度九年级化学上册第7单元过关练习燃料及其利用课题2燃料的合理利用与开发.docx
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度九年级化学上册第7单元过关练习燃料及其利用课题2燃料的合理利用与开发
课题2 燃料的合理利用与开发
答案:
(1)放出热量
(2)吸收热量 (3)石油 (4)CH4+2O2
CO2+2H2O (5)二氧化硫 (6)二氧化氮 (7)燃烧时要有足够的空气 (8)燃料与空气要有足够大的接触面 (9)C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O (10)最理想 (11)2H2+O2
2H2O
1.化学反应中的能量变化
(1)实验探究
实验操作
实验现象
结果分析
出现热气腾腾现象,试管外壁发烫
生石灰与水反应放出热量
(2)化学变化中的能量变化
①化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,其表现为热
量的变化。
②有些反应是放热的,称为放热现象,如物质的燃烧等。
③有些反应是吸热的,称为吸热现象,如碳与二氧化碳的反应等。
谈重点吸热反应与放热反应 一个化学反应是吸热还是放热,与其反应条件并无直接关系,即反应条件加热的反应不一定是吸热反应,反应条件不加热的反应,也不一定是放热反应。
(3)能量的利用
①生活燃料的利用:
做饭、取暖等。
②利用燃料产生的热量:
发电、陶瓷、水泥、发射火箭。
③爆炸产生的能量:
开山炸石、拆除违规建筑。
④食物在体内发生缓慢氧化放出热量:
维持体温和日常活动所需的能量。
【例1】人类生活需要能量。
下列能量转化的例子中不是因化学变化产生的是( )
A.燃起篝火烘烤食物
B.太阳能热水器烧水
C.绿色植物将太阳能转化为化学能
D.煤燃烧发电
解析:
化学变化中伴随着能量的变化,物质燃烧、光合作用都属于化学变化,其能量变化由化学变化产生;用太阳能热水器烧水,没发生化学变化,是太阳能转化成了热能。
答案:
B
2.化石燃料的利用
(1)化石燃料
三大化石燃料是煤(工业的粮食)、石油(工业的血液)、天然气。
它们都是混合物,都是不可再生能源。
①煤
a.性质:
黑色固体,有光泽,具有可燃性。
b.组成元素:
主要含碳元素,还含有少量氢、氮、硫、氧等元素。
c.形成:
古代植物遗体深埋在地下,经过一系列复杂的变化而形成。
d.综合利用:
将煤隔绝空气加强热,可以使煤分解成许多有用的物质,如焦炭、煤焦油、煤气等
,这个过程叫煤的干馏,是化学变化。
②石油
a.性质:
黑色黏稠状的液体。
b.组成元素:
主要含有碳、氢元素。
c.形成:
古代动植物遗体深埋在地下,经过复杂的变化而形成的。
d.综合利用:
将石油加热炼制,利用石油中各成分的沸点不同,将它们分离,可得到不同的产品,这个过程叫石油的分馏,是物理变化。
辨误区煤、煤气与罐装煤气的区别
①煤是生活中常用的燃料,但由于煤燃烧对空气的污染严重,因此可把煤加工成煤气使用。
煤气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳等;②罐装“煤气”不是煤气而是液化石油气,它是石油化工的一种产品,主要成分有丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等物质。
③天然气
a.成分
天然气的主要成分是甲烷(CH4),还含有其他的气态碳氢化合物,属于混合物。
b.甲烷的性质
性质
描述
物理性质
无色、无味的气体,难溶于水,密度比空气小
化学性质
易燃烧,产生明亮的蓝色火焰,放出热量,化学方程式:
CH4+2O2
CO2+2H2O
④沼气
沼气的主要成分也是甲烷,它可以由秸秆、杂草、人畜粪便等放在密闭的沼气池中发酵产生,属于可再生资源。
人们可利用沼气煮饭、发电,沼气肥是很好的农家肥。
沼气的利用为农民解决了燃料问题,又改善了人们的生活环境。
煤、石油、天然气都是化石燃料,均不可再生,哪种燃料较清洁呢?
是天然气啊,因为它既不含硫,又不 含氮,不会产生二氧化硫和二氧化氮,它 还是气体燃料,燃烧更充分。
【例2—1】以下说法违背科学事实的是( )
A.煤、石油、天然气是当今世界上最主要的化石燃料,它们都是混合物
B.把煤隔绝空气加强热制取焦炭是化学变化
C.石油加热蒸馏出多种产品是化学变化
D.煤燃烧时产生污染的元素是硫和氮
解析:
三大化石燃料都是混合物,煤炭组成以碳元素为主;石油组成以众多有机物为主;天然气以CH4为主。
煤隔绝空气加强热属于煤的干馏,是化学变化,石油蒸馏分离是物理变化。
煤中含有S、N等杂质元素,燃烧时产生大气污染物SO2、NO2等。
答案:
C
(2)合理利用与开发化石能源
①化石能源不可再生,越来越难以满足人类的需求。
②使燃料充分燃烧的措施:
一是燃烧时要有足够多的空气;
二是燃料与空气要有足够大的接触面积。
③充分燃烧的优点:
使燃料充分燃烧,对于节约能源、减少环境污染非常重要。
④不充分燃烧的缺点:
产生的热量减少,浪费资源,产生CO等物质,污染空气。
⑤新型化石能源——可燃冰
可燃冰主要含有甲烷水合物,可以燃烧。
可燃冰将成为未来新能源,但目前在开采技术上还存在着困难。
释疑点可燃冰是可燃烧的冰吗 可燃冰不是冰,其主要成分为甲烷水合物,燃烧反应为CH4+2O2
CO2+2H2O。
【例2—2】学校食堂为了让煤充分燃烧,达到节能减排的目的,下列措施中正确合理的是( )
A.增加煤的用量
B.粉碎煤块
C.提高锅炉的耐热性
D.减少空气通入量
解析:
解答本题的关键是明确:
①燃料充分燃烧时要有足够多的空气;②燃料与空气要有足够大的接触面。
粉碎煤块的目的是增大煤与空气的接触面积。
答案:
B
3.使用燃料对环境的影响
(1)煤的燃烧
①煤的燃烧产生的空气污染物
煤的燃烧产生
的空气污染物
固体污染物
粉尘
气体污染物
SO2、NO2、CO
②酸雨的形成、危害及防治措施
酸雨的
形成
煤燃烧时会排放出SO2、NO2等污染物,这些气体溶于雨水中,会形成酸雨
酸雨的
危害
①危害人体健康;②造成水体酸化,影响水生动植物生长;③破坏土壤、植被、森林;④腐蚀金属及建筑物
酸雨的
防治
①减少SO2等气体向大气的排放;②开发新能源;③使用脱硫的燃料
辨误区酸雨的形成与CO2有关吗 酸雨是由SO2、NO2等污染物引起的,与CO2无关。
(2)汽车用燃料的燃烧
①汽车尾气中含有的主要污染物
一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物。
②减少汽车尾气对空气污染的措施
a.改进发动机燃烧方式,使汽油充分燃烧。
b.使用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质。
c.使用无铅汽油,禁止含铅物质排放。
d.使用清洁能源,例如压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG),在汽油中添加适量酒精制成乙醇汽油等。
e.在管理上加大检测尾气的力度,禁止尾气没有达到环保标准的汽车上路。
(3)化石燃料燃烧造成空气污染的原因
①燃
料中的杂质如硫、氮等燃烧时,产生空气污染物,如SO2、NO2等。
②燃料燃烧不充分,产生一氧化碳。
③未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。
(4)车用乙醇汽油
①乙醇(C2H5OH)俗称酒精,可通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏制得,属于可再生能源。
②乙醇有可燃性,燃烧时放出大量的热,可用作酒精灯、内燃机的燃料。
C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O
③车用乙醇汽油:
将乙醇和汽油按照一定的比例混合形成的一种汽车燃料,属于混合物,可节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染,还可促进农业生产。
【例3】酸雨是当今严重的环境污染之一,产生这种现象的主要原因是过度燃烧煤和石油。
以下措施中,能减少酸雨产生的是( )
①少用煤炭作燃料 ②把工厂的烟囱升高
③燃料脱硫 ④将酸化的土壤加石灰改良 ⑤利用太阳能开发氢能源
A.①②③⑤ B.①③⑤
C.②③④D.③④⑤
解析:
酸雨主要是由SO2、NO2等物质造成的,只要减少SO2、NO2等物质的排放就能减少酸雨的形成,所以①③⑤都正确
;②中烟囱的升高不能减少SO2、NO2等物质的排放,所以②错误;④中将酸化的土壤加石灰改
良,属于治理污染的措施,不能吸收空气中的SO2、NO2,故错误。
答案:
B
4.能源的利用和开发
(1)氢能源
①优点:
氢气本身无毒;完全燃烧时放热量多;燃烧后产物是水,无污染。
②实验室制法
药品和反应原理
锌粒和稀硫酸
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
反应装置
收
集装置
③目前大量使用氢能源存在的困难是氢气的制取成本高和贮存困难。
(2)其他能源
太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能。
这些能源的利用,可以部分解决化石能源面临耗尽的问题,并减少对空气的污染。
【例4】(湖南株洲中考)2011年3月日本大地震导致了核泄漏的重大灾难,引发了全球对能源开发利用的大讨论,下列说法正确的是( )
A.核能是目前最安全、最清洁,最主要的能源
B.大量开采化石燃料以满足社会发展的需要
C.大量电解水生产氢气是开发氢能的唯一途径
D.推广使用太阳能、风能可以减少对环境的污染
解析:
目前最清洁的能源是太阳能;化石燃料属于不可再生能源,应该合理开发利用;电解水制氢气需要耗费大量电能,不可取,故A、B、C均错误。
答案:
D
5.能源、资源、环境、经济与社会的可持续发展
目前,在生活和生产中,传统能源是化石燃料。
传统能源存在利用率低、污染严重、易引发温室效应等缺点。
(1)化石燃料不可再生,储量有限,且污染严重。
所以,我们需要寻找新能源,这些能
源的标准是廉价、易得、环保,有利
于社会的可持续发展。
(2)煤、石油、天然气、乙醇都是含碳的燃料,大量燃烧会使大气中二氧化碳含量升高,导致温室效应。
(3)氢气燃烧无任何污染。
【例5】(实际应用题)煤、石油在地球上的蕴藏量是有限的,因此人类必须( )
A.用电解水的方法制得氢气作能源
B.大量砍伐树木作燃料
C.开发太阳能、核能等新能源
D.停止使用煤、石油
解析:
A
×
电解水制氢气,能耗大、速率慢,得不偿失
B
×
大量砍伐树木会破坏生态环境
C
√
开发利用新能源是解决能源危机的措施之一
D
×
目前情况下不能停止使用煤和石油
答案:
C
6.氢气、一氧化碳和甲烷的比较
(1)相同点
①都是可燃性气体。
②点燃前一定要检验纯度。
(2)不同点
①火焰颜色:
氢气为淡蓝色;一氧化碳为蓝色;甲烷为明亮
的蓝色。
②燃烧产物:
氢气燃烧生成水;一氧化碳燃烧生成二氧化碳;甲烷燃烧生成水和二氧化碳。
③是否有还原性:
氢气、一氧化碳有还原性,甲烷无还原性。
④物质类别:
氢气是单质,一氧化碳和甲烷是化合物。
(3)鉴别方法
根据火焰颜色不易鉴别氢气、一氧化碳和甲烷。
三种气体燃烧产物不同,可根据三种气体的在空气中的燃烧产物不同来鉴别。
①鉴别原理
只生成水的是氢气;只生成二氧化碳的为一氧化碳;生成水和二氧化碳的是甲烷。
②操作方法:
在火焰上方罩一干燥的冷烧杯,若观察不到有水雾出现,证明该气体是一氧化碳。
若观察到有水雾出现,再迅速把烧杯倒过来,向烧杯内注入少量澄清石灰水并振荡,石灰水变浑浊的,该气体是甲烷;不变浑浊的,该气体是氢气。
【例6】(探究题)查阅资料知:
①CuSO4是白色粉末,遇少量水可转化为蓝色晶体,在实验中常用于检验是否有水存在,②CH4与CuO不反应。
又知某气体X是由H2、CH4、CO中的一种或几种组成的,为验证气体成分,现设计了如下图所示的装置进行实验。
(1)若甲中CuO由黑色变成亮红色,乙中CuSO4不变色,丙中石灰水变浑浊,则气体X中一定有________,一定没有________,可能有________。
(2)若甲中CuO由黑色变成亮红色,乙中CuSO4变成蓝色,丙中石灰水无变化,则气体X中一定有________,一定没有________,可能有________。
(3)若甲中CuO由黑色变成亮红色,乙中CuSO4变成蓝色,丙中石灰水变浑浊,则气体X中一定有________,可能有________。
思维流程:
解析:
H2、CH4、CO中,能与CuO反应的为H2和CO,把CuO还原成Cu。
H2若与CuO反应可生成H2O,可通过CuSO4的颜色改变来判断是否有水生成,从而确定气体X中是否含H2。
CO与CuO反应可生成CO2,通过石灰水是否变浑浊来判断是否有CO2生成,进而可推测气体X是否含CO,甲烷不与CuO反应,所以它就成为可能存在的气体。
答案:
(1)CO H2 CH4
(2)H2 CO CH4 (3)H2和CO CH4
7.比较氢气、氧气、二氧化碳的实验室制法
氢气
氧气
二氧化碳
装置
①
②
③
原料
锌与稀硫酸
H2O2与MnO2或
KMnO4或KClO3与MnO2
大理石与
稀盐酸
收集
向下排空气法
或排水法
向上排空气法或
排水法
向上排
空气法
注:
①:
②:
③:
【例7】(探究题)结合以下常用实验仪器(或装置)的示意图,回答相关问题:
(1)写出下列装置的名称。
A____________、D____________。
(2)用上图ABE
H仪器组装一套装置制O2,对应的化学方程式为________________。
若用装满水的F收集O2,气体应从________(填“a”或“b”)端通入。
(3)
实验室制氢气的化学方程式为______________________________________________;
请用上图所示的仪器组装一套实验室制CO2的装置:
(填编号)________。
(4)在家里,你可用________和________(填名称)反应来制得CO2。
解析:
用装满水的装置F制
取氧气,实质上是用排水法收集氧气,水从长管a端流出,气体应从短管b端通入。
(3)在实验室中,制取二氧化碳的反应物是固体和液体,反应不需要加热,因此应选用试管(或锥形瓶)作反应容器,并选用铁架台竖直固定试管,试管(或锥形瓶)口部的塞子选用G,还应选择长颈漏斗插入双孔橡皮塞。
因此,选用的制取二氧化碳的仪器组合是ABDG或CDG或ACDG。
(4)家庭中含碳酸钙的物质较多,如鸡蛋壳、大理石、石灰石等含丰富的碳酸钙。
家庭中常备有食醋,食醋能与碳酸钙发生反应生成二氧化碳。
小苏打或纯碱也是家庭中常备物质,它们都能与食醋反应生成二氧化碳。
答案:
(1)铁架台 长颈漏斗
(2)2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑ (或2KClO3
2KCl+3O2↑) b
(3)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ ABDG(或CDG或AC
DG)
(4)小苏打(鸡蛋壳、大理石等) 白醋
课题2 燃料的合理利用与开发
一、选择题(每个小题只有一个选项符合题意)
1.煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料,对这三种燃料的叙述不正确的是( )。
A.都是混合物B.燃烧后都会放出热量
C.都是可再生能源D.都是重要的化工原料
2.石油是—种重要能源,人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑。
以下解决能源问题的方法不当的是( )。
A.砍伐树木作燃料B.利用太阳能
C.利用风能D.开发核能
3.“蜂窝煤”比煤球更有利于煤的完全燃烧及提高燃烧效率,这主要是因为( )。
A.降低了煤的着火点
B.升高了煤的着火点
C.提高了氧气的浓度
D.增大了煤与氧气的接触面积
4.一种新型绿色电池——燃料电池,是把H2、CO、CH4气体和空气不断输入直接氧化,使化学能转变为电能,它被称为21世纪的绿色发电站。
这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是( )。
A.都是无毒无害气体
B.在自然界都大量存在
C.都可以燃烧并放出大量的热
D.燃烧产物均为CO2和H2O
5.最近,新华社的一条消息披露:
我国南海海底发现巨大的“可燃冰”分布带。
目前发现的可燃冰储量大约是化石燃料总和的2倍,“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体(CH4·H2O)。
请结合初中化学知识判断下列说法正确的是( )。
A.可燃冰能燃烧,说明水具有可燃性
B.可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景
C.可燃冰由四种元素组成
D.可燃冰的主要成分是固态水
6.下列叙述中不正确的是( )。
A.化石燃料在地球上的蕴藏量并不是无限的
B.煤或石油只要完全燃烧就不会对造成空气的污染
C.人类必须节约现有的能源,并大力开发新能源
D.对煤和石油要合理开发、综合利用
7.以下获取氢气的途径中,从绿色能源的角度看,较有发展前途的是( )。
①电解水;②利用太阳能分解水;③使用高效催化剂分解水;
④水煤气法:
C+H2O(气)
CO+H2;⑤热裂法:
CH4
2H2+C。
A.②③B.④⑤
C.①②④D.③④⑤
二、填空题
8.从2001年起,我国积极推广乙醇汽油,它是由汽油和乙醇按一定比例混合而成。
(1)汽油主要含有碳、氢两种元素,它燃烧的主要产物是__________和__________。
由于汽油中还含有少量硫、氮等元素,在燃烧过程中会产生少量____________及氮的氧化物等。
(2)粮食中的淀粉经过发酵可以得到乙醇。
绿色植物通过________________把二氧化碳和水转化为淀粉,同时释放出________。
(3)使用乙醇汽油的优点有:
①______________________;②_______________________。
9.实验证明,在同温同压下,相同体积的任何气体中含有相同的分子数。
根据此结论回答下列问题(以下气体均处在同温同压下)。
(1)将同体积的CO和CH4混合,所得混合气体中,碳、氢、氧元素的原子个数比为__________,碳、氢、氧元素的质量比为____________。
(2)燃气灶是由灶体、进气管(进CO或CH4)、进风管(进空气)开关等部件组成。
我国西部的天然气东输,可改善我国东部居民的生活用气问题。
使用煤气的用户在改用天然气时,需对燃气灶加以改造,改造后的燃气灶与原来的相比,进风管的主要区别是________________,你的理由是_______________________________________________________________。
(3)面对石油、煤资源日趋减少的情况,人们正积极开发新能源。
你认为21世纪来源广泛、燃烧放热多、无污染的最佳燃料是_______,其制取方法是__________________________。
10.随着“西气东输”的全线贯通,8月底某市将有7万户用上天然气。
作为家庭成员,我愿将下列有关天然气的化学知识告知父母:
(1)天然气的主要成分是(填化学式)____________________________________________,
燃烧的化学方程式为:
________________________________________。
(2)天然气在第一次通过管道输送到用户时,必须先将管道内注满氮气。
我知道填充氮气的目的是________________________________。
(3)天然气本身是一种无色、无味的气体,但在使用时常在天然气中加入少量有特殊气味的乙硫醇。
加入乙硫醇的作用是__________________________。
(4)燃气灶由灶体、进燃气管、进空气管、电子开关等部件组成。
目前的管道煤气用户改用天然气,必须对燃气灶加以改造。
如果进燃气管的直径不变,改造后的燃气灶与原来的相比,进空气管的直径就________(填“增大”或“减小”)。
课题2 燃料的合理利用与开发
1.C 解析:
煤、石油、天然气是化石燃料,都是不可再生能源。
2.A 解析:
大量砍伐树木作燃料会使CO2含量增多,加剧温室效应。
3.D 4.C
5.B 解析:
“可燃冰”(CH4·H2O)是由三种元素组成,不是水。
6.B 解析:
煤或石油中含有少量硫、氮等元素,完全燃烧也会对造成空气的污染。
7.A
8.
(1)CO2 H2O 二氧化硫
(2)光合作用 O2
(3)①节省石油资源 ②减小汽车尾气污染(意思正确即可)
9.
(1)2∶4∶1 6∶1∶4
(2)改造后的燃气灶进风管直径应比原来大 因为同体积的CH4、CO分别完全燃烧时,CH4需要O2的体积多
(3)氢气 利用太阳能或催化剂分解水
10.
(1)CH4 CH4+2O2
CO2+2H2O
(2)检查是否漏气
(3)如果漏气,可以及时发觉 (4)增大
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