7.2燃烧的合理利用与开发
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列事例主要发生化学变化的是
A．活性炭吸附毒气 B．石油蒸馏得到汽油
C．干冰作制冷剂 D．煤的综合利用
2．下列物质的用途主要由其物理性质决定的是（ ）
A．稀有气体用作保护气
B．画家用墨作画
C．用金刚石切割大理石
D．石油产品作车用燃料
3．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．掌握化学知识能够使我们“趋利避害”，从化学角度看，下列做法你认为正确的是（ ）
A．倡导“低碳”生活，禁止化石燃料的使用
B．大力推广使用脱硫煤，减缓酸雨的危害
C．废旧电池深埋地下，减少对环境的污染
D．加速开采矿物，刺激经济快速发展
4．类推可以实现知识迁移，但不符合事实的类推会得出错误的结论。下列类推正确的是（ ）
A．置换反应有单质生成，则有单质生成的反应一定为置换反应
B．实验室中，点燃氢气前需要验纯，则点燃其他可燃性气体前也需要验纯
C．酸溶液能使紫色石蕊溶液变红，则能使紫色石蕊溶液变红的溶液都是酸溶液
D．原子和分子均是微观粒子，在化学变化中原子不可以再分，则分子也不可以再分
5．逻辑推理是一种重要的化学思维方法，下列推理合理的是
A．化学变化中分子种类发生改变，则分子种类改变的变化一定是化学变化
B．氧化物中含有氧元素，则含氧元素的化合物一定是氧化物
C．化学反应常伴有发光、放热的现象，凡是发光放热的反应一定是化学反应
D．单质由一种元素组成，所有由一种元素组成的物质一定是单质
6．下列说法正确的是
A．煤、石油、天然气是可再生能源
B．炒菜时油锅着火，应立即用水浇灭
C．燃气灶火焰出现黄色或锅底出现黑色时，可增大灶具空气的进气量
D．“钻木取火”的原理是通过摩擦生热提高木材的着火点
7．下图表示我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．将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量
B．使煤分解制成管道煤气的变化是物理变化
C．液化石油气是石油化工的一种产品
D．煤、石油、天然气都是化石燃料
8．汽车尾气中的有毒气体一氧化碳和一氧化氮，会污染大气，“催化转化器”可以将汽车尾气中的有毒气体一氧化碳和一氧化氮转变为无毒气体，其反应的微观示意图如下所示。下列有关该反应的说法不正确的是
A．该反应可以降低汽车尾气污染 B．参加反应的两种物质的分子个数比为1：1
C．生成物可以作为灭火剂使用 D．生成物中和的质量比是7：11
9．《中国诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化，还蕴含着许多化学知识，下列诗词分析不正确的是（ ）
A．刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”“金”属于金属元素
B．王安石诗句“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，“屠苏”属于混合物
C．李白诗句“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川”，“生紫烟属于化学变化
D．曹植诗句“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，“燃豆萁”是将化学能转化为热能
10．下列燃料中，不是采用煤或石油为原料加工制得的是
A．汽油 B．煤气 C．天然气 D．石蜡
二、判断题
11．用天然气替代煤可以减少酸雨的形成( )
12．天然气是比煤、石油更加清洁的化石燃料( )
13．石油不充分燃烧会生成一氧化碳等有害气体( )
14．煤隔绝空气加强热和将石油分馏过程发生的变化相同。( )
15．天然气是清洁能源，对环境没有任何影响。( )
三、综合应用题
16．反应条件是影响化学反应的重要因素。
（一）石墨相氮化碳/碳量子点的纳米复合物是一种新型的复合光催化剂，它可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图1所示。反应Ⅰ方程式为2H2OH2↑+H2O2，反应Ⅱ方程式为2H2O2O2↑+2H2O。
(1)该反应原理实现了 能向化学能的转化，反应Ⅱ是 （填“放热”或“吸热”）反应。
(2)该反应原理的总反应化学方程式为 。
(3)氮化碳中碳、氮元素质量比为9:14，碳元素的化合价为+4，则氮化碳的化学式为 。
(4)反应中的纳米复合物是催化剂，其原因是反应前后 和 不变。
(5)石墨相氮化碳碳量子点的纳米复合物内有很多规则性状空隙，能吸附容纳微粒。在反应中，复合物使用较长时间后，会吸附较多的 （填“H2O”或“H2”或“O2”），导致催化效能降低。将其进行烘干，可以恢复一定的催化效果。
（二）反应Ⅱ的原理可用于实验室制取氧气，以图2所示装置进行如下实验。（室温为20℃，氧气浓度传感器初始读数为A，水浴时间均为5分钟）
实验编号 具支试管内的试剂 水浴温度 试管内现象 传感器读数
I 10mL蒸馏水1mL2%H2SO4溶液 20℃ 无气泡 A
40℃ 极少量气泡 A
Ⅱ 10mL30%H2O2溶液1mL2%H2SO4溶液 20℃ 无气泡 A
40℃ 少量气泡 B
III 10mL30%H2O2溶液1mL 2%CuSO4溶液 20℃ 少量气泡 C
40℃ 大量气泡 D
(6)实验I试管中产生的气泡是溶解在水中的空气，说明气体的溶解性受 影响。
(7)实验中氧气浓度传感器的读数大小为：A
17．2017年5月，我国在南海首次试采可燃冰成功。
材料一：可燃冰的化学式为CH4·nH2O，它是由甲烷气体与不在高压低温条件下形成的类冰状水合物。可燃冰热值高、储藏量大。燃烧不产生污染物。
材料二：将CO2注入海底的可燃冰储层，能将可燃冰中的CH4“挤走”，而形成二氧化碳水合物。
回答下列问题：
（1）写出甲烷(CH4) 燃烧的化学方程式 。
（2）6若有16克甲烷完全燃烧，产生多少二氧化碳气体 （列方程式计算）
（3）下列关于可燃冰的说法正确的是 。
A．可燃冰是一种清洁能源
B．甲烷和水形成可燃冰的过程是化学变化
C．用CO2 “挤走”可燃冰中的CH4过程属于置换反应
（4）一种甲烷水合物晶体中，平均每46个水分子构成8个分子笼，每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子，若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，这种可燃冰的平均组成可表示为 。
（5）大海深处有大量的可燃冰CH4·nH2O，由于地震，若震动过于剧烈，将是可燃冰变为气体快速逸出，可能后果为 。
18．2023年5月30日神舟十六号载人飞船升空，三位宇航员在空间站生活，氧气和水基本由循环系统提供，如图所示，请分析过程，回答下列问题。
(1)尿处理系统：利用尿中的水和其它物质的 不同，将预处理后的尿液进行旋转蒸馏，再将收集到的水蒸气冷凝，实现了从尿中取水。
(2)富集装置中的分子筛与活性炭类似，都有 的结构。
(3)萨巴蒂尔反应器内，在400℃和镍(Ni)作为催化剂的条件下，反应的化学方程式为 。
(4)在空间站失重状态下收集O2，最好选用下列装置中的______(填字母)。
A． B． C． D．
(5)如图是同学们利用学过的6种常见物质Fe、H2、H2O、CO2、CO、Ca(OH)2搭建的火箭模型。已知C、E、F均能在氧气中燃烧，且E为金属单质，F为化合物，D可作为气体肥料。(“”表示C与E之间能相互转化，“B→A”表示B能转化成A)
ⅰ.E、F的化学式分别是 、 。
ⅱ.B→A的化学方程式为 。
ⅲ.D—F的反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
参考答案：
1．D
【详解】A. 活性炭具有疏松多孔的结构能吸附毒气，吸附毒气过程中没有新物质生成，属于物理变化；
B. 石油分馏过程中没有新物质生成，属于物理变化；
C. 干冰升华吸热过程中只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化；
D. 煤的综合利用是将煤隔绝空气的条件下加热使煤分解成多种产品，过程中有新物质生成，属于化学变化。
故选：D。
2．C
【详解】A、稀有气体化学性质很稳定，可用作保护气，错误；
B、画家用墨作画，因为石墨的化学性质在常温下十分稳定，不容易参加一些化学变化，错误；
C、用金刚石切割大理石，是因为金刚石是自然界中最硬的物质，是其物理性质，正确；
D、石油产品作车用燃料，因为石油产品能燃烧，化学性质，错误。
故选C。
3．B
【详解】A、低碳是指较低的二氧化碳的排放量，化石燃料的大量燃烧会造成环境污染，故要减少使用化石燃料，但是不能禁止使用化石燃料，故错误；
B、煤中含有氮、硫等元素，燃烧后生成二氧化硫和二氧化氮等引起酸雨的气体，会污染环境，故要大力推广使用脱硫煤，减缓酸雨的危害，故正确；
C、废旧的电池掩埋在地下后，会造成水体的污染，故废旧电池不能掩埋地下，要集中处理，故错误；
D、矿物质要合理开发，不能加速开发，刺激经济快速发展，故错误。故选B。
4．B
【分析】根据置换反应是一种单质和一种化合物反应，生成了另一种单质和化合物的反应；可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸；酸碱指示剂只能指示出酸碱性；在化学变化中，分子可以再分，原子不能再分进行分析。
【详解】A、置换反应是一种单质和一种化合物反应，生成了另一种单质和化合物的反应，有单质和化合物生成的反应不一定是置换反应，例如，过氧化氢分解生成水和氧气，不属于置换反应，类推错误；故不符合题意；
B、氢气与空气混合点燃可能爆炸，CO具有可燃性，与空气混合点燃也可能爆炸，类推正确；；故符合题意；
C、酸溶液能使紫色石蕊溶液变红，则能使紫色石蕊溶液变红的溶液都是酸性溶液，但不一定是酸溶液，类推错误；故不符合题意；
D、原子和分子均是微观粒子，在化学变化中原子不可以再分，分子可以再分，类推错误；故不符合题意；
故选B
【点睛】解答此类题时要根据不同知识的特点类推，不能盲目类推，并要注意知识点与方法的有机结合，做到具体问题能具体分析。
5．A
【详解】A、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，化学变化是有新物质生成的变化，化学变化中分子种类一定发生改变，则分子种类改变的变化一定是化学变化，故选项推理正确；
B、氧化物是由两种元素组成的化合物中，其中一种元素为氧元素，氧化物中含有氧元素，但含氧元素的化合物不一定是氧化物，如NaOH，故选项推理不正确；
C、化学反应常伴有发光、放热的现象，但发光放热的反应不一定是化学反应，如灯泡通电发光，故选项推理不正确；
D、由一种元素组成的纯净物是单质，氧气和臭氧的混合物仅由氧元素组成，其属于混合物，故选项推理不正确。
故选A。
6．C
【详解】A、煤、石油、天然气属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生能源，不符合题意；
B、炒菜时油锅着火，应用锅盖盖灭，如果浇水，油的密度比水小，会浮在水的表面继续燃烧，不符合题意；
C、燃气灶火焰出现黄色或锅底出现黑色时，说明氧气不足，碳不完全燃烧，故可增大灶具空气的进气量，符合题意；
D、“钻木取火”的原理是通过摩擦生热提高温度达到木材的着火点，着火点是一个定值，不能被提高，不符合题意。
故选C。
7．B
【详解】A、煤炭主要是由碳、氢元素等元素组成的，煤炭燃烧主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量，不符合题意；B、使煤分解制成管道煤气的变化有新物质生成，属于化学变化，符合；C、石油的分馏可以得到石油气、汽油、航空煤油、柴油、润滑油、重油等产品，不符合题意；D、煤、石油、天然气都是化石燃料，不符合题意。故选B。
8．D
【分析】由反应的微观示意图可知，一氧化碳与一氧化氮在催化剂的作用下生成二氧化碳和氮气，反应的化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2；
【详解】A、该反应在催化剂的作用下将NO、CO气体转化为N2、CO2，可以消除NO、CO 对空气的污染，故选项说法正确；
B、由反应的化学方程式可知，参加反应的两种物质的分子个数比为2:2=1:1，故选项说法正确；
C、由化学式图示可知，为二氧化碳，不能燃烧，也不支持燃烧，可作为灭火剂使用，故选项说法正确；
D、生成物中和的质量比为(14×2):(2×44)=7:22，故选项说法不正确。
故选D。
9．C
【详解】A．金属于金属元素，故正确；
B．“屠苏”是一种白酒的名称，属于混合物，故正确；
C．“生紫烟”是水由液态变成气态，并没有生成新物质，属于物理变化，故错误；
D．燃料燃烧是化学能转化为热能，故正确。
故选C。
10．C
【详解】汽油、石蜡等物质是采用石油为原料加工制得的，煤气是以煤为原料加工制得的，天然气属于化石燃料，不是采用煤或石油为原料加工制得的。故选：C。
11．正确
【详解】天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧的产物是水和二氧化碳，因此用天然气替代煤可以减少酸雨的形成。
12．正确
【详解】天然气的主要成分是甲烷，燃烧的产物是二氧化碳和水，是比煤、石油更加清洁的化石燃料
13．正确
【详解】石油中含有碳、硫等元素，充分燃烧的生成物有二氧化碳、二氧化硫等，不充分燃烧会生成一氧化碳等有害气体。
14．×
【详解】煤隔绝空气加强热会发生化学变化，石油的分馏过程是物理变化，所以变化不同，错误。
15．×
【详解】天然气燃烧会产生二氧化碳，二氧化碳会造成温室效应，对环境有影响，错误。
16．(1) 太阳/光 放热
(2)2H2O2H2↑ + O2 ↑
(3)C3N4
(4) 质量 化学性质
(5)H2O
(6)温度
(7)不能
(8) CuSO4能加快H2O2溶液的分解速率 升高温度能够加快过氧化氢的分解速率
【详解】（1）该反应的条件之一是需要太阳光，所以实现了光能向化学能的转化；反应Ⅱ过程中会放出热量，是放热反应；
（2）该反应原理的总反应是水在催化剂催化作用下利用光能分解生成氢气和氧气，该反应原理的总反应化学方程式为：2H2O2H2↑ + O2 ↑；
（3）设碳原子、氮原子个数比是x：y，根据题意有：12x：14y=9：14，x：y=3：4，氮化碳的化学式是C3N4；
（4）反应中的纳米复合物经烘干后可以直接反复使用，其原因是纳米复合物是催化剂，反应前后质量和化学性质都不变；
（5）在该反应中，生成物氢气和氧气均是气体，反应物水是液体，故在反应中，复合物使用较长时间后，会吸附较多的H2O，导致催化效能降低；
（6）实验I试管中产生的气泡是溶解在水中的空气，说明气体的溶解性受温度影响；
（7）分析对比实验Ⅰ、实验Ⅱ，由A＜B不能得出H2SO4能加快H2O2溶液的分解速率的结论，是因为温度不同；
（8）分析对比实验Ⅱ、实验Ⅲ，可以得出以下结论：由C＜D可知，H2SO4不能加快H2O2溶液的分解速率，CuSO4能够加快过氧化氢的分解速率，温度越高过氧化氢的分解速率越快。
17． 44g AB CH4 8H2O 引发海啸
【详解】（1）甲烷与氧气点燃反应生成二氧化碳和水；故填：；
（2）设生成二氧化碳的质量为x，则：
x=44g
（3）A．可燃冰是一种清洁能源，该选项说法正确；
B．甲烷和水形成可燃冰的过程是化学变化，该选项说法正确；
C．用CO2“挤走”可燃冰中的CH4过程不属于置换反应，该选项说法不正确。
故填：AB；
（4）这种可燃冰的平均组成是每6个甲烷分子对应48个水分子，可表示为CH4 8H2O．故填：CH4 8H2O；
（5）大海深处有大量的可燃冰（CH4 nH2O），由于地震，若震动过于剧烈，将使可燃冰变为气体快速逸出，引发海啸，故填：引发海啸。
18．(1)沸点
(2)疏松多孔
(3)
(4)D
(5) Fe CO 吸热
【详解】（1）蒸馏利用混合液中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，则利用尿中的水和其它物质的沸点不同，将预处理后的尿液进行旋转蒸馏，再将收集到的水蒸气冷凝，实现了从尿中取水；
（2）富集装置中的分子筛与活性炭类似，都有疏松多孔的结构；
（3）萨巴蒂尔反应器内，二氧化碳和氢气在400℃和镍(Ni)作为催化剂的条件下，反应生成甲烷和水，化学方程式为：；
（4）在空间站失重状态下收集O2可选用下列装置中的真空袋，故选：D；
（5）一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳，铁和氧气点燃生成四氧化三铁，氢气和氧气点燃生成水，已知C、E、F均能在氧气中燃烧，即C、E、F为Fe、H2、CO中的一种，E为金属单质，则E为铁，F为化合物，则F为CO，故C为氢气，D可作为气体肥料，则D为二氧化碳，B能转化为A，C（氢气）、D（二氧化碳）均能转化为B，氢气和氧气点燃生成水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，水和氧化钙反应生成氢氧化钙，则B为水，A为氢氧化钙，代入验证，推论合理。
ⅰ.E为铁，化学式为Fe；F为一氧化碳，化学式为CO；
ⅱ.B→A即为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：；
ⅲ.D—F即为二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，该反应在高温条件下进行，属于吸热反应。
