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鲁教版（2024）九年级上册 第六单元 控制燃烧第二节 化石燃料的利用 题型专练
【题型1】化石燃料及其燃烧
【典型例题】下列有关煤的说法，不正确的是（　　）
A.煤是一种化石燃料，最终将被耗尽
B.将煤隔绝空气加强热，可以得到焦炭、煤焦油、煤气等物质
C.煤只含有碳、氢两种元素
D.煤是一种复杂的混合物
【举一反三1】石油古称“洧水”，《汉书》中“高奴县有洧水可燃”、《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.是一种粘稠状液体
C.属于纯净物
D.“其烟”的主要成分为炭黑
【举一反三2】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.化石燃料的主要成分都含有碳、氢两种元素
C.化石燃料燃烧时，会产生CO?、H?O等物质
D.化石燃料燃烧为人类提供能量，有时也会对环境造成污染
【举一反三3】2021年11月,我国“油转化”技术首次工业化应用成功。下列有关石油的说法正确的是（　　）
A.石油是纯净物
B.石油是一种化工产品
C.石油分馏利用了石油中各成分密度不同
D.石油可用于制造液化石油气
【举一反三4】下列有关煤的说法，不正确的是（　　）
A.煤是一种化石燃料，最终将被耗尽
B.将煤隔绝空气加强热，可以得到焦炭、煤焦油、煤气等物质
C.煤只含有碳、氢两种元素
D.煤是一种复杂的混合物
【举一反三5】典籍是我国古代劳动人民在长期生产生活实践中总结出来的宝贵财富，蕴含很多化学知识与方法。
（1）《本草纲目》中记载制造烧酒的方法“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，涉及的实验操作类似于基本实验操作中的________________________。
（2）《汉书?食货志》记载了酿酒的方法“用粗米二斛，曲一斛，得成酒六斛六斗”。从“粗米”到“得酒”发生了________（填“缓慢”或“剧烈”）氧化。
（3）《汉书地理志》中记载：“豫章郡出石可燃，为薪”，这里的“石”就是煤。用扇子扇煤炉火焰，火越扇越旺的原理是________________________。
（4）《石炭》中记载：“投泥泼水愈光明”，指的是在高温条件下，炭能与水蒸气反应生成氢气和另一种可燃性气体，使得燃烧更旺，则生成的另一种可燃性气体的化学式是________________。
（5）《开工开物》中记载记录了用火井中的天然气来烧煮盐井中的卤水。天然气燃烧的化学方程式为________________。
【举一反三6】能源、环境和安全已成为人类日益重视的问题。
（1）《易经》有言：“泽中有火”。“泽”指池沼，“火”主要是指________________在燃烧。
（2）燃料的充分燃烧对于节约能源、减少环境污染非常重要。汽车化油器将汽油喷成雾状进入内燃机气缸，能使汽油充分燃烧是因为________________________。
（3）“三效催化转换器”可将汽车尾气中有毒气体转化为无毒气体，其微观反应示意图如图：
①该反应的化学方程式为________________________。
②从微观上看，该化学反应中发生改变的粒子是________________________（填“分子”或“原子”），反应前后原子的数目________________（填“有”或“没有”）增减。
【举一反三7】化学与我们的生产、生活息息相关。
（1）苹果果肉暴露在空气中，会逐渐变色，因为发生了 　 　（填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”）。
（2）生活中常用 　 　的方法降低自来水的硬度。
（3）饮料雪碧中的溶剂是 　 　。
（4）汽油是化石燃料 　 　加热炼制得到的。
（5）炒菜时油锅中的油不慎着火，可采用的一种灭火方法是 　 　。
【举一反三8】典籍是我国古代劳动人民在长期生产生活实践中总结出来的宝贵财富，蕴含很多化学知识与方法。
（1）《本草纲目》中记载制造烧酒的方法“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，涉及的实验操作类似于基本实验操作中的________________________。
（2）《汉书?食货志》记载了酿酒的方法“用粗米二斛，曲一斛，得成酒六斛六斗”。从“粗米”到“得酒”发生了________（填“缓慢”或“剧烈”）氧化。
（3）《汉书地理志》中记载：“豫章郡出石可燃，为薪”，这里的“石”就是煤。用扇子扇煤炉火焰，火越扇越旺的原理是________________________。
（4）《石炭》中记载：“投泥泼水愈光明”，指的是在高温条件下，炭能与水蒸气反应生成氢气和另一种可燃性气体，使得燃烧更旺，则生成的另一种可燃性气体的化学式是________________。
（5）《开工开物》中记载记录了用火井中的天然气来烧煮盐井中的卤水。天然气燃烧的化学方程式为________________。
【题型2】化石燃料燃烧对环境的影响
【典型例题】“绿水青山就是金山银山”是增进生态文明的重要概念。下列说法不正确的是(　　)
A.含磷污水是很好的肥料，可灌溉庄稼，能直接排放到河里面
B.能源电动车逐步代替燃油机车符合绿色发展理念
C.“可燃冰”主要含有甲烷水合物，将成为未来新能源
D.用乙醇汽油代替部分燃油可减少空气污染
【举一反三1】煤不完全燃烧时，排放出污染环境的气体是(　　)
A. CO 和CO?
B. SO?和CO?
C. SO?、NO?和CO?
D. NO?、SO?和CO
【举一反三2】绿色发展是站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。下列符合绿色发展理念的是（　　）
A.生活垃圾分类处理
B.工业废水直接排放
C.禁止使用农药化肥
D.积极推广燃煤发电
【举一反三3】火是文明的起源，人类利用火照明取暖、烹煮食物、冶炼金属等，请回答下列问题：
Ⅰ.用火柴可以取火。19 世纪中期，瑞典人创制出安全火柴，将红磷涂在火柴盒的摩擦面上，硫、KClO?、MnO?则藏于火柴头中。火柴着火的主要过程是：
a.火柴头在火柴盒上划动时产生的热量使磷燃烧；
b.磷燃烧放出的热量使氯酸钾分解；
c.氯酸钾分解产生的氧气与硫反应，放出的热量使火柴梗着火。
请写出以上任意两个过程所发生的化学反应方程式：__________________；___________________________。
Ⅱ.化石燃料燃烧为人类提供了火。
(1)化石燃料主要包括___________________________。
(2)充分燃烧天然气和煤各 1 kg产生CO?和 SO?的质量如图所示。政府推广“利用天然气代替煤作家庭燃料”，由如图分析可知实施该项举措的好处是___________________________。
(3)为控制二氧化碳的排放量，科学家运用“碳捕捉与封存”技术(如图所示，部分条件及物质未标出)。被封存的 CO?有许多用途，如用于食品保鲜、气体肥料、冷藏食物、物品灭火等。
①“碳捕捉与封存”技术有利于缓解___________________________的加剧。
②CO?含量高的气体吹入足量 NaOH 溶液中来“捕捉 CO?”，生成碳酸钠和水。试写出“捕捉室”中发生反应的化学方程式：___________________________。
③CO?压入地下的过程中，若CO?进入地底蓄水层，会影响水质。发生反应的化学方程式为__________________。
④封存起来的CO?(干冰)可用于物品灭火的原理是____________________________________。
【举一反三4】能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。回答下列问题：
（1）化石燃料包括煤、石油和________________。
（2）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可减少汽车尾气的污染。乙醇燃烧的化学方程式是______________________。
（3）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。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的CO2越来越多，导致温室效应增强。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的四种主要途径。科学家预测，到2050年，四种途径对全球碳中和的贡献率如图①所示。CO2的吸收是碳封存的首要环节，在研究膜吸收法吸收CO2时，研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺和氨基乙酸钾三种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果，其结果如图②所示。
①自然界碳的循环中，化石燃料燃烧______________（填“吸收”或“释放”）CO2。
②由图①可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是 ________________。
③对比图②中三条曲线，得出的结论是：在实验研究的烟气流速范围内，当烟气流速相同时，一乙醇胺、二乙醇胺和氨基乙酸钾三种吸收剂中 ____________对CO2的脱除效果更好。
【举一反三5】碳中和理念设计低碳行动方案：中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。
(1)我国承诺在2030年前实现“碳达峰”，“碳达峰”中的“碳”指的是　　　　（填字母）。
A．碳原子 B．碳元素 C．一氧化碳 D．二氧化碳
(2)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。
(3)降低“碳排放”以缓解温室效应的加剧，现阶段，下列措施合理的是　　　　(填字母)。
A．禁止烧煤 B．研发汽车清洁新能源 C．鼓励乘坐公交出行
(4)“碳中和”是指使碳排放与碳吸收达平衡，最终实现零碳排放。请提出一种可行的碳吸收方式：　　　　　　。
(5)“碳捕获”并封存被认为是目前减缓全球变暖最经济可行的方式。小张同学利用化学知识，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图所示。
①此方法中采用“喷雾”的优点是　　　　。
②流程中可循环利用的物质为丁，请写出丁与水反应转化为Ca(OH)2的化学方程式：　　　　。
③该流程虽然简单，但从节能减排的角度看，存在的不足是　　　　。
(6)谈CO2的转化：一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(C2H6O)的途径如图：
反应①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，该单质为　　　　。
【举一反三6】煤炭(主要成分为碳单质)是工业制取甲醇()的一种原料，生产甲醇的流程如图：
(1)气化炉发生的反应是水与煤炭粉反应，化学方程式是　　　　。
(2)合成塔中两种气体在催化剂和高温下合成甲醇，与的分子个数比是　　　　。
(3)该流程中，可循环再用的物质是　　　　(填化学式)。
(4)煤的使用在方便人们生活的同时，也对环境造成了不良影响。脱硫的煤燃烧产生的能引起酸雨的气体污染物是　　　　。
(5)甲醇()在一定条件下，可以转化为甲醛()，如下图所示。反应a的化学方程式是　　　　。为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充。理论上需补充的与反应a中生成的的分子个数比是　　　　。
【题型3】常见的碳单质
【典型例题】近日，科学家首次成功合成完全由碳原子构成的环状分子（化学式C18），如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.该C18的结构与C60相同
B.C18在常温下的化学性质活泼
C.C18是一种新型的化合物
D.1个该环状分子由18个碳原子构成
【举一反三1】金刚石和石墨的物理性质存在着明显差异，原因是（　　）
A.原子的质子数不同
B.原子的种类不同
C.原子的排列顺序不同
D.原子的排列方式不同
【举一反三2】柴米油盐酱醋茶，琴棋书画诗酒花，都与化学息息相关。回答下列问题：
围炉煮茶和月下赏梅都是人们喜欢的休闲交友方式。
(1)“围炉煮茶”时常用木炭作燃料，木炭主要成分碳的化学式是 　??　。
(2)“月下赏梅”时闻到了梅花的清香，说明分子具有的性质是 　???????????????????????　。
【举一反三3】“为国育才，五育并举”，美育是五育重要组成部分。化学美随处可见。
（1）“结构美”。碳的多种结构美轮美奂。图一中的C分别代表三种不同的碳单质，其中代表金刚石的是 　?　（填“A”、“B”或“C”）。它们的物理性质有明显差异的原因是 　????????　　　　　　????????????　。
（2）“模型美”。模型是联系宏观与微观的桥梁。一种新型纳米催化剂可实现二氧化碳到甲醇（CH3OH）的转化，其微观模型示意图如图二所示。图二中属于单质的是 　???　（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。该反应的化学方程式为 　?????　　　　　　????????????????　。若甲和乙全部转化成丙和丁，且生成物中氢元素的质量为4 g，则参加反应的甲的质量为 　??????　 g。
碳化稻壳
【举一反三4】? ? ? ?湖南困县彭头山的“彭头山文化遗址”出土的碳化稻谷是世界上至今所发现的年代最早的人工栽培的稻谷。碳化稻壳是指稻壳经过加热至其着火点温度以下而形成的木化物质，具有体轻，导热性低的特性，工业上用作钢、铁生产的保温隔热材料。碳化稻壳的主要成分是二氧化硅和碳，二氧化硅含量高达50%以上。原碳化稻壳的容重为200﹣400k g?m﹣3，相对密度为2.14，热导系数为0.062（碎石棉为0.041，矿辩茄棉为0.030），碳化稻壳具有较大的比表面积。
（1）碳化稻壳属于 　??????　（“混合物”或“纯净物”）；
（2）请写出一条碳化稻壳的用途 　????????　　　　　　?????????????????　（填一种即可）；
（3）下列有关碳化稻壳正确的是 　?????????????　。
A.导热性低
B.热导系数比碎石棉较低
C.具有较大的比表面积
D.碳化稻壳是木炭化物质
【题型4】碳单质的物理性质和用途
【典型例题】下列有关物质的性质或用途说法错误的是（　　）
A.金刚石硬度大
B.石墨具有导电性
C.石墨用作钻探机钻头
D.活性炭用作白糖脱色
【举一反三1】构建正确的化学基本观念是学好化学的基础，下列化学基本观念的表述正确的是(　　)
A.守恒观：蜡烛越烧越短，是由于蜡烛燃烧不符合质量守恒定律
B.结构观：钠和钾属于不同种元素，是由于原子的最外层电子数不同
C.微粒观：金刚石、石墨的物理性质有差异，是由于构成它们的碳原子个数不同
D.绿色发展观：氢气是清洁燃料，是由于氢气燃烧后的产物是水，不污染空气
【举一反三2】如图所示，将几块经过烘烤并冷却后的木炭(或活性炭)，投入盛满红棕色二氧化氮气体的集气瓶中，轻轻摇动，红棕色逐渐消失，这是因为__________________；倒扣的漏斗内水面__________________(填“上升”“下降”或“不变”)，其原因为木炭(或活性炭)具有吸附作用，使瓶中气体压强______外界大气压。
【举一反三3】阅读资料，回答问题。
材料一：1772年，拉瓦锡在用水密封的钟罩内用放大透镜聚焦灼烧金刚石，发现罩内水位上升了12%，金刚石的重量也减少了。以澄清的石灰水检验密封用水时，出现了白色沉淀。
材料二：碳元素组成的单质分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类。其中，碳纤维性能优异，碳纤维及其复合材料应用广泛。
（1）金刚石属于_________（填字母）。
A．无定形碳　　　　B．过渡态碳　　　　C．晶形碳
（2）由材料一可知，灼烧金刚石发生反应的化学方程式为 ___________________________。若罩内空气体积减少了24 mL，则罩内原有空气的体积是______________mL。
（3）由图2可知，碳纤维复合材料应用占比最高的领域是__________________。
（4）请将下列含碳物质的用途和对应的特性进行连线：
【举一反三4】［科普阅读］
　　石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯具有许多“极端”的物理性质，被称为“黑金”，是“新材料之王”。本身重量不足1mg的石墨烯，可以做成一块的石墨烯吊床。石墨烯是现今世界上存在最硬的物质，具有极强的导热性能和优良的透光性能，导电性比银还强。有预言称，石墨烯将成为硅的替代品，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。石墨烯在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用，不同领域的应用分布如图所示。
　　氧化石墨烯薄膜与水接触后可形成约0.9纳米宽的通道，可让水分子可以快速通过，能高效滤去海水中的盐分，用于海水淡化。石墨烯的基本化学性质与石墨类似，实验结果表明，石墨烯的着火点在700-800℃左右。
依据上文，回答问题。
(1)“本身重量不足1毫克的石墨烯，可以做成一块1平方米的石墨烯吊床”，说明石墨烯具有良好的　　　　性。
(2)由上图可见，石墨烯中每个碳原子周围连接　　　　个碳原子，其物理性质与金刚石不同的原因是　　　　。
(3)目前“石墨烯”应用占比最高的在　　　领域，“氧化石墨烯薄膜”可用于　　　　。
(4)实验表明，石墨烯在氧气能燃烧，反应的化学方程式为　　　　　　　。
(5)下来关于石墨烯的说法错误的是　　　　(填字母)。
A．金刚石的硬度大于石墨烯
B．石墨烯是由碳元素组成的单质
C．用机械剥离法制备石墨烯属于物理变化
D．石墨烯有许多“极端”的物理性质，是因为其具有特殊的结构
【题型5】碳单质综合
【典型例题】金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.金刚石和石墨都不具有可燃性
B.金刚石和石墨都是黑色的固体
C.金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同
D.金刚石和石墨的元素组成相同，性质也相同
【举一反三1】金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法错误的是（　　）
A.金刚石、石墨都是由原子构成的
B.金刚石、石墨的物理性质不同
C.金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳
D.书写档案时规定使用碳素墨水，是因为碳不与任何物质反应
【举一反三2】从微观粒子的角度回答下列问题：
(1)钠原子和钠离子属于同种元素，但化学性质不同的原因是它们的　　　　；
(2)石墨与金刚石都是碳元素组成的单质，但物理性质差异较大，原因是　　　　；
(3)与的组成元素种类相同，但化学性质不同，原因是　　　　。
【举一反三3】阅读材料，回答问题。
石墨
　　石墨和金刚石一样，是碳元素的一种存在形式。金刚石是自然界中最坚硬的物质，石墨则是最软的矿物之一，但在一定条件下石墨可以转化为金刚石。
　　石墨由于具备诸多优良性能，可用于制造多种产品，被广泛应用于国民经济的各个行业，可谓材料界的“百变星君”。在传统行业中，石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等，应用于耐火材料和钢铁工业。在新能源领域，石墨可作为锂离子电池的负极材料。锂离子电池的负极材料对石墨性能要求较高，通常需要将石墨球形化以后，提纯到99.9%以上。在核能领域，天然石墨也发挥着重要作用。随着科技的发展，石墨的应用领域将进一步扩大。
(1)石墨和金刚石的化学式都可以用　　　　表示，但石墨质软，金刚石坚硬，原因是　　　　。
(2)在一定条件下，石墨可以制成金刚石，这个过程发生的是　　　　变化。
(3)碳转化为一氧化碳的化学方程式为　　　　，该反应所属的基本反应类型是　　　　。
(4)在生活中，我们熟悉的由石墨制成的产品有　　　　(写一种)。
【举一反三4】阅读科普短文，回答下列问题。
　　被誉为21世纪“黑色材料”的石墨烯(如图1)，是从石墨中分离出来的一层或几层由碳原子构成的石墨片，其化学性质类似于石墨。工业上可采用甲烷气体在高温和催化剂作用下分解制取石墨烯，同时产生氢气。石墨烯是人类已知强度最高的物质，它比钻石还坚硬。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，促进新陈代谢。另外，石墨烯中的含氧基团能影响菌体的正常代谢，实验人员研究不同面料中掺加石墨烯后的抗菌效果(如图2)。随着科技水平的提升，功能化的石墨烯以及石墨烯的复合材料在智能生活、电子材料、生物医学、环保监测等方面展现了巨大的应用前景。
(1)石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质存在明显差异，原因是　　　　　　???。
(2)从图2可知掺加石墨烯后，面料的抑菌率显著　　　　(填“增强”或“减弱”)。
(3)下列说法正确的是　　　　　　(填字母)。
A．石墨烯常温下化学性质活泼 B．石墨烯可用于制作新能源电池
C．金刚石的硬度大于石墨烯 D．面料的抑菌率与菌体种类有关
【题型6】碳单质的稳定性
【典型例题】宋代许道宁用墨（主要成分为单质碳）所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，这是因为在常温下单质碳（　　）
A.化学性质不活泼
B.硬度高
C.导电性能好
D.吸附能力强
【举一反三1】如图，东晋王珣的《伯远帖》被列为“天下十大行书”之一，保存至今仍不变色，主要是因为其所用墨汁中的炭黑（　　）
A.是黑色固体
B.具有吸附性
C.常温下化学性质稳定
D.具有还原性
【举一反三2】文房四宝——笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展史上发挥了重要作用。下列有关说法正确的是(　　)
A.笔：毛笔笔杆由竹子制作，竹子还可制成竹炭包吸附异味，这利用了其吸附性
B.墨：用炭黑墨汁绘的字画经久不变色可流传千年，原因是碳的化学性质十分稳定
C.纸：宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸，该操作相当于沉降
D.砚：紫端砚石为富含铝、钾、铁的硅酸盐类岩石，其中铝、钾、铁、硅是指离子
【举一反三3】宋代许道宁用墨（主要成分为单质碳）所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，这是因为在常温下单质碳（　　）
A.化学性质不活泼
B.硬度高
C.导电性能好
D.吸附能力强
【举一反三4】二维材料是一类新兴材料(如图)，我国科研人员在二维过渡材料碲化物及二维材料石墨烯的制备方向取得新进展。石墨烯因其奇特的超导、导电、磁性、催化活性等物理和化学性质，在催化、储能、光学等领域展现出重要应用潜力。
(1)二维材料石墨烯是一种　　　　?(填“单质”或“化合物”)。
(2)二维材料石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是　　　。
(3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下　　　　。
【举一反三5】陕西省历史博物馆被誉为“古都明珠，华夏宝库”。
(1)馆内众多的古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是在常温下，碳单质的化学性质　　　　　　　。
(2)博物馆内的历代陶俑千姿百态。陶俑的化学成分主要是CaSiO3等物质，CaSiO3中硅元素的化合价为?　　　　　　　。
(3)馆内展出文物众多，但铁制文物相对较少，原因是铁制品容易生锈，其生锈后的主要成分为红棕色的氧化铁，写出氧化铁的化学式　　　　　　　。
【举一反三6】生活就是一本化学教科书，只要你留心观察，用心思考，便可发现化学无处不在，探究其乐无穷。请用你学过的知识填空。
(1)万年县神农源风景区有着奇特的地下溶洞景观，洞内钟乳石形态各异，在灯光的映照下宛如梦幻仙境。五颜六色的霓虹灯为地下溶洞增添了神秘气氛，下列气体能作霓虹灯电光源的是　　　　（填字母）。
A．氢气 B．氮气 C．氖气 D．二氧化硫
(2)景德镇被称为千年瓷都和中国瓷都。硫酸锶（SrSO4）常用于制陶器，其中硫元素的化合价为+6，则锶元素（Sr）的化合价为　　　。SrSO4中硫元素、氧元素的质量比为　　　（填最简整数比）。
(3)滕王阁内收藏了大量的历代名家字画，古代字画能够保留至今的原因是　　　　　　　　　　　　　　。
(4)滔滔赣江水，滋润赣鄱。自然界中的水都不是纯水，通过多种途径可以使水得到不同程度的净化。日常生活中常用于降低水硬度的净水方法是　　　　　　　。
【举一反三7】陕西省历史博物馆被誉为“古都明珠，华夏宝库”。
(1)馆内众多的古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是在常温下，碳单质的化学性质　　　　　　　。
(2)博物馆内的历代陶俑千姿百态。陶俑的化学成分主要是CaSiO3等物质，CaSiO3中硅元素的化合价为?　　　　　　　。
(3)馆内展出文物众多，但铁制文物相对较少，原因是铁制品容易生锈，其生锈后的主要成分为红棕色的氧化铁，写出氧化铁的化学式　　　　　　　。
【题型7】碳单质的可燃性
【典型例题】英国研究人员发明了世界上最黑的物质 Vantablack，又称“超级黑”，它看上去非常之黑几能吸收所有的可见光。而人类的肉眼根本无法看清楚深度，看到的就像一个“黑洞好像什么都没有。“超级黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管所制造，其传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是（　　）
A.“超级黑”是一种新型的化合物
B.“超级黑”中碳元素的化合价为+4
C.在一定条件下“超级黑”能够燃烧
D.“超级黑”、金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的
【举一反三1】下面分别是金刚石(甲)、石墨(乙)、(丙)的结构示意图，下列说法正确的是(　　)
A.三种单质中，所有的碳原子均静止不动
B.石墨具有可燃性，金刚石和不具有可燃性
C.石墨中碳原子之间没有间隔
D.金刚石薄膜导热性好，可用于集成电路基板散热
【举一反三2】化学反应中，物质发生变化的同时伴随着能量变化。燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。
(1)宋代《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，炉膛口较小，松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的黑烟可用于制墨。“立窑烧烟法”利用了松木的　　　　(填“充分”或“不充分”)燃烧。
(2)活性炭具有很多的微孔结构，可用作储氢材料，这是利用活性炭的　　　　性。氢化物储氢是利用氢气与金属(如Li)反应生成金属氢化物(如LiH)，从而进行氢的储存，该过程属于　　　　(填“物理变化”或“化学变化”)。
【举一反三3】金刚石和石墨在氧气充足的条件下完全燃烧都会生成 　????????　。
【举一反三4】乙醇在生产生活中有着广泛的应用。下图是利用煤制备乙醇的一种流程。
查阅资料：煤主要含有碳、氢、氧、硫等元素。
(1)“气化”前，需将煤磨细，其目的是　　　　。
(2)“气化”：含多个反应，写出与在高温下反应的化学方程式　　　　(写一个即可)，该反应的基本反应类型为　　　　。
(3)“净化”：为提高产率，需除去　　　　等气体杂质(忽略水蒸气的影响)。
(4)乙醇可作燃料，这是利用乙醇的　　　　(写一条化学性质)。
【题型8】化石燃料及其综合利用
【典型例题】归纳法是学习化学的重要方法之一，下列归纳正确的是（　　）
A.地壳中元素的含量
B.燃烧条件
C.空气组成
D.化石燃料
【举一反三1】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
【举一反三2】下列关于燃烧、灭火以及能源的相关知识叙述正确的是(　　)
A.煤、石油、天然气为化石能源，属于不可再生能源
B.将木柴架空后燃烧，其目的是延长燃烧时间
C.到煤矿中挖煤可用火把照明
D.石油是纯净物
【举一反三3】“九门走九车”说的是老北京内城九座城门的昔日景象。
(1)西直门走水车。水的组成元素是 　???????????????　。
(2)阜成门走煤车。除煤外，化石燃料还有天然气和 　　??。
【举一反三4】依据文章内容，回答问题。
　　能源可分为一次能源和二次能源。一次能源即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤、石油、天然气、水能等。一次能源又可分为可再生能源和不可再生能源，其中煤、石油和天然气三种不可再生能源是一次能源的核心，它们是全球能源的基础。除此外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如电能、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤等能源都属于二次能源。图1是2023年我国的能源结构图，图2是科学家提出的一种最经济、最理想的获得氢能源的循环体系，过程②是光解法制氢，水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观过程如图3所示。
(1)天然能源除化石能源外还有　　　　（写一种）。
(2)下列属于二次能源的是　　　　（填字母）。
A．汽油 B．电能 C．海洋能 D．生物质能
(3)2023 年我国化石能源消费比重为　　　　　。
(4)图2过程①中，燃料电池工作时将　　　　能转化为电能。过程②中发生反应的化学方程式为　　　　　　。
(5)图3所示水分解微观过程的顺序应为　　　　　（填字母），其实质为　　　　　。
【举一反三5】化学在保证人类生存并不断提高生活质量方面起着重要作用。阅读下列科普短文，并回答相关问题：
　　煤是一种化石能源，主要含有碳元素，此外还含有氢、氧、氮、硫等元素。过去，大部分煤直接用作燃料，这样做带来了一系列环境污染问题，如二氧化硫的排放，引发酸雨等。
　　如今通过“煤气化”技术可以综合利用煤，“煤气化”是指在高温条件下，通过水蒸气与煤发生的化学反应，生成一氧化碳和氢气。这相较于直接燃煤更为清洁，也为合成氨气等化工产品提供了原料。
(1)除煤外，常见的化石能源还有　　　　（填字母）。
A．沼气 B．石油 C．乙醇
(2)写出“煤气化”反应的化学方程式　　　　　　　　，已知该反应是吸热反应，则该反应的能量转化为　　　　　　　　（用“→”表示转化）。
(3)下列做法能减少酸雨产生的是　　　　（填字母）。
A．大力推广使用脱硫煤 B．采用物理或化学方法，人工吸收
【题型9】调查家用燃料的变迁与合理使
【典型例题】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.管道煤气有毒
B.家用燃料燃烧时均放出热量
C.液化石油气是石油化工的一种产品
D.使煤分解制成管道煤气的变化是物理变化
【举一反三1】如图所示为广州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，煤是清洁燃料
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
D.煤、石油、天然气都是化石燃料
【举一反三2】家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料的主要成分)如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A.燃料燃烧时均放出热量
B.煤、石油、天然气都属于化石燃料
C.管道煤气有毒
D.丁烷中碳、氢元素的质量之比为4︰10
燃料的变革预示着文明的进步，人类使用燃料的大致顺序为：木柴﹣木炭﹣煤﹣石油﹣天然气。
【举一反三3】（1）木柴：柴火灶是古代劳动人民智慧的结晶，其结构如图1。从燃烧条件分析，通风口作用是 　 　。
下列正确的是 　 　（填字母）。
a.排走烟气，改善燃烧条件
b.若排烟口出现浓黑烟，则证明燃烧不充分
c.烟因建高可以消除污染
（2）石油：家庭使用的石油气能够被压缩到钢瓶，是因为分子之间有 　 　? ? ? 。南海油气资源丰富，石油加工可得到液化石油气，假设某液化石油气主要成分为C3H8，写出其完全燃烧的化学方程式 　 　? ? ? ? 。
（3）天然气：水和天然气重整可以得到合成气，其反应的微观示意图如图2所示：
①在微观模型D中，表示甲烷分子的是 　 　? ? ? ? （填字母代号）。
②生成物中，C和D的质量比为 　 　? ? ? ? ? ? ?。
【举一反三4】如图是家用燃料的更新历程：
（1）下列有关家用燃料更新的理由错误的是__________（填字母）。
A．燃料使用更便捷
B．气体燃料燃烧得更充分
C．天然气是可再生的能源
D．减少煤燃烧过程中产生的污染物
（2）煤被誉为“工业的粮食”，它属于_____________（填“纯净物”或“混合物”）。工厂烧锅炉用的煤通常加工成粉末状，原因是__________________________________。
【举一反三5】家用燃料的变迁，是人类进步的标志，同学们对此开启了项目式学习。
活动一：了解我国家用燃料的变迁
(1)20世纪70年代以前，主要采用煤炭和蜂窝煤作家用燃料。向炉膛中加入如图所示物质，先点燃废报纸的原因是其着火点比另外两种物质都　　　　?(填“高”或“低”)。
(2)21世纪10年代开始，天然气成为主要的家用燃料。天然气的主要成分是甲烷，甲烷中碳、氢元素的质量比为　　　　?(填最简整数比)。
活动二：展望燃料发展前景
(3)开发更清洁的可再生能源是今后燃料发展的方向。氢气是最理想的清洁燃料，其原因是
　　　　?(用化学方程式表示)。
鲁教版（2024）九年级上册 第六单元 控制燃烧第二节 化石燃料的利用 题型专练（参考答案）
【题型1】化石燃料及其燃烧
【典型例题】下列有关煤的说法，不正确的是（　　）
A.煤是一种化石燃料，最终将被耗尽
B.将煤隔绝空气加强热，可以得到焦炭、煤焦油、煤气等物质
C.煤只含有碳、氢两种元素
D.煤是一种复杂的混合物
【答案】C
【举一反三1】石油古称“洧水”，《汉书》中“高奴县有洧水可燃”、《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.是一种粘稠状液体
C.属于纯净物
D.“其烟”的主要成分为炭黑
【答案】C
【解析】石油的主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃等，属于混合物。
【举一反三2】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.化石燃料的主要成分都含有碳、氢两种元素
C.化石燃料燃烧时，会产生CO?、H?O等物质
D.化石燃料燃烧为人类提供能量，有时也会对环境造成污染
【答案】B
【举一反三3】2021年11月,我国“油转化”技术首次工业化应用成功。下列有关石油的说法正确的是（　　）
A.石油是纯净物
B.石油是一种化工产品
C.石油分馏利用了石油中各成分密度不同
D.石油可用于制造液化石油气
【答案】D
【解析】石油中含有汽油、煤油等多种物质，是一种混合物，A错误；石油是一种化工原料，不是化工产品，B错误；石油分馏是利用石油中各成分沸点的不同进行分离的，C错误；石油可用于制造液化石油气，D 正确。
【举一反三4】下列有关煤的说法，不正确的是（　　）
A.煤是一种化石燃料，最终将被耗尽
B.将煤隔绝空气加强热，可以得到焦炭、煤焦油、煤气等物质
C.煤只含有碳、氢两种元素
D.煤是一种复杂的混合物
【答案】C
【举一反三5】典籍是我国古代劳动人民在长期生产生活实践中总结出来的宝贵财富，蕴含很多化学知识与方法。
（1）《本草纲目》中记载制造烧酒的方法“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，涉及的实验操作类似于基本实验操作中的________________________。
（2）《汉书?食货志》记载了酿酒的方法“用粗米二斛，曲一斛，得成酒六斛六斗”。从“粗米”到“得酒”发生了________（填“缓慢”或“剧烈”）氧化。
（3）《汉书地理志》中记载：“豫章郡出石可燃，为薪”，这里的“石”就是煤。用扇子扇煤炉火焰，火越扇越旺的原理是________________________。
（4）《石炭》中记载：“投泥泼水愈光明”，指的是在高温条件下，炭能与水蒸气反应生成氢气和另一种可燃性气体，使得燃烧更旺，则生成的另一种可燃性气体的化学式是________________。
（5）《开工开物》中记载记录了用火井中的天然气来烧煮盐井中的卤水。天然气燃烧的化学方程式为________________。
【答案】（1）蒸馏
（2）缓慢
（3）提供了充足的氧气
（4）CO
（5）
【解析】（1）“用浓酒和糟入甑，蒸令气上”，利用互溶混合物的沸点差异分离，“用器承滴露”，冷凝得到酒精，涉及的实验操作类似于基本实验操作中的蒸馏；（2）从“粗米”到“得酒”，发生了物质与氧气的反应，且进行的很慢，属于缓慢氧化；（3）用扇子扇煤炉火焰，火越扇越旺的原理是：提供了充足的氧气，氧气可以支持燃烧；（4）在高温条件下，炭能与水蒸气反应生成氢气和另一种可燃性气体，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含C、H、O，生成物中含H，故生成物中还应含C、O，故生成的另一种可燃性气体是CO；（5）天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。
【举一反三6】能源、环境和安全已成为人类日益重视的问题。
（1）《易经》有言：“泽中有火”。“泽”指池沼，“火”主要是指________________在燃烧。
（2）燃料的充分燃烧对于节约能源、减少环境污染非常重要。汽车化油器将汽油喷成雾状进入内燃机气缸，能使汽油充分燃烧是因为________________________。
（3）“三效催化转换器”可将汽车尾气中有毒气体转化为无毒气体，其微观反应示意图如图：
①该反应的化学方程式为________________________。
②从微观上看，该化学反应中发生改变的粒子是________________________（填“分子”或“原子”），反应前后原子的数目________________（填“有”或“没有”）增减。
【答案】（1）甲烷或CH4
（2）增大与氧气的接触面积
（3）①2NO2+4CO4CO2+N2　　②分子　　没有
【解析】（1）“泽”指池沼，池沼中会产生沼气，沼气的主要成分是甲烷，故“火”主要指甲烷（CH4）在燃烧；
（2）汽车化油器将汽油喷成雾状进入内燃机气缸，增大与氧气的接触面积，使汽油燃烧的更充分；
（3）①由图可知由一个碳原子和一个氧原子构成，是CO； 由一个氮原子和两个氧原子构成，是NO2； 由两个氮原子构成，是N2；由一个碳原子和两个氧原子构成，是CO2；该反应为CO与NO2在催化剂作用下反应生成N2和CO2，化学方程式为2NO2+4CO4CO2+N2；②从微观上看，该化学反应中发生改变的粒子是分子，反应前后原子的数目没有增减。
【举一反三7】化学与我们的生产、生活息息相关。
（1）苹果果肉暴露在空气中，会逐渐变色，因为发生了 　 　（填“缓慢氧化”或“剧烈氧化”）。
（2）生活中常用 　 　的方法降低自来水的硬度。
（3）饮料雪碧中的溶剂是 　 　。
（4）汽油是化石燃料 　 　加热炼制得到的。
（5）炒菜时油锅中的油不慎着火，可采用的一种灭火方法是 　 　。
【答案】（1）缓慢氧化；（2）煮沸；（3）水或H2O；（4）石油；（5）用锅盖盖灭（合理即可）。
【解析】（1）苹果果肉暴露在空气中，会逐渐变色，因为苹果与空气中的氧气发生了缓慢氧化；（2）可溶性钙、镁化合物在加热时能形成沉淀，故生活中常用煮沸的方法降低自来水的硬度；（3）饮料雪碧中的溶剂是水；（4）汽油是化石燃料中的石油通过分馏得到的；（5）炒菜时油锅中的油不慎着火，可盖上锅盖，隔绝氧气，达到灭火的目的。
【举一反三8】典籍是我国古代劳动人民在长期生产生活实践中总结出来的宝贵财富，蕴含很多化学知识与方法。
（1）《本草纲目》中记载制造烧酒的方法“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，涉及的实验操作类似于基本实验操作中的________________________。
（2）《汉书?食货志》记载了酿酒的方法“用粗米二斛，曲一斛，得成酒六斛六斗”。从“粗米”到“得酒”发生了________（填“缓慢”或“剧烈”）氧化。
（3）《汉书地理志》中记载：“豫章郡出石可燃，为薪”，这里的“石”就是煤。用扇子扇煤炉火焰，火越扇越旺的原理是________________________。
（4）《石炭》中记载：“投泥泼水愈光明”，指的是在高温条件下，炭能与水蒸气反应生成氢气和另一种可燃性气体，使得燃烧更旺，则生成的另一种可燃性气体的化学式是________________。
（5）《开工开物》中记载记录了用火井中的天然气来烧煮盐井中的卤水。天然气燃烧的化学方程式为________________。
【答案】（1）蒸馏
（2）缓慢
（3）提供了充足的氧气
（4）CO
（5）
【解析】（1）“用浓酒和糟入甑，蒸令气上”，利用互溶混合物的沸点差异分离，“用器承滴露”，冷凝得到酒精，涉及的实验操作类似于基本实验操作中的蒸馏；（2）从“粗米”到“得酒”，发生了物质与氧气的反应，且进行的很慢，属于缓慢氧化；（3）用扇子扇煤炉火焰，火越扇越旺的原理是：提供了充足的氧气，氧气可以支持燃烧；（4）在高温条件下，炭能与水蒸气反应生成氢气和另一种可燃性气体，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含C、H、O，生成物中含H，故生成物中还应含C、O，故生成的另一种可燃性气体是CO；（5）天然气的主要成分是甲烷，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。
【题型2】化石燃料燃烧对环境的影响
【典型例题】“绿水青山就是金山银山”是增进生态文明的重要概念。下列说法不正确的是(　　)
A.含磷污水是很好的肥料，可灌溉庄稼，能直接排放到河里面
B.能源电动车逐步代替燃油机车符合绿色发展理念
C.“可燃冰”主要含有甲烷水合物，将成为未来新能源
D.用乙醇汽油代替部分燃油可减少空气污染
【答案】A
【解析】 含磷污水会污染水体，造成水体富营养化，不能直接排放到河里面，A错误；能源电动车逐步代替燃油机车，能减少污染，符合绿色发展理念，B正确；“可燃冰”主要含有甲烷水合物，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，将成为未来新能源，C正确；乙醇燃烧生成二氧化碳和水，用乙醇汽油代替部分燃油可减少空气污染，D正确。
【举一反三1】煤不完全燃烧时，排放出污染环境的气体是(　　)
A. CO 和CO?
B. SO?和CO?
C. SO?、NO?和CO?
D. NO?、SO?和CO
【答案】D
【解析】 煤不完全燃烧时，会产生一氧化碳，同时产生 SO2、NO2等空气污染物，二氧化碳排放过多会加剧温室效应，但现阶段不把二氧化碳作为空气的污染气体，没有列入空气质量监测，不属于空气污染物。
【举一反三2】绿色发展是站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。下列符合绿色发展理念的是（　　）
A.生活垃圾分类处理
B.工业废水直接排放
C.禁止使用农药化肥
D.积极推广燃煤发电
【答案】A
【解析】生活垃圾分类处理既可以节约资源，又能防治环境污染；工业废水直接排放会污染水资源；目前禁止使用农药和化肥不现实，应合理使用；积极推广燃煤发电，会增加有害物质的排放。
【举一反三3】火是文明的起源，人类利用火照明取暖、烹煮食物、冶炼金属等，请回答下列问题：
Ⅰ.用火柴可以取火。19 世纪中期，瑞典人创制出安全火柴，将红磷涂在火柴盒的摩擦面上，硫、KClO?、MnO?则藏于火柴头中。火柴着火的主要过程是：
a.火柴头在火柴盒上划动时产生的热量使磷燃烧；
b.磷燃烧放出的热量使氯酸钾分解；
c.氯酸钾分解产生的氧气与硫反应，放出的热量使火柴梗着火。
请写出以上任意两个过程所发生的化学反应方程式：__________________；___________________________。
Ⅱ.化石燃料燃烧为人类提供了火。
(1)化石燃料主要包括___________________________。
(2)充分燃烧天然气和煤各 1 kg产生CO?和 SO?的质量如图所示。政府推广“利用天然气代替煤作家庭燃料”，由如图分析可知实施该项举措的好处是___________________________。
(3)为控制二氧化碳的排放量，科学家运用“碳捕捉与封存”技术(如图所示，部分条件及物质未标出)。被封存的 CO?有许多用途，如用于食品保鲜、气体肥料、冷藏食物、物品灭火等。
①“碳捕捉与封存”技术有利于缓解___________________________的加剧。
②CO?含量高的气体吹入足量 NaOH 溶液中来“捕捉 CO?”，生成碳酸钠和水。试写出“捕捉室”中发生反应的化学方程式：___________________________。
③CO?压入地下的过程中，若CO?进入地底蓄水层，会影响水质。发生反应的化学方程式为__________________。
④封存起来的CO?(干冰)可用于物品灭火的原理是____________________________________。
【答案】Ⅰ.4P+5O22P2O5　　2KClO32KCl+3O2↑或S+O2 SO2(三个任写两个即可)
Ⅱ.(1)煤、石油和天然气
(2)减少二氧化硫的排放
(3)①温室效应　　②2NaOH+CO?═Na?CO?+H?O　　③CO?+H?O═H?CO?　　④使可燃物的温度降低至着火点以下
【举一反三4】能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。回答下列问题：
（1）化石燃料包括煤、石油和________________。
（2）在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可减少汽车尾气的污染。乙醇燃烧的化学方程式是______________________。
（3）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。随着工业生产的高速发展和人们生活水平的提高，排入大气中的CO2越来越多，导致温室效应增强。减少CO2排放，实现碳中和，已成为全球共识。碳替代、碳减排、碳封存、碳循环是实现碳中和的四种主要途径。科学家预测，到2050年，四种途径对全球碳中和的贡献率如图①所示。CO2的吸收是碳封存的首要环节，在研究膜吸收法吸收CO2时，研究人员通过实验比较了一乙醇胺、二乙醇胺和氨基乙酸钾三种吸收剂对烟气中CO2的脱除效果，其结果如图②所示。
①自然界碳的循环中，化石燃料燃烧______________（填“吸收”或“释放”）CO2。
②由图①可知，到2050年，对全球碳中和贡献率最大的途径是 ________________。
③对比图②中三条曲线，得出的结论是：在实验研究的烟气流速范围内，当烟气流速相同时，一乙醇胺、二乙醇胺和氨基乙酸钾三种吸收剂中 ____________对CO2的脱除效果更好。
【答案】（1）天然气
（2）C2H5OH+3O22CO2+3H2O
（3）①释放　　②碳替代　　③氨基乙酸钾
【举一反三5】碳中和理念设计低碳行动方案：中国将力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。
(1)我国承诺在2030年前实现“碳达峰”，“碳达峰”中的“碳”指的是　　　　（填字母）。
A．碳原子 B．碳元素 C．一氧化碳 D．二氧化碳
(2)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。
(3)降低“碳排放”以缓解温室效应的加剧，现阶段，下列措施合理的是　　　　(填字母)。
A．禁止烧煤 B．研发汽车清洁新能源 C．鼓励乘坐公交出行
(4)“碳中和”是指使碳排放与碳吸收达平衡，最终实现零碳排放。请提出一种可行的碳吸收方式：　　　　　　。
(5)“碳捕获”并封存被认为是目前减缓全球变暖最经济可行的方式。小张同学利用化学知识，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图所示。
①此方法中采用“喷雾”的优点是　　　　。
②流程中可循环利用的物质为丁，请写出丁与水反应转化为Ca(OH)2的化学方程式：　　　　。
③该流程虽然简单，但从节能减排的角度看，存在的不足是　　　　。
(6)谈CO2的转化：一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚(C2H6O)的途径如图：
反应①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，该单质为　　　　。
【答案】(1)D
(2)石油
(3)BC
(4)积极植树造林
(5)增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分　　碳酸钙高温煅烧需要消耗较多的能量，且碳酸钙高温煅烧又释放出了二氧化碳
(6)氢气（或H2）
【解析】（3）煤是目前主要的能源之一，不能禁止烧煤，可合理使用，不符合题意；
研发汽车清洁新能源，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，符合题意；鼓励乘坐公交出行，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，符合题意。故选BC；
（4）可行的碳吸收方式，可以积极植树造林，增加二氧化碳的吸收，因为二氧化碳是绿色植物光合作用的原料；
（5）①此方法中采用“喷雾”的优点是：可以增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；②二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故固体为碳酸钙，碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，故丁为氧化钙，丁与水反应为氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为：；③由图可知，该流程的不足是：碳酸钙高温煅烧需要消耗较多的能量，且碳酸钙高温煅烧又释放出了二氧化碳；
（6）反应①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含H、O，反应物中含O，故反应物中还应含H，故该单质是氢气。
【举一反三6】煤炭(主要成分为碳单质)是工业制取甲醇()的一种原料，生产甲醇的流程如图：
(1)气化炉发生的反应是水与煤炭粉反应，化学方程式是　　　　。
(2)合成塔中两种气体在催化剂和高温下合成甲醇，与的分子个数比是　　　　。
(3)该流程中，可循环再用的物质是　　　　(填化学式)。
(4)煤的使用在方便人们生活的同时，也对环境造成了不良影响。脱硫的煤燃烧产生的能引起酸雨的气体污染物是　　　　。
(5)甲醇()在一定条件下，可以转化为甲醛()，如下图所示。反应a的化学方程式是　　　　。为使甲醇持续转化为甲醛，反应b需补充。理论上需补充的与反应a中生成的的分子个数比是　　　　。
【答案】(1)
(2)1：2
(3)
(4)、NO
(5)　1：1
【解析】（2）合成塔中一氧化碳和氢气在催化剂和高温下反应生成甲醇，该反应的化学方程式为，CO与H2的分子个数比是1：2；
（3）由题图可知，水既是反应物，又是生成物，故在该流程中可循环利用的物质是H2O；
（5）反应a为甲醇和氧气在一定条件下反应生成甲醛和过氧化氢，化学方程式为；反应b是过氧化氢在一定条件下反应生成氧气和水，化学方程式为，反应a中生成1个过氧化氢分子，反应b需要补充１个过氧化氢分子，理论上补充的和反应a生成的H2O2分子个数比为1：1。
【题型3】常见的碳单质
【典型例题】近日，科学家首次成功合成完全由碳原子构成的环状分子（化学式C18），如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.该C18的结构与C60相同
B.C18在常温下的化学性质活泼
C.C18是一种新型的化合物
D.1个该环状分子由18个碳原子构成
【答案】D
【解析】 C18是由碳原子构成的环状分子，C60呈球状结构，A错误；C18在常温下的化学性质不活泼，B错误；C18是由一种元素组成的纯净物，属于单质，C错误。
【举一反三1】金刚石和石墨的物理性质存在着明显差异，原因是（　　）
A.原子的质子数不同
B.原子的种类不同
C.原子的排列顺序不同
D.原子的排列方式不同
【答案】D
【解析】金刚石和石墨的物理性质存在着明显差异的原因是碳原子排列方式不同。
【举一反三2】柴米油盐酱醋茶，琴棋书画诗酒花，都与化学息息相关。回答下列问题：
围炉煮茶和月下赏梅都是人们喜欢的休闲交友方式。
(1)“围炉煮茶”时常用木炭作燃料，木炭主要成分碳的化学式是 　??　。
(2)“月下赏梅”时闻到了梅花的清香，说明分子具有的性质是 　???????????????????????　。
【答案】(1)C? ?(2)分子在不停地运动。
【解析】(1)碳由原子直接构成，其化学式是C。(2)梅花中含有的香味分子在不停地运动，向四周扩散，使人们闻到梅花的香味。
【举一反三3】“为国育才，五育并举”，美育是五育重要组成部分。化学美随处可见。
（1）“结构美”。碳的多种结构美轮美奂。图一中的C分别代表三种不同的碳单质，其中代表金刚石的是 　?　（填“A”、“B”或“C”）。它们的物理性质有明显差异的原因是 　????????　　　　　　????????????　。
（2）“模型美”。模型是联系宏观与微观的桥梁。一种新型纳米催化剂可实现二氧化碳到甲醇（CH3OH）的转化，其微观模型示意图如图二所示。图二中属于单质的是 　???　（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。该反应的化学方程式为 　?????　　　　　　????????????????　。若甲和乙全部转化成丙和丁，且生成物中氢元素的质量为4 g，则参加反应的甲的质量为 　??????　 g。
【答案】（l）A；碳原子排列方式不同；（2）乙；CO2+3H2CH3OH+H2O；29.3。
【解析】（l）金刚石是空间网状结构，故B表示金刚石；它们的物理性质有明显差异，是因为它们碳原子的排列方式不同；故答案为：A；碳原子排列方式不同；
（2）单质是由一种元素组成的纯净物，故属于单质的是氢气；由微观示意图可知，该反应是二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为：CO2+3H2CH3OH+H2O；
由质量守恒定律可知，若甲和乙全部转化成丙和丁，生成物中氢元素的质量为4 g，则反应物中参加反应氢气的质量为4 g。
设参加反应的二氧化碳的质量为x。
CO2+3H2CH3OH+H2O
44　　6
X　　4 g
＝
x≈29.3 g
碳化稻壳
【举一反三4】? ? ? ?湖南困县彭头山的“彭头山文化遗址”出土的碳化稻谷是世界上至今所发现的年代最早的人工栽培的稻谷。碳化稻壳是指稻壳经过加热至其着火点温度以下而形成的木化物质，具有体轻，导热性低的特性，工业上用作钢、铁生产的保温隔热材料。碳化稻壳的主要成分是二氧化硅和碳，二氧化硅含量高达50%以上。原碳化稻壳的容重为200﹣400k g?m﹣3，相对密度为2.14，热导系数为0.062（碎石棉为0.041，矿辩茄棉为0.030），碳化稻壳具有较大的比表面积。
（1）碳化稻壳属于 　??????　（“混合物”或“纯净物”）；
（2）请写出一条碳化稻壳的用途 　????????　　　　　　?????????????????　（填一种即可）；
（3）下列有关碳化稻壳正确的是 　?????????????　。
A.导热性低
B.热导系数比碎石棉较低
C.具有较大的比表面积
D.碳化稻壳是木炭化物质
【答案】（1）混合物；（2）工业上用作钢、铁生产的保温隔热材料；（3）ACD。
【解析】（1）碳化稻壳的主要成分是二氧化硅和碳，属于混合物；
（2）碳化稻壳的用途有：工业上用作钢、铁生产的保温隔热材料；
（3）碳化稻具有导热性低的特性，故A正确；热导系数比碎石棉较高，故B错误；碳化稻壳具有较大的比表面积，故C正确；碳化稻壳是木炭化物质，故D正确。
【题型4】碳单质的物理性质和用途
【典型例题】下列有关物质的性质或用途说法错误的是（　　）
A.金刚石硬度大
B.石墨具有导电性
C.石墨用作钻探机钻头
D.活性炭用作白糖脱色
【答案】C
【解析】石墨质软，不能用作钻探机钻头。
【举一反三1】构建正确的化学基本观念是学好化学的基础，下列化学基本观念的表述正确的是(　　)
A.守恒观：蜡烛越烧越短，是由于蜡烛燃烧不符合质量守恒定律
B.结构观：钠和钾属于不同种元素，是由于原子的最外层电子数不同
C.微粒观：金刚石、石墨的物理性质有差异，是由于构成它们的碳原子个数不同
D.绿色发展观：氢气是清洁燃料，是由于氢气燃烧后的产物是水，不污染空气
【答案】D
【解析】蜡烛越烧越短，是由于蜡烛燃烧生成的二氧化碳和水蒸气逸散到空气中，该反应仍符合质量守恒定律；元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称，决定元素种类的是质子数(即核电荷数)，钠和钾属于不同种元素，是由于原子的质子数不同；金刚石、石墨的物理性质有差异，是由于碳原子的排列方式不同；氢气是清洁燃料，是因为氢气燃烧后的产物是水，不污染空气。
【举一反三2】如图所示，将几块经过烘烤并冷却后的木炭(或活性炭)，投入盛满红棕色二氧化氮气体的集气瓶中，轻轻摇动，红棕色逐渐消失，这是因为__________________；倒扣的漏斗内水面__________________(填“上升”“下降”或“不变”)，其原因为木炭(或活性炭)具有吸附作用，使瓶中气体压强______外界大气压。
【答案】木炭(或活性炭)吸附了瓶内的二氧化氮气体　　上升　　小于
【解析】木炭(或活性炭)具有吸附性，将几块经过烘烤并冷却后的木炭(或活性炭)，投入盛满红棕色二氧化氮气体的集气瓶中，轻轻摇动，NO?气体被木炭(或活性炭)吸附，集气瓶内红棕色气体逐渐消失；由于瓶中的压强小于外界大气压强，水在外界大气压强作用下被压进漏斗，漏斗中的液面上升。
【举一反三3】阅读资料，回答问题。
材料一：1772年，拉瓦锡在用水密封的钟罩内用放大透镜聚焦灼烧金刚石，发现罩内水位上升了12%，金刚石的重量也减少了。以澄清的石灰水检验密封用水时，出现了白色沉淀。
材料二：碳元素组成的单质分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类。其中，碳纤维性能优异，碳纤维及其复合材料应用广泛。
（1）金刚石属于_________（填字母）。
A．无定形碳　　　　B．过渡态碳　　　　C．晶形碳
（2）由材料一可知，灼烧金刚石发生反应的化学方程式为 ___________________________。若罩内空气体积减少了24 mL，则罩内原有空气的体积是______________mL。
（3）由图2可知，碳纤维复合材料应用占比最高的领域是__________________。
（4）请将下列含碳物质的用途和对应的特性进行连线：
【答案】（1）C
（2）C+O2CO2　　120
（3）工业应用
（4）
【解析】（2）金刚石是碳单质，其在空气中燃烧时会和氧气反应生成二氧化碳；空气中氧气的体积约占空气体积的五分之一。
【举一反三4】［科普阅读］
　　石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯具有许多“极端”的物理性质，被称为“黑金”，是“新材料之王”。本身重量不足1mg的石墨烯，可以做成一块的石墨烯吊床。石墨烯是现今世界上存在最硬的物质，具有极强的导热性能和优良的透光性能，导电性比银还强。有预言称，石墨烯将成为硅的替代品，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。石墨烯在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用，不同领域的应用分布如图所示。
　　氧化石墨烯薄膜与水接触后可形成约0.9纳米宽的通道，可让水分子可以快速通过，能高效滤去海水中的盐分，用于海水淡化。石墨烯的基本化学性质与石墨类似，实验结果表明，石墨烯的着火点在700-800℃左右。
依据上文，回答问题。
(1)“本身重量不足1毫克的石墨烯，可以做成一块1平方米的石墨烯吊床”，说明石墨烯具有良好的　　　　性。
(2)由上图可见，石墨烯中每个碳原子周围连接　　　　个碳原子，其物理性质与金刚石不同的原因是　　　　。
(3)目前“石墨烯”应用占比最高的在　　　领域，“氧化石墨烯薄膜”可用于　　　　。
(4)实验表明，石墨烯在氧气能燃烧，反应的化学方程式为　　　　　　　。
(5)下来关于石墨烯的说法错误的是　　　　(填字母)。
A．金刚石的硬度大于石墨烯
B．石墨烯是由碳元素组成的单质
C．用机械剥离法制备石墨烯属于物理变化
D．石墨烯有许多“极端”的物理性质，是因为其具有特殊的结构
【答案】(1)柔韧
(2)3(或三)　碳原子的排列方式不同
(3)电子　海水淡化
(4)
(5)A
【解析】(1)“本身重量不足1毫克的石墨烯，可以做成一块1平方米的石墨烯吊床”，说明石墨烯具有良好的柔韧性，因为能够制成面积较大且轻薄的吊床，体现了它在受力时能保持一定形状且不易断裂的特性。
(2)由图可见，石墨烯中每个碳原子周围连接3个碳原子。金刚石和石墨烯都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质不同，原因是碳原子的排列方式不同。
(3)从图中数据可知，石墨烯在电子领域的应用占比为27%，是所有领域中占比最高的；
“氧化石墨烯薄膜与水接触后可形成约0.9纳米宽的通道，能高效滤去海水中的盐分”，所以“氧化石墨烯薄膜”可用于海水淡化。
(5)文中提到“石墨烯是现今世界上存在最硬的物质”，所以金刚石的硬度小于石墨烯，A错误；石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成，所以石墨烯是由碳元素组成的单质，B正确；用机械剥离法制备石墨烯，过程中只是将石墨分离出单层碳原子构成的石墨烯，没有新物质生成，属于物理变化，C正确；物质的结构决定性质，石墨烯有许多“极端”的物理性质，是因为其具有特殊的结构，D正确。
【题型5】碳单质综合
【典型例题】金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.金刚石和石墨都不具有可燃性
B.金刚石和石墨都是黑色的固体
C.金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同
D.金刚石和石墨的元素组成相同，性质也相同
【答案】C
【解析】金刚石和石墨均是常见的碳单质，都具有可燃性，故A错误；纯净的金刚石是无色透明的固体，石墨是灰黑色的固体，故B错误；金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，故C正确；金刚石和石墨的元素组成相同，但碳原子的排列方式不同，物理性质差异很大，故D错误。
【举一反三1】金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法错误的是（　　）
A.金刚石、石墨都是由原子构成的
B.金刚石、石墨的物理性质不同
C.金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳
D.书写档案时规定使用碳素墨水，是因为碳不与任何物质反应
【答案】D
【解析】金刚石、石墨都是由碳原子构成的，故A正确；由于碳原子的排列方式不同，金刚石、石墨的物理性质不同，故B正确；金刚石、石墨均是碳元素形成的单质，充分燃烧的产物都是二氧化碳，故C正确；墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，书写档案时规定使用碳素墨水，是因为在常温下碳的化学性质不活泼，故D错误。
【举一反三2】从微观粒子的角度回答下列问题：
(1)钠原子和钠离子属于同种元素，但化学性质不同的原因是它们的　　　　；
(2)石墨与金刚石都是碳元素组成的单质，但物理性质差异较大，原因是　　　　；
(3)与的组成元素种类相同，但化学性质不同，原因是　　　　。
【答案】(1)最外层电子数不同
(2)碳原子的排列方式不同
(3)分子构成不同
【解析】(3)与的组成元素种类相同，但化学性质不同，原因是它们的分子构成不同，水由水分子构成，过氧化氢由过氧化氢分子构成，由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，所以二者化学性质不同。
【举一反三3】阅读材料，回答问题。
石墨
　　石墨和金刚石一样，是碳元素的一种存在形式。金刚石是自然界中最坚硬的物质，石墨则是最软的矿物之一，但在一定条件下石墨可以转化为金刚石。
　　石墨由于具备诸多优良性能，可用于制造多种产品，被广泛应用于国民经济的各个行业，可谓材料界的“百变星君”。在传统行业中，石墨可作为耐火砖、坩埚、增碳剂等，应用于耐火材料和钢铁工业。在新能源领域，石墨可作为锂离子电池的负极材料。锂离子电池的负极材料对石墨性能要求较高，通常需要将石墨球形化以后，提纯到99.9%以上。在核能领域，天然石墨也发挥着重要作用。随着科技的发展，石墨的应用领域将进一步扩大。
(1)石墨和金刚石的化学式都可以用　　　　表示，但石墨质软，金刚石坚硬，原因是　　　　。
(2)在一定条件下，石墨可以制成金刚石，这个过程发生的是　　　　变化。
(3)碳转化为一氧化碳的化学方程式为　　　　，该反应所属的基本反应类型是　　　　。
(4)在生活中，我们熟悉的由石墨制成的产品有　　　　(写一种)。
【答案】(1) C　碳原子的排列方式不同
(2)化学
(3)/　化合反应
(4)铅笔芯(合理即可)
【解析】(1)石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，化学式都可以用C表示，但石墨质软，金刚石坚硬，原因是碳原子的排列方式不同；
(2)在一定条件下，石墨可以制成金刚石，有新物质的生成，属于化学变化；
(3)碳不充分燃烧可以生成一氧化碳，反应的化学方程式为，或者碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为，反应均符合“多变一”的特点，属于化合反应；
(4)石墨由于其质地柔软且在纸上书写时能够留下清晰的痕迹，常用于制造铅笔芯，具有良好的导电性，可作电极。
【举一反三4】阅读科普短文，回答下列问题。
　　被誉为21世纪“黑色材料”的石墨烯(如图1)，是从石墨中分离出来的一层或几层由碳原子构成的石墨片，其化学性质类似于石墨。工业上可采用甲烷气体在高温和催化剂作用下分解制取石墨烯，同时产生氢气。石墨烯是人类已知强度最高的物质，它比钻石还坚硬。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，促进新陈代谢。另外，石墨烯中的含氧基团能影响菌体的正常代谢，实验人员研究不同面料中掺加石墨烯后的抗菌效果(如图2)。随着科技水平的提升，功能化的石墨烯以及石墨烯的复合材料在智能生活、电子材料、生物医学、环保监测等方面展现了巨大的应用前景。
(1)石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质存在明显差异，原因是　　　　　　???。
(2)从图2可知掺加石墨烯后，面料的抑菌率显著　　　　(填“增强”或“减弱”)。
(3)下列说法正确的是　　　　　　(填字母)。
A．石墨烯常温下化学性质活泼 B．石墨烯可用于制作新能源电池
C．金刚石的硬度大于石墨烯 D．面料的抑菌率与菌体种类有关
【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2)增强
(3)BD
【解析】(3)石墨烯属于碳单质，碳单质在常温下化学性质稳定，错误；
由题干信息可知，石墨烯是从石墨中分离出来的一层或几层由碳原子构成的石墨片，因此石墨烯也可用于新能源电池，正确；
由题干信息可知，石墨烯是人类已知强度最高的物质，它比钻石还坚硬，因此金刚石的硬度小于石墨烯，错误；
由图2可知，面料的抑菌率与菌体种类有关，正确。故选BD。
【题型6】碳单质的稳定性
【典型例题】宋代许道宁用墨（主要成分为单质碳）所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，这是因为在常温下单质碳（　　）
A.化学性质不活泼
B.硬度高
C.导电性能好
D.吸附能力强
【答案】A
【解析】宋代许道宁用墨（主要成分为单质碳）所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，是因为墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，水墨画长久保存不变色，是因为在常温下碳的化学性质不活泼。
【举一反三1】如图，东晋王珣的《伯远帖》被列为“天下十大行书”之一，保存至今仍不变色，主要是因为其所用墨汁中的炭黑（　　）
A.是黑色固体
B.具有吸附性
C.常温下化学性质稳定
D.具有还原性
【答案】C
【解析】用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳是黑色固体无关，故A错误；用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的吸附性无关，故B错误；用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，故C正确；用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的还原性无关，故D错误。
【举一反三2】文房四宝——笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展史上发挥了重要作用。下列有关说法正确的是(　　)
A.笔：毛笔笔杆由竹子制作，竹子还可制成竹炭包吸附异味，这利用了其吸附性
B.墨：用炭黑墨汁绘的字画经久不变色可流传千年，原因是碳的化学性质十分稳定
C.纸：宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸，该操作相当于沉降
D.砚：紫端砚石为富含铝、钾、铁的硅酸盐类岩石，其中铝、钾、铁、硅是指离子
【答案】A
【解析】毛笔笔杆由竹子制作，竹子还可制成竹炭包吸附异味，这利用了其吸附性，Ａ说法正确；用炭黑墨汁绘的字画经久不变色可流传千年，原因是常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，Ｂ说法错误；宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸，该操作相当于过滤，Ｃ说法错误；物质由元素组成，紫端砚石为富含铝、钾、铁的硅酸盐类岩石，其中铝、钾、铁、硅是指元素，与具体形态无关，Ｄ说法错误。
【举一反三3】宋代许道宁用墨（主要成分为单质碳）所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，这是因为在常温下单质碳（　　）
A.化学性质不活泼
B.硬度高
C.导电性能好
D.吸附能力强
【答案】A
【解析】宋代许道宁用墨（主要成分为单质碳）所画的《关山密雪图》保存至今而不变色，是因为墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，水墨画长久保存不变色，是因为在常温下碳的化学性质不活泼。
【举一反三4】二维材料是一类新兴材料(如图)，我国科研人员在二维过渡材料碲化物及二维材料石墨烯的制备方向取得新进展。石墨烯因其奇特的超导、导电、磁性、催化活性等物理和化学性质，在催化、储能、光学等领域展现出重要应用潜力。
(1)二维材料石墨烯是一种　　　　?(填“单质”或“化合物”)。
(2)二维材料石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是　　　。
(3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下　　　　。
【答案】(1)单质
(2)碳原子的排列方式不同
(3)化学性质不活泼
【解析】(2)物质的结构决定物质的性质，石墨烯与金刚石均由碳元素组成，但它们导电性差异很大，其原因是碳原子的排列方式不同；
(3)古代书法家使用墨汁书写的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳在常温下化学性质不活泼，不易与其他物质发生化学反应。
【举一反三5】陕西省历史博物馆被誉为“古都明珠，华夏宝库”。
(1)馆内众多的古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是在常温下，碳单质的化学性质　　　　　　　。
(2)博物馆内的历代陶俑千姿百态。陶俑的化学成分主要是CaSiO3等物质，CaSiO3中硅元素的化合价为?　　　　　　　。
(3)馆内展出文物众多，但铁制文物相对较少，原因是铁制品容易生锈，其生锈后的主要成分为红棕色的氧化铁，写出氧化铁的化学式　　　　　　　。
【答案】(1)稳定或不活泼
(2)+4
(3)Fe2O3
【解析】（1）古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是墨的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，不容易与其他物质发生化学反应，所以字画能长时间保存不变色；
（2）CaSiO3中钙元素显+2价，氧元素显-2价，设硅元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，得（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4，即硅元素的化合价为+4价；
（3）氧化铁中铁元素显+3价，氧元素显-2价，其化学式为Fe2O3。
【举一反三6】生活就是一本化学教科书，只要你留心观察，用心思考，便可发现化学无处不在，探究其乐无穷。请用你学过的知识填空。
(1)万年县神农源风景区有着奇特的地下溶洞景观，洞内钟乳石形态各异，在灯光的映照下宛如梦幻仙境。五颜六色的霓虹灯为地下溶洞增添了神秘气氛，下列气体能作霓虹灯电光源的是　　　　（填字母）。
A．氢气 B．氮气 C．氖气 D．二氧化硫
(2)景德镇被称为千年瓷都和中国瓷都。硫酸锶（SrSO4）常用于制陶器，其中硫元素的化合价为+6，则锶元素（Sr）的化合价为　　　。SrSO4中硫元素、氧元素的质量比为　　　（填最简整数比）。
(3)滕王阁内收藏了大量的历代名家字画，古代字画能够保留至今的原因是　　　　　　　　　　　　　　。
(4)滔滔赣江水，滋润赣鄱。自然界中的水都不是纯水，通过多种途径可以使水得到不同程度的净化。日常生活中常用于降低水硬度的净水方法是　　　　　　　。
【答案】(1)C
(2)+2　1:2
(3)常温下，碳的化学性质稳定
(4)煮沸
【解析】（1）稀有气体通电发光，可做电光源，稀有气体包括：氦、氖、氩、氪、氙；
（2）由化合物中各元素的化合价代数和为零，设锶元素化合价为x，则x+(+6)+(?2)×4=0，x=+2;SrSO4中硫元素、氧元素的质量比为32:(16×4)=1:2;
（3）常温下，碳的化学性质稳定，不易与其他物质反应，故古代字画使用碳制作的墨汁画成，可以长久保存；
（4）煮沸可以使水中可溶性钙镁化合物转化为水垢而除去，降低水的硬度。
【举一反三7】陕西省历史博物馆被誉为“古都明珠，华夏宝库”。
(1)馆内众多的古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是在常温下，碳单质的化学性质　　　　　　　。
(2)博物馆内的历代陶俑千姿百态。陶俑的化学成分主要是CaSiO3等物质，CaSiO3中硅元素的化合价为?　　　　　　　。
(3)馆内展出文物众多，但铁制文物相对较少，原因是铁制品容易生锈，其生锈后的主要成分为红棕色的氧化铁，写出氧化铁的化学式　　　　　　　。
【答案】(1)稳定或不活泼
(2)+4
(3)Fe2O3
【解析】（1）古代书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是墨的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，不容易与其他物质发生化学反应，所以字画能长时间保存不变色；
（2）CaSiO3中钙元素显+2价，氧元素显-2价，设硅元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，得（+2）+x+（-2）×3=0，x=+4，即硅元素的化合价为+4价；
（3）氧化铁中铁元素显+3价，氧元素显-2价，其化学式为Fe2O3。
【题型7】碳单质的可燃性
【典型例题】英国研究人员发明了世界上最黑的物质 Vantablack，又称“超级黑”，它看上去非常之黑几能吸收所有的可见光。而人类的肉眼根本无法看清楚深度，看到的就像一个“黑洞好像什么都没有。“超级黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管所制造，其传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是（　　）
A.“超级黑”是一种新型的化合物
B.“超级黑”中碳元素的化合价为+4
C.在一定条件下“超级黑”能够燃烧
D.“超级黑”、金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的
【答案】C
【解析】“超级黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管所制造，是由碳元素一种元素组成的，一种新型的单质，故A错误；“超级黑”是碳元素形成的一种单质，碳元素的化合价为0，故B错误；碳单质具有可燃性，在一定条件下“超级黑”能够燃烧，故C正确；C60是由C60分子构成的，故D错误。
【举一反三1】下面分别是金刚石(甲)、石墨(乙)、(丙)的结构示意图，下列说法正确的是(　　)
A.三种单质中，所有的碳原子均静止不动
B.石墨具有可燃性，金刚石和不具有可燃性
C.石墨中碳原子之间没有间隔
D.金刚石薄膜导热性好，可用于集成电路基板散热
【答案】D
【解析】金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们都具有可燃性；石墨中碳原子之间存在间隔；金刚石薄膜导热性好，可用于集成电路基板散热。
【举一反三2】化学反应中，物质发生变化的同时伴随着能量变化。燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。
(1)宋代《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，炉膛口较小，松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的黑烟可用于制墨。“立窑烧烟法”利用了松木的　　　　(填“充分”或“不充分”)燃烧。
(2)活性炭具有很多的微孔结构，可用作储氢材料，这是利用活性炭的　　　　性。氢化物储氢是利用氢气与金属(如Li)反应生成金属氢化物(如LiH)，从而进行氢的储存，该过程属于　　　　(填“物理变化”或“化学变化”)。
【答案】(1)不充分
(2)吸附　化学变化
【解析】(1)将松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的烟可用于制墨，是因为碳不完全燃烧生成了炭黑，故利用了松木的不充分燃烧；
(2)由题干可知，活性炭具有很多的微孔结构，可以氢气吸附到微孔中，这是利用活性炭的吸附性；由题干可知，氢化物储氢是利用氢气与金属(如Li)反应生成金属氢化物(如LiH)，该过程中有新物质生成，属于化学变化。
【举一反三3】金刚石和石墨在氧气充足的条件下完全燃烧都会生成 　????????　。
【答案】二氧化碳。
【解析】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，所以金刚石和石墨在氧气充足的条件下完全燃烧都会生成二氧化碳。
【举一反三4】乙醇在生产生活中有着广泛的应用。下图是利用煤制备乙醇的一种流程。
查阅资料：煤主要含有碳、氢、氧、硫等元素。
(1)“气化”前，需将煤磨细，其目的是　　　　。
(2)“气化”：含多个反应，写出与在高温下反应的化学方程式　　　　(写一个即可)，该反应的基本反应类型为　　　　。
(3)“净化”：为提高产率，需除去　　　　等气体杂质(忽略水蒸气的影响)。
(4)乙醇可作燃料，这是利用乙醇的　　　　(写一条化学性质)。
【答案】(1)增大反应物的接触面积，使反应更充分
(2) C+O2CO2(或2C+O22CO)　化合反应
(3)CO2或SO2
(4)可燃性
【解析】(2)碳和氧气在高温条件下反应生成二氧化碳，该反应的化学方程式为C+O2CO2，或碳和氧气在高温条件下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为2C+O22CO，两个反应反应物均为两种，生成物为一种的反应，都属于化合反应。
(3)“气化”时，煤中含有硫元素，反应后会生成二氧化硫，煤中含有碳元素，反应后会生成二氧化碳，故“净化”时，为提高产率，需除去二氧化碳或二氧化硫等气体杂质。
【题型8】化石燃料及其综合利用
【典型例题】归纳法是学习化学的重要方法之一，下列归纳正确的是（　　）
A.地壳中元素的含量
B.燃烧条件
C.空气组成
D.化石燃料
【答案】C
【解析】地壳中元素的含量由多到少的顺序是氧、硅、铝、铁；燃烧需要同时满足三个条件：可燃物，与氧气接触，温度达到可燃物着火点；空气的成分按体积计算，大约是：氮气78%，氧气21%，其他成分1%；化石燃料包括煤、石油和天然气，而酒精不属于化石燃料。
【举一反三1】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
【答案】C
【举一反三2】下列关于燃烧、灭火以及能源的相关知识叙述正确的是(　　)
A.煤、石油、天然气为化石能源，属于不可再生能源
B.将木柴架空后燃烧，其目的是延长燃烧时间
C.到煤矿中挖煤可用火把照明
D.石油是纯净物
【答案】A
【解析】将木柴架空燃烧，能增大可燃物与氧气的接触面积，促进燃烧，B错误；煤矿里常常含有一定量的甲烷，如果甲烷的浓度达到了甲烷的爆炸极限，遇明火会发生爆炸，从而导致安全事故，C错误；石油中有汽油、煤油、柴油等物质，是一种混合物，D错误。
【举一反三3】“九门走九车”说的是老北京内城九座城门的昔日景象。
(1)西直门走水车。水的组成元素是 　???????????????　。
(2)阜成门走煤车。除煤外，化石燃料还有天然气和 　　??。
【答案】(1)氢元素和氧元素 　(2)石油。
【举一反三4】依据文章内容，回答问题。
　　能源可分为一次能源和二次能源。一次能源即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤、石油、天然气、水能等。一次能源又可分为可再生能源和不可再生能源，其中煤、石油和天然气三种不可再生能源是一次能源的核心，它们是全球能源的基础。除此外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如电能、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤等能源都属于二次能源。图1是2023年我国的能源结构图，图2是科学家提出的一种最经济、最理想的获得氢能源的循环体系，过程②是光解法制氢，水在通过并接触催化剂表面时，分解的微观过程如图3所示。
(1)天然能源除化石能源外还有　　　　（写一种）。
(2)下列属于二次能源的是　　　　（填字母）。
A．汽油 B．电能 C．海洋能 D．生物质能
(3)2023 年我国化石能源消费比重为　　　　　。
(4)图2过程①中，燃料电池工作时将　　　　能转化为电能。过程②中发生反应的化学方程式为　　　　　　。
(5)图3所示水分解微观过程的顺序应为　　　　　（填字母），其实质为　　　　　。
【答案】(1)太阳能（合理即可）
(2)AB
(3)81.9%
(4)化学　
(5)adbec　分子分为原子，原子又结合成新的分子
【解析】（3）根据图1，2023年我国化石能源（煤、石油、天然气）消费比重为55.3%+18.3%+8.3%=81.9%；
（4）图2过程①中，燃料电池工作时将化学能转化为电能；过程②中水在太阳能和催化剂作用下反应生成氢气和氧气，化学方程式为；
（5）在太阳能和新型高效光催化制作用下，水分子运动到催化剂的表面分成氢原子和氧原子，然后在催化剂表面氢原子两两自相结合构成氢分子，同时氧原子两两自相结合构成氧分子，然后氢分子构成氢气，氧分子构成氧气，即水分解的微观过程顺序正确的是adbec；化学反应的实质是分子分成原子，原子重新组合成新的分子。
【举一反三5】化学在保证人类生存并不断提高生活质量方面起着重要作用。阅读下列科普短文，并回答相关问题：
　　煤是一种化石能源，主要含有碳元素，此外还含有氢、氧、氮、硫等元素。过去，大部分煤直接用作燃料，这样做带来了一系列环境污染问题，如二氧化硫的排放，引发酸雨等。
　　如今通过“煤气化”技术可以综合利用煤，“煤气化”是指在高温条件下，通过水蒸气与煤发生的化学反应，生成一氧化碳和氢气。这相较于直接燃煤更为清洁，也为合成氨气等化工产品提供了原料。
(1)除煤外，常见的化石能源还有　　　　（填字母）。
A．沼气 B．石油 C．乙醇
(2)写出“煤气化”反应的化学方程式　　　　　　　　，已知该反应是吸热反应，则该反应的能量转化为　　　　　　　　（用“→”表示转化）。
(3)下列做法能减少酸雨产生的是　　　　（填字母）。
A．大力推广使用脱硫煤 B．采用物理或化学方法，人工吸收
【答案】(1)B
(2)　内能→化学能
(3)A
【解析】（2）“煤气化”过程是碳和水反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式为；由于该反应是吸热反应，则该反应的能量转化为内能→化学能。
【题型9】调查家用燃料的变迁与合理使
【典型例题】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.管道煤气有毒
B.家用燃料燃烧时均放出热量
C.液化石油气是石油化工的一种产品
D.使煤分解制成管道煤气的变化是物理变化
【答案】D
【解析】管道煤气中含有一氧化碳，所以管道煤气有毒，A 正确；家用燃料燃烧时均放出热量，利用放出的热量取暖或煮饭等， B正确；液化石油气是石油加工而来的，是一种化工产品；C 正确；使煤分解制成管道煤气的过程中有新物质生成，属于化学变化，D错误。
【举一反三1】如图所示为广州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，煤是清洁燃料
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
D.煤、石油、天然气都是化石燃料
【答案】A
【解析】煤中主要含有碳元素，还含有少量的氢、硫等元素，燃烧后会生成二氧化硫等有害气体，故煤不属于清洁燃料，A错误；液化石油气是由石油加工而来的，是石油化工的一种产品，B正确；家用燃料燃烧时均放出热量，C正确；煤、石油、天然气均是常见的化石燃料，D正确。
【举一反三2】家用燃料使用的发展历程(括号内表示燃料的主要成分)如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A.燃料燃烧时均放出热量
B.煤、石油、天然气都属于化石燃料
C.管道煤气有毒
D.丁烷中碳、氢元素的质量之比为4︰10
【答案】D
燃料的变革预示着文明的进步，人类使用燃料的大致顺序为：木柴﹣木炭﹣煤﹣石油﹣天然气。
【举一反三3】（1）木柴：柴火灶是古代劳动人民智慧的结晶，其结构如图1。从燃烧条件分析，通风口作用是 　 　。
下列正确的是 　 　（填字母）。
a.排走烟气，改善燃烧条件
b.若排烟口出现浓黑烟，则证明燃烧不充分
c.烟因建高可以消除污染
（2）石油：家庭使用的石油气能够被压缩到钢瓶，是因为分子之间有 　 　? ? ? 。南海油气资源丰富，石油加工可得到液化石油气，假设某液化石油气主要成分为C3H8，写出其完全燃烧的化学方程式 　 　? ? ? ? 。
（3）天然气：水和天然气重整可以得到合成气，其反应的微观示意图如图2所示：
①在微观模型D中，表示甲烷分子的是 　 　? ? ? ? （填字母代号）。
②生成物中，C和D的质量比为 　 　? ? ? ? ? ? ?。
【答案】（1）使木材与空气（或氧气）充分接触；ab；
（2）间隔；C3H8+5O23CO2+4H2O；
（3）①A；
②14：3。
【解析】（1）从燃烧条件分析，通风口的作用是使木材与空气（或氧气）充分接触；排走烟气，改善燃烧条件，故a正确；若排烟口出现浓黑烟，则证明燃烧不充分，有炭黑生成，故b正确；烟囱建高，只是将污染物排向高空，不可以消除污染，故c错误；
（2）家庭使用的石油气能够被压缩到钢瓶，是因为分

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