化学课题2 化学是一门以实验为基础的科学精品达标测试

这是一份化学课题2 化学是一门以实验为基础的科学精品达标测试，共13页。试卷主要包含了下列不属于化石能源的是等内容，欢迎下载使用。

第七单元 燃烧及其利用
课题2 燃料的合理利用与开发〔共2课时〕
课时1 化学反应中的能量变化及化石燃料的利用
基础夯实练
01 化学反应中的能量变化
1.(易错题)在下列各化学反应中,不属于放热反应的是 ( )
A.天然气燃烧 B.生石灰与水反应 C.镁带与盐酸反应 D.碳和二氧化碳反应
2.下列变化中的能量转化是将化学能转化为热能的是 ( )
A.发电厂利用水力发电 B.生活中用天然气做饭 C.生活中用电灯照明 D.生活中使用太阳能热水器
3.化学变化中通常伴随着能量转化,这是因为不同的物质包含的化学能大小不同,在化学变化中物质具有的化学能可以转变为热能光能或电能等。
(1)举出一个环境中吸收热量的物理变化的例子:________________________________________。
(2)镁条燃烧时,化学能转化为________能和________能。
(3)电解水时需要通电,则此过程是________能转化为________
02 化石燃料的利用
4.下列不属于化石能源的是 ( )
A.石油 B.天然气 C.地热能 D.煤
5.(易错题)下列关于燃料综合利用的说法正确的是 ( )
A.石油分馏制得汽油、柴油等产品
B.煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和煤气等产品
C.石油的分馏和煤的干馏均属于化学变化
D.石油是由一些沸点不同的化合物组成的混合物,不加热就可以直接燃烧
6.人类目前所消耗的能量主要来自化石燃料。
(1)石油加热炼制得到的产品中,常用作汽车燃料的是________(写一种即可)。
(2)天然气的主要成分是________(写名称),它燃烧的化学方程式是_____________________________________。
能力提升练
7.下列装置中,都伴随有能量变化,其中是由化学能转变为电能的是 ( )

8.如图表示某市家用燃料使用的发展历程(括号内表示主要成分)。下列说法错误的是 ( )

A.煤中主要含有碳元素,还含有氢、硫等元素,煤是由多种元素组成的化合物
B.液化石油气是石油化工的一种产品
C.家用燃料燃烧时均放出热量,而煤干馏的过程会吸收热量
D.煤、石油、天然气都是化石燃料
9.如何实现化石燃料的综合利用,减少化石燃料所造成的环境污染,是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料及其使用的一些说法不正确的是 ( )
A.煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤,以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
B.煤的焦化是使煤在隔绝空气的情况下加强热使煤分解,因此该变化是化学变化
C.在汽油中加入一定比例的乙醇,使燃料燃烧更充分,可减少环境污染
D.煤、石油、天然气是埋藏在地下的不可再生的化石燃料,要节约利用
10.如图是某空间站能量转化系统的局部示意图。下列说法正确的是 ( )

A.循环过程中没有发生化学反应 B.该转化系统中水可以循环使用
C.光电转换器中电能转化为光能 D.氢气和氧气反应生成水过程中吸热
11.随着经济的发展,能源与环境成为人们日益关注的问题。
(1)煤、________、________常称为化石燃料。
(2)燃煤发电时,将煤块粉碎成煤粉,其目的是________________________
(3)化石燃料燃烧都会产生二氧化碳,二氧化碳是空气中含量最多的温室气体,为减少它的排放,科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应,转化为水和甲烷,该反应的化学方程式为________________________
(4)“绿色化学”的特点之一是“零排放”。一定条件下,二氧化碳和氢气可以按照不同比例反应,生成下列有机物,其中二氧化碳和氢气反应,只生成一种产物就能实现“零排放”。这种产物是________(填字母序号)。
A.甲醇(CH4O) B.甲酸(CH2O2) C.乙醇(C2H6O) D.乙酸(C2H4O2)
12.煤的气化和液化流程示意图如图所示:

(1)煤直接燃烧有大量SO2生成,SO2与水化合生成亚硫酸,其反应的化学方程式为________________________
(2)第①步操作发生的是________(填“物理”或“化学”)变化。
(3)第③步反应的化学方程式为________________________________
(4)天然气也是一种清洁燃料,其主要成分的化学式为________________。
培优压轴练
13.煤的综合利用有利于保护自然环境和社会的可持续发展。

(1)由煤的结构片段可知,煤的组成元素除C、H、O、S外还含有________(填元素符号)。
(2)煤的焦化属于________变化,煤的气化过程中主要反应是碳与水蒸气反应生成两种气体燃料,其中一种是单质,该单质是________
(3)提高煤的燃烧效率能节约煤炭资源,写出一种提高煤的燃烧效率的方法:________________________,煤中加入适量石灰石燃烧,发生的反应为2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2,煤中加入石灰石对环境的意义是________________________。
课时2 使用燃料对环境的影响及能源的利用和开发
基础夯实练
01 使用燃料对环境的影响
1.从环保的角度考虑,下列燃料中最理想的是 ( )
A.煤 B.酒精 C.氢气 D.天然气
2.燃煤取暖是导致我国北方冬天形成雾霾的主要元凶,目前“煤改气”等清洁取暖行动正在展开。“煤改气”是用天然气来代替煤做供暖燃料。“煤改气”不能大幅减少的排放物是 ( )
A. CO2 B.SO2 C.NO2 D.CO
3.(易错题)乙醇汽油就是在汽油中加入适量的乙醇(C2H5OH)。下列关于乙醇汽油的说法错误的是 ( )
A.乙醇不属于化石燃料 B.乙醇属于不可再生能源
C.使用乙醇汽油可减少大气污染 D.使用乙醇汽油可节省石油资源
4.目前,人类使用的燃料大多是化石燃料。
(1)化石燃料中,比较清洁的是________,煤油是________加工的产品。
(2)煤主要含有________元素,使用脱硫煤能减少________的排放,减少酸雨的发生,但仍会产生较多的二氧化碳,不能减缓日益加剧的________________ 。
02 能源的利用和开发
5.下列不属于新能源开发利用的是 ( )
A.风能发电 B.太阳能发电 C.火力发电 D.潮汐能发电
6.(易错题)氢气是一种理想的新能源,目前只在火箭发射等少数情况下使用,其主要原因是 ( )
A.制取成本高和贮存困难 B.氢气燃烧条件难以满足 C.制备氢气原料极其匮乏 D.氢气燃烧过程难以控制
7.目前,我们国家的能源主要依赖于化石燃料,它们属于不可再生资源。因此,开发利用新能源就显得格外重要。
(1)利用新能源发电的类型有潮汐能发电、地热能发电、________________________________(请举一例)等。
(2)在新能源汽车未普及时,如图所示为一种“节能减排”的有效措施。请写出乙醇充分燃烧的化学方程式:________________________________________。

(3)在催化剂作用下,乙醇与氧气、氢氧化钠在燃料电池中反应生成水和另一种物质,并得到电能,请你完成该反应的化学方程式:C2H5OH+3O2+4NaOH______+5H2O
能力提升练
8.我国大力发展水力发电站建设,如葛洲坝,年发电量相当于每年燃烧3000万吨煤的火力发电站发出的电量。水力发电和火力发电相比,下列说法正确的是 ( )
①可减少CO2的排放,有利于减轻温室效应； ②可减少SO2的排放,有利于减少酸雨；
③可减少废渣的排放,有利于减少对土壤、水体的污染； ④可减轻“白色污染”。
A.①②③④ B.①②③ C.①② D.①
9.开发使用新能源是解决城市大气污染问题的根本途径。下列与新能源有关的说法,错误的是 ( )
A.使用氢燃料电池汽车,是解决汽车尾气污染的有效措施
B.燃料电池系统将化学能转化为电能
C.垃圾焚烧发电是变废为宝、合理利用能源的一种方式
D.太阳能、天然气、潮汐能、地热能等是取之不尽、用之不竭的可再生能源
10.据介绍,使用生物航煤与平时使用普通燃料飞行没有任何差异,但有效减少了SO2和可吸入颗粒物的排放,特别是CO等有害气体的排放量比普通燃料低。使用生物航煤的优点是 ( )
①减少空气污染 ②缓解温室效应 ③增加煤焦油的排放 ④减少酸雨的发生
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
11.如图所示,太阳能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.氢气做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:2H2O2H2↑+O2↑
C.燃料电池可以将化学能转化为循环体系电能
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
12.汽车给人们的生活带来方便的同时,也带来节能和减排的问题。如图是某种汽车的燃料燃烧过程示意图。

(1)从燃烧的条件看,火花塞的作用是________________________。
(2)将汽油与空气的混合气充分压缩,有助于节省燃料,说明主要原因。


(3)乙醇的含碳量比汽油的低。分析在汽油中加入适量乙醇,对尾气中炭黑排放量的影响。



(4)利用催化净化装置,可使燃烧过程中产生的CO和NO在催化剂的作用下,转化为两种空气中常见的无害气体,该反应的化学方程式为________________________________。
13.研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。回答下列问题:

(1)SO3和H2SO4中,硫元素的化合价均为________。
(2)反应④为化合反应,该反应的化学方程式为________________________________。
(3)根据图示判断,下列说法正确的是________。
A.雾霾的形成只与燃料燃烧直接产生的颗粒物有关
B.使用清洁燃料,减少SO2和NO的排放,有利于减少雾霾的产生
培优压轴练
14.《2015年世界与中国能源展望》中提出,全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型。下列是我国能源结构变化的调整图,请回答相关问题:

(1)化石燃料是目前应用最广泛的能源,但不可再生且燃烧会对环境造成污染。化石燃料包括煤、石油和________。
(2)从2015、2030、2050年能源结构变化图看,所占比例增加最多的是________________。
(3)在新能源开发中,化学发挥着不可替代的作用。近年,中科院大连化学物理研究所研制出一种新型多功能复合催化剂,通过下图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个环节,将二氧化碳成功转化为汽油(图中c、d是最终制得的汽油中所含物质的分子结构模型)。

①在一定温度、一定压强和催化剂存在的条件下,环节Ⅰ除生成CO外,还生成了一种化合物,则反应的化学方程式为________________________
②观察图中c和d两种物质的分子结构模型,发现c和d的分子组成完全相同,但其分子结构不同,化学上将其称为同分异构体。你认为c和d的化学性质________(填“是”或“否”)完全相同。

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《参考答案及解析》
课题2 燃料的合理利用与开发
课时1 化学反应中的能量变化及化石燃料的利用
1.D
[解析]天然气燃烧,放出大量的热,属于放热反应；生石灰与水反应,放出大量的热,属于放热反应；镁带与盐酸反应放出大量的热,属于放热反应；碳和二氧化碳需要在高温条件下反应,属于吸热反应。
【易错总结】误认为在物质发生的化学变化中只有燃烧才能放出热量
化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化。有些反应是放出热量的,如氧化钙与水的反应、镁与盐酸的反应等；有些反应则是吸收热量的,如碳与二氧化碳的反应。
2.B
[解析]水力发电是水的机械能转化为电能；天然气做饭是将天然气的化学能转化为热能；电灯照明是将电能转化为光能；太阳能热水器是将太阳能转化为热能。
3.(1)水由液态变为气态(合理即可) (2)光 热 (3)电 化学能
[解析]
(1)水由液态变为气态,由固态转化为液态等过程中都需要吸收热量但没有生成新物质,属于物理变化。
(2)镁条燃烧时会发出耀眼的白光,所以镁条燃烧时,一部分化学能转变为热能,另一部分化学能转变为光能。
(3)电解水的过程中是电能转化为化学能。
4.C
[解析]化石能源是由远古时代的动植物的遗骸在地壳中经过一系列复杂变化形成的,主要包括煤、石油和天然气,地热能不是化石能源。
5.A
[解析]石油是混合物,所含有的物质的沸点不同,通过分馏可制得汽油、柴油等产品；煤隔绝空气加强热可制得焦炭、煤焦油和煤气等产品；石油的分馏属于物理变化,煤的干馏属于化学变化；石油是混合物,所含有的物质的沸点不同,不加热不能直接燃烧。
【易错总结】误认为煤的干馏与石油的炼制都是化学变化
煤隔绝空气加强热可以分解成焦炭、煤焦油、煤气等许多有用的物质,这一过程叫煤的干馏,属于化学变化；利用石油中各成分的沸点不同,加热炼制可得到汽油、煤油柴油润滑油、石蜡等产品,此过程无新物质生成,属于物理变化。
6.
(1)汽油(或柴油)
(2)甲烷 CH4+2O2CO2+2H2O
[解析]
(1)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,可以得到汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡和沥青等不同的产品,这些产品中能作为汽车燃料的是汽油和柴油。
(2)天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成水和二氧化碳。
7.D
[解析]电解水是将电能转化为化学能；水力发电是将水的机械能转化为电能；太阳能热水器是将太阳能转化为热能；干电池是将化学能转变为电能。
8.A
[解析]煤中主要含有碳元素,还含有氢硫等元素煤是由多种元素组成的混合物。
9.A
[解析]煤的气化是将固态煤转化成氢气、一氧化碳、甲烷等可燃性气体和二氧化碳、氮气等非可燃性气体的过程,故A错误；煤的焦化过程中有新物质生成,因此该变化是化学变化故B正确；乙醇完全燃烧的产物是二氧化碳和水,不污染环境燃料充分燃烧,可以减少一氧化碳的排放,所以使燃料燃烧更充分可减少环境污染,故C正确；煤、石油、天然气是不可再生资源,所以要节约利用,故D正确。
10.B
[解析]循环过程中存在水的电解以及燃料电池,所以在循环过程中,一定发生了化学反应；由转化图可知,该系统中水既可分解,也可生成,故可以回收并循环使用；光电转换器中光能转化为电能；氢气和氧气反应生成水是放热反应。
11.
(1)石油 天然气
(2)增大煤与氧气的接触面积,使煤充分燃烧催化剂
(3)3H2+CO2CH3OH+H2O
(4)B
解析：
(1)化石燃料包括煤、石油、天然气。
(2)燃煤发电时,将煤块粉碎成煤粉,其目的是增大煤与氧气的接触面积,使煤充分燃烧。
(3)二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应,转化为水和甲烷,反应的化学方程式为
CO2+4H2=2H2O+CH4。
(4)因为二氧化碳和氢气反应只生成一种产物,所以生成物中碳原子和氧原子的个数比应该是1:2,各选项中只有CH2O2中C、O原子个数比为1:2,符合所生成有机物的特点,故B正确。
12.(1)H2O+SO2=H2SO3
(2)物理
(3)2H2+COCH3OH
(4)CH4
解析：
(1)SO2与水结合生成弱酸性的亚硫酸(H2SO3)。
(2)第①步操作中没有新物质生成,发生的是物理变化。
(3)第③步反应是氢气和一氧化碳在催化剂的作用下生成了甲醇。
(4)天然气的主要成分是甲烷,其化学式为CH4。
13.
(1)N
(2)化学 氢气
(3)将煤粉碎成煤粉(或鼓入充足的空气) 减少二氧化硫的排放,也减少了酸雨的产生
解析：
(1)从煤的结构片段可以看出,组成煤的元素除C、H、O、S外还含有N元素。
(2)煤的焦化过程中生成焦炭、氢气、甲烷等新物质,属于化学变化；碳与水在高温条件下反应生成一氧化碳和氢气,其中氢气是单质。
(3)将煤粉碎成煤粉后燃烧,可提高煤的燃烧效率；鼓入充足的空气也可使煤更充分燃烧。在煤中加入石灰石,燃烧时可吸收生成的二氧化硫,从而减少二氧化硫的排放,也减少了酸雨的产生。
【核心素养解读】本题借助对煤的综合利用过程,体现了“科学态度与社会责任”的学科素养。煤、石油等化石燃料是不可再生资源,储量有限,在不久的将来会被用尽,将化石燃料直接作为燃料,不仅燃烧热值低,还会产生大量的有害气体,综合利用可以大大提高其利用率。
课时2 使用燃料对环境的影响及能源的利用和开发
1.C
[解析]氢气燃烧生成水,对环境没有污染,是最理想的燃料。
2.A
[解析]煤炭主要含有碳元素,还含有少量的硫元素、氮元素等,因此煤炭燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等气体,不完全燃烧还会产生一氧化碳。天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成水和二氧化碳,所以“煤改气”不能大幅减少二氧化碳的排放。
3.B
[解析]乙醇不属于化石燃料,可用粮食制取,属于可再生能源；乙醇燃烧生成二氧化碳和水,使用乙醇汽油可减少大气污染；使用乙醇汽油可节省石油资源。
【易错总结】误认为乙醇汽油是一种新兴的化合物,属于化石燃料
乙醇汽油是乙醇与汽油混合而成的一种混合物,使用乙醇汽油不但可以节省石油资源,而且能有效地减少汽车尾气的排放。
4.
(1)天然气石油
(2)碳二氧化硫温室效应
解析：
(1)化石燃料中最清洁的是天然气；石油通过分馏即可得到汽油、煤油、柴油、润滑油、机油、石蜡等产品。
(2)煤中含有的主要元素是碳,使用脱硫煤能减少二氧化硫的排放,减少酸雨的发生,但仍会产生较多的二氧化碳,不能减缓日益加剧的温室效应。
5.C 解析：人们正在利用和开发的新能源有太阳能核能风能、地热能、潮汐能、生物质能等。火力发电的燃料是煤,煤属于化石燃料,不属于新能源。
【归纳总结】能源的几种常见分类

6.A 制取成本高且不易贮存是氢气作为理想燃料暂时还不能被广泛使用的主要原因；氢气是一种极易燃烧的气体,燃烧条件很容易满足；制备氢气的原料可以是水,水资源非常丰富；氢气燃烧可以通过阀门来控制。
【易错总结】误认为氢气作为无污染的能源不能被普及的原因是制取困难
氢气作为未来能源的优点:原料来源广泛,可由水分解制成；燃烧时热值高；产物是水,不污染环境。氢气作为无污染的能源不能被普及的原因:制取成本高、储存、运输困难。
7.
(1)风能发电(合理即可)
(2)C2H5OH+3O22CO2+3H2O
(3)2Na2CO3
解析：
(1)在合理使用化石燃料的同时,我们应努力寻求开发新能源,如地热能、潮汐能、风能等,利用它们发电。
(2)乙醇充分燃烧生成二氧化碳和水。
(3)依据化学反应前后各原子的种类及个数不变可知,横线处包含4个钠原子2个碳原子和6个氧原子,所以该物质是碳酸钠。
8.B
[解析]水力发电有利于减轻温室效应；减少酸雨；减少对土壤、水体的污染。“白色污染”是指废弃塑料引起的污染,与水力发电和火力发电无关。
9.D
[解析]氢燃料电池反应后只生成水,任何污染；燃料电池能将化学能转化为电能；垃圾焚烧发电是变废为宝、合理利用能源的一种方式；天然气属于不可再生能源。
10.B
[解析]因为使用生物航煤与平时使用普通燃料飞行没有任何差异,但有效减少了SO2和可吸入颗粒物的排放,特别是CO等有害气体的排放量比化石燃料低,所以使用生物航煤的优点是减少空气的污染；减少了化石燃料的燃烧,可以缓解温室效应；有效减少了二氧化硫的排放,可以减少酸雨的发生；不会增加煤焦油的排放。
【归纳总结】化石燃料燃烧产生的空气污染物

11.B 解氢气做燃料的优点是燃烧热值高,产物只有水,无污染；在该循环体系中,水生成氢气和氧气的过程中反应条件为光催化剂和光照,不是通电；燃料电池是将化学能转化成电能的装置；现在氢能源作为人类理想的能源,大量使用还需解决寻找光照条件下分解水的催化剂、运输和储存问题。
12.
(1)使温度达到汽油的着火点
(2)将汽油与空气的混合气充分压缩,汽油与氧分子充分接触,经火花塞点燃后,燃烧更充分,放出更多热量,燃料的利用率高,故有助于节省燃料。
(3)加入乙醇的汽油含碳量降低,与相同质量的汽油相比碳的含量少,燃烧时碳消耗氧气的量减少,碳更容易充分燃烧,产生的炭黑少。
(4)2NO+2CO2CO2+N2
解析：
(1)从燃烧的条件看,火花塞的作用是使温度达到汽油的着火点。
(2)将汽油与空气的混合气充分压缩,汽油蒸气与氧分子充分接触,经火花塞点燃后,燃烧更充分,放出的热量更多,燃料的利用率高,故有助于节省燃料。
(3)加入乙醇后的汽油含碳量降低,与相同质量的汽油相比,碳的含量少,燃烧时碳消耗氧气的量减少,碳更容易充分燃烧,产生的炭黑少。
(4)在汽车排气管上安装尾气净化装置,可使尾气中的CO和NO在催化剂表面发生反应,生成二氧化碳和氮气,该反应的化学方程式为2NO+2CO2CO2+N2
13.(1)+6 (2)H2SO4+2NH3＝(NH4)2SO4 (3)B
[解析]
(1)根据化合物中各元素的化合价的代数和为零,可知在三氧化硫和硫酸中硫元素的化合价都是+6价。
(2)反应④是硫酸和氨气反应生成硫酸铵。
(3)雾霾的形成不是只与燃料燃烧直接产生的颗粒物有关,还与燃料燃烧产生的气体物有关；使用清洁燃料,减少SO2和NOx的排放,有利于减少雾霾的产生。
14.
(1)天然气
(2)其他可再生能源
(3)①H2+CO2CO+H2O ②否
解析：
(1)化石燃料包括煤、石油和天然气。
(2)从2015、2030、2050年能源结构变化图看,所占比例增加最多的是其他可再生能源。
(3)①由质量守恒定律可知,在一定温度、一定压强和催化剂存在的条件下,环节除生成CO外,还生成水。②分子是保持物质化学性质的最小粒子,分子结构不同,化学性质也不会完全相同。
【核心素养解读】本题借助我国能源结构变化调整的介绍,体现了“科学态度与社会责任”的学科素养。
全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转型,应减少化石燃料的使用,提高燃料的利用率,开发利用新能源。