化学九年级上册课题2 燃料的合理利用与开发同步训练题

这是一份化学九年级上册课题2 燃料的合理利用与开发同步训练题，共17页。

课题2 燃料的利用与开发
【知识精要】
一、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，能量的变化通常表现为 的变化。
化学反应中的能量变化。即有 现象
常见的放热反应： 、 、 、
常见的吸热反应： 、 等
意义：人类需要的大部分能量都是由化学反应产生的，如利用燃料燃烧做饭、取暖等
二.三大化石燃料
化石燃料是由古代动植物的遗骸经过一系列复杂变化面形成的。化石燃料主要是由 元素构成的，如煤、石油和天然气等，是不可再生能源。

煤
石油
天然气
形成
古代植物埋在地下经过一系列复杂变化而形成
古代海洋生物遗骸在地壳中经过复杂变化面形成
元素组成
主要含C,含少量H、N、S、O等
主要含C、 H，含少量S、 N、O混合物
主要含C. H,主要成分CH4
类别
混合物（由有机物和无机物组成）
混合物（多种有机物）
混合物
形态
黑色固体，有光泽，人称“黑色金子”，无固定的熔点、沸点、具有可燃性
粘稠液体，黑色或棕色，不溶于水，无固定的熔点、沸点
气体，密度比空气 ， 溶于水

性质
煤干馏 化学变化焦炭、煤焦油、煤气等
（隔绝空气加强热）
石油分馏物理变化溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等
易 ，产生明亮的
火焰，化学方程式为
CH4+O2点燃===CO2+H2O
三、燃料的合理利用与开发
（1）燃料充分燃烧的措施
a.燃烧时要有 ：如做饭时，调节燃气灶或煤炉的进风口大小
b.燃料与空气要有 ：如工业燃煤时，常将煤块粉碎成煤粉或做成空心(如空心炭)等。
（2）使用化石燃料对环境的影响及防治措施
影响：
a.煤燃烧产生SO2、NO2等空气污染物―→ 形成酸雨(pH＜5.6的雨水)
b.燃料不充分燃烧，会产生一氧化碳等
c.未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘
防治措施：
a.使用脱硫煤或将煤转化为水煤气
b.安装汽车尾气净化装置，减少有害气体的排放
c.改善能源结构，尽量使用清洁能源
（3）能源的利用和开发
①可燃冰：
主要成分：甲烷水合物
优点： ，将来可能会替代化石燃料——
②乙醇：
俗称 ，其充分燃烧的化学方程式为 ，优点： ；
③氢气：燃烧的化学方程式为2H2＋O2 2H2O
优点： ；燃烧产物是 ， ；是
未能被广泛应用的原因：
a．物理性质
氢气（H2）是 的气体， 溶于水，密度比空气 ，是 的气体。
b．化学性质
①可燃性： 、
②还原性： 。
c．用途
①填充气、飞舰（密度比空气小）
②合成氨、制盐酸　
③气焊、气割（可燃性）
④提炼金属（还原性）
d.氢气实验室制法

药品
锌粒（Zn）和稀硫酸（H2SO4）
反应原理

收集方法
①
②
制取装置

操作步骤
①检查 ②装入 ③倒入 ④固定 ⑤收集
检验
点燃木条，伸入瓶内，木条上的火焰熄灭，瓶口火焰呈淡蓝色，则该气体是氢气。
验满(验纯)
①用拇指堵住集满氢气的试管口；
②靠近火焰,移开拇指点火，若“噗”的一声，氢气 ；若有尖锐的爆鸣声，则氢气 。
注意事项
①检查装置的气密性
②长颈漏斗的管口要插入液面下；
③点燃氢气前，一定要检验氢气的纯度（空气中，氢气的体积达到总体积的4%~74.2%点燃会爆炸。）
实验法验证混合气体有H2




④目前正在利用和开发的新能源： 等




【题典精讲】
【例题1】下列有关化学反应与能量的说法，正确的是（ ）
A. 化学反应中的能量变化都表现为热量的变化
B. 在化学反应中只有燃烧反应，才能放出热量
C. 物质燃烧时向外释放出热量，属于放热反应
D. 人类利用的能量都是通过化学反应获得的
【例题2】 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
【例题3】科学家提出了理想的获得氢能源的循环体系（如图），根据该循环体系说法错误的是（　　）
A．该循环是一种环保绿色，反应中没有污染物生成体系
B．该循环体系通过化学反应可实现太阳能转化为电能
C．在此循环中只有化合反应发生，因此是环保的
D．在此循环中氢气与氧气是中间产物
【例题4】下列关于化石燃料的说法，不恰当的是（　　）
A．化石燃料是古代生物的遗骸经地层深处高温、高压复杂变化而形成的
B．化石燃料主要成分都含有碳、氢两种元素
C．化石燃料燃烧时，会产生CO2、H2O等物质
D．化石燃料燃烧为人类提供能量，也会对环境造成污染
【例题5】我国北方冬季常使用煤炉取暖，煤炉生火时，需先引燃木材来加热煤球使其燃烧。下列有关说法正确的是（　　）
A．煤、石油、酒精均属于化石燃料
B．煤炉生火时，用木材引燃是为了提高煤的着火点
C．煤球属于清洁燃料，燃烧时不会对环境造成污染
D．把煤做成蜂窝状，增大了煤与空气的接触面积，使其燃烧更充分
【例题6】2019 年诺贝尔化学奖颁给了美国德州大学奥斯汀分校约翰•古迪纳夫、美国纽约州立大学宾汉姆分校斯坦利•威廷汉和日本旭化成株式会社吉野彰三人，以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。那么，关于锂离子电池下列说法不正确的是（　　）
A．锂离子电池一般用石墨做电极是利用了石墨良好的导电性
B．锂在化学反应中容易失去一个电子形成锂离子，其符号为Li+
C．锂离子电池一般使用锂合金作为正极材料，锂合金是一种新型的锂金属单质
D．未来锂离子电池的广泛应用，体现了化学科学的发展能促进人类社会进步，提高人们的生活质量
【例题7】石油古称“水”，《汉书》中“高奴县洧水可燃”、《梦溪笔谈》中“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆”，下列关于“洧水”的说法错误的是（ ）
A．具有可燃性 B．是一种黏稠状液体
C．是可再生能源 D．“其烟”的主要成分为炭黑
【例题8】实验用如图所示的方法制取氢气并测量生成氢气的体积。下列有关说法正确的是（ ）
A．仪器a的名称为长颈漏斗
B．烧瓶中的物质一定是锌与稀硫酸
C．该收集方法为向下排空气法
D．该装置还可用于制取氧气
【例题9】氢能是最绿色的能源，如图是制取与贮存氢气的一种方法。下列说法正确的是（　　）

资料：①Mg2Cu是一种贮氢合金，吸氢后生成MgH2和MgCu2合金；
②MgH2和HCl反应的化学方程式为：MgH2+2HCl═MgCl2+2H2↑
A．ZnFe2O4中Fe的化合价为+2价
B．循环制氢反应中需要不断加入ZnFe2O4
C．反应2产生的氢气和反应3所得混合物与足量稀盐酸反应生成的氢气质量相等
D．反应3中氩气作保护气，防止金属镁、铜在高温下与氧气反应
【例题10】“可燃冰”[CH4·（H2O)n]是一种沉睡在海底和高寒冻土的独特能源。2017年5月18日，我国在南海首次试开采可燃冰成功。下列有关“可燃冰”的说法正确的是（ ）
A．“可燃冰”给我们提供了水可以变油的证据 B．[CH4·（H2O)n]属于氧化物
C．“可燃冰”是燃烧值高，没有污染的新能源 D．开采不当可造成比二氧化碳更严重的温室效应

【例题11】充分燃烧1kg天然气和煤所产生CO2和SO2的质量如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．燃烧煤比燃烧天然气更容易导致酸雨
B．用天然气替代煤作燃料，有利于改善空气质量
C．等质量的天然气和煤，充分燃烧产生CO2的质量接近
D．天然气、煤都是重要的化石燃料，属于可再生能源

【考点训练】
1.下列关于能量的说法不正确的是（ ）
A．化学变化中通常伴随能量的吸收或释放 B．绿色植物吸收太阳能进行光合作用
C．干电池工作时电能变为化学能 D．燃料燃烧时发生化学变化并放出热量
2.下列属于化学能转化为其它能量的是（　　）
A． 化学电池 B． 电解水
C．水力发电 D．太阳能热水器
3.石油主要是由碳、氢元素组成的（　　）
A．多种有机物的混合物 B．多种无机物的混合物
C．有机化合物 D．多种无机物和有机物的混合物
4.化学变化过程中往往伴随着吸热或放热现象，下列实验分析正确的是（　　）

A．图甲中生石灰与水反应容器上方出现白雾，说明反应吸热
B．图乙中铝箔剧烈燃烧，说明铝箔与氧气反应吸热
C．图丙中镁条与稀盐酸反应产生大量气泡，说明反应吸热
D．图丁中氢氧化钡和氯化铵反应后烧杯底部结冰，说明反应吸热
5.从环境保护角度考虑，下列燃料中最理想的是（　　）
A．煤气 B．酒精 C．汽油 D．氢气
6.科学合理地使用燃料，可有效地防止环境污染．下列关于燃料与燃烧的说法错误的是（　　）
A．石油分解后可得到汽油、煤油、柴油等一系列产品
B．把煤加工成蜂窝煤可使之燃烧更加充分
C．天然气是比煤、石油更加清洁的化石燃料
D．汽油中加入适量的乙醇可减少汽车尾气的污染
7.可燃冰被认为是21世纪的一种高效清洁能源。我国的可燃冰开采技术处于世界先进水平。可燃冰主要含有（　　）
A．氢气 B．一氧化碳 C．甲烷水合物 D．酒精
8.下列不属于新能源的是（　　）

A、煤 B、风能 C、太阳能 D、地热能
9.下列制取气体所用物质和装置均正确的是（　　）

A．制取CO2 B．制取氢气 C．制取氧气 D．制取CO2
10.以下各装置能完成相应实验的是（　　）

A．装置①：用氯酸钾制氧气 B．装置②：由b进气收集O2或H2
C．装置③：制取氧气、氢气等气体 D．装置④：干燥，收集HCl气体
11.被称之为“软电池”的纸质电池采用薄层纸片作为传导反应为：Zn+2MnO2+H2O═ZnO+2MnO（OH），避免了传统电池所带来的污染问题。则下列说法正确的是（　　）
A．该反应中二氧化锰作催化剂 B．反应前后有三种氧化物，且常温下都为固体
C．其工作原理是将化学能转化为电能 D．反应中只有锌元素化合价发生了变化
12.下列气体与空气混合后遇明火，可能发生爆炸的是（ ）
A稀有气体 B. 氧气 C.甲烷 D. 二氧化硫
13.下列叙述中正确的是（ ）
①化学变化不但生成其他物质，而且还伴随着能量的变化 ②人类利用的能量都是通过化反应获得的③燃料作为重要的能源，对人类社会的发展非常重要 ④可燃物在任何条件燃烧都会发生爆炸
⑤化学反应过程中都会发生放热现象
A①③ B. ②③ C. ④⑤ D. ②⑤
14.下列叙述中、不正确的是（ ）
A. 通常状况下，很多物质能与氧气发生反应
B. 面粉厂飞扬的面粉小颗粒能与空气中的氧气混合，遇明火会发生爆炸
C. 物质和氧气反应，都会放出热量
D. 稻草长期堆放，可能会发生自燃现象
15.集气瓶（或广口瓶） 的用途广泛．对于下列所示实验中，其解释不正确的是（　　）





A．用于制取二氧化碳的发生装置 B．用于测量产生氧气体积的装置





C．用于干燥氨气的装置 D．用于排水法收集氢气的装置
16.氢气作为新能源有很多优点，制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。
I．制氢：铁酸锌（ZnFe2O4）可用于循环分解水制气，其反应可表示为：
6ZnFe2O4 6ZnO+4Fe3O4+O2↑； 3ZnO+2Fe3O4+H2O3ZnFe2O4+H2↑
（1）ZnFe2O4中Fe的化合价为　 　。
（2）该循环制氢中不断消耗的物质是　 　（填化学式），得到H2和O2的质量比为　 　（最简整数比）。Ⅱ．贮氢：合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料，高温时在氩气保护下，由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金，其化学方程式为：2Mg2Cu+3H23MgH2+MgCu2
（3）熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气的目的是　 　。
（4）氢化物MgH2与水反应生成一种碱，并释放出H2，其化学反应方程式为　 　。（5）24gMg2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应，放出H2的质量为　 　g。
17.如图1是实验室制取气体的部分装置，请回答下列问题：

（1）写出仪器a的名称 。
（2）氢气是最理想的燃料。通常状况下，氢气密度比空气小，难溶于水。欣悦同学用锌粒与盐酸反应制取氢气，选择的装置组合是 （填字母），该发生装置的优点是 ，若用F装置排空气法收集氢气，气体应从 端进入（填b或c）。
【提出问题】①导出的气体除H2外，还有哪些气体？
②氢气具有可燃性外，还具有什么化学性质？
【设计实验方案】欣悦同学按如图2装置进行实验（假设每个装置中气体都完全反应或吸收）。
【实验现象和结论】
实验现象
实验结论
甲装置中的白色固体变成蓝色
气体中有H2O
乙装置中产生
气体中有HCl
丁装置中玻璃管内红色粉末变成黑色、戊装置中白色固体变成蓝色
H2能与Fe2O3反应
丁装置中玻璃管内反应的化学方程式
为
【交流总结】
①根据丁装置中实验现象，说明氢气具有 性。
②丁装置加热前通入H2的目的是 　。

【培优训练】
1.我国化学家研究出一种新型催化剂，在太阳光照射下实现了水的高效分解，该反应过程的微观示意图如下，下列说法不正确的是（ ）
A．表示的物质是由氢元素和氧元素组成
B．反应Ⅰ的化学反应方程式为2H2OH2O2+ H2↑
C．反应Ⅱ中反应前后原子的种类和数目均改变
D．该成果对氢能源的推广应用有重要的实践意义
2.如图是某空间站能量转化系统部分示意图，其中燃料电池中的反应是2H2+O2═2H2O．下列有关说法不正确的是（　　）

A．含氢的物质在此过程中没有发生化学变化 B．燃料电池系统将化学能转化为电能
C．水的分解反应需要吸收能量；氢气使用前要检验其纯度 D．该能量转化系统中的水可以循环使用
3.2020年10月，我国建成全球首套千吨级液态太阳燃料合成示范装置，其原理是：①利用太阳能光伏发电，②电解水获得H2，③H2与CO2反应合成绿色液态燃料CH3OH。下列有关说法错误的是（　　）
A． 太阳能是不可再生能源
B． H2是理想的清洁、高能燃料
C． 电解水反应属于分解反应
D．该装置能捕获并资源化利用CO2

4.家庭用煤经过从“煤球”到“蜂窝煤”的变化，其目的是（ ）

A．增大可燃物的热值 B．提高可燃物的着火点
C．提高空气中氧气的含量 D．增大可燃物与空气的接触面积
5.化学在保证人类生存并不断提高生活质量方面起着重要的作用，利用化学综合应用自然资源，以使人类生活得更加美好。目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油、天然气等。煤的综合利用如图所示：

已知高炉内发生的主要化学反应如下：
C+O2CO2 C+CO22CO 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
（1）将煤隔绝空气加强热的过程是 变化。
（2）粗氨水经提纯后可用作化肥，是因为含有植物所需的 （填元素符号）。
（3）焦炭常作为炼铁工业的原料，请你分析焦炭在炼铁过程中的作用 。
6.合理利用化石燃料资源，是人类不断探索的课题。某城市家用燃料的使用经历了如图所示的过程，并将逐步向理想燃料发展。

（注：括号中的物质是对应燃料的主要成分）
（1）CH4、C3H8两种物质中，氢元素的质量分数较大的是 （填化学式）。
（2）倡导“家用燃料低碳化”的意义是 。
（3）一定条件下，仅用一个置换反应即可制得CO和H2，反应的化学方程式为 。
（4）随着全球能源使用量的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。请提出一个缓解能源危机的设想： 。
7.为防止全球变暖，我国承诺在2060年要实现“碳中和”。减少化石燃料的使用，开发利用氢能，下图是利用太阳能制氢的示意图

(1)上图实现了能量之间的相互转化，其中电解水的过程是由电能转化为_______(填“化学能”或“热能”)。
(2)从微观的角度讲，每2个水分子分解，会产生_______个氢气分子。
(3)H2与CO2在一定条件下反应，生成CH3OH(甲醇)和H2O，该反应_______(填“属于”或“不属于”)置换反应。(4)上图中能够循环使用的物质是_______(填化学式)。
8.诗人陆游的笔记中记载“书灯勿用铜盏，想瓷盏最省油，蜀中有夹瓷盏…可省油之半”“一端作小窍，注清冷水于其中，每夕一易之”，夹瓷盏被称为省油灯，用棉绳做炷（灯芯），上层盏盛油，下层盏盛水。其结构示意图如图。

（1）图中属于可燃物的是_________和_________，这是燃烧的_________个条件之一。
（2）省油灯的原理是：油燃烧___________，上层内盏油温___________，下层盏内水吸热，减少油的___________，以达到省油的目的。
（3）“注清冷水于其中，每夕一易之”说明下层盏中的水不断减少。对该现象的微观解释正确的是___________（多选，填字母序号）。
a．水分子受热分解 b．水分子不断运动
c．水分子间隔变大 d．水分子数目减少
9.“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



综合拔尖
1.碳元素是组成许多物质的基本元素．
（1）甲烷（CH4）是一种清洁能源，在甲烷中碳、氢元素质量比　 　，写出甲烷完全燃烧的化学方程式　 　．
（2）分析下表，与煤相比，用天然气作燃料的优点有　 　．

1g物质完全燃烧
产生二氧化碳的质量/g
放出的热量/kJ
甲烷
2.75
56
碳
3.67
32
（3）为提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，该反应的微观示意图如图，则生成物的分子个数比为　 ．

（4）化石燃料主要包括煤、　 　和天然气．
（5）很多天然矿石中含有碳元素，菱锰矿的主要成分是碳酸锰（MnCO3），其中锰元素的化合价为　 　．
（6）液态二氧化碳可用于扑救档案室发生火灾，下列说法正确的是　 　（填字母序号）．
A、液态二氧化碳汽化后不会污染档案
B、二氧化碳可覆盖在可燃物表面，隔绝空气
C、液态二氧化碳汽化时吸热，降低可燃物的着火点．
2.如图表示南京市家用燃料使用的发展历程（括号内表示主要成分），结合所学知识回答下列问题．

（1）上述燃料的使用都能产生 　（填化学式），导致温室效应增强．如果？处是氢气，请说出氢气目前还不能作为燃料被广泛应用的一条原因　 　．
（2）丙烷燃烧的微观示意图如图所示：

该反应前后不变的粒子是　 　（填化学符号）；反应的化学方程式为　 　．
（3）已知在相同的温度和压强下，相同体积的气体具有相同的分子数．20L天然气（CH4）充分燃烧消耗O2的体积可能是　 　．
A．10L B．15L C．40L D．50L．
3.新能源汽车已经走进了我们的生活。我国新能源汽车发展迅速，未来可期。与传统汽车使用化石燃料不同，新能源汽车的能量来源更加多元化。

电动汽车电池能为电动汽车提供动力，几类电池的部分性能指标如图1所示。其中能量密度表示单位体积的电池所具有的能量。
氢内燃车氢内燃车以氢气为燃料，不排放任何污染物。氢气可通过电解水（原理如图2）等多种方式获得。据测算，1kg氢气完全燃烧可释放1.43×105kJ的热量，lkg汽油完全燃烧可释放4.6×104kJ的热量。
乙醇汽车乙醇汽车以乙醇为燃料，乙醇是可再生能源，可以通过发酵甘蔗、玉米等农作物或发酵粮食收割后剩余的秸秆大量提取。
依据以上文章内容回答下列问题：
（l）下列说法正确的是 （填序号）。
A．依据图1可知，提供相同能量时，铝空电池的体积最小
B．图2中，A口产生的气体为氢气
C．农业大国盛产甘蔗和玉米，有利于推广乙醇汽车
（2）依据图1，锂电池优于镍氢电池的性能指标是 。
（3）依据测算数据可知，氢内燃车与汽油车相比的优势是 。
（4）图3是制取与贮存氢气的一种方法。

①ZnFe2O4在循环制氢体系的总反应中起 作用，其中铁元素的化合价为 。
②反应③的化学方程式为 。
2.化学在防治大气污染和水污染方面发挥了重要作用，使更多的化学生产工艺和产品向着环境友好的方向发展。

（1）为从源头消除污染，生产、生活中要选择对环境影响小的燃料，已知充分燃烧1kg天然气和煤所产生的CO2和SO2气体的质量如图所示，则______燃烧产生的气体更易导致酸雨．
（2）某火力发电厂为了防止环境污染，需将废气中的二氧化硫进行处理，其发生的主要反应为2CaCO3+2SO2+O2=2CaSO4+2CO2，若100g废气中含有1.6g二氧化硫，则处理1000g这种废气需含碳酸钙80%的石灰石______g．
（3）某工厂以流量10L/s（升/秒）排出含硫酸9.8%的工业废水，现向该废水中排入含氢氧化钠2%的工业废水，与硫酸反应后再排出，要使处理后的废水呈中性，则含氢氧化钠2%的工业废水的流量应为______L/s（上述含酸废水和含碱废水的密度均近似为1g/cm3）。