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课题2　化石能源的合理利用
　化石能源的利用
1.化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的。下列不属于化石燃料的是 (　　)
A.乙醇 B.煤 C.石油 D.天然气
2.如图为甲烷的燃烧实验,下列说法不正确的是 (　　)
A.甲烷燃烧时发生化合反应
B.实验开始前须先检验甲烷的纯度
C.甲烷燃烧的火焰呈蓝色,干冷的烧杯内壁出现无色液滴
D.该实验可证明甲烷中含有氢元素
3.煤、石油都属于　　　　(填物质类别),属于　　　　　　(填“可再生”或“不可再生”)能源。煤主要含有　　　　元素。煤的综合利用是将煤　　　　　,使煤分解得到　　　　、煤焦油、煤气等,该变化属于　　　　变化。石油主要含有　　　　元素。将石油加热并使用催化剂炼制,再利用各成分的　　　　不同进行分离,可得到多种燃料和化工原料使石油得到综合利用。
4.“可燃冰”是由天然气和水在低温、高压条件下形成的冰状固体。
(1)天然气的主要成分是　　　　(填化学式),写出该物质燃烧的化学方程式:　　　　　　　　。
(2)相比石油和煤,天然气作为燃料具有的优点是　　　　　　　　　　　　(写出一条即可)。
　降低化石能源的利用对环境的影响
5.煤和燃油的燃烧是造成空气污染的重要原因,下列排放物能形成酸雨的是 (　　)
A.SO2、NO2 B.CO、CO2
C.烟尘 D.未充分燃烧的汽油
6.某可再生能源的储量巨大,无污染。如图为该能源在生活中的运用。该能源是 (　　)
A.风能 B.太阳能 C.地热能 D.化石燃料
7.能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。为控制二氧化碳的排放量,科学家采取新技术,将二氧化碳和氢气在催化剂和加热条件下转化为重要的化工原料乙烯(C2H4)和水,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。
1.(2024广州中考)能源与生活息息相关。下列说法不正确的是 (　　)
A.石油属于化石燃料,是不可再生能源
B.天然气燃烧产生的二氧化碳可造成酸雨
C.乙醇汽油用作汽车燃料可减少空气污染
D.太阳能电池可将太阳能转化为电能
2.充分燃烧1 kg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空气污染
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、煤都是重要的化石能源,属于可再生能源
3.下列有关说法正确的是 (　　)
A.《易经》记载:“泽中有火,上火下泽”,其描述的是CO在湖泊池沼水面上起火的现象
B.篝火晚会时,将木柴架空,能增大氧气与可燃物的接触面积
C.将汽油喷成雾状,是为了降低汽油的着火点
D.沼气属于不可再生能源
4.我国氢能源的发展规划分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”三个阶段。如图是“绿氢”的“制氢、储氢、释氢、用氢”的示意图。
Ⅰ.“制氢”:通过光伏发电和催化剂的作用,使水分解产生氢气。
(1)该反应中产生氢气和氧气的体积比约为　　　　。
Ⅱ.“储氢”:用化学方法将氢气转化为甲醇(常温常压下为液体)。
(2)转化Ⅱ中CO2和H2在催化剂的作用下反应,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
(3)理论上反应Ⅰ消耗的H2O中氢元素质量　　　　　(填“>”“=”或“<”)反应Ⅱ生成的甲醇中氢元素质量。
Ⅲ.“释氢”:将甲醇转化为氢气,通常有以下两种方案:
方案1:CH3OH+H2OCO2↑+3H2↑
方案2:CH3OHCO↑+2H2↑
(4)对比上述两种方案,方案1的优点是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写一条即可)。
5.(2024天津中考)环境保护、能源利用和新材料使用被人们广泛关注。
(1)目前,人们使用的燃料大多来自化石燃料,如煤、石油和天然气等。化石燃料属于　　　　　　
(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)近日,国务院颁布《2024—2025年节能减碳行动方案》。生产、生活中有以下做法:①发展绿色公共交通;②开发太阳能、风能等能源;③植树造林;④发展火力发电。下列选项符合节能减碳的是
　　　　(填字母)。
A.①②③　　 B.②③④　　 C.①②③④
(3)含有氮化硅(Si3N4)的高温结构陶瓷用于火箭发动机。二氧化硅(SiO2)、碳单质和氮气在高温条件下反应生成氮化硅和一氧化碳,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(4)2023年,我国首次掺氢天然气管道燃爆试验成功,掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气(假设该混合气仅含CH4和H2)中氢元素的质量分数为40%,则混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比为　　　　(填最简比)。
6.(化学观念)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。下列说法正确的是 (　　)
A.太阳能是不可再生能源 B.电解水反应属于化合反应
C.反应Ⅱ中H2与CO2的质量比是3∶1 D.该装置能捕获并资源化利用CO2
【详解答案】
基础达标
1.A　2.A
3.混合物　不可再生　碳　隔绝空气加强热　焦炭　化学　碳、氢　沸点
4.(1)CH4　CH4+2O2CO2+2H2O
(2)污染较小(合理即可)
5.A　6.A
7.2CO2+6H2C2H4+4H2O
能力提升
1.B　解析:A项,石油属于三大化石燃料之一,不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故选项说法正确;B项,天然气燃烧产生的二氧化碳可造成温室效应,酸雨是二氧化硫、二氧化氮等排放到空气中形成的,故选项说法错误;C项,乙醇燃烧生成二氧化碳和水,使用乙醇汽油可以减少空气污染,故选项说法正确;D项,太阳能电池可将太阳能转化为电能,故选项说法正确。
2.D　解析:A.由充分燃烧1 kg天然气和煤所产生SO2的质量图可知,燃烧煤产生的二氧化硫更多,比燃烧天然气更容易导致空气污染,故选项说法正确。B.天然气燃烧产生的二氧化硫少,用天然气替代煤作燃料,有利于改善空气质量,故选项说法正确。C.由充分燃烧1 kg天然气和煤所产生CO2的质量图知,等质量的天然气和煤,充分燃烧产生CO2的质量接近,故选项说法正确。D.天然气、煤都是重要的化石燃料,不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故选项说法错误。
3.B　解析:《易经》记载:“泽中有火”,是沼气在湖泊、池沼水面上起火现象的描述,沼气的主要成分是甲烷(CH4),故A错误;篝火晚会时,木柴架空有利于燃烧,是因为增大了可燃物与氧气的接触面积,故B正确;将汽油喷成雾状,可以增大可燃物与氧气的接触面积,促进燃烧, 故C错误;沼气可以由植物的秸秆发酵得到,则属于可再生能源,故D错误。
4.(1)2∶1
(2)CO2+3H2CH3OH+H2O
(3)>　(4)产物无污染,等质量的甲醇产生的氢气更多(合理即可)
解析:(1)通过光伏发电和催化剂的作用,使水分解产生氢气,化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑,根据化学方程式可知该反应中产生氢气和氧气的体积比约为2∶1。(2)转化Ⅱ中CO2和H2在催化剂的作用下反应生成甲醇,该反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。(3)根据图示可知,水中氢元素全部转化为氢气中的氢元素,而氢气中的氢元素只有一部分转化为甲醇,另一部分转化为水,所以理论上反应Ⅰ消耗水中的氢元素质量>反应Ⅱ中生成的甲醇中的氢元素质量。(4)对比上述两种方案,方案1的优点是产物无污染,等质量的甲醇产生的氢气更多。
5.(1)不可再生　(2)A
(3)3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO
(4)11∶18
解析:(1)化石燃料属于不可再生能源。(2)①发展绿色公共交通,符合节能减排,符合题意;②开发太阳能、风能等能源,符合节能减排,符合题意;③植树造林,符合节能减排,符合题意;④发展火力发电,不符合节能减排,不符合题意。故选A。(3)二氧化硅(SiO2)、碳单质和氮气在高温条件下反应生成氮化硅和一氧化碳,该反应的化学方程式为3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO。(4)某掺氢天然气(假设该混合气仅含CH4和H2)中氢元素的质量分数为40%,设氢元素的质量为40m,则碳元素的质量为60m,氢元素完全燃烧生成水,则生成水的质量=40m÷,碳元素完全燃烧生成二氧化碳,则生成二氧化碳的质量=60m÷,混合气体充分燃烧后生成CO2和H2O的质量比=60m÷∶40m÷=11∶18。
6.D　解析:A项,太阳能是可再生能源,说法错误;B项,电解水反应属于分解反应,说法错误;C项,反应Ⅱ是由氢气和二氧化碳反应生成CH3OH和水,化学方程式为3H2+CO2CH3OH+H2O,则反应Ⅱ中H2与CO2的质量比是(2×3)∶44=3∶22,说法错误;D项,反应Ⅱ是二氧化碳和氢气反应生成水和CH3OH,该装置能捕获并资源化利用CO2,说法正确。

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