内容正文:
课题2 化石能源的合理利用
【相对原子质量H:1 C:12 O:16 S:32 Ca:40】
1.“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是( )
A. 液氢 B. 液氧 C. 酒精 D. 石油
2.下列物质的用途主要利用其化学性质的是( )
A. 用液态氮作医疗冷冻剂 B. 用金刚石切割大理石
C. 用酒精作汽车燃料 D. 用二氧化碳气体做干冰储存食品
3.下列变化为化学变化的是 ( )
A. 炼制石油获得汽油、柴油等 B. 工业分离液态空气制得氧气
C. 实验室利用蒸馏装置制得蒸馏水 D. 煤加工获得焦炭、煤焦油、煤气等
4.下列关于石油的叙述不正确的是( )
A. 将石油分馏可得到多种产品 B. 石油是一种混合物
C. 可利用石油产品发电 D. 石油是一种化工产品
5.燃料是人类社会重要的能源,下列说法不正确的是 ( )
A. 煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量CO2
B. 石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品
C. 汽车燃料改用压缩天然气可减少对空气的污染
D. 乙醇(C2H5OH)在空气中完全燃烧只生成二氧化碳和水
6.实验小组用如图所示的方法探究甲烷在空气中燃烧的产物。在火焰上方罩一个干燥的烧杯,过一会儿,迅速将烧杯倒过来,注入少量澄清石灰水,振荡。有关分析正确的是 ( )
A. 点燃甲烷前无须验纯
B. 烧杯内壁有白烟出现
C. 澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成
D. 根据产物推断甲烷由碳、氢、氧三种元素组成
7.氢气是21世纪极有前途的新型能源,是各国研究的热点之一,如何制取和安全高效使用氢气,是课题的关键。以下研究方向中,你认为不可行的是 ( )
A. 寻找特殊材料,安全高效储存氢气
B. 设法将太阳能聚焦,产生高温使水分解产生氢气
C. 寻找更多的化石燃料,利用其燃烧放热,使水分解产生氢气
D. 寻找新型催化剂,常温下分解水制取氢气
8.某无色气体可能由H2、CH4、CO、CO2中的几种组成。将此混合气体通过过量的澄清石灰水,出现白色浑浊;将剩余气体导出,经干燥后点燃,罩在火焰上方的干燥烧杯内壁有水珠生成。该混合气体的可能组成是 ( )
A.H2、CH4 B.H2、CO C.H2、CH4、CO D.CH4、CO、CO2
9.下图是燃料使用的发展历程(括号内表示主要成分),有关说法不正确的是( )
A.家用燃料燃烧时均放出热量 B.煤、石油、天然气都是化石燃料 【丙烷:C3H8】
C.液化石油气是石油化工的一种产品 D.等质量甲烷比等质量丙烷完全燃烧后CO2排放量高
10.家用燃料使用的发展历程如图所示(括号内表示燃料的主要成分),下列有关说法正确的是( )
A. 将煤做成蜂窝煤的目的是增大煤与空气的接触面积,使煤燃烧更充分
B. 煤、石油、天然气都属于化石燃料,是取之不尽、用之不竭的能源
C. 空气中混有泄漏的罐装液化气,遇明火一定会发生爆炸
D. 管道煤气有毒,在厨房放一大盆水,可以防止煤气中毒
11.工业上常用氧炔焰切割或焊接金属,一种切割工具如图所示。下列说法错误的是 ( )
A. 调节乙炔和氧气的比例可以改变乙炔的着火点
B. 乙炔在氧气中完全燃烧的化学方程式为
2C2H2+5O2 点燃 4CO2+2H2O
C. 氧气用量相对不足时,容易生成炭黑或一氧化碳
D. 相同条件下,乙炔在氧气中燃烧比在空气中燃烧的火焰温度高
12.“化学链燃烧”技术是目前能源领域研究的热点之一、氧化镍(NiO)作载氧体的“化学链燃烧”过程如图所示,相比直接燃烧甲烷,对该技术的评价错误的是( )
A.能量损耗少、利用率高
B.空气反应器中发生了化合反应
C.消耗等质量甲烷,参加反应氧气较少
D.燃料反应器中将化学能转化为其他形式的能
13.一种利用太阳能分解水的原理如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.反应Ⅰ的化学方程式:I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4
B.理论上每生成2gH2,同时生成32gO2
C.反应Ⅲ中生成SO2和O2的分子个数比为2:1
D.反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ在反应前后均有元素化合价发生改变
14.根据如图所示装置回答问题:
(1)写出图中标号仪器的名称:①__________。
(2)用一种暗紫色固体制取氧气的化学方程式为__________________________________,选择的发生装置为_____(填字母)。
(3)用装置D收集氧气的原因是_____________________。
(4)实验室制取氢气反应的化学方程式为___________________________,选择随时可以控制开始和停止的发生装置_____(填字母),利用E装置收集氢气,气体应从____端通入(选填“c”或“d”)。
(5)用装置F来收集二氧化碳,瓶中水面上覆盖一层植物油的目的是____________________(用化学方程式解释)。
15.新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。
(1)目前,人类利用的能量大多来自化石能源,如石油、天然气和________。在有石油的地方,一般都有天然气存在,天然气的主要成分是甲烷,其化学式为________。
(2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质,此时可调________(填“小”或“大”)燃气灶的进风口,使燃料充分燃烧,节约能源。
(3)我国研制出一种新型催化剂,在这种催化剂作用下,二氧化碳可以转化为汽油,主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。
①催化剂在化学反应前后化学性质和________________不变;
②过程ⅠⅠ中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物,该反应的化学方程式为________________________________。
(4)随着科学技术的发展,氢能源的开发利用已取得很大进展。氢气作为燃料的优点是________________________________(答一点即可)。
16.天然气的综合利用是重要的研究课题。
天然气是重要的化石能源,主要成分为甲烷(CH4),还含有少量硫化氢(H2S)等气体。硫化氢可在催化剂作用下与甲烷反应而除去,其反应的微观示意图如图1所示。
图1 图2
利用甲烷催化制取氢气。一种甲烷水蒸气催化制氢的透氢膜反应器如图2所示,通入的甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下反应生成一氧化碳和氢气(该反应是吸热反应),一部分氢气通过透氢膜与膜外侧通入的氧气反应。
利用甲烷在高温、Cu−Pd催化作用下分解可制取新型碳单质材料——石墨烯,石墨烯具有很高的强度和优良的导电性能。
(1)甲烷完全燃烧生成CO2和H2O的化学方程式为______________________________________。
(2)结合图1,分析甲烷与硫化氢的反应。
①产物“”中,碳元素和硫元素的质量比为________(填最简整数比)。
②该反应过程中变化的是________(填字母)。
A.分子的数目 B.原子的种类 C.物质的总质量
(3)结合图2,分析甲烷和水蒸气制氢的反应。
①甲烷和水蒸气制氢反应的化学方程式为_____________________。
②在反应器的膜外侧通入氧气的主要目的是_______________________________________。
(4)下列说法正确的是________(填字母)。
A.天然气属于纯净物 B.天然气和氢气均属于可再生能源
C.透氢膜反应器内生成的CO与H2未被完全分离
D.石墨烯具有优良的导电性能,是一种金属单质
17.天然气广泛应用于生产生活,其主要成分是甲烷(CH4)。
Ⅰ.天然气是重要的能源
(1)天然气属于__________((填“可再生”或“不可再生”))能源。
(2)室温下,充分燃烧1g天然气和1g煤,产生的CO2及热量的对比如图所示。据图分析,与煤相比,用天然气作燃料的优点有_________________________________________。
(3)甲烷可直接应用于燃料电池,电池工作时的能量转化方式为________________。
Ⅱ.天然气是重要的化工原料
(4)甲烷和二氧化碳在高温下催化重整(作催化剂)可制得CO和H2。该反应的化学方程式为___________________________。
(5)甲烷无氧催化重整可获得碳氢化合物X,X相对分子质量为106,且碳、氢元素的质量比为48:5,则X的化学式为________。
Ⅲ.煤是重要的化石能源
煤的燃烧会产生刺激性有害气体SO2,该气体是造成酸雨的主要物质。工业上通常用石灰石为原料吸收SO2,发生反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2,若每天需要吸收0.64t二氧化硫,则该发电厂每个月(按30天计)需要含碳酸钙为90%的石灰石多少吨?(杂质不参与反应)
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