5.4 化石燃料-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(科粤版·新教材)

拔尖特训·化学（科粤版）九年级上 5.4化石燃料 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.舒青境古籍名著《天工开物》中记载：“…然后掘挖，深至五丈许方始得煤。初见煤端时，毒气灼 人。”毒气指的是煤层上方与煤共生的天然气和一氧化碳。下列说法正确的是 () A.“毒气灼人”是指一氧化碳具有毒性 B.天然气和一氧化碳都能燃烧，产物都有水 C.天然气和一氧化碳都可以被水吸收 D.为了防止煤矿的矿井发生瓦斯爆炸事故，进矿井前先做灯火试验 2.生态环境与我们的生活密切相关。 (1)下列做法不利于保护环境的是 (填字母)。 A.生活垃圾分类处理 B.工业废水直接排放 C.农药、化肥合理施用 D.推广使用清洁能源 (2)在汽油中加入适量乙醇(C2HOH)作为汽车燃料，可适当节省石油资源，并在一定程度上减 少汽车尾气的污染。写出乙醇在空气中完全燃烧的化学方程式： (3)煤燃烧时排放出的 (填化学式)、二氧化氮等污染物会造成酸雨，二氧化氮在光照条 件下与碳单质反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为 (4)将一氧化碳和二氧化碳的混合气体通入足量的澄清石灰水中，充分反应后所得沉淀的质量等 于原混合气体的质量，则原混合气体中碳、氧元素的质量比为 (填最简整数比)。 扫二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能▲ 3.易错题燃料、能源与生活息息相关，下列说法正确的是 () A.化石燃料燃烧会排放大量二氧化碳，引起温室效应增强 B.煤和石油的元素组成完全相同，燃烧产生二氧化碳 C.石油炼制可得到液化石油气、汽油、煤焦油等产品 D.煤加工成汽油、乙醇等液体燃料属于物理变化 4.煤是社会生产、生活中重要的能源，工业上常把煤进行气化和液化处理，使煤变成清洁 能源。煤气化和液化的流程如图所示。 水蒸气 粗煤一洗选加工一反应I一净化压缩 -反应可一心用感 洗液 (第4题图) (1)“洗选”一般是利用煤与杂质的物理性质不同，在不同密度或特性的溶剂中使煤与杂质分开， 从而得到精炼煤，该过程发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。 (2)“洗液”中的含硫化合物可用来制硫酸，过程是将含硫化合物氧化得到SO2,SO2进一步氧化 得到X,X与水发生化合反应得到硫酸，则X的化学式为 82 第五单元燃料与二氧化碳 (3)反应I在高温条件下进行，产物为水煤气（主要成分为CO和H2),请写出该反应的化学方程 式： [水蒸气用HO(g)表示]。 (4)反应Ⅱ在高温、高压和催化剂的条件下进行，则反应的化学方程式为 (5)和直接用煤作燃料相比，先将煤气化和液化的优点是 5.天然气广泛应用于生产、生活，其主要成分是甲烷(CH)。 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的质量及放出的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 6 60 5 /(0) 30 10 04 天然气煤 天然气煤 (第5题图) (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(Ni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的相对分子质量为106，且碳、氢元素的质量比为 48:5,则X的化学式为 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 6.[2025无锡江阴校级期未]阅读下列材料，回答相关问题。 石油是一种非常重要的能源，主要由碳、氢元素组成，还含有少量硫、氧、氨等元素 石油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的压强，使石油顺利流出。处 于石灰石岩层缝隙中的石油流通不畅，需要向岩层中注入稀盐酸等酸液，提高其流通能力。 石油通过输油管道输送至炼油厂，依据各成分的沸点差异，分离出汽油、柴油等多种粗产品。 汽油、柴油等燃料的使用会产生大量的二氧化碳，导致温室效应加剧，亟需捕集和利用 (1)依据沸点不同，从石油中分离出汽油、柴油的过程属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。 (2)发动机工作时，汽油和吸进的空气必须成适当比例，否则尾气中CO或NO会增多。 ①发动机吸进的空气保证汽油完全燃烧，若再增大空气的吸入量，尾气中O会增多。增多的 NO主要来源于 (填字母)。 A.汽油的燃烧 B.空气中N2和O2在高温下反应 ②在催化剂作用下，尾气中的CO和O转化为两种可以参与大气循环的无毒气体，反应的化学 方程式为 (3)向岩层中注入稀盐酸可提高石油的流通能力，其原因可能是 ●“答案与解析”见P44 83锰的催化作用下反应制取氧气，C正确：二氧化碳的制取可 用固液常温型发生装置，集气瓶中导管“长进短出”，可收集 二氧化碳，烧杯中加入澄清石灰水可检验二氧化碳，D正确。 8.()2KMnO,△K,MnO,+MnO,+O,个AC酒 精灯(2)①CaCO3+2HC1-CaC+H2O+CO2个 增大稀盐酸的浓度（合理答案均可）②N③上浮 〔解析)(1)高锰酸钾加热分解得到氧气、锰酸钾和二氧化 锰，反应的化学方程式为2KMnO,△KMmO,十MnO,+ O2↑；采用加热高锰酸钾制备氧气，发生装置需要用到试 管、铁架台、酒精灯、导管，用如图甲中仪器组装发生装置， 应选择ACE;还需要补充的仪器有酒精灯。(2)①船能前 进，是因为碳酸钙与稀盐酸反应产生的二氧化碳气体从小 孔逸出，推动船前进；反应的化学方程式为CaCO3+2HC1 一CCl2十H2O十CO2◆；可以采用增大稀盐酸的浓度 调节活塞加快稀盐酸的滴加速度等使船加速前进。②二 氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试纸变 红。船身P处安上如图丙所示的栀杆，试纸M是干燥的紫 色石蕊试纸，试纸N是湿润的紫色石蕊试纸，一段时间后， 碳酸钙与稀盐酸反应产生的二氧化碳接触到试纸M和试 纸N,可观察到试纸N由紫色变为红色。③该反应产生的 二氧化碳逸散到空气中，停止前进后，根据质量守恒定律， 船的总质量减小，会上浮。 5.4化石燃料 1.A一氧化碳是一种有毒气体，能与人体血液中的血红 蛋白结合，使其失去携氧能力，从而导致人体中毒，“毒气 灼人”体现了一氧化碳的毒性，A正确。C0燃烧只产生二 氧化碳，B错误。CO难溶于水，不能被水吸收：天然气（主 要成分是CH)也难溶于水，不能被水吸收，C错误。可燃 性气体与空气（或氧气）混合后，如达到爆炸极限，调明火 (或静电等)都有可能发生爆炸，D错误。 2.()B(2)C,H0H+30,点燃2C0,+3H,0 8)s0,20,+2C光N,+2C0,(49:16 〔解析)(4)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和 水，一氧化碳与氢氧化钙不反应，将一氧化碳和二氧化碳 的混合气体通入足量的澄清石灰水中，充分反应后所得沉 淀的质量等于原混合气体的质量，由化学方程式CO2十 Ca(OH)2CaCO3↓+HO可知，该反应中二氧化碳与 碳酸钙的质量比为44：100，假设原混合气体的质量为 100g,则其中二氧化碳的质量为44g,原混合气体中一氧 化碳的质量为100g一44g=56g,原混合气体中碳元素的 质量为44g×(保×10%)+56g×(货×100%)=36g, 原混合气体中氧元素的质量为100g一36g=64g,则原混 合气体中碳、氧元素的质量比为36g:64g=9：16。 3.A化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳，引起温室效 应增强，A正确；煤的主要成分是碳，石油的主要成分是碳 氢化合物，元素组成不完全相同，B错误；石油炼制可得到 液化石油气、汽油等产品，煤焦油是由煤得到的，C错误；煤 加工成汽油、乙醇等液体燃料属于化学变化，故D错误。 易错警示 与化石燃料有关的易错点 1.煤的千馏是将煤隔绝空气加强热，使煤分解生成 焦炭、煤焦油和焦炉煤气等，这一过程属于化学变化。 石油分馏是根据组成石油的各成分沸，点不同，将它们分 离的一种方法，这一过程没有新物质生成，属于物理 变化。 2.水煤气、石油气、天然气是三种成分不同的气体 燃料。水煤气是由焦炭和水蒸气在高温条件下生成的， 其主要成分是一氧化碳和氢气：石油气是石油化工的一 种产品，其主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯中的一种 或两种：而天然气是一种重要的化石燃料，其主要成分 为甲烷。 4D物理(2)S0(3)C+H,0(g)商温c0+H, 《山C0+2H健化压CHOH《6减少废气的排放 保护环境等 〔解析)(1)“洗选”一般是利用煤与杂质的物理性质不同， 在不同密度或特性的溶剂中使煤与杂质分开，从而得到精 炼煤，该过程没有产生新物质，发生的是物理变化。 (2)“洗液”中的含硫化合物可用来制硫酸，过程是将含硫 化合物氧化得到S02,SO2进一步氧化得到三氧化硫，三氧 化硫与水发生化合反应得到硫酸。(3)反应I在高温条件 下进行，碳和水蒸气反应生成CO和H2,化学方程式为C十 HO(g)商温c0叶H。（4)反应Ⅱ在高温，高压和催化剂 的条件下进行，一氧化碳和氢气反应生成甲醇，则该反应 的化学方程式为C0叶2高健正CH0H。(5)和直 接用煤作燃料相比，先将煤气化和液化的优点是减少废气 的排放、保护环境等。 5.(1)不可再生(2)等质量的天然气和煤充分燃烧时， 天然气释放的热量多，产生的二氧化碳的质量少(3)化 Ni 学能转化为电能(4)CH,+C0,高温2C0+2H, (5)C8H 〔解析)(1)天然气是化石燃料，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。(2)分析图 像，从充分燃烧产生的CO2的质量的角度来看，天然气产 生的C。2的质量比等质量煤产生的少：从充分燃烧放出的 热量的角度来看，天然气放出的热量比等质量煤放出的 多。(3)燃料电池是将燃料中的化学能转化为电能。 (4)根据题中信息，该反应的反应物为甲烷和二氧化碳，生 成物为一氧化碳和氢气，反应条件为高温、Ni作催化剂，故 化学方程式为CH,十CO2 高温2C0+2H。(5)碳氢化合 物X分于中碳原于和氢原子的个数比为：号=4：5，设 该化合物的化学式为CH.,则相对分子质量为12×4x十 1X5.x=106,解得x=2,所以X的化学式为C8Ho。 6.(1)物理变化(2)①B②2C0+2N0催化剂N+ 2CO2(3)稀盐酸能溶解阻碍石油流动的石灰石，且产生 二氧化碳气体使油层内压强增大 〔解析)(1)依据沸点不同，从石油中分离出汽油、柴油的 过程，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化。 (2)①空气中含有氮气和氧气，发动机吸进的空气保证汽 油完全燃烧，若再增大空气的吸入量，尾气中○会增多， 说明增多的NO主要来源于空气中N2和O2在高温下反 应。②在催化剂作用下，尾气中的CO和NO转化为两种 可以参与大气循环的无毒气体，反应物中含N、C、O,生成 物中也应含N、C、O,则生成的无毒气体是氮气和二氧化 碳，化学方程式为200+2N0催化剂N+200.3)石 油开采时，向储油层注水或通入气体均可以增大油层中的 压强，使石油顺利流出。故向岩层中注入稀盐酸可提高石 油的流通能力，其原因可能是石灰石的主要成分碳酸钙能 与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，稀盐酸能溶解 阻碍石油流动的石灰石，且产生二氧化碳气体使油层内压 强增大。 第五单元拔尖自主测评 1.D用焦炭冶炼钢铁利用了碳的还原性，只利用了碳的 化学性质。用墨写字或绘画，利用了碳呈黑色（物理性质）， 而字画能保持很久，又利用了碳在常温下的稳定性（化学 性质)。用木炭作燃料，利用了碳的可燃性，只利用了碳的 化学性质。用活性炭吸附色素，只利用了其具有吸附性 (物理性质)。 2.B绿色植物的光合作用是将二氧化碳转化为氧气，动 植物的呼吸作用和化石燃料的燃烧都是将氧气转化为二 氧化碳，A、C、D能体现氧气和二氧化碳之间的相互转化。 海水吸收二氧化碳，是二氧化碳和水反应生成碳酸，B不能 体现氧气和二氧化碳之间的相互转化 3.D检验氢气纯度的方法：收集一试管氢气，用拇指堵住 试管口，因为氢气的密度比空气的小，应使试管口朝下并 移近酒精灯火焰，松开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声， 表明氢气不纯，需要再次收集和检验，直到听到轻微的响 声，才表明氢气较纯。经检验氢气不纯而需要再检验时，要 用拇指堵住试管口一会儿，等试管中氢气燃烧产生的火焰 熄灭后再收集氢气以检验其纯度，以免点燃制备装置中的 氢气而发生爆炸；或换用一支新试管继续收集；或换用排 水法收集气体进行检验。 4.C煤隔绝空气加强热可制得焦炭、煤焦油和煤气等产 品，A猎误；石油的分馏没有生成新物质，属于物理变化，煤 的干馏生成了新物质，属于化学变化，B错误；沼气的主要 成分是甲烷，C正确：石油是混合物，所含有的物质沸点不 同，但不加热不可以直接燃烧，D错误。 5.C由于二氧化氮能与水反应，因此不能用排水法收集， 又因为二氧化氮的密度比二氧化碳的略大，即密度比空气 大，以只能用向上排空气法收集。 6.C碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，反应的化学方 程式为C+0,点燃C0,其中碳，氧气、二氧化碳的质量比 为12：32：44，则12g碳与36g氧气充分反应可生成44g 二氧化碳，A正确。金刚石和石墨都由碳原子构成，但是碳 原子的排列方式不同，则石墨在一定条件下转化为金刚 石，是碳原子的排列方式发生了变化，B正确。由分于构成 的物质，分子是保持物质化学性质的最小微观粒子，C由 C分子构成，则保持C化学性质的最小微观粒子是C 分子，C不正确。C0和C02的化学性质不同，是因为它们 的分子构成不同，D正确。 7.D可以通过放下和提起底部有小孔的塑料管来控制固 体和液体的接融和分离，从而控制反应的发生和停止，则 制取装置可控制反应的发生与停止，A正确；二氧化碳不 燃烧，一般也不支特燃烧，密度比空气大，观察到低蜡烛比 高蜡烛的火焰先熄灭，B正确；二氧化碳和水反应生成碳 酸，碳酸能使紫色石蕊试纸变红，二氧化碳密度比空气大， 则下方湿润的石蕊试纸先变红，C正确；澄清石灰水变浑 浊，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该 反应不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，D错误。 8.B密闭容器内，木炭在氧气中燃烧，当m(C)：m(O2)- 3:4时，只生成C0;当m(C):m(O2)=3:8时，只生成 CO2。题目中m(C):m(O2)=12g:24g=1:2,则生成 物中既有CO,又有CO2。 9.A盛过石灰水的试剂瓶内壁上的白膜是氢氧化钙与二 氧化碳反应生成的碳酸钙，稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化