7.2 化石能源的合理利用 同步训练
一、选择题
1.石油仍是当今世界最重要的能源之一，下列关于石油的说法正确的是( )
A.石油的分馏是利用石油中各成分的沸点不同将它们分离
B.石油是古代生物遗骸经过复杂变化而形成的液态纯净物
C.大量使用石油会造成大气污染，应停止石油的开采和利用
D.石油在地球上的蕴藏量很充足，取之不尽用之不竭
2.下列关于能源的说法不正确的是（ ）
A.氢气是 21 世纪的理想能源
B.科技发展可促进能源的开发利用
C.煤、石油和天然气都属于可再生能源
D.能源结构向多元、清洁和低碳方向转型
3.地球上有丰富的水资源，科学家一直在研究成本低、效率高的催化剂，使水发生反应获得氢能源。下列说法错误的是（ ）
A.水是由氢元素和氧元素组成的化合物
B.保持水化学性质的最小微粒是氢原子和氧原子
C.水发生反应生成氢气和氧气属于分解反应
D.催化剂在化学反应前后化学性质和质量不发生改变
4.如图所示，科学家提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，下列说法不正确的是（ ）
A.氢气作燃料的优点是燃烧热值高，产物无污染
B.在此循环中发生了反应：2H2O通电2H2↑+O2↑
C.燃料电池可以将化学能转化为电能
D.光照条件下分解水，急待解决的问题是寻找合适的催化剂
5.比较和归纳是化学学习中常用的一种方法。以下是C、CH4、CO三种物质与CO2的转化关系，即①C→CO2；②CH4→CO2；③CO→CO2。下列说法正确的是 ( )
A.三种物质转化过程中所发生的反应都是化合反应
B.三种物质的转化过程中，所有的生成物在常温下都是气体
C.三种物质都只能跟氧气反应转化为二氧化碳
D.三种物质都可以在点燃条件下转化为二氧化碳
6.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
7.家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料主要成分)如下图所示。
下列有关说法错误的是( )
A.燃料燃烧时均放出热量
B.煤、石油、天然气都属于化石燃料
C.管道煤气有毒
D.丁烷中碳、氢元素的质量比为4∶10
8.被称之为“软电池”的纸质电池，采用薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，另一边镀二氧化锰，避免了传统电池所带来的金属及碱性化合物的污染问题，因而可作为一般的家庭废物加以处理。电池总反应为：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列说法不正确的是( )
A.该电池反应中二氧化锰起催化作用
B.其工作原理是将化学能转化为电能
C.该电池比传统干电池轻便、环保
D.该电池反应中，锌元素化合价升高
9.充分燃烧1kg天然气和煤所产生CO2和SO2的质量如上图所示。下列说法不正确的是( )
A.等质量的煤和天然气充分燃烧，产生CO2的量接近，但产生SO2的量却相差较大
B.煤、天然气充分燃烧产生的CO2和SO2是导致酸雨的主要气体
C.煤、天然气及石油等是重要的化石燃料，属于不可再生能源
D.由图示可知，提倡将煤改为天然气作燃料，有利于改善空气质量
10. “化学链燃烧”是新的燃烧概念，即燃料不直接与空气接触燃烧，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。该过程具有无火焰、低污染、高效率等特点。氧化镍（NiO）作载氧体的“化学链燃烧”过程如图，相比直接燃烧甲烷，对该技术的评价错误的是（ ）
A.反应更充分、能源利用率高
B.较安全，减少爆炸风险
C.消耗等质量甲烷，参加反应氧气较少
D.有利于分离和回收较纯净的二氧化碳
二、非选择题
11.依据文章内容回答下列问题：
氢气是一种清洁燃料，也是生产许多物质的关键原料。目前用电解法制取氢气的成本太高，如果能找到一种既能承受酸性环境，又活性较强、价格低廉的催化剂，则生产氢气所需的成本就会大幅降低。
现阶段电解水所用的最活跃催化剂是铂和铱等稀有金属，但它们价格昂贵，被认为是金属中的“濒危物种”。研究人员研究了钴和锰的混合氧化物。氧化钴（CoO）虽然具有活性，但在酸性环境中很快被腐蚀。锰的氧化物比较稳定，但活性不够。研究人员尝试将它们站合起来，利用它们的特性互补，但这种混合氧化物在大规模生产氢气时，需要将电流升高10~100倍。
目前人们发现了一种活性校强，且性质比较稳定的新型催化剂——Co2MnO4，其活化水平接近于最先进的氧化铱。此外，它对电流的要求也大大降低。相信在不久的将来，氢气将会以很低的成本走入人们的日常生活。
(1)目前氢气作为燃料还没有被广泛使用的原因是__________。
(2)氧化钴中钴元素的化合价为__________；人们正在研究的制氢催化剂应具备的优点是__________。
(3)现阶段大规模生产氢气为什么不用钴和锰的混合氧化物作为催化剂的原因是__________。
(4)在新型催化剂的作用下，写出生产氢气的化学方程式：__________；此反应前后催化剂的质量__________(填“有”或“没有”)变化。
12.化学使人类能够物尽其用，如图是石油综合利用的示意图。
（1）将石油加热炼制，利用石油中各成分的_______不同，将它们分离可得到不同产品。
（2）城镇家庭经常用罐装液化石油气做燃料，烹调食物时观察到燃气灶的火焰呈现黄色，锅底出现黑色，需要将灶具的进风口调大，目的是_______。烹调结束，关闭燃气灶阀门利用的灭火原理是_______。
（3）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可适当节石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。写出乙醇充分燃烧的化学方程式_______。
13.能源、环境与人类的生活和社会发展密切相关。
（1）可燃冰_________（填“属于”或“不属于”）化石燃料。
（2）2022年北京冬奥会火炬拥有一颗绿色的“心脏”，是冬奥历史上首支氢燃料火炬。氢气作为燃料对环境的好处是_________，目前氢燃料不能得到广泛应用的原因之一是_________。
（3）乙醇可以由玉米等粮食酿制。如图是工业上制取乙醇的微观示意图，该反应的化学方程式为_________，该反应的基本类型是_________。向汽油中加入一定量乙醇制成乙醇汽油，好处之一是_________。
14.为实现“碧水蓝天”工程，某省已关停了小型燃煤发电厂，并要求大型燃煤发电厂安装尾气净化设备。如图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。
(1)煤是_________(填“可再生”或“不可再生”)能源，使用此废气处理装置可减少_________的形成。
(2)写出处理过程中分解反应的化学方程式：_________。
(3)废气最终转变成_________(填化学式)，硫元素的化合价_________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)将进入烟囱的洁净气体通入足量澄清石灰水中，现象是_________。
15.“加氢几分钟，畅行数百里”，这是2021上海车展上为氢能源汽车打出的标语。氢能源汽车使用的是氢燃料电池（如图所示）。电池工作时在催化剂的作用下，氢原子失去电子形成氢离子，穿过电极A通过电解液移动到电极B与氧离子结合形成水分子；而电子则从电极A经外部电路通过电动机到达电极B，形成电流。
（1）氢燃料电池工作时是将化学能直接转化为_______能。
（2）氢气是氢燃料电池的原料，可以在用电低谷时，利用电网多余电能电解水来制取。已知1.2kg氢气大约可供某款氢能源汽车行驶100km，请根据化学方程式计算，制取1.2kg氢气至少需要电解多少质量的水。
（3）氢燃料电池工作时，通过电动机的电流方向是：_______。
（4）世界能源组织提出：在制氢过程中基本上没有碳排放而得倒的氢气称为绿氢。下列方式可制得绿氢的是_______。
A.水力发电制氢 B.太阳能发电制氢 C.火力发电制氢 D.核能发电制氢
16.焚烧秸秆会产生大量烟雾和有毒、有害物质，为了改善农村环境，提倡使用天然气、液化石油气（主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等）等燃料代替柴草。
（1）天然气的主要成分是甲烷。4.8 kg甲烷充分燃烧时，消耗氧气的质量是多少？（写出计算过程）
（2）某同学有125元钱，想知道使用液化石油气和天然气哪个更划算，他查阅资料如下：
燃气 价格 热值
液化石油气 125元/瓶（13 kg/瓶） 45兆焦/kg
天然气 3.45元/立方米 36兆焦/立方米
由此可知使用__________更划算，理由是___________________________。
参考答案
1.A 2.C 3.B 4.B 5.D 6.A 7.D 8.A 9.B 10.C
11.(1)用电解法制取氢气的成本太高 (2)+2 活性较强，且性质比较稳定 (3)混合氧化物在大规模生产氢气时，需要将电流升高10~100倍 (4)2H2O2H2↑+O2 ↑ 没有
12.（1）沸点 （2）提供充足的空气，使其充分燃烧（合理即可） 清除可燃物 （3）C2H5OH+3O22CO2+3H2O
13.（1）属于 （2）无污染 制取成本高（或运输贮存困难） （3）C2H4+H2O一定条件C2H5OH 化合反应 减少对环境的污染（合理即可）
14.(1)不可再生 酸雨 (2)CaCO3CaO+CO2↑ (3)CaSO4 升高 (4)澄清石灰水变浑浊
15.（1）电 （2）10.8kg （3）B到A ABD
16.（1）解：设消耗氧气的质量是x。
CH4+2O2CO2+2H2O
16 64
4.8 kg x
=，x=19.2 kg
答：消耗氧气的质量是19.2 kg。
（2）天然气 花同样多的钱，使用天然气获得的能量更多
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