7.2化石能源的合理利用分层作业--2026-2027学年九年级化学人教版上册
2026-08-18
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 初中化学人教版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 课题2 化石能源的合理利用 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 化学与能源的开发利用 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.75 MB |
| 发布时间 | 2026-08-18 |
| 更新时间 | 2026-08-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59255714.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本同步练以“化石能源的合理利用”为主题,通过基础达标、能力提升、核心素养三层设计,实现从单一知识点巩固到综合应用及核心素养培养的递进,适配新授课教学需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础达标|氢能源、化石燃料燃烧及环境影响等单一知识点|以选择、简单填空为主,如氢能源性质判断、化石燃料成分辨析,强化化学观念|
|能力提升|能源转化、燃料变迁与性质、环境问题等综合知识|综合选择与填空,如空气成分与能源转化分析、燃料含碳量计算,培养科学思维|
|核心素养|化学链燃烧、项目式探究等跨情境应用|阅读分析与实验探究题,如化学链燃烧原理分析、燃烧条件探究,体现科学探究与实践及科学态度与责任|
内容正文:
课题2 化石能源的合理利用
氢能源
1.(2026·广东·一模)下图是氢氧燃料电池工作原理:与在电池装置中反应产生直流电。说法正确的是
A.该电池中发生的反应与电解水相同
B.参加反应的两种分子的质量比为2:1
C.氢气来源广泛,价格低廉,易于储存
D.该过程将化学能转化为电能
【答案】D
2.(25-26九年级下·河南周口·阶段检测)氢气是未来最理想的能源之一。下列有关氢气的说法不正确的是
A.氢气燃烧产物只有水,无污染
B.点燃氢气前必须检验纯度
C.氢气与氧气混合点燃一定会爆炸
D.氢气密度比空气小,可填充探空气球
【答案】C
3.(2025·山西晋城·三模)2008年北京奥运会、2022年北京冬奥会、2023年杭州亚运会及2025年哈尔滨亚洲冬季运动会主火炬分别使用丙烷(C3H8)、氢气、甲醇(CH3OH)和天然气作为燃料,与其他三种燃料相比,氢气最显著的优势为
A.运输储存难 B.生产成本低 C.着火点最低 D.不污染环境
【答案】D
化石燃料的燃烧
4.(25-26九年级下·四川成都·自主招生)“推动重点行业节能降碳改造,推进新能源开发利用”是我国实现“双碳战略”的重要抓手。下列措施不能降碳的是
A.大力发展火力发电 B.开发氢能替代化石能源
C.推广使用新能源汽车 D.加强碳捕集、利用与封存
【答案】A
5.(25-26山东泰安·期末)下列关于天然气、煤、石油的说法正确的是
A.天然气的主要成分是甲烷
B.石油的分馏和煤的气化、液化、焦化都是化学变化
C.煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和煤气等产品
D.石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物,不加热就可以直接燃烧
【答案】A
6.(2025·四川资阳·中考真题)中国传统文化对人类文明贡献巨大,许多诗句和典籍中都蕴含化学知识。
(1)西晋《蜀都赋》中有“火井沈荧于幽谷,高焰飞煽于天垂。”该句描写了天然气的燃烧。天然气中的甲烷完全燃烧的化学方程式为_______________________________。
(2)《三国志·吴书·周瑜传》记载,赤壁之战中,黄盖以“蒙冲斗舰数十艘,实以薪草,……时风盛猛,悉延烧岸上营落”。从燃烧条件分析,“时风盛猛”使火势更旺的原因是________________________。
(3)《梦溪笔谈》中描述了一种液体化石燃料:“颇似淳漆,燃之如麻,但烟甚浓,所沾帷幕皆黑”,该化石燃料是石油。下列说法错误的是__________。
A.石油属于不可再生能源
B.石油炼制可得到汽油、煤油和柴油
C.化石燃料包括煤、石油、天然气、氢气等
D.化石燃料只能通过燃烧加以利用
【答案】(1)
(2)提供足够的空气(氧气)
(3)CD
常见燃料燃烧对环境的影响
7.(25-26黑龙江绥化·期末)下列说法错误的是
A.能产生温室效应的气体只有二氧化碳
B.使用脱硫煤可以减少酸雨的产生
C.氢气无毒,是一种清洁的高能燃料,已应用于航天、交通等领域。
D.发生CO中毒,轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送到医院进行救治。
【答案】A
8.(25-26黑龙江鸡西·期末)人类的发展史可以看作是一部能源开发史。
(1)“伐薪烧炭南山中”的“烧炭”过程发生的是______(填“物理”或“化学”)变化,利用木炭取暖要注意适当通风,防止_______气体使人中毒。
(2)“西气东输”输送的是天然气,从组成的角度分析,利用天然气代替煤燃烧可以减轻酸雨产生的原因是________________________。电能是日常生活中最方便使用的能源,除了火力发电外,请另写出一种发电形式________。
(3)氢能源被认为是理想的清洁高能燃料,已经应用于航天、交通等领域,这里的“清洁”表现在_____________________。
(4)科学家设计出一套科学低成本的生产氢气方式,如上图所示,太阳能电池实现了太阳能到_____能的转化。从分子的角度分析,将氢气压缩可以装入储氢罐体现了__________________。
【答案】(1) 化学 CO/一氧化碳
(2) 甲烷不含硫元素,燃烧不产生 SO2 , 水力发电(合理即可)
(3)燃烧后生成水,无污染
(4) 电 分子间有间隔,气体分子间隔较大
1.(2026·陕西咸阳·模拟预测)空气是一种宝贵的资源。下图是空气中的主要成分,箭头表示不同物质发生转换(其中反应条件、部分反应物及生成物已略去)。下列说法错误的是
A.过多会导致温室效应增强
B.①中产生的和的体积比为
C.若②的反应物只有两种单质,则另一种反应物为
D.若③通过化石燃料燃烧实现,则甲中一定含有碳元素
【答案】D
【详解】A.CO2是主要的温室气体,排放过多会导致温室效应增强,正确;
B.反应①是水的通电分解,反应为,生成和的体积比为,正确;
C.根据质量守恒,反应前后元素种类不变,含有N、H两种元素,反应物之一是单质,则另一种单质只能由H元素组成,即,正确;
D.化石燃料燃烧是燃料与反应,产物可能是、等,若甲为则不含碳元素,因此甲不一定含有碳元素,错误。
2.(25-26黑龙江哈尔滨·期末)下列叙述错误的是
A.图书档案失火,用二氧化碳灭火器灭火 B.石油炼制可得到多种产品
C.氧元素未参与自然界中的碳循环 D.、、都是温室气体
【答案】C
【详解】A. 二氧化碳灭火器灭火后无残留痕迹,不会损坏图书档案,适用于图书档案、精密仪器类失火,表述正确。
B. 石油是多种烃类组成的混合物,通过分馏等炼制工艺可得到汽油、柴油、沥青等多种产品,表述正确。
C. 自然界碳循环中,含碳物质燃烧、动植物呼吸消耗生成,光合作用消耗生成,氧元素全程参与碳循环,表述错误。
D. 、、均是常见的温室气体,表述正确。
3.(2026·广东广州·三模)下列有关常见燃料的说法正确的是
A.煤、石油、天然气都是可再生能源 B.氢气是最清洁的燃料,燃烧产物只有水
C.天然气的主要成分是CO,燃烧时易发生爆炸 D.石油分馏属于化学变化,可得到汽油、柴油等产品
【答案】B
【详解】A、煤、石油、天然气属于化石燃料,形成周期长达数百万年,是不可再生能源,A错误。
B、氢气燃烧的反应为,产物只有水,无任何污染物,是最清洁的燃料,B正确。
C、天然气的主要成分是甲烷,不是,C错误。
D、石油分馏是利用各组分沸点不同分离物质,没有新物质生成,属于物理变化,D错误。
4.(2026·宁夏银川·三模)同学们利用课余时间对家用燃料的变迁与合理使用进行了调查,家用燃料的变迁过程为木材→蜂窝煤→液化石油气→天然气,下列说法不正确的是
A.蜂窝设计提高了煤的利用率
B.上述燃料均属于可再生能源
C.天然气燃烧时火焰呈黄色,应将灶具进风口调大
D.上述燃料都含有碳元素,完全燃烧后均能生成CO2
【答案】B
【详解】A、蜂窝煤的多孔结构增大了煤与氧气的接触面积,能让煤燃烧更充分,因此提高了煤的利用率,A正确。
B、煤、液化石油气、天然气都属于化石燃料,是经过上亿年形成的不可再生能源,B错误。
C、天然气燃烧火焰呈黄色,说明氧气供给不足、燃烧不充分,调大灶具进风口可增加空气通入量,使燃烧恢复充分,C正确。
D、根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,题干涉及的燃料都含有碳元素,完全燃烧后均生成,D正确。
5.(2026·江苏徐州·模拟预测)能源、环境、安全已成为人们日益关注的问题。
(1)石油是三大化石燃料之一,石油属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)煤燃烧时排放的_______、二氧化氮等污染物。这些气体或气体在空气中发生反应的生成物溶于雨水,会形成酸雨。
(3)液化石油气可以作燃料,液化石油气的主要成分为丙烷()、丁烷()、丙烯()和丁烯()等,其中含碳量最高的物质是_______。
(4)84消毒液的有效成分为次氯酸钠(),其中氯元素的化合价为_______。
(5)75%的医用消毒酒精也可有效杀灭病毒,但家用不宜大面积喷洒,如发现酒精失火,用沙土盖灭,灭火的原理是_______。
【答案】(1)混合物
(2)二氧化硫
(3)丙烯和丁烯
(4)
(5)隔绝氧气(或空气)
【详解】(1)石油由多种烃类等物质混合组成,无固定组成和性质,属于混合物。
(2)煤含硫元素,燃烧生成的二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要气态污染物。
(3)丙烷含碳量,丁烷含碳量,丙烯含碳量,丁烯含碳量,因此丙烯和丁烯含碳量最高。
(4)化合物中正负化合价代数和为0,中为+1价、为-2价,设化合价为,则,解得。
(5)沙土覆盖可隔绝燃烧的酒精与氧气的接触,破坏燃烧条件实现灭火。
1.(化学链燃烧)阅读下列短文,回答相关问题。
目前,我国能源结构中占主导地位的化石燃料在燃烧过程中仍存在反应条件难以控制、对某些原料依赖性强、反应产物难分离等问题。高效率、低污染的低碳燃烧方式已成为重要的研究内容。
燃烧包括富氧燃烧和化学链燃烧等多种方式。化石燃料在空气中直接燃烧可能会引起与发生反应生成氮氧化物。化学链燃烧改进了传统的燃烧方式,使燃烧更充分,能够避免烟气中含有浓度较高的,并获得高浓度。化学链燃烧是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新型燃烧技术,化学链燃烧的一般模型如图所示,主要包括与燃料发生还原反应、与发生氧化反应两个过程。载氧体多选用铁、钴、镍、铜、锌和铈(Ce)等金属的氧化物,载氧体材料的主要来源有天然矿产和人工合成材料。
化学链燃烧技术已成为能源环境、化工冶金、材料等领域的学科前沿,在能源清洁转化与利用、碳捕集转化与利用等国家重大需求领域有着重要的应用价值。
(1)富氧燃烧是一种燃烧方式,“富氧”表示的含义是____________。
(2)空气反应器中,与在一定条件下发生反应生成,反应后M元素的化合价_______(填“升高”或“降低”)。
(3)分离燃料反应器排放的和的方法是_________。
(4)写出900~1000℃时和在燃料反应器中反应生成、和的化学方程式:_________________。
(5)与在空气中直接燃烧相比,的化学链燃烧的优点是______。
A.有利于的捕集 B.可减少氮氧化物的生成 C.可提高能源利用率
【答案】(1)氧气的浓度高
(2)升高
(3)冷凝(或冷却等合理答案)
(4)
(5)ABC
【详解】(1)“富氧”即氧气含量比空气的正常氧含量(约21%)更高。
(2)化合物中氧元素为-2价,中M化合价为,中M化合价为,反应中M结合更多氧元素,因此化合价升高。
(3)水的沸点远高于,降温时水蒸气先冷凝为液态,即可和气态分离。
(4)略。
(5)根据题干信息,化学链燃烧避免参与反应,可减少氮氧化物生成;反应后得到高浓度,有利于捕集;同时燃烧更充分,可提高能源利用率,三个选项均正确。
2.(项目式学习)学习小组以“探秘燃烧”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧
(1)酒精、煤(含硫)、天然气是生活中常见的燃料,因为三者都具有的性质是_____。写出天然气主要成分甲烷燃烧的化学方程式_____。
(2)含硫煤完全燃烧产生的有毒的空气污染物有_____。
(3)燃料燃烧的过程中,能量变化可以用图_____(填①或②)表示,这类化学反应的能量转化模型为:化学能→热能和光能等。
【任务二】探究物质燃烧的条件
如图1,烧杯中装有60℃水,底部放白磷。试管a、b中放入白磷与红磷,塞上橡胶塞,放入烧杯中。观察到只有试管a中有白烟生成。
(4)通过对比试管a、b实验现象,说明可燃物燃烧所需条件是_____。
(5)在实验过程中发现白磷燃烧不剧烈,可能的原因是O2不足,小傅同学对实验进行改进,如图2。已知M为无色液体,N为黑色固体,请写出反应的化学方程式_____。
【任务三】氧气的量对物质燃烧程度的影响
取5g白磷放入试管,将温度传感器探头插入图2左边试管底部,放入60℃水中,5秒后,将物质M注入试管中,采集数据曲线如图3所示。
(6)B点温度比A点高,说明左边试管发生的反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应。D点的温度比B点高,进一步说明氧气的量影响反应的剧烈程度。
【任务四】控制燃烧
(7)如图所示,向燃烧器内通入CH4和空气,点燃,待火焰稳定后,再从进口A分别通入CO2、N2、He,改变通入的三种气体用量,测得火焰刚好熄灭时,通入的CO2、N2、He在混合器中的体积分数如表所示。三种气体中灭火效果最好的是_____。
气体
CO2
N2
He
体积分数/%
17.65
27.15
23.84
(8)研究KHCO3与CO2联合使用时的灭火效果。KHCO3灭火的原理较复杂。KHCO3受热分解时吸收能量,反应的化学方程式为2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O。以初中所学燃烧和灭火的原理分析,KHCO3可用于灭火的原理有_____(写出其中一个即可)。
【答案】(1) 可燃性
(2)二氧化硫
(3)②
(4)温度达到可燃物的着火点
(5)2H2O22H2O+O2↑
(6)放热
(7)CO2
(8)生成CO2,同时隔绝氧气,CO2不可燃也不助燃,燃烧停止
【详解】(1)酒精、煤(含硫)、天然气是生活中常见的燃料,燃料能燃烧是因为燃料具有可燃性;
甲烷燃烧就是甲烷与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:;
(2)硫燃烧会产生二氧化硫,二氧化硫是有毒的空气污染物。
(3)燃料燃烧的过程中,反应放出热量,得到能量更低的生成物,选择②。
(4)白磷燃烧而红磷不燃烧,外部环境一致,说明可燃物之间的着火点不同,产生不同现象的原因就在于温度是否达到可燃物的着火点。
(5)过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气,反应的化学方程式为:;
(6) 白磷燃烧的反应是放热反应,放出热量,温度升高。
(7) 二氧化碳在三种气体体积分数中占比最小,灭火效果最好。
(8)碳酸氢钾(KHCO3)受热生成碳酸钾(K2CO3),二氧化碳(CO2)和水(H2O)。产生二氧化碳(CO2)具有不可燃不助燃的化学性质,同时满足灭火的条件隔绝氧气,因此使得燃烧停止。
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课题2 化石能源的合理利用
氢能源
1.(2026·广东·一模)下图是氢氧燃料电池工作原理:与在电池装置中反应产生直流电。说法正确的是
A.该电池中发生的反应与电解水相同
B.参加反应的两种分子的质量比为2:1
C.氢气来源广泛,价格低廉,易于储存
D.该过程将化学能转化为电能
2.(25-26九年级下·河南周口·阶段检测)氢气是未来最理想的能源之一。下列有关氢气的说法不正确的是
A.氢气燃烧产物只有水,无污染
B.点燃氢气前必须检验纯度
C.氢气与氧气混合点燃一定会爆炸
D.氢气密度比空气小,可填充探空气球
3.(2025·山西晋城·三模)2008年北京奥运会、2022年北京冬奥会、2023年杭州亚运会及2025年哈尔滨亚洲冬季运动会主火炬分别使用丙烷(C3H8)、氢气、甲醇(CH3OH)和天然气作为燃料,与其他三种燃料相比,氢气最显著的优势为
A.运输储存难 B.生产成本低 C.着火点最低 D.不污染环境
化石燃料的燃烧
4.(25-26九年级下·四川成都·自主招生)“推动重点行业节能降碳改造,推进新能源开发利用”是我国实现“双碳战略”的重要抓手。下列措施不能降碳的是
A.大力发展火力发电 B.开发氢能替代化石能源
C.推广使用新能源汽车 D.加强碳捕集、利用与封存
5.(25-26山东泰安·期末)下列关于天然气、煤、石油的说法正确的是
A.天然气的主要成分是甲烷
B.石油的分馏和煤的气化、液化、焦化都是化学变化
C.煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和煤气等产品
D.石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物,不加热就可以直接燃烧
6.(2025·四川资阳·中考真题)中国传统文化对人类文明贡献巨大,许多诗句和典籍中都蕴含化学知识。
(1)西晋《蜀都赋》中有“火井沈荧于幽谷,高焰飞煽于天垂。”该句描写了天然气的燃烧。天然气中的甲烷完全燃烧的化学方程式为_______________________________。
(2)《三国志·吴书·周瑜传》记载,赤壁之战中,黄盖以“蒙冲斗舰数十艘,实以薪草,……时风盛猛,悉延烧岸上营落”。从燃烧条件分析,“时风盛猛”使火势更旺的原因是________________________。
(3)《梦溪笔谈》中描述了一种液体化石燃料:“颇似淳漆,燃之如麻,但烟甚浓,所沾帷幕皆黑”,该化石燃料是石油。下列说法错误的是__________。
A.石油属于不可再生能源
B.石油炼制可得到汽油、煤油和柴油
C.化石燃料包括煤、石油、天然气、氢气等
D.化石燃料只能通过燃烧加以利用
常见燃料燃烧对环境的影响
7.(25-26黑龙江绥化·期末)下列说法错误的是
A.能产生温室效应的气体只有二氧化碳
B.使用脱硫煤可以减少酸雨的产生
C.氢气无毒,是一种清洁的高能燃料,已应用于航天、交通等领域。
D.发生CO中毒,轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送到医院进行救治。
8.(25-26黑龙江鸡西·期末)人类的发展史可以看作是一部能源开发史。
(1)“伐薪烧炭南山中”的“烧炭”过程发生的是______(填“物理”或“化学”)变化,利用木炭取暖要注意适当通风,防止_______气体使人中毒。
(2)“西气东输”输送的是天然气,从组成的角度分析,利用天然气代替煤燃烧可以减轻酸雨产生的原因是________________________。电能是日常生活中最方便使用的能源,除了火力发电外,请另写出一种发电形式________。
(3)氢能源被认为是理想的清洁高能燃料,已经应用于航天、交通等领域,这里的“清洁”表现在_____________________。
(4)科学家设计出一套科学低成本的生产氢气方式,如上图所示,太阳能电池实现了太阳能到_____能的转化。从分子的角度分析,将氢气压缩可以装入储氢罐体现了__________________。
1.(2026·陕西咸阳·模拟预测)空气是一种宝贵的资源。下图是空气中的主要成分,箭头表示不同物质发生转换(其中反应条件、部分反应物及生成物已略去)。下列说法错误的是
A.过多会导致温室效应增强
B.①中产生的和的体积比为
C.若②的反应物只有两种单质,则另一种反应物为
D.若③通过化石燃料燃烧实现,则甲中一定含有碳元素
2.(25-26黑龙江哈尔滨·期末)下列叙述错误的是
A.图书档案失火,用二氧化碳灭火器灭火 B.石油炼制可得到多种产品
C.氧元素未参与自然界中的碳循环 D.、、都是温室气体
3.(2026·广东广州·三模)下列有关常见燃料的说法正确的是
A.煤、石油、天然气都是可再生能源 B.氢气是最清洁的燃料,燃烧产物只有水
C.天然气的主要成分是CO,燃烧时易发生爆炸 D.石油分馏属于化学变化,可得到汽油、柴油等产品
4.(2026·宁夏银川·三模)同学们利用课余时间对家用燃料的变迁与合理使用进行了调查,家用燃料的变迁过程为木材→蜂窝煤→液化石油气→天然气,下列说法不正确的是
A.蜂窝设计提高了煤的利用率
B.上述燃料均属于可再生能源
C.天然气燃烧时火焰呈黄色,应将灶具进风口调大
D.上述燃料都含有碳元素,完全燃烧后均能生成CO2
5.(2026·江苏徐州·模拟预测)能源、环境、安全已成为人们日益关注的问题。
(1)石油是三大化石燃料之一,石油属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)煤燃烧时排放的_______、二氧化氮等污染物。这些气体或气体在空气中发生反应的生成物溶于雨水,会形成酸雨。
(3)液化石油气可以作燃料,液化石油气的主要成分为丙烷()、丁烷()、丙烯()和丁烯()等,其中含碳量最高的物质是_______。
(4)84消毒液的有效成分为次氯酸钠(),其中氯元素的化合价为_______。
(5)75%的医用消毒酒精也可有效杀灭病毒,但家用不宜大面积喷洒,如发现酒精失火,用沙土盖灭,灭火的原理是_______。
1.(化学链燃烧)阅读下列短文,回答相关问题。
目前,我国能源结构中占主导地位的化石燃料在燃烧过程中仍存在反应条件难以控制、对某些原料依赖性强、反应产物难分离等问题。高效率、低污染的低碳燃烧方式已成为重要的研究内容。
燃烧包括富氧燃烧和化学链燃烧等多种方式。化石燃料在空气中直接燃烧可能会引起与发生反应生成氮氧化物。化学链燃烧改进了传统的燃烧方式,使燃烧更充分,能够避免烟气中含有浓度较高的,并获得高浓度。化学链燃烧是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新型燃烧技术,化学链燃烧的一般模型如图所示,主要包括与燃料发生还原反应、与发生氧化反应两个过程。载氧体多选用铁、钴、镍、铜、锌和铈(Ce)等金属的氧化物,载氧体材料的主要来源有天然矿产和人工合成材料。
化学链燃烧技术已成为能源环境、化工冶金、材料等领域的学科前沿,在能源清洁转化与利用、碳捕集转化与利用等国家重大需求领域有着重要的应用价值。
(1)富氧燃烧是一种燃烧方式,“富氧”表示的含义是____________。
(2)空气反应器中,与在一定条件下发生反应生成,反应后M元素的化合价_______(填“升高”或“降低”)。
(3)分离燃料反应器排放的和的方法是_________。
(4)写出900~1000℃时和在燃料反应器中反应生成、和的化学方程式:_________________。
(5)与在空气中直接燃烧相比,的化学链燃烧的优点是______。
A.有利于的捕集 B.可减少氮氧化物的生成 C.可提高能源利用率
2.(项目式学习)学习小组以“探秘燃烧”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧
(1)酒精、煤(含硫)、天然气是生活中常见的燃料,因为三者都具有的性质是_____。写出天然气主要成分甲烷燃烧的化学方程式_____。
(2)含硫煤完全燃烧产生的有毒的空气污染物有_____。
(3)燃料燃烧的过程中,能量变化可以用图_____(填①或②)表示,这类化学反应的能量转化模型为:化学能→热能和光能等。
【任务二】探究物质燃烧的条件
如图1,烧杯中装有60℃水,底部放白磷。试管a、b中放入白磷与红磷,塞上橡胶塞,放入烧杯中。观察到只有试管a中有白烟生成。
(4)通过对比试管a、b实验现象,说明可燃物燃烧所需条件是_____。
(5)在实验过程中发现白磷燃烧不剧烈,可能的原因是O2不足,小傅同学对实验进行改进,如图2。已知M为无色液体,N为黑色固体,请写出反应的化学方程式_____。
【任务三】氧气的量对物质燃烧程度的影响
取5g白磷放入试管,将温度传感器探头插入图2左边试管底部,放入60℃水中,5秒后,将物质M注入试管中,采集数据曲线如图3所示。
(6)B点温度比A点高,说明左边试管发生的反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应。D点的温度比B点高,进一步说明氧气的量影响反应的剧烈程度。
【任务四】控制燃烧
(7)如图所示,向燃烧器内通入CH4和空气,点燃,待火焰稳定后,再从进口A分别通入CO2、N2、He,改变通入的三种气体用量,测得火焰刚好熄灭时,通入的CO2、N2、He在混合器中的体积分数如表所示。三种气体中灭火效果最好的是_____。
气体
CO2
N2
He
体积分数/%
17.65
27.15
23.84
(8)研究KHCO3与CO2联合使用时的灭火效果。KHCO3灭火的原理较复杂。KHCO3受热分解时吸收能量,反应的化学方程式为2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O。以初中所学燃烧和灭火的原理分析,KHCO3可用于灭火的原理有_____(写出其中一个即可)。
【详解答案】
基础达标
1. D 2.C 3.D 4.A 5.A
6.【答案】(1)
(2)提供足够的空气(氧气)
(3)CD
7.A
8.【答案】(1) 化学 CO/一氧化碳
(2) 甲烷不含硫元素,燃烧不产生 SO2 , 水力发电(合理即可)
(3)燃烧后生成水,无污染
(4) 电 分子间有间隔,气体分子间隔较大
能力提升
1.【答案】D
【详解】A.CO2是主要的温室气体,排放过多会导致温室效应增强,正确;
B.反应①是水的通电分解,反应为,生成和的体积比为,正确;
C.根据质量守恒,反应前后元素种类不变,含有N、H两种元素,反应物之一是单质,则另一种单质只能由H元素组成,即,正确;
D.化石燃料燃烧是燃料与反应,产物可能是、等,若甲为则不含碳元素,因此甲不一定含有碳元素,错误。
2.【答案】C
【详解】A. 二氧化碳灭火器灭火后无残留痕迹,不会损坏图书档案,适用于图书档案、精密仪器类失火,表述正确。
B. 石油是多种烃类组成的混合物,通过分馏等炼制工艺可得到汽油、柴油、沥青等多种产品,表述正确。
C. 自然界碳循环中,含碳物质燃烧、动植物呼吸消耗生成,光合作用消耗生成,氧元素全程参与碳循环,表述错误。
D. 、、均是常见的温室气体,表述正确。
3.【答案】B
【详解】A、煤、石油、天然气属于化石燃料,形成周期长达数百万年,是不可再生能源,A错误。
B、氢气燃烧的反应为,产物只有水,无任何污染物,是最清洁的燃料,B正确。
C、天然气的主要成分是甲烷,不是,C错误。
D、石油分馏是利用各组分沸点不同分离物质,没有新物质生成,属于物理变化,D错误。
4.【答案】B
【详解】A、蜂窝煤的多孔结构增大了煤与氧气的接触面积,能让煤燃烧更充分,因此提高了煤的利用率,A正确。
B、煤、液化石油气、天然气都属于化石燃料,是经过上亿年形成的不可再生能源,B错误。
C、天然气燃烧火焰呈黄色,说明氧气供给不足、燃烧不充分,调大灶具进风口可增加空气通入量,使燃烧恢复充分,C正确。
D、根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,题干涉及的燃料都含有碳元素,完全燃烧后均生成,D正确。
5.【答案】(1)混合物
(2)二氧化硫
(3)丙烯和丁烯
(4)
(5)隔绝氧气(或空气)
【详解】(1)石油由多种烃类等物质混合组成,无固定组成和性质,属于混合物。
(2)煤含硫元素,燃烧生成的二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要气态污染物。
(3)丙烷含碳量,丁烷含碳量,丙烯含碳量,丁烯含碳量,因此丙烯和丁烯含碳量最高。
(4)化合物中正负化合价代数和为0,中为+1价、为-2价,设化合价为,则,解得。
(5)沙土覆盖可隔绝燃烧的酒精与氧气的接触,破坏燃烧条件实现灭火。
核心素养
1.【答案】(1)氧气的浓度高
(2)升高
(3)冷凝(或冷却等合理答案)
(4)
(5)ABC
【详解】(1)“富氧”即氧气含量比空气的正常氧含量(约21%)更高。
(2)化合物中氧元素为-2价,中M化合价为,中M化合价为,反应中M结合更多氧元素,因此化合价升高。
(3)水的沸点远高于,降温时水蒸气先冷凝为液态,即可和气态分离。
(4)略。
(5)根据题干信息,化学链燃烧避免参与反应,可减少氮氧化物生成;反应后得到高浓度,有利于捕集;同时燃烧更充分,可提高能源利用率,三个选项均正确。
2.【答案】(1) 可燃性
(2)二氧化硫
(3)②
(4)温度达到可燃物的着火点
(5)2H2O22H2O+O2↑
(6)放热
(7)CO2
(8)生成CO2,同时隔绝氧气,CO2不可燃也不助燃,燃烧停止
【详解】(1)酒精、煤(含硫)、天然气是生活中常见的燃料,燃料能燃烧是因为燃料具有可燃性;
甲烷燃烧就是甲烷与氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:;
(2)硫燃烧会产生二氧化硫,二氧化硫是有毒的空气污染物。
(3)燃料燃烧的过程中,反应放出热量,得到能量更低的生成物,选择②。
(4)白磷燃烧而红磷不燃烧,外部环境一致,说明可燃物之间的着火点不同,产生不同现象的原因就在于温度是否达到可燃物的着火点。
(5)过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气,反应的化学方程式为:;
(6) 白磷燃烧的反应是放热反应,放出热量,温度升高。
(7) 二氧化碳在三种气体体积分数中占比最小,灭火效果最好。
(8)碳酸氢钾(KHCO3)受热生成碳酸钾(K2CO3),二氧化碳(CO2)和水(H2O)。产生二氧化碳(CO2)具有不可燃不助燃的化学性质,同时满足灭火的条件隔绝氧气,因此使得燃烧停止。
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