5.4古生物的“遗产”——化石燃料
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．因为H2O和H2O2的组成元素相同，所以它们的化学性质相同
B．石墨可导电，而金刚石不能，是由于两者的原子排列方式不同
C．“钻木取火”的原理是通过摩擦生热提高木材的着火点
D．石油是一种清洁能源，也是一种可再生能源
2．学习化学知识后，观察物质世界就要从化学视角看。下列对打火机主要燃料丁烷（C4H10）的看法不正确的是
A．从组成上看：丁烷由碳、氢两种元素组成
B．从结构上看：一个丁烷分子由4个碳原子、10个氢原子构成
C．从变化上看：丁烷完全燃烧只生成水
D．从性质上看：丁烷具有可燃性
3．下列物质的用途与其依据的性质不符合的是（ ）
A．氧气用于急救病人﹣﹣氧气能供给呼吸
B．金刚石用作钻探机的钻头﹣﹣金刚石是天然存在的最硬的物质
C．石墨做电极﹣﹣石墨很软
D．用碳素墨水填写档案文件﹣﹣碳在常温下化学性质稳定
4．下列对实验现象的描述错误的是
A．甲烷在空气燃烧产生淡蓝色火焰
B．木炭在空气中燃烧至红热
C．铁丝在氧气中燃烧火星四射
D．硫在氧气中燃烧产生微弱淡蓝色火焰
5．下列燃料中，属于化石燃料的是
A．酒精 B．一氧化碳 C．氢气 D．天然气
6．下列造成空气污染的物质主要不是由化学反应产生的是
A．焚烧垃圾产生的大量烟尘 B．建筑施工时飞扬起的灰尘
C．酸雨的形成 D．机动车行驶时排放的尾气
7．下列情况，不会造成环境污染的是（ ）
A．把煤作为主要燃料
B．随意丢弃塑料垃圾
C．随意丢弃废电池
D．利用太阳能、风能等清洁能源
8．下列有关生活、环境、能源、资源问题叙述错误的是
A．加速石油、煤炭的开采，快速提高人类的生活质量
B．pH<5. 6的雨水称为酸雨
C．“温室效应”主要是由CO2等气体引起的
D．PM2.5专用口罩中使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性
二、填空题
9．中国古代化学和化学工艺历史悠久、成就卓越，是劳动人民生产、生活智慧的结晶。
(1)下列属于我国古代化学工艺成就的是 。
①指南针②造纸术③印刷术④纳米技术⑤烧制陶瓷⑥火药
(2)东汉《神农本草经》曾记载石胆“能化铁为铜”。叙述的是用硫酸铜和铁反应制取铜，这是湿法炼铜的最早记载，反应的化学方程式为 ，此反应属于 (填基本反应类型)。
(3)西晋《蜀都赋》中有“火井沈荧于幽谷，高焰飞煽于天垂。”描写的是天然气燃烧时的现象天然气属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(4)挖掘出土的战国编钟是青铜制成的。从材料上看，青铜属于 (填“合成”或“金属”)材料。
10．能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。
(1)我国正在推广家庭中用天然气逐步代替煤作燃料，天然气在空气中充分燃烧的化学方程式是 。
(2)含硫煤燃烧会产生大气污染，二氧化硫排放到空气中会导致的环境问题是 。
(3)某车用制氢装置的原理是：硼(B)和水蒸气在高温下反应，生成氢气和氢氧化硼[B(OH)3]，该反应的化学方程式是 。
(4)煤气的主要成分是 CO、H2 的混合气体，此气体在不同催化剂的作用下，可以合成不同的物质。仅以煤气为原料不可能得到的物质是 (填序号) 。
A．草酸(H2C2O4) B．甲醇(CH3OH) C． 尿素[CO(NH2)2]
(5)某液化石油气的主要成分为丙烷(C3H8)，其充分燃烧后产物为 CO2 和 H2O，完全燃烧等质量的 C3H8 及CO 所需氧气的质量比为 。
11．合理利用能源和保护环境是我们关注的问题，请回答：
(1)化石燃料是一类重要能源，它包括煤、 和天然气。
(2)煤作为燃料给我们带来了益处，但对环境也造成了不良影响。
①使燃料充分燃烧，通常除了考虑燃烧时要有足够的空气，还要考虑 。
②下列关于酸雨的叙述正确的是 (填字母序号)。
A．腐蚀大理石的雕像B．是由二氧化碳引起的C．酸化土地
③为减少污染、治理“雾霾”，提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，相关反应的微观示意图如图所示，该反应中生成物的化学计量数之比是 。
④为减少温室气体的排放，人们积极寻找不含碳元素的燃料，研究发现，NH3燃烧释放大量的能量，且产物没有污染，有一定的应用前景。请将NH3在氧气中燃烧的化学方程式补充完整：4NH3＋3O26H2O＋ 。
三、实验题
12．空气是一种宝贵的自然资源。
（1）如图是测定空气中氧气体积分数的实验示意图。
①实验时，取下橡皮塞，点燃红磷迅速伸入集气瓶中并塞紧橡皮塞，待反应结束装置冷却至室温后，打开弹簧夹，能观察到的现象是
②若实验测得空气中氧气的含量偏低，可能的原因 （填序号）
A．使用的红磷量不足 B．装置气密性不好 C．实验中弹簧夹没有夹紧
（2）目前人类使用的主要能源是三大化石燃料：煤、石油、天然气。
①燃烧化石燃料会使空气中二氧化碳含量增加，造成的环境问题是 不仅如此，还会造成资源的浪费．因此，我们既要节约使用化石燃料，又要开发利用新能源。
②我国已经开发和推广使用乙醇汽油，其中含乙醇10%，使用这种乙醇汽油的好处是 （写出一点）。
（3）有野外作业人员在酒精炉上用白纸做成的轻便纸锅煮食物（如图）。
①酒精（C2H5OH）在空气中充分燃烧的化学方程式为：
②在煮食物的过程中，纸锅不会燃烧的原因是： 。
③请从充分燃烧需要的条件角度，说明图中让固体酒精与纸锅底部之间保持一定距离的目的： 。
四、简答题
13．某镇有座硫酸厂，设备简陋，技术陈旧，该厂每天排放大量含SO2的废气和含H2SO4的酸性废水．当地的其他工厂和居民均用煤炭作燃料．只要下雨就下酸雨，对该镇环境造成极大破坏．
（1）该镇某中学环保小组提出了治理酸雨的下列措施，你认为其中不妥的是
A 将硫酸厂搬离该镇 B 建议环保部门限令整改
C 将硫酸厂排出的废气中的SO2处理后排放 D 工厂和居民改用较清洁的燃料
（2）可用熟石灰来处理硫酸厂排出的酸性废水，处理原理的化学方程式是
（3）浓硫酸弄到手上后应立即用水冲洗，然后涂上碳酸氢钠．若是稀硫酸弄到手上， （填“需要”或“不需要”）这样做，理由是 ．
14．液化石油气（主要成分的化学式是C3H8）在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，其反应的化学方程式是 。
五、科学探究题
15．某化学兴趣小组的同学向无水乙醇中放入一小块金属钠，观察到有气泡产生。小组同学对这一现象产生了兴趣，进行了如下探究。
【提出问题】无水乙醇和金属钠反应产生的气体是什么？
【查阅资料】(1)无水乙醇(CH3CH2OH)和金属钠反应生成乙醇钠(CH3CH2ONa)和一种初中阶段常见的可燃性气体；
(2)浓硫酸具有较强的吸水性，可用作某些气体的干燥剂；
(3)白色的无水硫酸铜固体遇水后会变成蓝色。
【猜想与假设】猜想一：CO
猜想二：CH4
猜想三：H2
兴趣小组的同学提出上述猜想的理论依据是 。
【设计并实验】兴趣小组同学分成甲乙两组设计实验方案进行探究。
甲组同学设计的实验方案如下：
实验操作 实验现象 实验结论
将反应产生的气体点燃，在火焰上方罩一个干燥的冷烧杯 烧杯内壁有小液滴生成 猜想三成立
乙组同学认为只完成上述实验，猜想二也可能成立。理由是 。并设计了如下实验进一步验证：将反应产生的气体点燃，燃烧产物依次通入A、B装置(如图2)，测得两装置实验前后的质量变化如表。
A装置 B装置
实验前 257.6g 144.2g
实验后 257.8g 144.2g
乙组的同学根据实验数据分析，证明猜想 成立。
【得出结论】无水乙醇与金属钠反应的化学方程式为 。
【实验反思】甲组同学受到乙组同学的启发，认为只需要增加一个实验：再在火焰上方罩个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯，观察现象，就能使本组的实验方案更加完善。你认为此方案是否合理 (填“合理”或“不合理”)。
【拓展延伸】要确认该实验过程中所用的乙醇是无水乙醇的实验方法是 。
六、综合应用题
16．天然气的主要成分是甲烷（CH4)，化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与探究与分析：
提出问题：甲烷在氧气中燃烧后生成哪些物质？
知识储备：含碳元素的物质在氧气中完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝色。
猜想与假设：
产 物 猜 想 甲 乙 丙 丁
CO2、H2O CO、H2O NH3、CO2、H2O CO2、CO、H2O
(1)你认为 同学的猜想是错误的，理由是 。
实验探究：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的氧气中燃烧的产物依次通过下列装置：
(2)AB装置的顺序 （填“能”或“不能”）颠倒。
(3)实验中观察到A中无水CuSO4粉末由白色变为蓝色，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成光亮的红色，由此推断 同学猜想成立。
(4)请写出C中黑色粉末变成红色的化学方程式： 。
(5)装置中气球的主要作用是 。
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参考答案：
1．B
【详解】A、水和过氧化氢是由不同分子构成的物质，化学性质不同，该选项说法不正确；
B、石墨可导电，而金刚石不能，是由于两者的原子排列方式不同，该选项说法正确；
C、“钻木取火”的原理是通过摩擦生热提高木材的温度，不能提高着火点，该选项说法不正确；
D、三大化石燃料煤、石油、天然气，属于不可再生能源，石油不是清洁能源，且属于不可再生能源，该选项说法不正确；
故选B。
2．C
【详解】A、由化学式可知丁烷由碳、氢两种元素组成，故A说法正确；B、元素右下角数字就是该元素的原子个数，所以一个丁烷分子由4个碳原子、10个氢原子构成，故B说法正确；C、根据质量守恒定律可知反应前后元素种类不变，所以丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水，故C说法错误；D、打火机主要燃料是丁烷（C4H10），所以丁烷具有可燃性，故D说法正确，故选C。
3．C
【详解】A、氧气能供给呼吸，可用于急救病人，此选项不符合题意；
B、金刚石是天然存在的最硬的物质，常用作钻探机的钻头，此选项不符合题意；
C、石墨具有导电性，常用作电极材料，此选项符合题意；
D、因炭黑的主要成分是碳，而碳在常温下性质稳定，所以常用来制碳素墨水，此选项不符合题意。
故选C。
4．D
【详解】A、甲烷在空气燃烧产生淡蓝色火焰，故A正确；
B、木炭在空气中燃烧发出红光，放热，故B正确；
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧火星四射，生成黑色固体，故C正确；
D、硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，故D不正确。
故选D。
5．D
【详解】煤、石油、天然气属于三大化石燃料，酒精、氢气、一氧化碳不属于化石燃料；故选D。
6．B
【详解】A、焚烧垃圾产生的大量烟尘，有新物质生成，属于化学变化，选项错误；
B、建筑施工时飞扬起的灰尘的过程中没有产生新的物质，属于物理变化，选项正确；
C、酸雨的形成有新物质生成，属于化学变化，选项错误；
D、机动车行驶时排放的尾气这些都是燃料燃烧引起的污染，有新物质生成，属于化学变化，选项错误；
故选B。
7．D
【详解】A、煤燃烧能生成一氧化碳、二氧化硫等有害气体，污染空气，故A错；
B、随意丢弃的塑料垃圾很难自行分解掉，因此会对土壤造成影响，常说的白色污染就是废弃塑料带来的，故B错；
C、因此废电池中含有汞、镉等有害金属元素，会使土壤、水受到污染，故C错；
D、太阳能、风能等能源是新型的清洁能源，不会污染环境，故D对。
故选D。
8．A
【详解】A、石油、煤炭燃烧会污染环境，且属于不可再生资源，应合理使用，故A错误；
B、正常雨水的pH为5.6，pH＜5.6的雨水称为酸雨，故B正确；
C、二氧化碳排放过多会造成温室效应，“温室效应”主要是由CO2等气体引起的，故C正确；
D、活性炭具有吸附性，PM2.5专用口罩中使用了活性炭，是利用了活性炭的吸附性，故D 正确。故选A。
9．(1)②⑤⑥
(2) 置换反应
(3)不可再生
(4)金属
【详解】（1）①指南针的使用，不发生化学变化，不属于我国古代化学工艺成就，故①不符合题意；
②造纸术的利用，发生化学变化，属于我国古代化学工艺成就，故②符合题意；
③印刷术的使用，不发生化学变化，不属于我国古代化学工艺成就，故③不符合题意；
④纳米技术，不属于我国古代化学工艺成就，故④不符合题意；
⑤烧制陶瓷过程中，发生化学变化，属于我国古代化学工艺成就，故⑤符合题意；
⑥火药使用过程中，发生化学变化，属于我国古代化学工艺成就，故⑥符合题意。
故填：②⑤⑥。
（2）①硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：，故填：。
②该反应由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故填：置换反应。
（3）天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，故填：不可再生。
（4）金属材料包括纯金属和它们的合金，青铜是合金，属于金属材料，故填：金属。
10． CH4 + 2O2 CO2 +2 H2O 酸雨 2B+ 6H2O 2B(OH)3+3H2↑ AC 90:11
【详解】(1)天然气的主要成分是甲烷，在空气中充分燃烧的化学方程式是CH4 + 2O2 CO2 +2 H2O；(2)含硫煤燃烧会产生大气污染，二氧化硫排放到空气中会导致酸雨；(3)硼(B)和水蒸气在高温下反应，生成氢气和氢氧化硼[B(OH)3]，该反应的化学方程式是 2B+ 6H2O 2B(OH)3+3H2↑；(4)据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类、个数不变。仅以CO、H2为原料所得物质中只含有碳、氢、氧三种原子，且碳氧原子个数比应等于1:1，氢原子个数应为2的整数倍，所以不可能得到的物质是草酸(H2C2O4)、尿素[CO(NH2)2]；(5)丙烷(C3H8)，其充分燃烧后产物为 CO2 和 H2O，反应方程式为： C3H8+5O2 3CO2+4H2O；一氧化碳燃烧的方程式为：2CO+O22CO2；
C3H8 + 5O2 3CO2+4H2O
44 160
x y
2CO + O22CO2
72 32
x z
y/z=(160x/44)/(32x/72)=90/11，完全燃烧等质量的 C3H8 及CO 所需氧气的质量比为 90:11。
11． 石油 燃料与氧气有足够大的接触面积 AC/CA 1：1 2N2
【详解】（1）化石燃料包括煤、天然气、石油。故填：石油。
（2）
①使燃料充分燃烧，通常除了考虑燃烧时要有足够的空气，还要考虑温度达到可燃物的着火点；故填：温度达到可燃物的着火点；
②酸雨主要是由二氧化硫引起的，酸雨可使土壤酸化、腐蚀金属材料和大理石雕像；故填：AC；
③由反应的微观示意图及质量守恒定律可知，该图示中一个碳原子与一个水分子反应，生成了一个一氧化碳分子和一个氢分子，所以，该反应生成物的分子个数比为1：1。
④根据质量守恒定律可知，生成物中缺少4个氮原子，所以生成物应该是氮气，并且氮气的化学计量数是2。故填：2N2。
12． 烧杯中的水将流入集气瓶内，约到刻度1处 AB 温室效应 节省石油资源 C2H5OH+3O22CO2+3H2O 温度没有达到纸张的着火点 使火焰的外焰加热、增大固体酒精和空气充分接触
【详解】（1）①测定空气中氧气含量的实验原理是：红磷燃烧消耗了瓶内的氧气，生成的是固体，使瓶内压强减小，在外界大气压的作用下水被压进广口瓶，广口瓶内水面上升的体积就是广口瓶内原来氧气的体积，空气中氧气约占空气体积的五分之一，所以观察到的现象应该是：烧杯中的水将流入集气瓶内，约到刻度1处；
②若实验测得空气中氧气的含量偏低，可能的原因是红磷的量不足或者装置气密性不好，使氧气不能全部消耗或者进入空气，造成结果偏低；
故选：AB；
（2）化石燃料主要包括煤、石油和天然气等天然资源；
①燃料化石燃料会使空气中二氧化碳含量增加，造成的温室效应；我们既要节约使用化石燃料，又要开发利用新能源如太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等；
②使用乙醇汽油的好处：乙醇汽油是可再生能源，可以节约石油资源。
（3）①在点燃的条件下，酒精与氧气反应生成二氧化碳和水；故填：；
②水在沸腾过程中，尽管继续加热，但温度总保持在沸点不变。而纸盒没有燃烧，说明水沸腾时的温度没有达到纸燃烧时的温度，即水的沸点低于纸的着火点。故填：温度没有达到纸张的着火点；
③根据燃烧的充分条件和火焰的温度知道燃烧时要用火焰的外焰，外焰的温度高，燃烧时可燃物要和空气充分接触。故填：使火焰的外焰加热、增大固体酒精和空气充分接触。
13． A Ca（OH）2+H2SO4═CaSO4+2H2O 需要 浓硫酸中的水蒸发后会变成浓硫酸
【详解】（1）A、对于硫酸排出的废水和废气，要想办法处理合格后排放，不能直接办理，不合常理，故A错误；B、对于有环境污染的工厂，建议环保部门限令整改，故B正确。
C、将硫酸厂排出的废气中的SO2处理合格后排放 ，故C正确； D、工厂和居民改用较清洁的燃料减少二氧化硫的排放，故D正确。故选A。
（2）氢氧化钙与稀硫酸反应生成硫酸钙和水，反应的方程式为：Ca（OH）2+H2SO4═CaSO4+2H2O
（3）稀硫酸弄到手上后需要立即用水冲洗，因为稀硫酸中的水分蒸发后会变为浓硫酸，腐蚀手。
14．
【详解】液化石油气（主要成分的化学式是C3H8）在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，。
15． 化学反应前后元素的种类不变（合理答案均可） 甲烷燃烧后也会生成水 三 2C2H5OH+2Na＝2CH3CH2ONa+H2↑ 合理 取样，加入无水硫酸铜固体，颜色无变化，证明是无水乙醇。
【详解】[猜想与假设]根据质量守恒定律中的元素守恒，即反应物是钠和乙醇，生成物了一种初中阶段常见的可燃性气体，故可燃性气体可能是甲烷、一氧化碳、氢气。
[设计并实验]甲烷和氢气中都含有氢元素，燃烧后都生成水。由实验可知，反应后的气体依次填入浓硫酸和澄清石灰水后，浓硫酸的质量增加了0.2g，澄清石灰水的质量不变，说明有水生成，没有二氧化碳生成，故说明原可燃性气体是氢气，故猜想三成立。
[得出结论]
由实验可知，金属钠与乙醇反应生成乙醇钠和氢气，故反应的方程式为：2C2H5OH+2Na＝2CH3CH2ONa+H2↑。
[实验反思]
乙组同学已经说明该实验中一定有水生成，故在再在火焰上方罩一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯，如变浑浊，说明有二氧化碳生成，如不变浑浊说明没有二氧化碳生成，故该方案是合理的。
[拓展延伸]
白色的无水硫酸铜遇到水会变为蓝色，故方法是取样，加入无水硫酸铜固体，颜色无变化，证明是无水乙醇。
16．(1) 丙 反应前不含有氮元素，因此不可能生成氨气
(2)不能
(3)丁
(4)
(5)收集一氧化碳，防止空气污染
【解析】(1)
反应前不含有氮元素，因此不可能生成氨气，丙同学的猜想错误；
(2)
AB装置不能颠倒，否则无法确定甲烷燃烧产物中是否含有水；
(3)
实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，说明有水生成，B中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，C中黑色粉末变成红色，D中澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳生成，故丁同学的猜想是正确的；
(4)
C中黑色粉末变成红色，即一氧化碳和氧化铜在加热时反应生成铜和二氧化碳，故其化学方程式为：；
(5)
一氧化碳有毒，用大气球收集一氧化碳，防止空气污染。
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