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第五单元燃料与二氧化碳
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列实验方案不能达成实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 实验室制取CO2
B 验证质量守恒定律
C 验证蜡烛燃烧产物有水
D 测定空气中氧气的含量
A．A B．B C．C D．D
2．科学思维是化学核心素养的重要组成部分，下列说法错误的是
A．比较：金刚石和石墨的组成元素相同，故两者的性质相同
B．分类：木炭、焦炭、活性炭、炭黑的主要成分都是碳单质
C．分析：某物质受热分解生成氧化铜和水，该物质一定含有铜元素、氧元素、氢元素
D．推理：单质一定含一种元素，含一种元素的纯净物一定是单质
3．2022年10月16日，举世瞩目的中国共产党第二十届全国代表大会在北京胜利召开，习总书记在大会中再次强调促进全社会增强生态环境保护意识，投身生态文明建设。下列行为不利于环境保护的是
A．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品 B．使用新技术提高传统能源的利用效率
C．利用风能实现清洁发电 D．大量使用一次性餐具
4．分析推理是化学学习中常用的思维方法。下列分析推理错误的是
A．在同一化合物中，金属元素显正价，非金属元素不一定都显负价
B．单质由同种元素组成，由同种元素组成的物质一定是单质
C．点燃氢气前要检验氢气的纯度，所以点燃任何可燃性气体前一定要检验气体的纯度
D．同种元素的原子具有相同的质子数，具有相同质子数的粒子不一定是同种元素
5．下列图象（横坐标均为反应时间）能正确反映对应变化关系的是
A．木炭和氧化铁粉末混合高温加热
B．水通电分解
C．完全分解等质量等浓度的过氧化氢溶液
D．镁在氧气中燃烧
6．下列劳动实践与所述的化学知识没有关联的是
选项 劳动实践 化学知识
A 干冰可以作制冷剂 固态二氧化碳升华吸热
B 电解水生成氢气和氧气 水是由氢元素氧元素组成
C 给鱼池增氧 O2可供给呼吸
D 利用活性炭自制简易净水器 碳在常温下化学性质稳定
A．A B．B C．C D．D
7．“化学观念”是初中化学核心素养内涵之一，下列事实的微观解释不正确的是
A．好酒不怕巷子深——分子在不断地运动
B．金刚石和石墨的物理性质不同——碳原子排列方式不同
C．氧气和液氧都能支持燃烧——同种分子，化学性质相同
D．注射器中的气体通过压缩体积会变小——加压时气体分子变小
8．物质由微观粒子构成。下列物质由分子构成的是
A．金刚石 B．干冰
C．铜 D．氯化钠
9．“宏微结合”是化学学科的重要思想之一、下列对宏观事实的微观解释不正确的是
选项 宏观事实 微观解释
A 金刚石和石墨的物理性质差异很大 碳原子的排列方式不同
B 自行车轮胎夏天容易爆裂 气体分子受热变大
C 墙内开花墙外香 分子是不断运动的
D 和化学性质不同 分子构成不同
A．A B．B C．C D．D
10．下列宏观事实的微观解释错误的是
A．端午时节粽飘香—分子是不断运动的
B．CO2和CO的化学性质不同—分子构成不同
C．在一定条件下，二氧化碳气体变成干冰—二氧化碳分子体积变小
D．金刚石、石墨、C60的物理性质有很大差异—碳原子的排列方式不同
11．空气是人类宝贵的自然资源。下列有关说法不正确的是
A．氧气可用作火箭发射的燃料 B．空气可用于工业制备氮气和氧气
C．氦气可用来填充探空气球 D．二氧化碳可用作大棚蔬菜的气体肥料
12．下列关于CO2的实验室制法正确的是
A．制取CO2的药品 B．发生装置
C．收集装置 D．处理实验后药品
二、填空题
13．生活处处有化学，化学与生活密切相关。
(1)《茶经》记载了一种器具名为“漉(lù)水囊”，可分离茶叶和茶水，该设计利用的化学原理是___________(填操作名称)。
(2)为了能及时发现煤气泄漏，常在煤气中加入少量有特殊气味的乙硫醇()，乙硫醇燃烧的化学方程式为，则X的化学式是___________。
(3)为减轻大气污染，我县已经在主城区禁止燃放烟花爆竹。“禁止燃放烟花爆竹”的标识是___________(填字母)。
(4)创新发展材料技术可推动人类社会的进步。
石墨烯(如图)可用作太阳能电池的电极，这里主要利用了石墨烯的___________性。
14．2025年2月7日第九届亚冬会在哈尔滨市举行，我们领略了无穷的冰雪魅力，将冰雪与化学推断题相结合也别有一番乐趣。如图“雪花”中的A、B、C、D、E、F是初中化学常见的六种物质，其中A 是天然气的主要成分，B是一种含有+2价金属元素的黑色固体，C、E是组成元素相同的气体。D是液体，F是气体(其中部分反应物、生成物和反应条件都已省略。“—”表示物质间能相互发生反应，“—”表示物质间能发生转化)请回答：
(1)物质F的化学式___________。
(2)C→E的反应属于___________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一个D分子的质子数是___________。
(4)请写出A 燃烧生成C、D的化学方程式：___________。
15．民以食为天，人类主要通过食用淀粉获得能量。
(1)大米、面粉等食物中的淀粉是绿色植物通过______合成、转化形成的。
(2)2021年9月，中国科学家发表了利用CO2、H2人工合成淀粉的成果。此成果预示着人类能节约土地资源、解决粮食短缺，同时减少CO2排放，缓解______（填环境问题）等。
(3)下图为人工合成淀粉的关键步骤。
①图中转化ⅠCO2和H2转化为甲醇和水的符号表达式为______。
②此人工合成淀粉与光合作用合成淀粉的原理______（选填“相同”、“不同”）。
(4)获得大量H2是人工合成淀粉的重要一步。下图是制氢、贮氢与释氢的一种方法。
①虚线框内制氢的总反应的基本反应类型是______反应（选填“化合”或“分解”）。②写出释氢步骤的反应符号表达式______。
16．加快能源转型升级，发展新质生产力。氢气是最理想的清洁能源，依据不同制取方式，可分为“绿氢”“灰氢”“蓝氢”“紫氢”和“金氢”等。下图带你认识“多彩”的氢。
储氢是实现氢能广泛应用的重要环节，分为物理储氢和化学储氢，前者包括高压气态、低温液态、吸附等储存方式，后者将氢气转化为其他化合物进行储存。“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨，进行储存。
依据上文，回答问题。
(1)电解水制氢的化学方程式为________。
(2)属于“绿氢”和“紫氢”的分别是________和________(填字母序号)。
a．风能发电制氢 b．煤燃烧发电制氢 c．核能发电制氢
(3)从微观角度解释，氢气能被压缩储存的原因是________。
(4)“液氨储氢”属于________(填“物理”或“化学”)储氢。
17．“能力提升，复课共鸣”
下列实验或操作中均有气泡出现。请从 1-3 号容器内，气泡中气体的主要成分属于纯净物或混合物的角度，将下列实验 B 与_______（填字母）分为一类，分类依据是：气泡中气体的成分均属于_______。
A．石灰石与稀盐酸反应
B．检查装置气密性
C．收集呼出的气体
三、实验题
18．气体的制取和性质是初中化学的重要内容，请回答下列问题：
(1)制取氧气
①实验室用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，可选择的收集装置是__________（填字母），该反应的化学方程式为__________。
②实验时在装置A试管口放一团棉花，其目的是__________。
③根据装置F、G所示，实验时，铁丝的一端要系一根火柴，其作用是引燃铁丝，待火柴快燃尽时再插入集气瓶的目的是__________。
(2)制取二氧化碳：用装置B和E制取二氧化碳，发生反应的化学方程式为__________，只能选择装置E作收集装置的理由是__________。
(3)探索月壤制取氧气：月壤中富含钛酸亚铁（），科学家推测，可通过一定条件下的反应利用其制备氧气，为月球基地供氧提供新路径。
①已知中Fe元素的化合价为，Ti元素的化合价为__________。
②结合月球基地的需求，分析利用制备氧气的优势：__________。
四、综合应用题
19．人类的日常生活和工农业生产离不开水。兴趣小组对水的组成展开项目式学习。
【活动一】用燃烧法探究水的组成
(1)点燃氢气前先要______，然后在带尖嘴的导管口点燃气体(如图甲所示)，观察到火焰呈______色。发生反应的符号表达式为______。
【活动二】电解水实验
该兴趣小组利用图乙所示的装置进行电解水实验，先在电解器玻璃管里加满水(含少量氢氧化钠)，再接通直流电源。
实验过程中，同学们发现电解纯水速率较慢。查阅资料获知，调节电压或改变氢氧化钠溶液浓度都会改变电解速率。于是他们进行了多次实验，将实验数据的平均值记录如表、(保持其他条件不变，每次实验收集10mL氧气)
电压 反应时间 氢氧化钠溶液浓度 6V 9V 12V
5% 26分26秒 12分14秒 7分30秒
10% 17分8秒 9分26秒 6分22秒
【实验结论】
(2)该实验的目的是探究电压和______对电解水速率的影响，实验时不选择6V以下电压的原因是______。
(3)分析表中数据可得出的结论是：其他条件相同时，______(写一条)。
《第五单元燃料与二氧化碳》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A D B A D D B B C
题号 11 12
答案 A A
1．B
【详解】A、实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应条件是常温，反应物状态是固体和液体，故选用固液常温型，二氧化碳密度比空气大，故选用向上排空气法收集二氧化碳，该选项不符合题意。
B、碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，该过程生成二氧化碳逸出，导致反应后物质的总质量减少，无法验证质量守恒定律，该选项符合题意。
C、该实验观察到烧杯中有水雾，故可验证蜡烛燃烧产物有水，该选项不符合题意。
D、白磷燃烧消耗氧气，冷却至室温后打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入集气瓶中的水的体积即氧气的体积，该选项不符合题意。
故选B。
2．A
【详解】A、金刚石和石墨的组成元素相同，由于碳原子排列方式不同，物理性质有很大差异，故选项说法不正确；
B、木炭、焦炭、活性炭、炭黑的主要成分都是碳单质，故选项说法正确；
C、某物质受热分解生成氧化铜和水，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则该物质一定含有铜元素、氧元素、氢元素，故选项说法正确；
D、单质是由同种元素组成的纯净物，因此，单质一定只含一种元素，只含一种元素的纯净物一定是单质，故选项说法正确。
故选A。
3．D
【详解】A、研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品，可以减少二氧化碳的含量，减缓温室效应，不符合题意；
B、使用新技术提高传统能源的利用效率，可以节约能源，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意；
C、利用风能实现清洁发电，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意；
D、大量使用一次性餐具，会造成资源浪费，符合题意。
故选D。
4．B
【详解】A、在同一化合物中，金属元素显正价，非金属元素不一定都显负价，例如在氯酸钾中氯元素的化合价为+5。A正确；
B、单质由同种元素组成，由同种元素组成的物质不一定是单质，因为单质是同种元素组成的纯净物，如果由同一种元素组成不同的单质混在一起就是混合物，而不是单质。如氧气和臭氧，都是同种元素氧元素组成的，但却是两种不同的单质，如果这两种单质混合在一起就是混合物。单质的前提必须是纯净物。B错误；
C、可燃性气体中混有氧气点燃时会发生爆炸，点燃前必须检验纯度；氢气是可燃性气体，点燃氢气前要检验氢气的纯度。C正确；
D、质子数相同的粒子不一定属于同种元素。元素是具有相同的核电荷数（或核内质子数）相同的一类原子的总称，但粒子不仅仅表示原子，粒子可以是分子、原子和离子，例如氨气、水、氟化氢、甲烷、氖他们微粒的质子数相同，但不属于同一种元素。D正确。
综上所述：选择B。
5．A
【详解】A、木炭和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，根据反应前后物质的总质量不变，则反应过程中固体质量减小，但不会减为零，该选项正确；
B、电解水时，生成的氧气和氢气的体积比为1：2，质量比为8：1，该选项不正确；
C、二氧化锰为过氧化氢制取氧气的催化剂，能加快反应速率，但不能改变生成氧气的质量，则加入二氧化锰的反应较快，该选项不正确；
D、镁燃烧生成氧化镁，由于：，消耗的镁的质量比氧气多，该选项不正确。
故选A。
6．D
【详解】A、干冰（固态二氧化碳）升华吸热，使周围温度降低，因此可作制冷剂，劳动实践与所述化学知识有关联，不符合题意。
B、电解水生成氢气和氧气，证明水由氢、氧元素组成，劳动实践与所述化学知识有关联，不符合题意。
C、给鱼池增氧是因为氧气可供给鱼类呼吸，劳动实践与所述化学知识有关联，不符合题意。
D、利用活性炭自制简易净水器，是因为活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，而非 “碳在常温下化学性质稳定”，劳动实践与所述化学知识没有关联，符合题意。
故选D。
7．D
【详解】A、好酒不怕巷子深，是因为分子在不断运动，向四周扩散，使人们闻到香味，故A解释正确；
B、金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，故物理性质差异很大，故B解释正确；
C、同种分子化学性质相同，氧气和液氧均是由氧分子构成，故化学性质相同，均能支持燃烧，故C解释正确；
D、注射器中的气体通过压缩体积会变小，是因为分子之间有间隔，加压时，分子之间的间隔变小，分子本身的大小不变，故D解释错误。
故选D。
8．B
【详解】A、金刚石，化学式为C，是由碳原子构成，不是由分子构成，不符合题意；
B、干冰是固态的二氧化碳，化学式为CO2，是由二氧化碳分子构成，符合题意；
C、铜的化学式为Cu，是由铜原子构成，不是由分子构成，不符合题意；
D、氯化钠化学式为NaCl，是由钠离子和氯离子构成，不是由分子构成，不符合题意；
故选B。
9．B
【详解】A、由于碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的物理性质差异很大，A正确；
B、温度高气体分子间的间隔变大，故自行车轮胎夏天容易爆裂，B错误；
C、墙内开花墙外香说明分子是不断运动的，C正确；
D、H2O 和H2O2的分子构成不同，故H2O 和H2O2化学性质不同，D正确。
故选B。
10．C
【详解】A、端午时节粽飘香，是因为粽子中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到粽香，故选项解释正确；
B、CO2和CO的化学性质不同，是因为它们分子的构成不同，不同种的分子化学性质不同，故选项解释正确；
C、在一定条件下，二氧化碳气体变成干冰，是因为二氧化碳分子间的间隔变小，故选项解释错误；
D、金刚石、石墨、C60的物理质有很大差异，是因为碳原子的排列方式不同，故选项解释正确；
故选：C。
11．A
【详解】A、氧气可用作火箭发射的燃料错误，因为氧气没有可燃性，符合题意；
B、空气可用于工业制备氮气和氧气正确，不符合题意；
C、氦气可用来填充探空气球正确，因为氦气的密度比空气小，化学性质稳定，不符合题意；
D、二氧化碳可用作大棚蔬菜的气体肥料正确，不符合题意。
故选A。
12．A
【详解】A、实验室制取二氧化碳，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取，故选项正确；
B、实验室制取二氧化碳，长颈漏斗应该伸入液面以下形成液封，防止生成的二氧化碳气体逸出，故选项错误；
C、二氧化碳密度比空气的密度大，因此用向上排空气法收集，故选项错误；
D、实验后废液中含有稀盐酸，倒入水池会腐蚀下水管道，应集中回收处理，防止污染环境，故选项错误。
故选：A。
13．(1)过滤
(2)
(3)C
(4)导电
【详解】（1）“漉水囊” 分离茶叶和茶水，将不溶性固体（茶叶）和液体（茶水）分开，该设计利用的化学原理是过滤。
（2）在中，反应前有4个C原子、12个H原子、2个S原子、18个O原子；反应后有4个C原子、12个H原子、14个O原子和2X。根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变。所以2X中含有2个S原子和4个O原子，则X的化学式为SO2。
（3）A 、该标志是禁止吸烟标志，不符合题意；
B、该标志是禁止烟火标志，不符合题意；
C、该标志是禁止燃放烟花爆竹标志，符合题意。
故选C。
（4）石墨烯可用作太阳能电池的电极，电极需要导电，这里主要利用了石墨烯的导电性。
14．(1)
(2)吸热
(3)10
(4)
【分析】A是天然气的主要成分，则A为甲烷；A（甲烷）能转化为C、D，C是气体，D是液体，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，则C为二氧化碳、D为水；C（二氧化碳）与E能互相转化，且C、E是组成元素相同的气体，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，则E为一氧化碳；D（水）与F能互相转化，且F能转化为B，B是一种含有+2价金属元素的黑色固体，水在通电条件下分解生成氢气和氧气，氢气在氧气中燃烧生成水，铜与氧气在加热条件下反应生成黑色的氧化铜，则F为氧气、B为氧化铜。
【详解】（1）由分析可知， F为氧气，其化学式为；
（2）由分析可知，C为二氧化碳、E为一氧化碳，则C→E的反应是二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，属于吸热反应；
（3）由分析可知，D为水，在原子中，原子序数=质子数，则一个水分子的质子数为；
（4）由分析可知，A为甲烷、C为二氧化碳、D为水，甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为。
15．(1)光合作用
(2)温室效应
(3) 不同
(4) 分解 MgH2+H2O→Mg（OH）2+H2
【详解】（1）大米、面粉等食物中的淀粉是绿色植物通过光合作用合成、转化形成的；
（2）2021年9月，中国科学家发表了利用CO2、H2人工合成淀粉的成果。此成果预示着人类能节约土地资源、解决粮食短缺，同时减少CO2排放，缓解温室效应等；
（3）①图中转化Ⅰ为CO2和H2在催化剂作用下反应生成甲醇和水，符号表达式为
②此人工合成淀粉与光合作用合成淀粉的原理不同；
（4）①虚线框内制氢的总反应为一定条件下水分解生成氢气和氧气，该反应符合“一变多”的特点，基本反应类型是分解反应；
②释氢步骤的反应为MgH2和水反应生成氢氧化镁和氢气，符号表达式是MgH2+H2O→Mg（OH）2+H2。
16．(1)
(2) a c
(3)分子之间存在间隔
(4)化学
【详解】（1）电解水制氢的反应为水通电分解生成氢气和氧气，该反应的化学方程式为：；
（2）a、绿氢是可再生能源发电制氢，风能属于可再生能源，故风能发电制氢属于绿氢；
b、化石燃料制氢属于灰氢，煤属于化石燃料，故煤燃烧发电制氢属于灰氢；
c、核能发电制氢属于紫氢。
故属于“绿氢”和“紫氢”的分别是a和c；
（3）从微观角度解释，氢气能被压缩储存的原因是：分子之间存在间隔，受压后分子之间的间隔变小；
（4）“液氨储氢”的原理是氢气与氮气在一定条件下生成液氨，进行储存，有新物质生成，属于化学储氢。
17． C 混合物
【详解】A、实验中产生的是二氧化碳气体（石灰石主要成分碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳），排出的是纯净物。
B、从导管排出的气体是空气，是混合物，
C、人体呼出的气体是混合物。
B与C可分为一类，依据是气体的成分都是混合物。
18．(1) C 防止加热时固体粉末随气流进入导管 防止火柴燃烧消耗集气瓶内过多的氧气，保证铁丝顺利燃烧
(2) 二氧化碳密度比空气大，且能溶于水、可与水反应
(3) 月壤中富含钛酸亚铁，可就地取材，直接在月球制取氧气，无需从地球运输，可满足月球基地长期供氧需求
【详解】（1）① 排水法收集的气体比排空气法更纯净，因此要收集较纯净的氧气选装置C；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，按规则配平书写方程式即可。
② 高锰酸钾是粉末状固体，加热时易随氧气流进入导管堵塞导管，试管口棉花的作用就是阻挡固体粉末。
③ 火柴燃烧会消耗氧气，若火柴未燃尽就伸入集气瓶，会消耗大量瓶内氧气，导致铁丝无法燃烧，因此需要待火柴快燃尽再伸入。
（2）实验室用大理石（主要成分为碳酸钙）和稀盐酸反应制取二氧化碳，据此书写方程式；二氧化碳密度大于空气，因此可用向上排空气法（装置E）收集，同时二氧化碳能溶于水且会和水反应，不能用排水法收集，因此只能选择E装置。
（3）① 化合物中正负化合价代数和为0，设Ti化合价为x，已知Fe为+2，O为 2，列式：(+2)+x+3×( 2)=0，解得x=+4。
② 结合题干信息，月壤本身富含钛酸亚铁，因此在月球制氧可以直接利用月球本地资源，不需要从地球运输原料/氧气，适合月球基地长期使用，这是核心优势。
19．(1) 检验氢气的纯度 淡蓝
(2) 氢氧化钠溶液浓度 电压过低，电解速率太慢
(3)电压越大，电解水速率越快(或氢氧化钠溶液浓度越大，电解水速率越快)
【详解】（1）氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火容易发生爆炸，故点燃氢气前先要检验氢气的纯度；
在带尖嘴的导管口点燃气体(如图甲所示)，观察到火焰呈淡蓝色；
氢气燃烧生成水，该反应的符号表达式为：；
（2）由题干及表可知，该实验中氢氧化钠溶液浓度和电压不同，其他因素相同，故该实验的目的是探究电压和氢氧化钠溶液浓度对电解水速率的影响；
由表中数据可知，相同条件下，电压越大，收集10mL氧气所需时间越短，说明相同条件下，电压越大，电解水速率越快，则实验时不选择6V以下电压的原因是电压过低，电解速率太慢；
（3）由表中数据可知，相同条件下，电压越大，收集10mL氧气所需时间越短，或是相同条件下，氢氧化钠溶液浓度越大，收集10mL氧气所需时间越短，说明其他条件相同时，电压越大，电解水速率越快或是其他条件相同时，氢氧化钠溶液浓度越大，电解水速率越快。

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