第7单元 能源的合理利用与开发 元综合训练
一、选择题(下列每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列不属于新能源的是( )。
A.石油 B.潮汐能
C.太阳能 D.地热能
2.使用天然气做饭,点火后,发现炉火火焰呈现黄色,锅底出现黑色,这时就需要调大灶具的进风口;使用完毕,关闭开关,火焰熄灭。下列说法错误的是( )。
A.天然气会燃烧,因为它是可燃物
B.点火是为了使温度达到天然气的着火点
C.调大进风口的目的是提供足够的空气,使燃烧更充分
D.关闭开关,火焰熄灭,原因是温度降到了着火点以下
3.天然气、沼气、可燃冰的主要成分都是甲烷,下列说法错误的是( )。
A.天然气不属于化石燃料
B.沼气是可再生能源
C.合理开发可燃冰可以有效缓解能源危机
D.在一定条件下,当甲烷与空气达到一定比例时,遇明火会发生爆炸
4.下列有关灭火的原理或方法,叙述正确的是( )。
A.用嘴吹灭蜡烛,隔绝氧气
B.油锅中的油着火,用水浇灭
C.电器着火应先切断电源,再用灭火器扑灭
D.木柴着火用水浇灭,降低木柴的着火点
5.化学变化总伴随着能量的变化。右图为氢氧燃料电池的工作原理示意图。下列说法不正确的是( )。
A.氢气是未来理想的绿色能源
B.任何条件下都可实现物质或能量之间的相互转化
C.氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能
D.氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能
6.下列关于消防安全的做法正确的是( )。
A.加油站、面粉加工厂严禁烟火
B.室内起火,迅速打开门窗通风
C.高层楼房着火时,快速乘坐电梯逃离
D.电线由于老化短路而起火可用水灭火
7.家用燃料的变迁反映了社会的发展。化学小组同学们通过走访调研了解到,近50年某地家用燃料的发展经历了如图所示阶段,下列有关说法不正确的是( )。
A.燃料燃烧是将化学能转化为热能
B.煤块制成蜂窝状有利于充分燃烧
C.液化石油气属于可再生能源
D.燃料的使用变得更加便捷
8.在一次化学实验调研比赛上,有选手做了“泥土蜡烛”的创新实验,实验装置如图所示。实验过程中观察到石蜡由固态变成液态,当石蜡沸腾后,石蜡燃烧。下列说法错误的是( )。
A.石蜡燃烧的原理是石蜡蒸气在燃烧
B.该实验能说明燃烧需要可燃物
C.泥土可以降低石蜡的着火点
D.泥土中有较多孔隙,能形成毛细管输送石蜡蒸气
二、填空题
9.化学与生产和生活密切相关。
(1)目前,人类以化石燃料为主要能源,常见的化石燃料包括 、石油和天然气。大量使用化石燃料会带来一些环境问题,人类迫切需要开发新能源,你知道的一种新能源是 。
(2)下列关于防火、防爆的安全知识,说法正确的是 (填字母)。
A.在加油站不能接听和拨打手机
B.夜间发现厨房内煤气泄漏,立即开灯检查
C.楼道内发生火灾,逃生时用湿毛巾捂住口鼻,蹲下靠近地面,迅速离开火灾现场
D.面粉加工厂、纺织厂、煤矿矿井内要严禁烟火
10.明代于谦《咏煤炭》中有“凿开混沌得乌金,……但愿苍生俱饱暖,不辞辛苦出山林。”古代把煤炭称为“乌金”,主要用作燃料和冶铁,现代工业上常把粗煤进行综合处理,流程如下图所示:
粗煤精炼煤水煤气(CO和H2)甲醇(CH3OH)常温下呈液态
(1)步骤Ⅰ中“除硫”的目的是 。
(2)家用水煤气中掺入微量具有难闻气味的气体,其作用是 ,写出一氧化碳完全燃烧的化学方程式: 。
(3)步骤Ⅲ反应的化学方程式: 。
11.灭火器是生活中必不可少的消防设施,兴趣小组同学以泡沫灭火器为主题开展如下探究。
(1)生活中处处体现化学知识,下面灭火事例中利用灭火原理相同的是 (填序号),其灭火原理是 。
①熄灭酒精灯时,用灯帽盖灭
②熄灭燃气灶火焰时,关闭阀门
③森林着火时,将大火蔓延线路前的一片树木砍掉
④房屋着火时,用高压水枪灭火
(2)小组同学经查阅资料梳理出泡沫灭火器可用的原料方案。
方案 原料(试剂) 理论依据
1 碳酸钙固体和稀盐酸 生成CO2,蒸发吸热,有H2O生成
2 碳酸钠溶液和浓盐酸 较快速、产生CO2
3 浓碳酸氢钠溶液和浓盐酸 快速、大量产生CO2
①从灭火效率考虑,你认为方案 (填序号)不可行。
②从上述资料中分析得出作泡沫灭火器的原料应满足的条件为 (答两条)。
(3)小组同学利用实验室现有试剂:碳酸钠溶液和浓盐酸进行如图所示实验,使用灭火器时,将装置倒置,浓盐酸与碳酸钠溶液反应后,喷出含有CO2的泡沫。
①Ⅰ中发生反应的化学方程式为 。
②Ⅱ中当泡沫“粘附”在燃烧物表面后,起到 作用,即可灭火。
三、实验及探究题
12.家用燃料的变迁反映了社会的发展,某小组同学根据所学知识对燃烧条件、家用燃料的变迁及调控、燃料燃烧的产物展开系列探究。
【知识回顾】 认识燃烧。
(1)含碳燃料不完全燃烧易产生有毒的 气体,造成“煤气中毒”,使用时要注意通风透气。
(2)燃烧与人类生产、生活密切相关。下列成语的原意与燃烧不相关的是 (填字母)。
A.卧薪尝胆 B.釜底抽薪
C.火上浇油 D.煽风点火
【进行实验】 探究燃烧的条件。
(3)小组同学设计如图1所示实验,探究燃烧的条件。
图1
步骤1:在半封闭式U形管的两侧分别加入等体积的冷水和热水。
步骤2:在两侧分别放入两块大小相同的白磷,塞上橡胶塞(塞子上装有用铜丝绕成的隔板),观察到无明显现象。
步骤3:将装置倒置,观察现象。
步骤4:实验结束后,将U形管颠倒2~3次。
①步骤3中观察到 ,说明燃烧的条件之一是温度要达到可燃物的着火点。
②对比步骤2、3实验现象说明可燃物燃烧需要的条件是 。
【调查走访】 探究家用燃料的变迁及调控。
小组同学通过走访与调查了解到当地燃料的变迁主要经历了木材→煤→煤气→天然气等几个阶段,并查阅几种燃料的资料如下表:
燃料 干木材 煤 煤气 天然气
主要成分 碳、氢、氧等元素 碳、氢、硫、氮等元素 氢气、甲烷、一氧化碳等 甲烷
热值 约1.8×107 J/kg 约2.9×107 J/kg 约1.8×107 J/m3 3.6×107 J/m3
(4)根据上表可以推出用天然气代替其他燃料的原因是 。
(5)已知同温同压下,相同体积的任何气体中含有的分子数相同。家用燃气灶一般由灶体、进气管、进风管和电子开关等组成,为使天然气充分燃烧,可对原来使用煤气的燃气灶进行的改造是 。
四、分析计算题
13.(2023·四川雅安中考改编)化学兴趣小组为测定某锌样品(杂质不与酸反应)中Zn的质量分数,取10.0 g锌样品逐滴加入稀硫酸,待不再有气泡产生时停止滴加药品,共用去稀硫酸的质量为100.0 g。反应后测得混合物的总质量为109.8 g。
(1)生成氢气的质量为 。
(2)计算样品中Zn的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
答案：
1.A 解析:石油属于化石燃料,属于传统能源,潮汐能、太阳能、地热能是正在开发和利用的新能源,故选A。
2.D 解析:因为天然气是可燃物,所以会燃烧,A项正确;点火是为了使温度达到天然气的着火点,B项正确;调大进风口的目的是提供足够的空气,使燃烧更充分,C项正确;关闭开关,火焰熄灭,原因是清除了可燃物,D项错误。
3.A 解析:天然气属于化石燃料,A项错误;沼气可由植物、人畜粪便等发酵产生,属于可再生能源,B项正确;可燃冰的合理开发有利于解决化石燃料不足的问题,缓解能源危机,C项正确;甲烷易燃烧,在有限空间内,甲烷和空气混合达到爆炸极限遇明火可能会引起爆炸,D项正确。
4.C 解析:吹灭蜡烛是使温度降低到着火点以下而灭火,A项错误;油锅着火用水灭,油会浮在水的表面,增大了与空气的接触面积,燃烧更旺,因此油锅中的油着火,不能用水浇灭,B项错误;电器着火应先切断电源,再用灭火器扑灭,C项正确;木材起火,用水扑灭,是利用了使温度降到可燃物的着火点以下的灭火原理,而不是降低着火点,D项错误。
5.B 解析:氢气具有可燃性,燃烧生成物为水,来源广,产热量高,无污染,因此氢气是未来理想的绿色能源,A项正确;并不是任何条件下都可实现物质或能量之间的相互转化,B项错误;氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能,C项正确;燃料电池是将化学能转化为电能的装置,D项正确。
6.A 解析:加油站的空间内弥漫着可燃性气体,面粉加工厂的空间内弥漫着可燃性粉尘,遇到明火可能会发生爆炸,因此要严禁烟火,A项正确。室内起火,不能打开门窗通风,以防空气流通造成火势蔓延,B项错误。在火灾情况下,电梯的供电系统会随时断电,或是电气线路被烧毁而停电,电梯受热后其轿厢会失控甚至变形卡住,人在其中很危险;浓烟很容易进入轿厢,最终导致人窒息而亡,不能乘电梯逃生,C项错误。电线老化短路而起火,不能用水灭火,防止发生触电事故,D项错误。
7.C 解析:燃料通过燃烧放出热量,它将化学能转化为热能,A项正确;煤块制成蜂窝状,增大煤与氧气的接触面积,有利于充分燃烧,B项正确;液化石油气是石油产品,不能在短期内从自然界得到补充,所以属于不可再生能源,C项错误;家用燃料由煤、液化石油气,发展到现在的天然气管道入户,可知燃料的使用变得更加便捷,D项正确。
8.C 解析:实验过程中观察到石蜡由固态变成液态,当石蜡沸腾后,石蜡由液态变成气态,石蜡燃烧,A项正确;该实验能说明燃烧需要可燃物,B项正确;着火点是可燃物的属性,不能随意改变,C项错误;泥土中有较多孔隙,能形成毛细管输送石蜡蒸气,D项正确。
9.(1)煤 氢能(答案合理即可)
(2)ACD
解析:(1)常见的化石燃料包括煤、石油和天然气;人们正在开发利用的新能源有氢能、太阳能、地热能、风能等。
(2)在加油站不能接听和拨打手机,以免电火花引燃可燃性气体,A正确;夜间发现厨房内煤气泄漏,不能开灯检查,以免电火花引燃可燃性气体,B错误;楼道内发生火灾,逃生时用湿毛巾捂住口鼻,蹲下靠近地面,迅速离开火灾现场,C正确;面粉加工厂、纺织厂、煤矿矿井内要严禁烟火,D正确。
10.(1)减少二氧化硫的排放 (2)便于发现水煤气泄漏 2CO+O22CO2 (3)CO+2H2CH3OH
解析:(1)步骤Ⅰ中除硫可以减少二氧化硫的排放,以免造成空气污染。(2)为了便于发现水煤气泄漏,家用水煤气中掺入微量具有难闻气味的气体。一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳。(3)步骤Ⅲ反应是一氧化碳和氢气在催化剂作用下生成甲醇,据此书写化学方程式。
11.(1)②③ 清除可燃物
(2)①1 ②反应产生二氧化碳;反应速率大
(3)①Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ ②隔绝氧气(或空气)
解析:(1)①熄灭酒精灯时,用灯帽盖灭利用了隔绝氧气的原理灭火;②熄灭燃气灶火焰时,关闭阀门利用了清除可燃物的原理灭火;③森林着火时,将大火蔓延线路前的一片树木砍掉利用了清除可燃物的原理灭火;④房屋着火时,用高压水枪灭火利用了降温至可燃物的着火点以下的原理灭火,故利用灭火原理相同的是②③,都利用了清除可燃物的原理。
(2)①从灭火效率考虑,碳酸钙固体和稀盐酸反应速率较小,不可行。②对比三个方案可知,碳酸钠溶液和浓盐酸、碳酸氢钠溶液和浓盐酸,它们产生大量的二氧化碳,同时反应均快速,因此制作泡沫灭火器原料应满足反应产生二氧化碳、反应速率大的条件。
(3)①碳酸钠溶液和浓盐酸反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。
②Ⅱ中当泡沫“粘附”在燃烧物表面后,起到隔绝氧气或空气的作用,即可灭火。
12.(1)一氧化碳 (2)A (3)①热水一侧的白磷燃烧而冷水一侧的白磷不燃烧 ②与氧气接触(或与空气接触) (4)甲烷的热值高 (5)进气管减小(或进风管增大)
解析:(1)含碳燃料不完全燃烧会产生有毒的一氧化碳,造成“煤气中毒”。
(2)卧薪尝胆是指睡觉睡在柴草上,吃饭、睡觉前尝苦胆,形容人刻苦自励,发奋图强,与燃烧不相关,A项错误;釜底抽薪的含义是抽去锅底下的柴火,清除了可燃物,达到灭火的目的,与燃烧相关,B项正确;火上浇油,意思是向燃烧的物质中增加可燃物油,可以使燃烧更旺,与燃烧相关,C项正确;煽风点火,燃烧过程中不断地鼓入空气,使空气流通,为燃烧补充空气或氧气,从而促进燃烧,与燃烧相关,D项正确。
(3)①在装置没有倒置时,无明显现象;而倒置后,热水一侧的白磷燃烧而冷水一侧的白磷不燃烧,说明燃烧的条件之一是达到可燃物的着火点。②步骤2无明显现象,步骤3中,将装置倒置,热水一侧白磷燃烧,说明可燃物燃烧需要的条件之一为与氧气接触。
(4)根据题表可以推出用天然气代替其他燃料是因为甲烷的热值最高。
(5)根据家用燃气灶的组成,因此为使天然气充分燃烧,可采用减小进气管或增大进风管的方法对原来使用煤气的燃气灶进行改造。
13.(1)0.2 g
(2)解:设参加反应的锌的质量为x。
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.2 g
x=6.5 g
样品中Zn的质量分数为×100%=65.0%
答:样品中Zn的质量分数为65.0%。
解析:(1)硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气,根据质量守恒定律,生成氢气的质量为10.0 g+100.0 g-109.8 g=0.2 g。
(2)根据化学方程式,利用氢气的质量计算得出结论。
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