析】(1)将松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的烟可用于制墨，是因为碳不完全燃烧生成了炭黑，故利用了松木的不充分燃烧； (2)由题干可知，活性炭具有很多的微孔结构，可以氢气吸附到微孔中，这是利用活性炭的吸附性；由题干可知，氢化物储氢是利用氢气与金属(如Li)反应生成金属氢化物(如LiH)，该过程中有新物质生成，属于化学变化。 【举一反三4】阅读科普材料，用所学化学知识回答下列问题。 　　化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学。在分子、原子层次上改变原子的排列方式就可以创造新物质。 　　在超高压和高温条件下，石墨中某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式，就得到金刚石。 　　C60分子是由12个正五边形和20个正六边形构成的完美对称的笼状分子。C60分子形似足球，被形象地称为“足球烯”。C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽，可用于超导、催化等领域，在C60的使用中注意一定要远离火源。 　　碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米，其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异，可制作金属催化载体，用于计算机芯片等前沿领域。 　　石墨烯中的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发。2004年，科学家用一种非常简单易行的机械剥离法得到石墨烯，之后，制备石墨烯的新方法层出不穷，工业上可采用甲烷在高温和Cu-Pd催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气。随着科技水平的提升，石墨烯的应用前景会十分广阔。 (1)文中能表示石墨微观结构的是　　　　(填写文中字母“B或C”)。 (2)推测C60的一个物理性质是　　　　。 (3)碳纳米管的弹性较好、易于弯曲，这些性质都源于它是　　　　结构。 (4)写出石墨烯燃烧的化学方程式　　　　。 (5)文中涉及的碳单质家族中各物质物理性质存在差异，可能的原因是　　　　。 【答案】(1)B (2)在常温下是紫红色晶体(合理即可) (3)管状 (4) (5)碳原子排列方式不同 【解析】(1)根据题意，在超高压和高温条件下，石墨中某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式，就得到金刚石，故石墨的微观结构是B； (3)根据题意，碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米，其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异，可制作金属催化载体，用于计算机芯片等前沿领域。 【举一反三5】乙醇在生产生活中有着广泛的应用。下图是利用煤制备乙醇的一种流程。 查阅资料：煤主要含有碳、氢、氧、硫等元素。 (1)“气化”前，需将煤磨细，其目的是　　　　。 (2)“气化”：含多个反应，写出与在高温下反应的化学方程式　　　　(写一个即可)，该反应的基本反应类型为　　　　。 (3)“净化”：为提高产率，需除去　　　　等气体杂质(忽略水蒸气的影响)。 (4)乙醇可作燃料，这是利用乙醇的　　　　(写一条化学性质)。 【答案】(1)增大反应物的接触面积，使反应更充分 (2) C+O2CO2(或2C+O22CO)　化合反应 (3)CO2或SO2 (4)可燃性 【解析】(2)碳和氧气在高温条件下反应生成二氧化碳，该反应的化学方程式为C+O2CO2，或碳和氧气在高温条件下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为2C+O22CO，两个反应反应物均为两种，生成物为一种的反应，都属于化合反应。 (3)“气化”时，煤中含有硫元素，反应后会生成二氧化硫，煤中含有碳元素，反应后会生成二氧化碳，故“净化”时，为提高产率，需除去二氧化碳或二氧化硫等气体杂质。 【题型8】化石燃料及其综合利用 【典型例题】下列关于化石能源的叙述中，不正确的是（　　） A.煤可用于发电 B.石油炼制可得到多种产品 C.天然气的主要成分是甲烷 D.化石能源只能通过燃烧加以利用 【答案】D 【解析】化石能源不仅可以通过燃烧加以利用，还可以通过其他方式利用，例如，石油可以通过炼制得到多种化工产品，煤可以通过气化得到煤气，天然气可以通过液化得到液化天然气。 【举一反三1】 “盐穴储气”是一种地下储能技术、储气时采集盐水，注水时排天然气，原理如图所示，回答下列题，下列说法正确的是（　　） A.天然气是可再生能源 B.从n端进水可排天然气 C.从m端进气可采集盐水 D.天然气难溶于盐水 【答案】D 【解析】天然气属于化石燃料，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误。图中装置排出瓶中气体时，长导管是进水管，从m端进水可排天然气，将天然气从短导管排出，故B错误。图中装置采集盐水时，长导管是出盐水管，则从n端进气可采集盐水，故C错误。进气时采集盐水，注水时排天然气，说明天然气难溶于盐水，故D正确。 【举一反三2】我国海洋拥有丰富的石油资源，开采的石油经炼制可得到不同的产品，下列不属于石油炼制产品的是(　　) A.柴油 B.煤焦油 C.煤油 D.润滑油 【答案】B 化学与科技生产息息相关。 【举一反三3】（1）中国芯彰显中国“智”造。芯片的基材主要是高纯硅，其反应微观示意图如图1所示。 ⅰ.该反应涉及 　 　       种单质；反应的化学方程式为 　 　             。 ⅱ.乙物质可用于燃料电池、供热、发电等。它作为燃料的优点有 　 　            （写一点）。利用图2中的电解水装置制取时，它会在 　 　           （填字母）管中产生。 （2）中国古代化学工艺历史悠久、成就卓越。 ⅰ.《韩非子》中记载有“厚涂以备火”，战国时期就有在建材上涂抹厚厚的泥浆，以防止火灾。从燃烧条件的角度分析，此法的原理是 　 　                 。 ⅱ.《汉代古火井碑序》记载：“诸葛丞相躬莅视察，改进技法，刳斑竹以导气（气指沼气），引井火以煮盐”。沼气的主要成分是 　 　         （填化学式）；下列物质与沼气主要成分相同的是 　 　（填字母序号）。 a.煤 b.石油 c.天然气 【答案】（1）ⅰ.2；； ⅱ.产物无污染或原料来源广或燃料热值大；A； （2）ⅰ.隔绝氧气； ⅱ.CH4；c。 【解析】（1）ⅰ.由微观示意图可知：该反应的化学方程式为，由一种元素组成的纯净物叫做单质，该反应涉及单质有氢气、硅两种单质。 ⅱ.乙物质是氢气，它作为燃料的优点有产物无污染、原料来源广、燃料热值大。利用图2中的电解水装置制取时，与电源正极相连的玻璃管产生的气体是氧气，与电源负极相连的玻璃管产生的气体是氢气，氢气会在A管中产生。 （2）ⅰ.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，战国时期就有在建材上涂抹厚厚的泥浆，以防止火灾。从燃烧条件的角度分析，此法的原理是隔绝氧气。 ⅱ.沼气的主要成分是甲烷，其化学式：CH4。 煤主要成分是碳，a不符合题意； 石油主要成分是碳、氢化合物，不是甲烷，b不符合题意； 天然气主要成分是甲烷，c符合题意。 【举一反三4】能源环境与人类的生活和社会发展密不可分。 (1)目前人类使用的传统燃料来自化石燃料，如　　　　（填一种）。 (2)为了节省石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染，可使用车用乙醇汽油作为汽车燃料，写出乙醇的化学式　　　　； (3)请列举一种低碳措施　　　　。 【答案】(1)煤、石油、天然气（任写一种） (2) (3)选择公共交通、骑自行车或步行 天然气在很多地区已取代煤成为家庭的主要燃料。 (1)天然气的主要成分CH4完全燃烧的化学方程式是                  。 (2)计算 1 g CH4 完全燃烧产生CO2的质量(精确到 0.01 g)，填入下表中。 (3)从下表数据分析，与煤相比，用天然气作燃料的优点是              。 【举一反三5】 【答案】(1) CH4+2O2CO2 +2H2O (2)2.75 g 解：设产生CO2的质量为x。 CH4+2O2CO2 +2H2O 16　　　　　44 1g　　　　　x ，x=2.75g 产生CO2的质量为2.75g。 (3)每克甲烷比每克煤燃烧产生的CO₂少、放出的热量多 【题型9】调查家用燃料的变迁与合理使 【典型例题】家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料的主要成分)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.煤、石油、天然气都属于化石燃料 C.管道煤气有毒 D.丁烷中碳、氢元素的质量之比为4︰10 【答案】D 【举一反三1】如图表示某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(　　) 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 【解析】管道煤气中含有一氧化碳，所以管道煤气有毒，A 正确；家用燃料燃烧时均放出热量，利用放出的热量取暖或煮饭等， B正确；液化石油气是石油加工而来的，是一种化工产品；C 正确；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，D错误。 【举一反三2】如图所示为广州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 (　　) A.煤中主要含有碳元素，还含有氢、硫等元素，煤是清洁燃料 B.液化石油气是石油化工的一种产品 C.家用燃料燃烧时均放出热量 D.煤、石油、天然气都是化石燃料 【答案】A 【解析】煤中主要含有碳元素，还含有少量的氢、硫等元素，燃烧后会生成二氧化硫等有害气体，故煤不属于清洁燃料，A错误；液化石油气是由石油加工而来的，是石油化工的一种产品，B正确；家用燃料燃烧时均放出热量，C正确；煤、石油、天然气均是常见的化石燃料，D正确。 【举一反三3】合理利用化石燃料资源，是值得我们探索的课题，根据下列材料，回答下列问题： 材料一：上册教材表7-3是2009年我国化石能源基础储量和年产量，以下为部分数据。 材料二：益阳市家用燃料的使用，经历了如图所示的过程，括号中的物质是对应燃料的主要成分。 (1)根据材料一提供的数据；从2009年起，估算煤只可开采 106.9年，请你对化石燃料的使用或开发提出一条合理的建议：____________________________________。 (2)下列对益阳市燃料使用的相关说法正确的是____________ (填字母)。 A.蜂窝煤燃烧时排放出SO₂和NO₂等污染物 B.益阳市燃料的使用经历图说明燃料的燃烧利用率在逐步提高 C.管道天然气主要成分比罐装液化石油气主要成分的含碳量更高 【答案】(1)综合利用化石燃料(合理即可) (2)AB 【解析】(1)根据材料一提供的数据，从2009年起，估算煤只可开采106.9年，对化石燃料的使用或开发的合理建议有综合利用化石燃料或合理开发化石燃料等。(2)蜂窝煤燃烧时排放出SO₂和NO₂等污染物，A 选项正确；益阳市燃料的使用经历图说明燃料的燃烧利用率在逐步提高，B选项正确；管道天然气主要成分比罐装液化石油气主要成分的含碳量更低，C选项不正确。 【举一反三4】同学们对我市“家用燃料随时代发展产生的变化”开展了项目式学习活动。 任务一：调查家用燃料的变迁 (1)将煤制成蜂窝煤可以使煤燃烧更充分的原因是　　　　  。 (2)下列说法中正确的是　　　　（填字母）。 A．液化石油气不慎泄漏时，应立即关闭阀门 B．液化石油气是石油化工的一种产品，加压储存在钢瓶中 C．家用天然气泄漏报警器可监测天然气是否泄漏，应该安装在高处 任务二：探究天然气的燃烧产物 ［查阅资料］CO能使新鲜鸡血变为桃红色。 ［提出问题］ (3)天然气燃烧会产生哪些物质？ 猜想I：　　　　  ；猪想II：CO和；猪想III：和。 ［进行实验］ (4)填表： ［反思与评价］ (5)步骤2中发生反应的化学方程式是　　　　　　。天然气充分燃烧的化学方程式是　　　　  。 (6)当天然气燃烧不充分时，火焰偏黄，锅底容易变黑，结合反应相关物质思考，锅底的黑色物质可能是　　　　　　。 任务三：认识燃料变迁的意义 (7)燃料变迁反映了人类对能源需求的不断变化，推动了工业化和城市化进程，提高了能源利用效率，减少了环境污染。未来燃料的发展趋势是开发和利用清洁、高效的新能源，向清洁低碳方向转变，请写出一种正在开发和利用的新能源　　　　  。 【答案】(1)增大了煤与氧气（空气）的接触面积 (2)ABC (3)CO2和H2O (4)澄清石灰水变浑浊　加入新鲜鸡血，振荡 (5)　CH4＋2O2CO2＋2H2O (6)炭黑（或碳） (7)风能（合理即可） 【解析】（2）液化石油气发生泄漏时，应立即关闭阀门，减少石油气的泄露，A正确； 液化石油气是石油化工的一种产品，加压储存在钢瓶中，便于运输，B正确； 在家中报警器应安装在炉具的上方，因为天然气的密度比空气的密度小，C正确。 （4）猜想1和猜想3中均还有二氧化碳，两种猜想成立，需验证二氧化碳的存在，二氧化碳可让澄清石灰水变浑浊，可观察到：澄清石灰水变浑浊；猜想1中不含猜想2与3中含有的一氧化碳，若验证猜想1成立，需验证产物中无一氧化碳，加入新鲜鸡血，振荡，无明显现象，则可验证猜想1成立。 （5）步骤2为二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，化学方程式为：；天然气的主要成分是甲烷，甲烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳，化学方程式为：CH4＋2O2CO2＋2H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $