化学九年级上册课题2 燃料的合理利用与开发当堂检测题

第23课  课题2燃料的合理利用与开发

一、化学反应中的能量变化

（一）化学反应按能量变化分类

1、放热反应：氧化反应（特别是燃烧）、金属与酸反应、氧化钙与水反应等；

（1）生石灰与水的反应

（2）镁与稀盐酸的反应

2、吸热反应：反应条件为加热或高温的一般为吸热反应。如二氧化碳通过灼热的碳层。

（二）化学反应产生的能量的应用

1、生活中用于做饭、取暖；

2、工业上用于发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭等；

3、利用燃烧产生的爆炸开矿采煤、开山炸石、拆除建筑等。

二、化石燃料的利用

三大化石燃料:煤、石油、天然气

1、煤

⑴形成：古代植物遗体经过复杂变化形成的。

⑵组成：主要含碳元素，是复杂的混合物。

⑶综合利用：煤干馏（隔绝空气加强热）得到焦炭、煤焦油、粗氨水、煤气（主要成分为氢气、甲烷、和一氧化碳等），这一过程是化学变化，得到的产品仍然都是混合物。

2、石油

⑴形成：古代动植物遗体经过复杂变化形成的。

⑵组成：主要含碳、氢元素，是复杂的混合物。

⑶综合利用：石油分馏（根据各成分的沸点不同将其分离）得到石油气、溶剂油、汽油、煤油、柴油润滑油、石蜡和沥青等，这一过程是物理变化，得到的产品仍然都是混合物。

3、天然气

⑴形成：古代动植物遗体经过复杂变化形成的。

⑵主要成分

①含甲烷的物质：天然气、沼气、瓦斯等。

②甲烷的性质

A.物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。

B.化学性质——可燃性

a.实验现象：产生蓝色火焰，放出大量热，罩在火焰上方干而冷的烧杯内壁有水珠，罩在火焰上方蘸有澄清石灰水的烧杯，澄清石灰水变浑浊。

b.化学方程式：CH4+202CO2+2H2O

三、使用燃料对环境的影响

（一）化石燃料中主要含碳、氢元素，还含有硫和氮等。二氧化氮和二氧化硫可引起酸雨。一氧化碳有毒，二氧化碳会引起温室效应。

（二）酸雨

1、酸雨的成因：二氧化硫和二氧化氮等污染物，与空气中的水蒸气反应生成酸，随雨水降落，形成酸雨。2、酸雨的危害：①影响作物生长和人体健康。

②腐蚀金属材料及建筑物。

③破坏土壤、植被、森林。造成水体酸化，严重影响水生动植物的生长。

3、预防酸雨破坏的措施：

①提高化石燃料质量，比如：煤的脱硫处理。

②废气净化处理后再排放。

③减少化石燃料的使用，多利用无污染的绿色能源，如 水能、潮汐能、太阳能、安全核能等。

（三）汽车尾气

1、汽车尾气中的主要污染物有哪些？

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。

2、减少汽车尾气对空气污染的措施

（1）改进发动机的燃烧方式，使汽油充分燃料；

（2）使用催化净化装置，使有害气体转化成无害物质；

（3）使用无铅汽油；

（4）禁止不达标车上路；

（5）改用压缩天然气或液化石油气作燃料。

（6）乙醇汽油的使用

四、能源的利用和开发

1、氢能

（1）氢气是最清洁的燃料，但由于氢气的制取成本高和贮存困难，作为燃料暂时还不能广泛使用。

优点：①燃烧效率高；②燃烧产物是水，无污染；③资源丰富

（2）实验室制取氢气：

①药品：锌和稀硫酸

②装置：发生装置（和制二氧化碳相同）和收集装置；收集方法是排水法和向下排空气法。

③原理（化学方程式）：Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑

2、可燃冰：主要成分为甲烷的水合物；

3、乙醇汽油：向汽油中混入一定比例的乙醇。

乙醇（C2H5OH）：无色、有特殊香味的液体，易挥发，沸点低，能与水混溶，有可燃性。

乙醇俗名叫酒精，燃烧的化学方程式为：C2H5OH+3O22CO2+3H2O

4、开发其它新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能等。

一、

（一）1、燃烧   氧化钙与水

（1）热量   CaO+H2O===Ca(OH)2

（2）热量    Mg＋2HCl=== MgCl2＋H2↑

2、加热或高温

（二）1、做饭、取暖；

二、煤、石油、天然气

1、⑵  碳  混合物。

⑶氢气、甲烷、一氧化碳  化学   混合。

2、⑵碳、氢   混合物。

⑶沸点不同   物理   混合

3、⑵①天然气、沼气。

②A.无  无   难   小

B.a.蓝色   有水珠  变浑浊。

b.CH4+202CO2+2H2O

三、

（一）二氧化氮  二氧化硫  有毒   温室效应。

（二）1、二氧化硫

3、③ 水能、太阳能。

（三）1、一氧化碳、   氧化物。

2、（1）充分燃料；

（2）催化净化；

（6）乙醇汽油

四、1、（1）制取成本高   贮存困难。

①效率高；②无污染；③资源丰富

（2）①稀硫酸

②排水   向下排空气。

③Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑

2、甲烷；

3、易挥发，  可燃性。  酒精   C2H5OH+3O22CO2+3H2O

4、太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能。

培优第一阶——基础过关练

1、下列说法正确的是（    ）

A.石油是一种混合物             B.可燃冰是可再生能源

C.煤燃烧时只生成二氧化碳       D.“西气东输”的“气”是指氢气

2、（2021沈阳）下列关于能源的说法错误的是（　　）
A、风能、太阳能都是新能源             B、化石能源包括煤、石油和氢气
C、化学电池可以将化学能转化为电能     D、对能源要进行合理开发和利用

3、（2021仙桃）下列变化中属于化学变化，且放出热量的是（　　）
A、碘蒸气凝华成碘固体    B、木柴燃烧    C、木炭还原氧化亚铁     D、铁水铸成铁锅

4、（2021益阳）物质发生化学变化时伴随有能量变化。下列说法正确的是（　　）
A、化学反应过程中都会有放热现象
B、人类利用的能量都是通过化学反应获得的
C、化学能可转变成电能，如天然气燃料电池已被应用于城市客车的驱动电源
D、人体能维持恒定体温，主要是蛋白质在酶的催化下转变成CO2和H2O，放出热量

5、下列关于燃料的说法，错误的是（　　）
A、煤是混合物                 B、天然气的主要成分是甲烷

C、氢气是理想的清洁燃料       D、沼气是不可再生能源

6、下列有关石油的说法，错误的是（　　）
A、属于混合物      B、属于化石燃料     C、只含碳元素        D、属于不可再生能源

7、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。下列不属于石油炼制得到的产品是（　　）
A、煤焦油      B、汽油       C、柴油       D、液化石油气

8、我国南海海底含大量的“可燃冰”。“可燃冰”外形似冰、可以燃烧，其中主要含有甲烷水合物。下列说法正确的是（　　）
A、“可燃冰”可作为能源           B、“可燃冰”燃烧时只生成水
C、“可燃冰”燃烧属于物理变化     D、“可燃冰”能燃烧，说明水具有可燃性

9、（2021天津）第24届冬季奥运会将于2022年在北京举办，为落实“绿色冬奥”的理念，冬奥会使用的汽车燃料从环保的角度考虑，最理想的是（　　）
A、氢气     B、天然气     C、酒精     D、汽油

10、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                          。

（1）化学变化；（2）N；（3）燃烧产生高温，同时还原CO2产生CO。

培优第二阶——拓展培优练

1.（2021重庆）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

2．（2021江苏盐城）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

3.（2021山东临沂）下列说法不正确的是（   ）

A．煤、石油、天然气属于不可再生能源

B．在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量

C．燃料充分燃烧，能节约资源，减少污染

D．太阳能、风能、地热能等的利用，可以缓解面临的化石能源危机

4.2020年6月23日，“北斗三号”收官之星发射成功。标志着我国“北斗”信号实现全球覆盖。发射用的火箭燃料之一为液氢，下列关于该燃料的说法不合理的是（　　）

A．热值高，推力大 

B．反应方程式是2H2+O22H2O 

C．绿色无污染 

D．贮存、运输和加注都容易

5.（2021海南）化学变化总伴随着能量的变化。如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图。下列说法不正确的是（   ）

A．氢气是未来最理想的绿色能源

B．任何条件下都可实现物质或能量之间的相互转化

C．氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能

D．氢氧燃料电池把氢气和氧气反应的化学能直接转化为电能

6.（2021北京）我国提出2060年前实现碳中和，彰显了负责任大国的作为与担当。

（1）现阶段的能源结构仍以化石燃料为主，化石燃料包括煤、______和天然气。

（2）下列燃料在O2中燃烧时，不会产生CO2的是______（填序号）。

A．天然气            B．氢气            C．肼（N2H4）

（3）捕集、利用和封存CO2是实现碳中和的一种途径。矿物质碳化封存的反应之一是氧化镁与CO2反应生成碳酸镁，该反应的化学方程式为______。

7.（2021吉林）燃料经过一次次的变革，有效地改善了大气环境，提高了人们生活质量。

（1）从燃烧条件分析，在生活中木柴比煤容易被点燃的原因是______。

（2）在煤、石油、天然气中，比较清洁的燃料是______。

（3）氢气作为理想能源的优点之一是______。

8.（2021辽宁）能源与我们的生活息息相关。

(1)化石燃料包括煤、_______、天然气等，是_______(填“可再生”或“不可再生”)能源。目前居民生活中常用的气体燃料主要是天然气、煤气、液化石油气。有时燃气灶的火焰会呈现黄色或橙色，锅底出现黑色，此时应_______(填“调大”或“调小”)灶具的进风口，使燃料充分燃烧。天然气主要成分充分燃烧的化学方程式为_______。

(2)为解决化石燃料面临枯竭的问题，目前，中科院研制出一种将二氧化碳成功转化为汽油的方法，其反应过程如下图所示。请从原理或产品的角度分析该成果的意义是_______(答一点即可)。

9.（2021浙江衢州）“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

10.（2021湖南永州）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)。

11.（2021无锡）家用燃料变迁过程的示意图如图：

（1）2020年，受新冠疫情的影响，全球工业生产排放的温室气体比2019年 　   　（填“上升”或“下降”）。

（2）秸秆在隔绝空气的条件下受热分解生成H2、CH4和CO等气体，则秸秆中一定含有的元素有 　   　；煤炭燃烧时排放出NO2、　   　等气体，在空气中会形成酸雨。

（3）由液化石油气（主要成分为C3H8）改为压缩天然气（主要成分为CH4）时，燃气报警器应安装在灶具的 　   　（填“上方”或“下方”）；写出CH4完全燃烧的化学方程式：　   　。

（4）为实现我国“2030年前碳达峰，2060年前碳中和”的目标，你认为能源综合利用的趋势是 　   　。

12.阅读下面材料，回答有关问题。

中国国土资源部中国地质调查局2017年5月18日宣布，中国首次海域天然气水合物（可燃冰）试采成功，这标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家．

可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），还含少量二氧化碳等气体，可燃冰在低温和高压条件下形成，一体积可燃冰可储载100﹣200倍体积的甲烷气体，具有能量高，燃烧值大等优点，但是，可燃冰埋藏于海底的沉积物和陆地冻土的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，将比二氧化碳造成的温室效应更加严重。

中国管辖海域和陆区蕴藏丰富的可燃冰资源，据测算，海域可燃冰资源量达几百亿吨油当量，其远景资源量与海域和陆地油气资源量相当，可燃冰被视为即将取代油气的新能源．

（1）可燃冰属于　     　（填“纯净物”或“混合物”）

（2）可燃冰形成的条件是　            　；

（3）可燃冰主要成分甲烷燃烧的化学方程式为　                      　。

（4）作为新能源，可燃冰的优点有　   　（填字母）

A、中国管辖海域和陆区蕴藏丰富的可燃冰资源

B、开采中甲烷气体泄漏，比二氧化碳气造成的温室效应更加严重

C、可燃冰可储载100﹣200倍体积甲烷气体，能量高，燃烧值大

培优第三阶——中考沙场点兵

1.（2022江苏苏州中考）天然气是家庭日常生活的常用燃料。下列说法不正确的是（   ）

A. 天然气是一种不可再生的化石能源

B. 天然气燃烧能放出热量

C. 天然气完全燃烧时，会产生大量炭黑颗粒

D. 发现家中天然气泄漏，立即关闭阀门，开窗通风

2.（2022湖南湘潭中考）2022年6月3日国家发改委、国家能源局等联合印发了《“十四五”可再生能源发展规划下列属于可再生能源的是（   ）

A. 风能 B. 煤 C. 天然气 D. 石油

3.（2022广州中考）下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是（   ）

A. 我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势

B. 加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染

C. 天然气是比煤炭和石油更清洁的燃料

D. 液氢用作火箭燃料是因为氢气易于贮存和加注

4.（2022黑龙江龙东中考）能源改变生活。

（1）煤、_____和天然气等化石燃料燃烧都会产生二氧化碳；煤燃烧时排放出二氧化硫等污染物会导致___的产生。

（2）北京冬奥会赛事服务交通用车使用的是氢燃料电池汽车。氢气燃烧的化学方程式是____。

（3）推动绿色发展，倡导“低碳”生活，你的做法是_____。

5.（2022湖南常德）“水”与“火”虽然性格迥异，但它们的力量都推动着人类的进步。

Ⅱ.人类文明的进步离不开对火的探索与利用。

（4）人类从钻木取火抵抗野兽入侵，到现在运用各种燃料烹饪加工食品，人类制造和控制火的技术不断更新，燃料燃烧过程中能_______大量的热；

（5）目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，如：煤、石油、_______；

（6）水能灭火，利用的灭火原理是_______。

6．（2022年湖南省衡阳市中考）北京冬奥会是奥运历史上第一届全部使用绿色清洁电能的奥运会，所有场馆实现100%使用可再生能源及“绿电”。试回答：

(1)写出一种清洁能源_______。

(2)北京2008年夏季奥运会的“祥云”火炬采用丙烷(化学式C3H8)作为燃料，北京2022年冬奥会的“飞扬”火炬采用氢气作为燃料。火炬燃料由氢气替代了丙烷，其优点是_______。写出氢气燃烧的化学方程式_______。

7．（2022年云南省昆明市中考）化学与我们的生产、生活、能源、环境关系密切。

(1)选择下列物质的标号填空。

A．金刚石       B．氦气       C．浓硫酸       D．铜

①可用作干燥剂的是______。

②可用干制电线的是______。

③可用于载玻璃的是______。

④可用于制造低温环境的是______。

(2)①化石燃料包括煤、______、天然气，它们属于______（填“混合物”现“纯净物”）

②煤燃烧时排放的SO2等污染物会形成酸雨。为减缓酸雨的形成，下列措施合理的是______（填标号）。

A．禁止使用煤      B．用天然气替代煤       C．大力推广使用脱硫煤

③北京冬奥会使用清洁能源作为火炬燃料，该消洁能源是______。（填标号）

A．潮汐能      B．地热能     C．核能     D．氢气

8．（2022年云南省中考）化学就在我们身边，人类的生产、生活离不开化学。

(1)从下列选项中选择一种适当的物质填空(填标号)。

A．钛合金        B．医用酒精        C．碳酸氢钠

①可用___________擦拭物品消毒；

②可用___________治疗胃酸过多症；

③可用___________制造人造骨骼。

(2)目前，人类使用的燃料大多来自化石燃料，化石燃料属于___________(填“可再生”或“不可再生”)能源。分别取1kg天然气和煤充分燃烧，产生的CO2和SO2气体的质量如下图所示，CO2和SO2中会导致酸雨的是___________,图中更清洁的燃料是___________。

(3)第24届冬季奥运会的火炬“飞扬”以液氢为燃料，体现了绿色奥运的理念。目前，在生活和生产中大量使用氢能源还存在一定的困难，原因是___________(填一条即可)。

9.（2022天津中考）能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。

（1）化石燃料主要包括煤、______和天然气。

（2）化石燃料燃烧产生二氧化碳等气体，会影响环境，二氧化碳可用足量氢氧化钠溶液吸收，写出该反应的化学方程式__________________。

（3）绿色植物经光合作用生成淀粉，淀粉在人体内变成葡萄糖（C6H12O6），葡萄糖在酶的催化作用下发生缓慢氧化生成二氧化碳和水，同时放出能量，写出葡萄糖与氧气发生缓慢氧化反应的化学方程式________________________。

（4）乙醇是常用的燃料，现有 9.2 g 乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，一定条件下反应物全部转化为一氧化碳、二氧化碳和水。恢复到室温，测得所得气体中氧元素质量分数为 60%，则反应过程中生成水的质量为______g，参加反应的氧气质量为______g。

10.（2021四川雅安）中国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。推广氢能等新能源是减少碳排放的重要方式之一、由于自然界不存在可直接开采的氢气资源，所以氢气必须经过化石资源、水和生物质等含氢化合物获取。这些制氢过程均需要输入较高的能量，目前主要由不可再生的化石能源提供，也可由可持续的新能源提供，如图1所示。

化石资源、生物质和水是主要的制氢原料，目前常见的生产氢气方法如图2所示，在各类化石资源中，高H/C原子个数比的甲烷是理想的制氢原料。

年位于兰州新区的全球首套规模化（千吨级）合成“绿色”甲醇示范装置，不仅可以回收二氧化碳，还能生产“液态阳光”，未来可替代化石能源。“液态阳光”是利用太阳能等可再生能源产生的电力来电解水，生产“绿色”氢能，并将二氧化碳加氢转化为“绿色”甲醇等液体燃料。因此，形象地称为“液态阳光”。

氢燃料车辆是氢能体系的重要标志，但研究高效率保存与释放氢气是目前工业上急需突破的技术问题。有文献报道，纳米镁理论储氢量为7.69%（质量分数），形成氢化镁。氢化镁在适当条件下可释放出氢气。

请回答下列问题：

(1)氢气作为能源的优点是___________。

(2)本文中涉及化合物中H/C原子个数比最大的是___________（写化学式）。

(3)综合考虑各方面因素，未来以一次能源制氢气最理想的方法是___________。

(4)氢化镁的化学式为___________。

(5)写出以CH4和CO2在一定条件下反应生产H2的化学方程式___________。