2026年中考化学一轮复习 燃料及其利用(知识清单)(解析版)

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2026年中考化学一轮复习 燃料及其利用(知识清单)(解析版)

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燃料及其利用(知识清单)
1.知道化石燃料是人类重要的自然资源,了解化石燃料的不可再生性,认识合理开采、节约使用化石燃料的重要性;了解石油炼制出的几种重要产品及其用途。
2.了解煤的成分与煤的干馏;了解石油的成分及石油的分馏原理;熟练掌握甲烷的理化性质
3.了解能源的分类;知道清洁能源和新能源;掌握氢气的优点及制取方法;掌握乙醇的理化性质及制取途径
4.了解化石燃料燃烧对环境的影响,树立环保意识;认识使用和开发清洁燃料及各种新能源的重要性。
知识点一 能源的开发与利用
一、化石燃料
(1)三大化石燃料包括___ ______、____ _____和___ ______,它们是__ _______ (填“可再生”或“不可再生”)能源,属于_______ (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)煤和石油
煤 石油
形成 古代植物的遗骸经过一系列复杂的变化形成的 古代动植物的遗骸在地壳中经过复杂变化形成的
元素组成 主要含_ _,少量H、N、O、S 主要含_____ __________,少量S、O、N
类型 ______ ___ ____ _____
状态 黑色固体,有光泽 黏稠液体,黑色或棕色,不溶于水,密度比水小,无固定的熔点、沸点
(3)天然气
①天然气是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,主要成分是 ,是一种最简单的 _。有石油的地方就有天然气。甲烷也叫沼气、坑气,化学式为 。
②甲烷的性质
物理性质 纯净的甲烷是 、 的气体,密度比空气 , 溶于水,可用 收集
化学性质 具有可燃性,燃烧时产生 火焰, 大量的热,生成的气体能使 变浑浊。①完全燃烧的化学方程式为____ 。②不完全燃烧: 。
(5)可燃冰:科学家们在海底发现了大量可燃冰,它是一种甲烷 合物,是甲烷与水在低温高压下形成的。
a.可燃冰的优点:能量高、热值大,是替代化石燃料的新能源。
b.可燃冰的缺点:如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中,会造成更加严重的温室效应。
二、能源的利用与开发
(1)能源分类
类型 定义 实例
可再生能源 其本身的转化或被人类的利用而 的能源 太阳能、生物质能、水能、风能、地热能等
不可再生能源 其本身的转化或被人类的利用而 的能源 煤、石油、天然气
(2)清洁能源
①氢气
物理性质 通常情况下,氢气是一种 ,
化学性质 还原性:H+CuO==== ;可燃性:2H2+O2====
作燃料的优点和缺点 优点:燃烧 ;燃烧产物是水, ;可由水分解得到, 缺点:制取成本高,贮存、运输困难
实验室制取 反应药品
反应原理 Zn+H2SO4=====
反应装置 或
收集方法 向下排空法(密度比空气小)、排水法(难溶于水)
②乙醇( C2H5OH)
俗名
化学性质 在空气中燃烧时放出大量的热。完全燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O2====
优点
制取
(3)其他新能源
①目前正在开发和利用的新能源有 和 等。
②海底埋藏着大量的“ ”它的主要成分是甲烷水合物,是甲烷与水在低温和高压条件下形成的。
a.可燃冰的优点:能量高、热值大,有望成为未来新能源。
b.可燃冰的缺点:如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中,会造成更加严重的温室效应。
③目前氢气作为燃料,还不能广泛应用,因为制取氢气的 ;已经应用的领域有航天、氢氧燃料电池等。
知识点二 能源的使用对环境的影响
1.化石燃料燃烧造成空气污染的原因
(1)燃料中的一些杂质如硫等燃烧时,产生空气污染物如 、NO2等。
(2)燃料燃烧不充分,产生 等。
(3)未燃烧的 及炭粒、尘粒等排放到空气中形成 。
2.酸雨
(1)煤燃烧时产生二氧化硫(或SO2)和氮氧化物,这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成 (pH<5.6的雨水)。
(2)酸雨的危害:破坏森林、腐蚀建筑物、使水体酸化影响水生生物的生长等。
(3)酸雨的防治:① 工厂废气处理后排放;② 减少含硫煤的使用或使用脱硫煤;③ 改善汽车用燃料(如压缩天然气CNG和液化石油气LPG);④ 减少煤、石油等化石燃料的燃烧,大力开发使用新燃料、新能源。
3.温室效应
(1)成因: 、 、 及 物质引起全球气温上升的现象。
(2)危害:
① 将可能导致两极的冰川融化,使海平面升高,淹没部分沿海城市;
②使 ,造成农业减产;
③ 、洪水等灾害性和极端气候事件发生的频率和强度增加;
④ ,改变生物多样性等。
(3)防治措施
a.改善燃料结构,如煤脱硫等
b.使用清洁燃料,开发新能源
c.尽量使燃料完全燃烧
d.植树造林
知识点三 化学反应中的能量变化
化学反应不仅有物质的变化,还伴随着能量的变化,通常表现为 变化。还可以转化为其他形式的能量,如电能。
1.放热反应与吸热反应
(1)化学上把有热量放出的反应称为 。
例如:物质的燃烧,金属与酸的反应等。
不燃烧产生热量
(2)化学上把吸收热量的反应称为 。
例如:高锰酸钾分解,碳和二氧化碳的反应等。
C+CO22CO
2.吸、放热反应的应用
(1)人利用体内 放出的热量维持 ,提供机体活动所需要的 ;
(2)利用燃料燃烧放出的热量来 、煮熟食物、发电、冶炼金属等;
(3)火力发电厂通过燃料的燃烧产生 ,再将热能转化为 , 再进一步转化为电能,从而实现火力发电。
(4)工业中常用水蒸气通过炽热焦炭生产水煤气(主要成分是 和 ),这一反应是 反应。反应方程式:。
3.其他能量的转化
①太阳能电池是将太阳能转化为电能;
②火力发电是将化学能转化为电能;
③新能源汽车充电是将电能转化为化学能。
方法一 家用燃料的变迁与合理使用
一 调查家用燃料
1.化学兴趣小组的同学通过走访调查,了解家用燃料的主要成分和使用情况。
(1)酒精(C2H5OH)、煤气(主要成分是CO) 、天然气(主要成分是CH4) 是生活中常见的燃料,下列属于三者燃烧共有的现象是 (填字母,多选)。
A.发光 B.产生有刺激性气味的气体 C.放热 D.生成水
(2)日常生活中,燃气灶的火焰会呈黄色,锅底出现黑色,此时可以 (填“调大”或“调小”)灶具的进风口,以免造成一氧化碳中毒和 。
二 了解家用燃料的变迁
我国家用燃料的变迁主要经历了以下几个阶段:
三 展望未来的家用燃料
未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源。如氢能具有的优点有 (写一点即可)。
氢能是一种清洁能源,开发和利用经历了灰氢、蓝氢和绿氢三个阶段。
(1)灰氢:焦炭与水蒸气反应① 、②
反应①生成的CO和H2 具有相似的化学性质是 (写出一个即可);反应②中过多的CO2 排放可能导致的环境问题是 。
(2)蓝氢:甲烷(CH4) 在高温和催化剂条件下会分解生成氢气和炭黑,写出反应的化学方程式:
(3)绿氢:利用太阳能转化的电能使水分解。太阳能属于 (填“可”或“不可”)再生能源。
(4)请从反应物或生成物角度,分析绿氢是未来能源发展趋势的原因:
(写一个即可)。
未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源。
【典例】(2025·宁夏·中考真题)家用燃料的变迁体现着科技的进步,印证着生活的向好发展。请结合所学知识和下图,回答下列问题。
(1)薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料,主要的原因是_____。
(2)过去,薪柴是主要燃料。涉及薪柴的成语“釜底抽薪”蕴含了一种灭火方法,其灭火原理是_______。
(3)如今,通过西气东输工程,天然气作为家用燃料已广泛使用,请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式_________________________。
(4)燃料不充分燃烧不仅会浪费资源,还会造成空气污染。使燃料充分燃烧,通常需要考虑的因素有_________(写一种即可)。
(5)你认为未来家用燃料应具备的特点是________。
方法二 化石燃料的开发和利用
a.煤综合利用(化学变化)
b.石油炼制(物理变化)
c.天然气是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,主要成分是 ,化学式为 。
物理性质 纯净的甲烷是 、 的气体,密度比空气 , 溶于水,可用 收集
化学性质 具有可燃性,燃烧时产生 火焰, 大量的热,生成的气体能使 变浑浊。①完全燃烧的化学方程式为____ 。②不完全燃烧: 。
【典例】(2025·四川·中考真题)下列有关化石能源的说法中,错误的是
A.煤是可再生能源 B.煤可作燃料
C.石油炼制可得多种产品 D.天然气的主要成分是
易错点一 燃料、能源注意点
错误类型 错误原因解读
再生资源认识错误 石油和乙醇汽油都是不可再生资源。 石油为不可再生资源,乙醇是可再生资源
认为甲烷是不可再生资源 天然气为不可再生资源,但甲烷为可再生资源,植物秸秆和动物粪便经发酵可产生甲烷。
能源的综合利用认识错误 石油的分馏、煤的干馏都是物理变化 煤加工成焦炭的变化中生成了新物质,属于化学变化。石油分馏是物理变化。
用天然气做汽车燃料以减少温室效应 天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,不能减少温室效应。
【典例】(2025·广西·中考真题)下列能源中,不属于新能源的是
A.煤 B.风能 C.氢能 D.太阳能
易错点二 能源的使用对环境的影响
1.酸雨的形成与二氧化硫和氮的氧化物有关,与一氧化碳、二氧化碳无关。
2.二氧化碳不属于空气污染物,但它含量过高会加剧“温室效应”。
【典例】(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)化石能源的广泛使用大大改善了人类的生活,但也带来一些环境问题。
(1)近几十年来,人类正面临着温室效应不断增强的严峻挑战,温室效应增强带来的危害有哪些?(答一点即可)
(2)燃油汽车行驶时,会产生污染空气的尾气,请写出汽车尾气中的一种有害物质。
(3)可燃冰的主要成分是甲烷水合物,有望成为未来的新能源,请写出其一条优点。
知识点一 化石燃料的开发与利用
【典例1】(2025·陕西·中考真题)人类社会的发展离不开能源。下列不属于化石能源的是
A.石油 B.煤 C.天然气 D.氢能
【典例2】(2025·四川绵阳·中考真题)人类对能源的利用经历了柴草、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展,下列有关能源的叙述错误的是
A.木材与煤均含有碳元素 B.液化石油气属于纯净物
C.光解水制氢是化学变化 D.风能、太阳能属于新能源
【典例3】(2025·黑龙江大庆·中考真题)大庆素有“绿色油化之都”的美誉,下列在石油综合利用中属于物理变化的是
A.生产合成纤维 B.生产化肥 C.生产塑料 D.分馏得到汽油
【典例4】(2025·江苏常州·中考真题)天然气入户是城镇老旧小区改造的一项民生工程。下列说法正确的是
A.天然气燃烧反应:C2H6O+3O22CO2+3H2O
B.天然气燃烧时能量转化关系:热能转化为化学能
C.燃气热水器要安装在浴室外以防洗澡时CO中毒
D.家用燃料变迁到天然气源于天然气是可再生能源
【典例5】(2025·四川眉山·中考真题)我国是世界上最早利用天然气的国家,明代的《天工开物》记载了我国古代劳动人民利用天然气熬制井盐。其中天然气的主要成分是
A.甲烷 B.乙醇 C.氢气 D.一氧化碳
【典例6】(2025·四川资阳·中考真题)中国传统文化对人类文明贡献巨大,许多诗句和典籍中都蕴含化学知识。
(1)西晋《蜀都赋》中有“火井沈荧于幽谷,高焰飞煽于天倪。”该句描写了天然气的燃烧,天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为_______。
(2)《三国志·关羽传》中记载,赤壁之战中,黄盖以“蒙冲斗舰数十艘,实以薪草,……时风盛猛,悉延烧岸上营落”。从燃烧条件分析,“时风盛猛”使火势更旺的原因是_______。
(3)《梦溪笔谈》中描述了一种液体化石燃料:“颇似淳漆,燃之如麻,但烟甚浓,所沾幄幕皆黑”。该化石燃料是石油,下列说法错误的是_______。
A.石油是不可再生能源
B.石油炼制可得到汽油、煤油和柴油
C.化石燃料包括煤、石油、天然气、氢气等
D.化石燃料只能通过燃烧加以利用
【典例7】(2025·江苏无锡·中考真题)阅读下列短文,回答相关问题。
船舶燃料的变迁
船舶动力的发展经历了人力、风力、蒸汽机动力和内燃机动力阶段,内燃机动力来源于船舶燃料的燃烧。目前,船舶使用的燃料主要有石油(如柴油)、天然气和甲醇等,燃料燃烧在释放能量的同时产生二氧化碳。
煤(高碳)、石油(中碳)、天然气(低碳)等化石燃料中含有丰富的氢,氢含量越高,燃烧释放的能量越多,排放的二氧化碳越少。
氢能是一种清洁零碳、灵活高效、来源丰富的可再生能源。氢能产业链包括制氢、储氢和用氢三个主要环节。氢气是合成氨、合成甲醇等物质的原料。
氨作为氢的载体,能源化应用(从肥料到燃料)正成为研究热点。图是氨气“制—储—用”一体化的一种过程示意图;部分未来船舶燃料的预期使用情况如图所示,曲线a表示二氧化碳排放量的预期变化趋势。
开发使用低碳、零碳燃料是未来实现“零碳航运”的必由之路,如何合理利用化石燃料,积极开发新能源,实现船舶燃料多样化,期待同学们开创未来!
(1)内燃机推动船舶过程中能量转化的形式是:化学能→_______→机械能。
(2)与天然气相比,氢气作为燃料的优点是_______(任写一点)。
(3)写出NH3在O2中燃烧生成N2和H2O的化学方程式:_______。
(4)在空气中,NH3不能连续燃烧;H2剧烈燃烧(见图)。在NH3中掺入H2混合燃烧的目的是_______。
(5)下列叙述正确的是_______(填序号)。
a.未来船舶不再使用化石燃料
b.氨气是一种可再生、可循环利用的储氢燃料
c.选择燃料应综合考虑资源、环境和技术等多方面因素
【典例8】(2025·山东泰安·中考真题)人类社会的发展离不开能源,能源的开发和综合利用具有重要意义。
(1)图1为我国不同年份的能源结构图。下列关于图1的说法错误的是___________(填序号)。
A.太阳能、氢能都是清洁能源
B.我国能源结构中清洁能源占比呈增长趋势
C.减少煤的使用有利于减轻温室效应
D.煤燃烧产生的CO2和SO2是形成酸雨的空气污染物
(2)工人在使用氧炔焰进行金属焊接时,操作不当会产生大量黑烟,此时调___________(填“大”或“小”)图2中乙炔的进气口即可。
(3)氢气作为清洁能源的优点是___________(任写一条)。
(4)天然气主要成分为甲烷,还含有少量硫化氢等气体。硫化氢(H2S)在催化剂作用下与甲烷反应生成二硫化碳(CS2)等物质,结合图3写出该反应的化学方程式___________。
(5)煤炭经处理可生成CO,工业上利用CO来炼铁。某兴趣小组同学通过图4探究工业炼铁的反应原理。硬质玻璃管内反应的化学方程式为___________,实验装置中存在的不足之处是___________。
【典例9】(2025·江苏盐城·中考真题)燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。
(1)家用燃料经历了柴草、煤炭、液化石油气、天然气的历史变迁。
①柴草燃烧时将________能转化为热能;煤炭燃烧会产生________等物质污染环境。
②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时,须将燃气灶的进风口调________(选填“大”或“小”)。
(2)作为航空燃料必须满足以下要求:在-40℃至-60℃仍保持液态;不容易挥发,且燃点(着火点)不能太低;热值高……现列举两种燃料的燃点和热值如下表所示。
燃料名称 化学式 燃点/℃ 热值/(×1000kJ kg )
乙醇 C2H6O 75 30.2
航空煤油 C8H18~C16H34 425 43
①综合以上信息推断:乙醇________(选填“适宜”或“不适宜”)用作航空燃料,理由是________。
②等质量的乙醇和航空煤油完全燃烧,产生CO2质量较大的是________。
(3)我国正积极开发和利用新能源,如图是我市沿海发电的场景,这种发电技术的优点有________,缺点有________(各写出一点即可)。
(4)液氨有望成为未来理想的清洁能源,它在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气()。试计算34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量是多少。(写出计算过程)
【典例10】(2025·四川成都·中考真题)合理利用化石能源和开发新能源有利于能源结构优化。
(1)据图分析,目前我国能源消费中占比最大的能源是________,写出一种“其他能源”________。
(2)下列不属于石油炼制的产品是________(填序号)。
a.汽油 b.煤油 c.乙醇 d.液化石油气
(3)用天然气代替煤的优点是________。
(4)焦炭可与超临界水反应制备,化学方程式为。根据化学方程式计算,含600kg碳的焦炭最多制备的质量是多少?
知识点二 新能源的开发与利用
【典例11】(2025·广东广州·中考真题)开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。下列属于新能源的是
A.煤 B.石油 C.天然气 D.风能
【典例12】(2025·河北·中考真题)2025年《政府工作报告》提出,持续加强生态环境保护。从绿色低碳的角度考虑,下列能源中最理想的是
A.氢能 B.煤 C.石油 D.天然气
【典例13】(2025·山东淄博·中考真题)氢能的开发与利用是当今全球瞩目的研究方向。
(1)实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气,可选用的发生装置和收集装置是______(填字母)。
(2)我国科研人员成功研发出新型光催化材料,使光解水制氢的效率大幅提升。从微观角度看,光解水的实质是水分子中的______重新组合成氢分子和氧分子的过程。
(3)我国科研人员成功研发出新型催化剂,实现了零碳排放情况下的高效制氢。具体反应为:270℃、催化剂条件下,乙醇(C2H5OH)和水转化为氢气和乙酸(CH3COOH)。该反应的化学方程式为______。
(4)一种储氢的有效方法是将镧镍合金(LaNi5)与氢气化合生成镧镍氢化物(LaNi5H6),该反应的化学方程式为______。
【典例14】(2025·山东青岛·中考真题)能源是社会发展的动力,能源开发利用的程度是衡量国家生产力水平的标志。
(1)图一展示了我国2013年至2023年间的能源结构消费占比。据图可知:占消费主体地位的能源是___________,化石燃料的使用占比逐年___________(填“增加”或“减少”)。
(2)我国是世界上首个稳定开采“可燃冰”的国家。“可燃冰”是一种自然存在的天然气水合物,被视为石油的替代能源。天然气的主要成分是甲烷(),它在氧气中完全燃烧的化学方程式为___________。
(3)我国“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料,在催化剂作用下合成液体燃料甲醇(),生产过程如图二所示。
①生产过程中利用的可再生能源是___________(写一种),在电解装置中,能量由___________能转化为___________能。
②请写出合成甲醇的化学方程式___________。
③在合成和使用甲醇的过程中,可循环利用的物质是___________。
【典例15】(2025·黑龙江·中考真题)工业革命以来,能源的广泛使用,大大改善了人类生活。
(1)天然气的主要成分是甲烷,其燃烧的化学方程式为______。某些化石能源燃烧会导致酸雨,导致酸雨的污染物可能是______(写一种即可)。
(2)开发和利用新能源已成为人类迫切需求,如图为我国研制的氢能源市域列车,使用氢能源的优点是______(写一种即可)。
(3)倡导“低碳生活”是指较低______的排放。
【典例16】(2025·四川凉山·中考真题)化石能源广泛应用于生产生活中。合理利用化石能源和开发新能源,有利于实现节能减排,促进生态文明建设和社会的可持续发展。如图是人类使用燃料的变迁过程。
(1)燃烧树枝时,将树枝架空,燃烧会更旺,这是因为______。
(2)常见的化石能源有煤、石油、______等,它们都属于不可再生能源。
(3)液化石油气是石油炼制得到的一种产品,其中含有丙烷(C3H8)等多种物质,保持丙烷化学性质的最小微粒是______。
(4)光伏电解技术通过将光伏电池与水电解槽联合,能够有效地将太阳能转化为氢能。某种光伏电池主要以硅为原材料生产得到,工业上生产硅的某步反应原理为:SiO2+2CSi+2X↑。
①上述反应中X的化学式为______。
②如图是实验室电解水的一种装置,氢气在______(选填“A”或“B”)管内产生。
【典例17】(2025·四川南充·中考真题)2025年5月,国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“液氢储供加用技术”落户南充。
(1)因为氢气的燃烧热值高和 ________ (任答一 点),氢能被称为最理想的能源。
(2)可再生能源电解水制氢是未来的重点研发方向,电解水的化学方程式为________。
(3)能将氢气储存在70兆帕大容积IV型储氢瓶中,其原因是________ (从微观角度解释)。
【典例18】(2025·西藏·中考真题)某兴趣小组用锌粒和稀硫酸制取干燥的氢气,实验装置如图所示。
(1)锌和稀硫酸反应的化学方程式为_______。
(2)试剂Q的作用是干燥氢气,则试剂Q为_______。
(3)实验中以下操作正确的是 。
A.用向上排空气法收集氢气
B.长颈漏斗下端伸入液面下
C.把鼻孔凑到试管口闻气体气味
【典例19】(2025·江苏淮安·中考真题)氢能是一种重要的绿色能源。
【制氢】
(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。
①该反应的化学方程式是________,反应前后不变的微观粒子是________。
②已知:(反应放热)。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,其优点是________。
(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO,反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.步骤①中发生了化合反应
B.在整个反应前后催化剂的质量不变
C.过程中催化剂参与了反应
D.该过程总反应的化学方程式是
【储氢】
(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2,可发生反应,用于储氢。温度高于70℃时,储氢效率降低的原因可能是________。
【释氢】
(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高,不同温度下可分解生成H2和不同固体(),剩余固体残留率()随温度的变化曲线如图3所示,请判断B点对应的物质为________(填化学式)。
【用氢】
(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时,________能转化为电能。
(6)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物()实现氮污染的治理。某温度(t℃)下,H2的体积分数对反应的影响如图4所示。
①H2的体积分数在范围内,发生置换反应的化学方程式是________。
②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是________。
知识点三 能源的使用对环境的影响
【典例20】(2025·山东淄博·中考真题)一种烟气脱硫工艺的反应原理如图所示。下列说法错误的是
A.烟气脱硫有利于减少酸雨的形成
B.图中涉及的氧化物有2种
C.理论上,脱硫过程中无须补充CaS
D.理论上,吸收64gSO2,会生成44gCO2
【典例21】(2025·山东青岛·中考真题)“设计低碳行动方案”实践活动中的下列认识和做法正确的是
A.低碳行动中的“碳”指的是碳元素
B.用澄清石灰水检验呼出气体中是否有二氧化碳
C.绿色植物的光合作用是消耗大气中二氧化碳的有效途径
D.为减少二氧化碳的排放,禁止使用化石燃料
【典例22】(2025·海南·中考真题)国家能源局发布,截至今年3月底,我国风电光伏发电装机历史性超过火电(燃烧化石燃料发电)装机。
(1)从保护环境的视角分析风电光伏发电的优势。
(2)目前风电光伏发电不能完全替代火电,除成本因素外的主要原因是什么?
【典例23】(2025·甘肃兰州·中考真题)围绕“基于碳中和理念设计低碳行动方案”,积极开展跨学科实践活动。
(1)【任务一】从物质的性质和转化角度认识二氧化碳
碳排放——大气中的二氧化碳主要来自于动植物的呼吸、微生物的分解以及化石能源的燃烧,其中化石能源包括煤、_____、天然气。
碳吸收——自然界中的植物和岩石都能吸收二氧化碳。但岩石吸收过程中生成的碳酸氢钙能溶于水,这就使许多地区的地下水成为_____(填“硬水”或“软水”)。
(2)【任务二】二氧化碳“捕集”的行动方案
碳捕集——二氧化碳的“捕集”可以采用化学吸收法,利用碱性吸收剂与二氧化碳反应。可实现二氧化碳的“捕集与利用”。对“捕集”过程进行如下探究。
步骤Ⅰ:关闭弹簧夹,向装满二氧化碳的锥形瓶中注入足量氢氧化钠溶液。
步骤Ⅱ:一段时间后打开弹簧夹,观察到B中部分液体进入A中,_____(填实验现象)。
[提出问题]实验结束后锥形瓶的溶液中溶质成分是什么?
[猜想假设]猜想一:NaOH猜想二:NaOH和Ca(OH)2猜想三:_____。
[实验过程]
实验 实验操作 实验现象 实验结论
1 取少量反应后的溶液于试管中,向其中加入足量碳酸钠溶液。 无明显现象 猜想二不成立
2 另取少量反应后的溶液于试管中,向其中加入足量_____。 有气泡产生 猜想三成立
[交流讨论]
①氢氧化钠溶液“捕集”二氧化碳的化学方程式为_____。
②“捕集”二氧化碳的过程中,可循环利用的物质是_____。
(3)【任务二】低碳行动是人类应对全球变暖的重要措施
碳减排——为了贯彻低碳生活理念,你能做到的是_____(写一条)。
答案和解析
1.知道化石燃料是人类重要的自然资源,了解化石燃料的不可再生性,认识合理开采、节约使用化石燃料的重要性;了解石油炼制出的几种重要产品及其用途。
2.了解煤的成分与煤的干馏;了解石油的成分及石油的分馏原理;熟练掌握甲烷的理化性质
3.了解能源的分类;知道清洁能源和新能源;掌握氢气的优点及制取方法;掌握乙醇的理化性质及制取途径
4.了解化石燃料燃烧对环境的影响,树立环保意识;认识使用和开发清洁燃料及各种新能源的重要性。
知识点一 能源的开发与利用
一、化石燃料
(1)三大化石燃料包括___煤______、____石油_____和___天然气______,它们是__不可再生_______ (填“可再生”或“不可再生”)能源,属于____混合物___ (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)煤和石油
煤 石油
形成 古代植物的遗骸经过一系列复杂的变化形成的 古代动植物的遗骸在地壳中经过复杂变化形成的
元素组成 主要含_ C _,少量H、N、O、S 主要含_____ C、H ____,少量S、O、N
类型 ______混合物 ___ ____混合物_____
状态 黑色固体,有光泽 黏稠液体,黑色或棕色,不溶于水,密度比水小,无固定的熔点、沸点
(3)天然气
①天然气是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,主要成分是甲烷,是一种最简单的有机物_。有石油的地方就有天然气。甲烷也叫沼气、坑气,化学式为 CH4。
②甲烷的性质
物理性质 纯净的甲烷是无色 、无味 的气体,密度比空气小 ,难 溶于水,可用排水法收集
化学性质 具有可燃性,燃烧时产生蓝色火焰,放出大量的热,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。①完全燃烧的化学方程式为____ CH4+2O2CO2+2H2O 。②不完全燃烧:2CH4+3O2 eq \o(\s\up8(点燃),,\s\do4())2CO+4H2O。
(5)可燃冰:科学家们在海底发现了大量可燃冰,它是一种甲烷水合物,是甲烷与水在低温高压下形成的。
a.可燃冰的优点:能量高、热值大,是替代化石燃料的新能源。
b.可燃冰的缺点:如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中,会造成更加严重的温室效应。
二、能源的利用与开发
(1)能源分类
类型 定义 实例
可再生能源 不随其本身的转化或被人类的利用而减少的能源 太阳能、生物质能、水能、风能、地热能等
不可再生能源 随其本身的转化或被人类的利用而减少的能源 煤、石油、天然气
(2)清洁能源
①氢气
物理性质 通常情况下,氢气是一种无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水
化学性质 还原性:H+CuO====H2O+Cu;可燃性:2H2+O2=====2H2O
作燃料的优点和缺点 优点:燃烧热值高;燃烧产物是水,无污染;可由水分解得到,来源广泛缺点:制取成本高,贮存、运输困难
实验室制取 反应药品 锌粒和稀硫酸
反应原理 Zn+H2SO4=====ZnSO4+H2↑
反应装置 或
收集方法 向下排空法(密度比空气小)、排水法(难溶于水)
②乙醇( C2H5OH)
俗名 酒精
化学性质 在空气中燃烧时放出大量的热。完全燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O2====2 CO2+3H2O
优点 可再生,可以节省石油资源,减少汽车尾气污染
制取 由高粱、玉米和薯类等经过发酵、蒸馏得到
(3)其他新能源
①目前正在开发和利用的新能源有太阳能、风能、潮汐能、地热能、生物质能和核能等。
②海底埋藏着大量的“可燃冰”它的主要成分是甲烷水合物,是甲烷与水在低温和高压条件下形成的。
a.可燃冰的优点:能量高、热值大,有望成为未来新能源。
b.可燃冰的缺点:如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中,会造成更加严重的温室效应。
③目前氢气作为燃料,还不能广泛应用,因为制取氢气的成本高,贮存困难;已经应用的领域有航天、氢氧燃料电池等。
知识点二 能源的使用对环境的影响
1.化石燃料燃烧造成空气污染的原因
(1)燃料中的一些杂质如硫等燃烧时,产生空气污染物如SO2、NO2等。
(2)燃料燃烧不充分,产生CO等。
(3)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。
2.酸雨
(1)煤燃烧时产生二氧化硫(或SO2)和氮氧化物,这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨(pH<5.6的雨水)。
(2)酸雨的危害:破坏森林、腐蚀建筑物、使水体酸化影响水生生物的生长等。
(3)酸雨的防治:① 工厂废气处理后排放;② 减少含硫煤的使用或使用脱硫煤;③ 改善汽车用燃料(如压缩天然气CNG和液化石油气LPG);④ 减少煤、石油等化石燃料的燃烧,大力开发使用新燃料、新能源。
3.温室效应
(1)成因:二氧化碳、甲烷、臭氧及氟利昂物质引起全球气温上升的现象。
(2)危害:
①全球变暖将可能导致两极的冰川融化,使海平面升高,淹没部分沿海城市;
②使土地沙漠化,造成农业减产;
③引起暴雨、洪水等灾害性和极端气候事件发生的频率和强度增加;
④影响自然生态系统,改变生物多样性等。
(3)防治措施
a.改善燃料结构,如煤脱硫等
b.使用清洁燃料,开发新能源
c.尽量使燃料完全燃烧
d.植树造林
知识点三 化学反应中的能量变化
化学反应不仅有物质的变化,还伴随着能量的变化,通常表现为热量变化。还可以转化为其他形式的能量,如电能。
1.放热反应与吸热反应
(1)化学上把有热量放出的反应称为 放热反应。
例如:物质的燃烧,金属与酸的反应等。
不燃烧产生热量
(2)化学上把吸收热量的反应称为 吸热反应。
例如:高锰酸钾分解,碳和二氧化碳的反应等。
C+CO22CO
2.吸、放热反应的应用
(1)人利用体内 化学反应 放出的热量维持 体温 ,提供机体活动所需要的 能量 ;
(2)利用燃料燃烧放出的热量来 取暖 、煮熟食物、发电、冶炼金属等;
(3)火力发电厂通过燃料的燃烧产生 热能 ,再将热能转化为 机械能 , 机械能 再进一步转化为电能,从而实现火力发电。
(4)工业中常用水蒸气通过炽热焦炭生产水煤气(主要成分是 氢气 和 一氧化碳 ),这一反应是 吸热 反应。反应方程式:。
3.其他能量的转化
①太阳能电池是将太阳能转化为电能;
②火力发电是将化学能转化为电能;
③新能源汽车充电是将电能转化为化学能。
方法一 家用燃料的变迁与合理使用
一 调查家用燃料
1.化学兴趣小组的同学通过走访调查,了解家用燃料的主要成分和使用情况。
(1)酒精(C2H5OH)、煤气(主要成分是CO) 、天然气(主要成分是CH4) 是生活中常见的燃料,下列属于三者燃烧共有的现象是AC(填字母,多选)。
A.发光 B.产生有刺激性气味的气体 C.放热 D.生成水
(2)日常生活中,燃气灶的火焰会呈黄色,锅底出现黑色,此时可以调大(填“调大”或“调小”)灶具的进风口,以免造成一氧化碳中毒和浪费燃料。
二 了解家用燃料的变迁
我国家用燃料的变迁主要经历了以下几个阶段:
三 展望未来的家用燃料
未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源。如氢能具有的优点有热值高(合理即可)(写一点即可)。
氢能是一种清洁能源,开发和利用经历了灰氢、蓝氢和绿氢三个阶段。
(1)灰氢:焦炭与水蒸气反应① C+H2O H2O+CO、②CO+H2O CO2+H2
反应①生成的CO和H2 具有相似的化学性质是可燃性(合理即可)
(写出一个即可);反应②中过多的CO2 排放可能导致的环境问题是温室效应加剧。
(2)蓝氢:甲烷(CH4) 在高温和催化剂条件下会分解生成氢气和炭黑,写出反应的化学方程式:CH4 C+2H2
(3)绿氢:利用太阳能转化的电能使水分解。太阳能属于可(填“可”或“不可”)再生能源。
(4)请从反应物或生成物角度,分析绿氢是未来能源发展趋势的原因:制取氢气的反应物可再生(或氢气燃烧的生成物水无污染,合理即可)(写一个即可)。
未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源。
【典例】(2025·宁夏·中考真题)家用燃料的变迁体现着科技的进步,印证着生活的向好发展。请结合所学知识和下图,回答下列问题。
(1)薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料,主要的原因是_____。
(2)过去,薪柴是主要燃料。涉及薪柴的成语“釜底抽薪”蕴含了一种灭火方法,其灭火原理是_______。
(3)如今,通过西气东输工程,天然气作为家用燃料已广泛使用,请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式_________________________。
(4)燃料不充分燃烧不仅会浪费资源,还会造成空气污染。使燃料充分燃烧,通常需要考虑的因素有_________(写一种即可)。
(5)你认为未来家用燃料应具备的特点是________。
【答案】(1)都具有可燃性
(2)清除可燃物
(3)
(4)燃烧时要有足够的空气(氧气)(或燃料与空气要有足够大的接触面)
(5)环保清洁(或安全、来源广、可再生、成本低等)
【解析】(1)薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料,是因为它们都是可燃物,具有可燃性;
(2)成语“釜底抽薪”的含义是指从锅下抽掉柴火,比喻从根本上解决问题,彻底断绝事情的根源或阻止其继续发展。因此其灭火的原理是清除可燃物;
(3)天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式为:;
(4)使燃料充分燃烧,通常需要考虑的因素有两方面:燃烧时要有足够的空气(氧气),燃料与空气要有足够大的接触面;
(5)未来家用燃料应向着环保清洁、安全、来源广、可再生、成本低等方面发展。
方法二 化石燃料的开发和利用
a.煤综合利用(化学变化)
b.石油炼制(物理变化)
c.天然气是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,主要成分是甲烷,化学式为 CH4。
物理性质 纯净的甲烷是无色 、无味 的气体,密度比空气小 ,难 溶于水,可用排水法收集
化学性质 具有可燃性,燃烧时产生蓝色火焰,放出大量的热,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。①完全燃烧的化学方程式为____ CH4+2O2CO2+2H2O 。②不完全燃烧:2CH4+3O2 eq \o(\s\up8(点燃),,\s\do4())2CO+4H2O。
【典例】(2025·四川·中考真题)下列有关化石能源的说法中,错误的是
A.煤是可再生能源 B.煤可作燃料
C.石油炼制可得多种产品 D.天然气的主要成分是
【答案】A
【解析】A、煤属于化石燃料,短期内不能再生,属于不可再生能源,符合题意;
B、煤的主要成分是碳,碳具有可燃性,可用作燃料,不符合题意;
C、石油通过分馏可分离出汽油、柴油等不同沸点的产品,不符合题意;
D、天然气的主要成分是CH4,是一种常见的燃料,不符合题意。
故选A。
易错点一 燃料、能源注意点
错误类型 错误原因解读
再生资源认识错误 石油和乙醇汽油都是不可再生资源。 石油为不可再生资源,乙醇是可再生资源
认为甲烷是不可再生资源 天然气为不可再生资源,但甲烷为可再生资源,植物秸秆和动物粪便经发酵可产生甲烷。
能源的综合利用认识错误 石油的分馏、煤的干馏都是物理变化 煤加工成焦炭的变化中生成了新物质,属于化学变化。石油分馏是物理变化。
用天然气做汽车燃料以减少温室效应 天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,不能减少温室效应。
【典例】(2025·广西·中考真题)下列能源中,不属于新能源的是
A.煤 B.风能 C.氢能 D.太阳能
【答案】A
【解析】A、煤属于传统化石能源,不属于新能源,符合题意;
B、风能属于新能源,不符合题意;
C、氢能属于新能源,不符合题意;
D、太阳能属于新能源,不符合题意。
故选:A。
易错点二 能源的使用对环境的影响
1.酸雨的形成与二氧化硫和氮的氧化物有关,与一氧化碳、二氧化碳无关。
2.二氧化碳不属于空气污染物,但它含量过高会加剧“温室效应”。
【典例】(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)化石能源的广泛使用大大改善了人类的生活,但也带来一些环境问题。
(1)近几十年来,人类正面临着温室效应不断增强的严峻挑战,温室效应增强带来的危害有哪些?(答一点即可)
(2)燃油汽车行驶时,会产生污染空气的尾气,请写出汽车尾气中的一种有害物质。
(3)可燃冰的主要成分是甲烷水合物,有望成为未来的新能源,请写出其一条优点。
【答案】(1)土地沙漠化,农业减产;导致两极冰川融化,使海平面升高,可能淹没部分沿海城市;影响自然生态系统,改变生物多样性等(合理即可)
(2)CO、氮氧化物(合理即可)
(3)比较环保;储量巨大(答一点即可,合理即可)
【解析】(1)温室效应增强会导致地球平均气温升高,破坏生态平衡,土地沙漠化,农业减产;导致两极冰川融化,使海平面升高,可能淹没部分沿海城市;影响自然生态系统,改变生物多样性等;
(2)燃油不完全燃烧会产生一氧化碳(CO),它与血红蛋白结合能力极强,导致人体缺氧;氮氧化物会形成酸雨,破坏环境。这些物质均属于汽车尾气中的典型污染物。
(3)可燃冰的主要成分是甲烷水合物,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,相比煤炭、石油等燃料,产生的有害物质更少,比较环保,此外,可燃冰储量巨大,可缓解传统化石能源短缺问题。
知识点一 化石燃料的开发与利用
【典例1】(2025·陕西·中考真题)人类社会的发展离不开能源。下列不属于化石能源的是
A.石油 B.煤 C.天然气 D.氢能
【答案】D
【解析】化石能源是由古代生物遗骸经长期地质作用形成的不可再生能源,主要包括煤、石油、天然气。
A、石油是由古代海洋生物分解形成,属于化石能源,不符合题意;
B、煤是由古代植物埋藏后经复杂变化形成,属于化石能源,不符合题意;
C、天然气是与石油伴生,由古代生物遗骸形成,属于化石能源,不符合题意;
D、氢能是需通过电解水或化学反应(如天然气重整)制取,属于二次能源,并非直接开采的化石能源,符合题意。
故选D。
【典例2】(2025·四川绵阳·中考真题)人类对能源的利用经历了柴草、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展,下列有关能源的叙述错误的是
A.木材与煤均含有碳元素 B.液化石油气属于纯净物
C.光解水制氢是化学变化 D.风能、太阳能属于新能源
【答案】B
【解析】A、木材主要由纤维素等构成,而煤则是古代动植物经过复杂变化形成的固体,主要成分是碳,则木材与煤均含有碳元素,不符合题意;
B、液化石油气是由多种物质混合而成,属于混合物,符合题意;
C、光解水制氢,有氢气等新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
D、风能、太阳能均是正在开发和利用的新能源,不符合题意。
故选B。
【典例3】(2025·黑龙江大庆·中考真题)大庆素有“绿色油化之都”的美誉,下列在石油综合利用中属于物理变化的是
A.生产合成纤维 B.生产化肥 C.生产塑料 D.分馏得到汽油
【答案】D
【解析】A、以石油为原料生产合成纤维,过程中有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
B、以石油为原料生产化肥,过程中有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
C、以石油为原料生产塑料,过程中有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
D、石油分馏利用石油中各组分沸点不同,通过加热和冷凝进行分离,没有新物质生成(汽油是石油中原有的组分),属于物理变化,符合题意。
故选D。
【典例4】(2025·江苏常州·中考真题)天然气入户是城镇老旧小区改造的一项民生工程。下列说法正确的是
A.天然气燃烧反应:C2H6O+3O22CO2+3H2O
B.天然气燃烧时能量转化关系:热能转化为化学能
C.燃气热水器要安装在浴室外以防洗澡时CO中毒
D.家用燃料变迁到天然气源于天然气是可再生能源
【答案】C
【解析】A、天然气主要成分是甲烷,甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为,说法错误,不符合题意;
B、天然气燃烧时能量转化关系:化学能转化为热能和光能,说法错误,不符合题意;
C、燃气热水器燃烧不充分时可能产生一氧化碳,CO是一种有毒气体,易导致中毒,因此燃气热水器要安装在浴室外,确保通风,减少CO积累风险,说法正确,符合题意;
D、天然气在短时间内不能从自然界中得到补充,属于不可再生能源,家用燃料变迁到天然气是因天然气更清洁、高效,而非可再生,说法错误,不符合题意。
故选:C。
【典例5】(2025·四川眉山·中考真题)我国是世界上最早利用天然气的国家,明代的《天工开物》记载了我国古代劳动人民利用天然气熬制井盐。其中天然气的主要成分是
A.甲烷 B.乙醇 C.氢气 D.一氧化碳
【答案】A
【解析】天然气的主要成分是甲烷,故选:A。
【典例6】(2025·四川资阳·中考真题)中国传统文化对人类文明贡献巨大,许多诗句和典籍中都蕴含化学知识。
(1)西晋《蜀都赋》中有“火井沈荧于幽谷,高焰飞煽于天倪。”该句描写了天然气的燃烧,天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为_______。
(2)《三国志·关羽传》中记载,赤壁之战中,黄盖以“蒙冲斗舰数十艘,实以薪草,……时风盛猛,悉延烧岸上营落”。从燃烧条件分析,“时风盛猛”使火势更旺的原因是_______。
(3)《梦溪笔谈》中描述了一种液体化石燃料:“颇似淳漆,燃之如麻,但烟甚浓,所沾幄幕皆黑”。该化石燃料是石油,下列说法错误的是_______。
A.石油是不可再生能源
B.石油炼制可得到汽油、煤油和柴油
C.化石燃料包括煤、石油、天然气、氢气等
D.化石燃料只能通过燃烧加以利用
【答案】(1)
(2)提供了充足的氧气
(3)CD
【解析】(1)天然气主要成分是甲烷,燃烧化学方程式为:;
(2)“时风盛猛”使火势更旺的原因是:提供了充足的氧气;
(3)A、石油是化石能源,是不可再生能源,故正确;
B、利用石油中各成分的沸点不同,可通过分馏得到汽油、柴油、煤油等产品,故正确;
C、化石燃料包括煤、石油、天然气,不包括氢气,故错误;
D、化石燃料除了用来燃烧,还是重要的化工原料,故错误。
故选CD。
【典例7】(2025·江苏无锡·中考真题)阅读下列短文,回答相关问题。
船舶燃料的变迁
船舶动力的发展经历了人力、风力、蒸汽机动力和内燃机动力阶段,内燃机动力来源于船舶燃料的燃烧。目前,船舶使用的燃料主要有石油(如柴油)、天然气和甲醇等,燃料燃烧在释放能量的同时产生二氧化碳。
煤(高碳)、石油(中碳)、天然气(低碳)等化石燃料中含有丰富的氢,氢含量越高,燃烧释放的能量越多,排放的二氧化碳越少。
氢能是一种清洁零碳、灵活高效、来源丰富的可再生能源。氢能产业链包括制氢、储氢和用氢三个主要环节。氢气是合成氨、合成甲醇等物质的原料。
氨作为氢的载体,能源化应用(从肥料到燃料)正成为研究热点。图是氨气“制—储—用”一体化的一种过程示意图;部分未来船舶燃料的预期使用情况如图所示,曲线a表示二氧化碳排放量的预期变化趋势。
开发使用低碳、零碳燃料是未来实现“零碳航运”的必由之路,如何合理利用化石燃料,积极开发新能源,实现船舶燃料多样化,期待同学们开创未来!
(1)内燃机推动船舶过程中能量转化的形式是:化学能→_______→机械能。
(2)与天然气相比,氢气作为燃料的优点是_______(任写一点)。
(3)写出NH3在O2中燃烧生成N2和H2O的化学方程式:_______。
(4)在空气中,NH3不能连续燃烧;H2剧烈燃烧(见图)。在NH3中掺入H2混合燃烧的目的是_______。
(5)下列叙述正确的是_______(填序号)。
a.未来船舶不再使用化石燃料
b.氨气是一种可再生、可循环利用的储氢燃料
c.选择燃料应综合考虑资源、环境和技术等多方面因素
【答案】(1)内能
(2)燃烧产物是水,无污染
(3)
(4)利用氢气的易燃性和高燃烧温度,辅助氨气燃烧或维持燃烧反应
(5)bc
【解析】(1)内燃机燃料燃烧的过程中,化学能转化为内能,推动船舶的过程中,内能转化为机械能。
(2)天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧生成水和二氧化碳,而氢气燃烧只生成水对环境没有污染。
(3)在中燃烧生成和,反应的化学方程式为。
(4)在氨气中加入氢气,主要目的是利用氢气的易燃性和高燃烧温度,辅助氨气燃烧或维持燃烧反应。
(5)a、根据题中信息:开发使用低碳、零碳燃料是未来实现“零碳航运”的必由之路,如何合理利用化石燃料,积极开发新能源,实现船舶燃料多样化,因此未来船舶不再使用化石燃料的说法错误,不符合题意;
b、根据氨气“制—储—用”一体化的一种过程示意图可知,氨气是一种可再生、可循环利用的储氢燃料,说法正确,符合题意;
c、选择燃料时应该考虑资源,对环境有无影响以及开采、制取、储存技术等是否成熟,说法正确,符合题意。
故选bc。
【典例8】(2025·山东泰安·中考真题)人类社会的发展离不开能源,能源的开发和综合利用具有重要意义。
(1)图1为我国不同年份的能源结构图。下列关于图1的说法错误的是___________(填序号)。
A.太阳能、氢能都是清洁能源
B.我国能源结构中清洁能源占比呈增长趋势
C.减少煤的使用有利于减轻温室效应
D.煤燃烧产生的CO2和SO2是形成酸雨的空气污染物
(2)工人在使用氧炔焰进行金属焊接时,操作不当会产生大量黑烟,此时调___________(填“大”或“小”)图2中乙炔的进气口即可。
(3)氢气作为清洁能源的优点是___________(任写一条)。
(4)天然气主要成分为甲烷,还含有少量硫化氢等气体。硫化氢(H2S)在催化剂作用下与甲烷反应生成二硫化碳(CS2)等物质,结合图3写出该反应的化学方程式___________。
(5)煤炭经处理可生成CO,工业上利用CO来炼铁。某兴趣小组同学通过图4探究工业炼铁的反应原理。硬质玻璃管内反应的化学方程式为___________,实验装置中存在的不足之处是___________。
【答案】(1)D
(2)小
(3)无污染
(4)
(5) 缺少尾气处理装置
【解析】(1)A、太阳能、氢能燃烧产物无污染,都是清洁能源;故选项A正确;
B、从图1可看出我国清洁能源占比逐年增长;故选项B正确;
C、选项减少煤的使用可减少CO2排放,有利于减轻温室效应,故选项C正确;
D、煤燃烧产生的SO2是形成酸雨的空气污染物,而CO2是导致温室效应的主要气体,不是形成酸雨的污染物,故选项D错误。
故选D。
(2)产生大量黑烟说明乙炔燃烧不充分,应调小乙炔的进气口,使乙炔与氧气充分反应。故应填写:小;
(3)燃烧产物是水,无污染(或热值高、来源广等),故应填写:无污染;
(4)由图3微观粒子示意图可知,甲烷()与硫化氢()在催化剂作用下反应生成二硫化碳()和氢气(),根据质量守恒定律,写出化学方程式为,故应填写:;
(5)工业炼铁中一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为;一氧化碳有毒,直接排放会污染空气,实验装置缺少尾气处理装置。故应填写:①;②缺少尾气处理装置。
【典例9】(2025·江苏盐城·中考真题)燃料的燃烧是人类获取能量的重要途径。
(1)家用燃料经历了柴草、煤炭、液化石油气、天然气的历史变迁。
①柴草燃烧时将________能转化为热能;煤炭燃烧会产生________等物质污染环境。
②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰时,须将燃气灶的进风口调________(选填“大”或“小”)。
(2)作为航空燃料必须满足以下要求:在-40℃至-60℃仍保持液态;不容易挥发,且燃点(着火点)不能太低;热值高……现列举两种燃料的燃点和热值如下表所示。
燃料名称 化学式 燃点/℃ 热值/(×1000kJ kg )
乙醇 C2H6O 75 30.2
航空煤油 C8H18~C16H34 425 43
①综合以上信息推断:乙醇________(选填“适宜”或“不适宜”)用作航空燃料,理由是________。
②等质量的乙醇和航空煤油完全燃烧,产生CO2质量较大的是________。
(3)我国正积极开发和利用新能源,如图是我市沿海发电的场景,这种发电技术的优点有________,缺点有________(各写出一点即可)。
(4)液氨有望成为未来理想的清洁能源,它在纯氧中完全燃烧的产物只有水和氮气()。试计算34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量是多少。(写出计算过程)
【答案】(1)化学 SO2、氮的氧化物 大
(2)不适宜 乙醇易挥发,燃点低 航空煤油
(3)风力无污染(或风能是可再生能源等,答案合理即可) 发电不稳定(或产生噪音,设备维护难度大、成本高等,答案合理即可)
(4)解:设34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量为x
答:34 g氨气完全燃烧至少需要消耗氧气的质量为48 g。
【解析】(1)①柴草燃烧时将化学能转化为热能;煤炭含有氮、硫等元素,故煤炭燃烧会产生SO2、氮的氧化物等物质污染环境;②液化石油气、天然气燃烧出现黄色或橙色火焰,说明此时氧气不充足导致燃烧不完全,需要将燃气灶进风口调大;
(2)①乙醇易挥发,燃点低,不适宜用作航空燃料;
②由乙醇和航空煤油的化学式可知,航空煤油中碳元素的质量分数较大,即等质量的乙醇和航空煤油中,航空煤油含有碳元素的质量较大,完全燃烧产生的二氧化碳质量较大;
(3)风能是可再生能源,风力发电不会产生污染,但是受环境和技术条件限制,风力发电又具有发电不稳定,风机运行时会产生噪音,设备维护的难度大、成本高等缺点;
(4)解析见答案。
【典例10】(2025·四川成都·中考真题)合理利用化石能源和开发新能源有利于能源结构优化。
(1)据图分析,目前我国能源消费中占比最大的能源是________,写出一种“其他能源”________。
(2)下列不属于石油炼制的产品是________(填序号)。
a.汽油 b.煤油 c.乙醇 d.液化石油气
(3)用天然气代替煤的优点是________。
(4)焦炭可与超临界水反应制备,化学方程式为。根据化学方程式计算,含600kg碳的焦炭最多制备的质量是多少?
【答案】(1)煤 氢能(合理即可)
(2)c
(3)减少二氧化硫、可吸入颗粒物等污染物的排放
【解析】(1)从图中可知,目前我国能源消费中占比最大的能源是煤;“其他能源” 可以是太阳能(或风能、水能等,合理即可)。
(2)乙醇不是石油炼制的产品,石油炼制可得到汽油、煤油、液化石油气等,答案为c。
(3)天然气代替煤的优点:减少二氧化硫、可吸入颗粒物等污染物的排放(或热值高,合理即可 )。
知识点二 新能源的开发与利用
【典例11】(2025·广东广州·中考真题)开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。下列属于新能源的是
A.煤 B.石油 C.天然气 D.风能
【答案】D
【解析】A、煤是传统化石燃料,形成于古代植物遗骸,不可再生,煤不属于新能源,选项错误;
B、石油是传统化石燃料,由古代生物遗骸形成,不可再生,石油提炼和使用时会释放有害气体和颗粒物,加剧环境污染,因此,石油不属于新能源,选项错误;
C、天然气是传统化石燃料,主要成分为甲烷,不可再生,虽然燃烧时比煤和石油清洁一些,但仍会产生二氧化碳等温室气体,且资源有限,因此,天然气不属于新能源,选项错误;
D、风能是利用风力发电的可再生能源,无污染、可持续,且资源丰富,风能是新能源的代表之一,符合当前开发需求,风能属于新能源,选项正确,故选D。
【典例12】(2025·河北·中考真题)2025年《政府工作报告》提出,持续加强生态环境保护。从绿色低碳的角度考虑,下列能源中最理想的是
A.氢能 B.煤 C.石油 D.天然气
【答案】A
【解析】 煤、石油、天然气属于化石燃料,燃烧时会产生大量的二氧化碳气体,以及二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物等污染物, 不符合绿色低碳要求; 氢气燃烧只产生水,无二氧化碳和其他污染物产生,符合绿色低碳要求。
故选A。
【典例13】(2025·山东淄博·中考真题)氢能的开发与利用是当今全球瞩目的研究方向。
(1)实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气,可选用的发生装置和收集装置是______(填字母)。
(2)我国科研人员成功研发出新型光催化材料,使光解水制氢的效率大幅提升。从微观角度看,光解水的实质是水分子中的______重新组合成氢分子和氧分子的过程。
(3)我国科研人员成功研发出新型催化剂,实现了零碳排放情况下的高效制氢。具体反应为:270℃、催化剂条件下,乙醇(C2H5OH)和水转化为氢气和乙酸(CH3COOH)。该反应的化学方程式为______。
(4)一种储氢的有效方法是将镧镍合金(LaNi5)与氢气化合生成镧镍氢化物(LaNi5H6),该反应的化学方程式为______。
【答案】(1)BF
(2)氢原子和氧原子
(3)
(4)
【解析】(1)实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气,属于固液不加热型,发生装置选 B;氢气密度比空气小且难溶于水,收集装置可选 F(排水法),不能选择 C 装置,因为导管口没有伸到集气瓶底部。
(2)光解水的实质是水分子分解为氢原子和氧原子,氢原子和氧原子再重新组合成氢分子和氧分子。
(3)270℃、催化剂条件下,乙醇(C2H5OH)和水转化为氢气和乙酸(CH3COOH),化学方程式为。
(4)镧镍合金(LaNi5)与氢气化合生成镧镍氢化物(LaNi5H6),化学方程式为。
【典例14】(2025·山东青岛·中考真题)能源是社会发展的动力,能源开发利用的程度是衡量国家生产力水平的标志。
(1)图一展示了我国2013年至2023年间的能源结构消费占比。据图可知:占消费主体地位的能源是___________,化石燃料的使用占比逐年___________(填“增加”或“减少”)。
(2)我国是世界上首个稳定开采“可燃冰”的国家。“可燃冰”是一种自然存在的天然气水合物,被视为石油的替代能源。天然气的主要成分是甲烷(),它在氧气中完全燃烧的化学方程式为___________。
(3)我国“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料,在催化剂作用下合成液体燃料甲醇(),生产过程如图二所示。
①生产过程中利用的可再生能源是___________(写一种),在电解装置中,能量由___________能转化为___________能。
②请写出合成甲醇的化学方程式___________。
③在合成和使用甲醇的过程中,可循环利用的物质是___________。
【答案】(1)煤炭 减少
(2)
(3)太阳能(或风能) 电 化学 水和二氧化碳
【解析】(1)观察可知,在各年份的能源结构消费占比中,煤炭的占比一直较大,所以占消费主体地位的能源是煤炭。同时可以看到,随着年份的推移,煤炭、石油、天然气这些化石燃料的占比柱状图高度整体呈下降趋势,即化石燃料的使用占比逐年减少。
(2)甲烷CH4在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水,根据化学反应前后原子种类和数目不变进行配平,化学方程式为。
(3)①可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用的能源。在这个生产过程中,太阳能和风能都属于可再生能源,这里可以写太阳能(或风能)。在电解装置中,电能使水分解产生氢气和氧气,能量由电能转化为化学能(因为电解过程中生成了新物质,将电能转化为物质中的化学能储存起来)。
②二氧化碳和氢气在催化剂的作用下合成甲醇,同时还会生成水。根据化学反应前后原子种类和数目不变进行配平,化学方程式为 。
③观察生产过程图可知,在合成甲醇的反应中生成了水,而水又作为电解装置的原料参与反应,所以在合成和使用甲醇的过程中,同理二氧化碳也既是反应物也是生成物,可循环利用的物质是水和二氧化碳。
【典例15】(2025·黑龙江·中考真题)工业革命以来,能源的广泛使用,大大改善了人类生活。
(1)天然气的主要成分是甲烷,其燃烧的化学方程式为______。某些化石能源燃烧会导致酸雨,导致酸雨的污染物可能是______(写一种即可)。
(2)开发和利用新能源已成为人类迫切需求,如图为我国研制的氢能源市域列车,使用氢能源的优点是______(写一种即可)。
(3)倡导“低碳生活”是指较低______的排放。
【答案】(1) 或(化学式或名称都可以)
(2)燃烧产物是水,对环境无污染(合理即可)
(3)二氧化碳/
【解析】(1)甲烷在点燃条件下与氧气反应生成二氧化碳和水,化学方程式为;
化石能源燃烧产生的二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物,会与水反应生成酸,导致酸雨。
(2)氢气燃烧的产物是水,对环境无污染;氢气热值高,相同质量下燃烧放出热量多。
(3)“低碳生活” 倡导人们在生活中尽量减少二氧化碳(CO2)的排放,以减缓温室效应等环境问题。
【典例16】(2025·四川凉山·中考真题)化石能源广泛应用于生产生活中。合理利用化石能源和开发新能源,有利于实现节能减排,促进生态文明建设和社会的可持续发展。如图是人类使用燃料的变迁过程。
(1)燃烧树枝时,将树枝架空,燃烧会更旺,这是因为______。
(2)常见的化石能源有煤、石油、______等,它们都属于不可再生能源。
(3)液化石油气是石油炼制得到的一种产品,其中含有丙烷(C3H8)等多种物质,保持丙烷化学性质的最小微粒是______。
(4)光伏电解技术通过将光伏电池与水电解槽联合,能够有效地将太阳能转化为氢能。某种光伏电池主要以硅为原材料生产得到,工业上生产硅的某步反应原理为:SiO2+2CSi+2X↑。
①上述反应中X的化学式为______。
②如图是实验室电解水的一种装置,氢气在______(选填“A”或“B”)管内产生。
【答案】(1)增大了树枝与空气(或氧气)的接触面积
(2)天然气
(3)丙烷分子(C3H8)
(4)CO A
【解析】(1)将树枝架空,能增大树枝与空气(或氧气)的接触面积。根据燃烧的条件,物质燃烧需要与氧气接触,接触面积越大,燃烧越剧烈,所以燃烧会更旺。
(2)常见的化石能源有煤、石油、天然气等,它们是由古代生物的化石沉积形成的,在短期内不能从自然界得到补充,都属于不可再生能源。
(3)由分子构成的物质,分子是保持其化学性质的最小粒子。丙烷(C3H8)是由丙烷分子构成的,所以保持丙烷化学性质的最小微粒是丙烷分子(C3H8);
(4)①根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。在反应中,反应前有1个硅原子、2个氧原子和2个碳原子,反应后有1个硅原子,那么2X中应含有2个碳原子和2个氧原子,所以X的化学式为CO。
②电解水时,与电源负极相连的电极产生氢气,与电源正极相连的电极产生氧气,且氢气和氧气的体积比约为2:1。观察可知,A管内气体体积较多,所以氢气在A管内产生。
【典例17】(2025·四川南充·中考真题)2025年5月,国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“液氢储供加用技术”落户南充。
(1)因为氢气的燃烧热值高和 ________ (任答一 点),氢能被称为最理想的能源。
(2)可再生能源电解水制氢是未来的重点研发方向,电解水的化学方程式为________。
(3)能将氢气储存在70兆帕大容积IV型储氢瓶中,其原因是________ (从微观角度解释)。
【答案】(1)燃烧产物只有水,无污染,原料来源广泛
(2)
(3)分子之间有间隔
【解析】(1)氢气燃烧产物是水,无污染,且氢气可通过水电解制取,原料来源广泛,故氢能被称为最理想的能源;
(2)水通电分解生成氢气和氧气,该反应的化学方程式为:;
(3)能将氢气储存在70兆帕大容积IV型储氢瓶中,其原因是分子之间存在间隔,受压后,分子之间的间隔变小。
【典例18】(2025·西藏·中考真题)某兴趣小组用锌粒和稀硫酸制取干燥的氢气,实验装置如图所示。
(1)锌和稀硫酸反应的化学方程式为_______。
(2)试剂Q的作用是干燥氢气,则试剂Q为_______。
(3)实验中以下操作正确的是 。
A.用向上排空气法收集氢气
B.长颈漏斗下端伸入液面下
C.把鼻孔凑到试管口闻气体气味
【答案】(1)
(2)浓硫酸
(3)B
【解析】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,方程式为:;
(2)浓硫酸具有吸水性,且不与氢气反应,可用于干燥氢气,故试剂Q为浓硫酸;
(3)A、氢气密度比空气小,采用向下排空气法收集,选项错误;
B、长颈漏斗下端伸入液面下,防止气体沿长颈漏斗逸出,选项正确;
C、闻气体的气味应扇闻,不能把鼻孔凑到试管口,选项错误;
故选B。
【典例19】(2025·江苏淮安·中考真题)氢能是一种重要的绿色能源。
【制氢】
(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。
①该反应的化学方程式是________,反应前后不变的微观粒子是________。
②已知:(反应放热)。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,其优点是________。
(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO,反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.步骤①中发生了化合反应
B.在整个反应前后催化剂的质量不变
C.过程中催化剂参与了反应
D.该过程总反应的化学方程式是
【储氢】
(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2,可发生反应,用于储氢。温度高于70℃时,储氢效率降低的原因可能是________。
【释氢】
(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高,不同温度下可分解生成H2和不同固体(),剩余固体残留率()随温度的变化曲线如图3所示,请判断B点对应的物质为________(填化学式)。
【用氢】
(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时,________能转化为电能。
(6)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物()实现氮污染的治理。某温度(t℃)下,H2的体积分数对反应的影响如图4所示。
①H2的体积分数在范围内,发生置换反应的化学方程式是________。
②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是________。
【答案】(1)CH4 + 2H2OCO2 + 4H2 碳原子、氢原子、氧原子 提高氢气的产率,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源
(2)BC
(3)因为温度过高,碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应的反应速率减慢,从而使储氢效率降低
(4)BNH2
(5)化学能
(6)2H2+ 2NO N2+ 2H2O 当H2的体积分数过高时,会有NH3生成,NH3是一种污染物
【解析】(1)由微观示意图可知,甲烷(CH4)和水(H2O)在催化剂、500℃条件下反应生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2)。根据化学反应式的书写原则,配平后化学方程式为CH4 + 2H2OCO2 + 4H2。 化学反应的实质是分子破裂成原子,原子重新组合成新分子,所以反应前后不变的微观粒子是碳原子、氢原子、氧原子。
② 已知CaO + CO2 = CaCO3(反应放热),向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,一方面CaO能吸收反应生成的CO2,使反应CH4 + H2OCO2 + 4H2的平衡正向移动,从而提高氢气的产率;另一方面,该反应放热,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源。
(2)A、步骤①中是CO与催化剂载体中的氧结合等过程,不是化合反应(化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应),A错误。
B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变,所以在整个反应前后催化剂的质量不变,B正确。
C、从反应过程图可以看出,催化剂参与了反应过程,C正确。
D、该过程是在催化剂作用下CO与O2反应生成CO2,反应条件不是点燃,总反应的化学方程式应为2CO + O22CO2,D错误。 故选BC。
(3)温度高于70℃时,储氢效率降低,可能是因为温度过高,碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应的反应速率减慢,从而使储氢效率降低(或者温度过高,H2的溶解度减小,参与反应的H2减少等合理原因均可)。
(4)设NH3BH3的质量为m,其相对分子质量为14 + 3×1 + 11 + 3×1 = 31。 B点剩余固体残留率为87.1%,则剩余固体质量为87.1%m。 NH3BH3中B、N原子个数比为1:1,设B点对应物质的化学式为(BNHx)n,则B、N元素质量比在NH3BH3和(BNHx)n中不变。 NH3BH3中B、N元素质量比为11:14。 (BNHx)n的相对分子质量为n(11+14+x),根据残留率可得: 87.1%,近似计算得x≈2,所以B点对应的物质为BNH2。
(5)氢氧燃料电池工作时,化学能转化为电能。
(6)① 在H2的体积分数在0 - 600 ×10-6范围内,由图可知,NO和H2反应生成N2和H2O,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的置换反应,化学方程式为2H2+ 2NO N2+ 2H2O。
② 从图中可以看出,当H2的体积分数过高时,会有NH3生成,NH3是一种污染物,所以实际生产中H2的体积分数不宜过高。
知识点三 能源的使用对环境的影响
【典例20】(2025·山东淄博·中考真题)一种烟气脱硫工艺的反应原理如图所示。下列说法错误的是
A.烟气脱硫有利于减少酸雨的形成
B.图中涉及的氧化物有2种
C.理论上,脱硫过程中无须补充CaS
D.理论上,吸收64gSO2,会生成44gCO2
【答案】D
【解析】A、烟气脱硫过程中吸收了二氧化硫,有利于减少酸雨的形成,故选项说法正确。
B、氧化物是由两种元素的组成的物质中,其中一种元素是氧元素,则二氧化硫、二氧化碳属于氧化物,故选项说法正确。
C、反应①为,反应②为,由上述两个反应的化学方程式可知,硫酸钙、硫化钙在两个反应中循环,所以理论上脱硫过程中无须补充硫化钙,故选项说法正确。
D、吸收的二氧化硫与生成的二氧化碳的微粒个数比为1∶2,故吸收64g二氧化硫会生成88g二氧化碳,故选项说法不正确。
故选D。
【典例21】(2025·山东青岛·中考真题)“设计低碳行动方案”实践活动中的下列认识和做法正确的是
A.低碳行动中的“碳”指的是碳元素
B.用澄清石灰水检验呼出气体中是否有二氧化碳
C.绿色植物的光合作用是消耗大气中二氧化碳的有效途径
D.为减少二氧化碳的排放,禁止使用化石燃料
【答案】BC
【解析】A、在环保领域中,“低碳”中的“碳”通常指二氧化碳,这是一种温室气体,而不是碳元素本身。因此,错误。
B、澄清石灰水是氢氧化钙溶液,当与二氧化碳反应时,会生成碳酸钙白色沉淀,使石灰水变浑浊。呼出气体中含有二氧化碳,该做法科学可行。因此,正确。
C、光合作用是植物在光的作用下吸收二氧化碳和水,合成有机物并释放氧气的过程。这一过程能有效减少大气中的二氧化碳浓度,是自然界碳循环的关键环节,符合低碳行动的理念,因此,正确。
D、化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧会释放大量二氧化碳,但完全禁止使用不切实际,因为化石燃料是目前全球主要的能源来源。因此,错误。
故选BC。
【典例22】(2025·海南·中考真题)国家能源局发布,截至今年3月底,我国风电光伏发电装机历史性超过火电(燃烧化石燃料发电)装机。
(1)从保护环境的视角分析风电光伏发电的优势。
(2)目前风电光伏发电不能完全替代火电,除成本因素外的主要原因是什么?
【答案】(1)减少化石燃料燃烧,降低污染物和温室气体排放
(2)受天气、昼夜等自然条件影响,供电不稳定
【解析】(1)风电光伏发电不燃烧化石燃料,不排放二氧化硫、二氧化碳(温室气体)、氮氧化物、粉尘等污染物,故填:减少化石燃料燃烧,降低污染物和温室气体排放;
(2)火电可持续稳定供电,不受天气影响,而风电光伏发电受天气、昼夜等自然条件影响,供电不稳定,故填:受天气、昼夜等自然条件影响,供电不稳定。
【典例23】(2025·甘肃兰州·中考真题)围绕“基于碳中和理念设计低碳行动方案”,积极开展跨学科实践活动。
(1)【任务一】从物质的性质和转化角度认识二氧化碳
碳排放——大气中的二氧化碳主要来自于动植物的呼吸、微生物的分解以及化石能源的燃烧,其中化石能源包括煤、_____、天然气。
碳吸收——自然界中的植物和岩石都能吸收二氧化碳。但岩石吸收过程中生成的碳酸氢钙能溶于水,这就使许多地区的地下水成为_____(填“硬水”或“软水”)。
(2)【任务二】二氧化碳“捕集”的行动方案
碳捕集——二氧化碳的“捕集”可以采用化学吸收法,利用碱性吸收剂与二氧化碳反应。可实现二氧化碳的“捕集与利用”。对“捕集”过程进行如下探究。
步骤Ⅰ:关闭弹簧夹,向装满二氧化碳的锥形瓶中注入足量氢氧化钠溶液。
步骤Ⅱ:一段时间后打开弹簧夹,观察到B中部分液体进入A中,_____(填实验现象)。
[提出问题]实验结束后锥形瓶的溶液中溶质成分是什么?
[猜想假设]猜想一:NaOH猜想二:NaOH和Ca(OH)2猜想三:_____。
[实验过程]
实验 实验操作 实验现象 实验结论
1 取少量反应后的溶液于试管中,向其中加入足量碳酸钠溶液。 无明显现象 猜想二不成立
2 另取少量反应后的溶液于试管中,向其中加入足量_____。 有气泡产生 猜想三成立
[交流讨论]
①氢氧化钠溶液“捕集”二氧化碳的化学方程式为_____。
②“捕集”二氧化碳的过程中,可循环利用的物质是_____。
(3)【任务二】低碳行动是人类应对全球变暖的重要措施
碳减排——为了贯彻低碳生活理念,你能做到的是_____(写一条)。
【答案】(1)石油 硬水
(2)B 中溶液变浑浊 NaOH和Na2CO3 稀盐酸(合理即可) 氢氧化钠溶液
(3)随手关灯(或多乘坐公共交通工具出行、双面使用纸张等合理答案)
【解析】(1)化石能源是古代生物化石沉积形成的一次能源,主要包括煤、石油、天然气;
硬水是指含有较多可溶性钙、镁化合物的水。岩石吸收二氧化碳过程中生成的碳酸氢钙能溶于水,使地下水中钙的化合物增多,所以这样的地下水成为硬水。
(2)步骤Ⅱ:A 中二氧化碳与氢氧化钠反应(),使 A 中压强减小,B 中氢氧化钙溶液进入 A 中,与生成的碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,即,所以会观察到 B 中溶液变浑浊;
猜想假设:氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,若二者恰好完全反应,则溶质成分是NaOH;若Ca(OH)2过量,则溶质成分是NaOH、Ca(OH)2;若碳酸钠过量,则溶质成分是NaOH、Na2CO3,结合猜想一、二,可知猜想三是NaOH和Na2CO3;
实验2:猜想三成立,即溶液中含有NaOH和Na2CO3,碳酸钠与酸反应会生成二氧化碳气体,所以加入足量稀盐酸(或稀硫酸等酸溶液)会有气泡产生;
交流讨论①:氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为。
②在整个 “捕集” 过程中,开始时氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳,后续又可以通过一定方法再生,所以可循环利用的物质是氢氧化钠溶液。
(3)低碳生活是指在生活中要尽力减少所消耗的能量,特别是二氧化碳的排放量,从而低碳,减少对大气的污染,减缓生态恶化。随手关灯可减少能源消耗;多乘坐公共交通工具出行可减少私家车使用,降低燃料燃烧产生的碳排放;双面使用纸张可减少树木砍伐,增强植物对二氧化碳的吸收等,这些做法都符合低碳生活理念。

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