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第五单元 燃料与二氧化碳 科粤版（2024）九年级上册 单元检测
一、选择题（共12 个小题，每小题3分，共36分。每小题只有一个选项符合题意）
1．实现碳中和，实施“推崇绿色生活，共筑高质量发展”，下列符合这一主题的是（ ）
A．将废旧电池进行深埋处理 B．澄清的工业废水可直接排放
C．推广使用清洁能源 D．增高烟囱排放废气
2．透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状、空心球体结构的都是由碳元素组成的单质。常温下为固体，能与钾等金属反应生成超导材料，如图所示的独特结构使之可能在催化、医学等领域具有广泛应用。
金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，它们的物理性质存在着明显差异，其原因是构成它们的原子（ ）
A．种类不同 B．排列顺序不同
C．质量不同 D．排列方式不同
3．透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状、空心球体结构的都是由碳元素组成的单质。常温下为固体，能与钾等金属反应生成超导材料，如图所示的独特结构使之可能在催化、医学等领域具有广泛应用。
关于的说法中不正确的是（ ）
A．分子具有空心球体结构
B．是一种新型化合物
C．每个分子由60个碳原子构成
D．可能在催化领域具有广泛应用
4．下列过程中发生化学变化的是（ ）
A．蜡烛燃烧产生炭黑 B．玻璃刀裁玻璃
C．检查石墨的导电性 D．用活性炭净水
5．对煤和石油的综合利用，开创了辉煌的化学工业。下列说法不正确的是（ ）
A．利用沸点不同分馏石油制得汽油、柴油等产品，发生了分解反应
B．煤的综合利用可以通过将煤隔绝空气加强热分解或与其他物质反应来实现
C．我国煤炭资源丰富，石油和天然气资源却相对不足
D．液化石油气也是石油化工的一种产品
6．鉴别甲烷、氢气、一氧化碳可选用的方法是（ ）
A．分别加入澄清石灰水
B．分别倒入紫色石蕊溶液
C．分别点燃，检验完全燃烧的产物
D．分别点燃，观察火焰颜色
7．如图是实验室制取二氧化碳气体的常用装置，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．试剂为稀硫酸
B．甲装置中的分液漏斗下端须浸入液面以下
C．选择乙装置收集，气流方向为进出
D．选择乙装置利用浓硫酸干燥，气流方向为进出
8．下列关于二氧化碳、一氧化碳的说法错误的是（ ）
A．构成：二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同，是因为构成它们的原子不同
B．性质：一氧化碳具有可燃性，二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧
C．转化：在一定条件下，一氧化碳和二氧化碳可以相互转化
D．用途：一氧化碳可以冶炼金属，二氧化碳可以灭火
9．为探究二氧化碳的部分性质，设计实验装置如图（已知：无水氯化钙可以用来干燥气体），实验时加热干冰位置的玻璃管，下列说法正确的是（ ）
A．图中的无水氯化钙可以用氢氧化钙代替
B．实验中观察到、、处试纸都变红色
C．处火焰先熄灭说明不支持燃烧
D．该实验证明可以和水发生反应
10．将两份等质量但形状不同的石灰石（含量相同）分别与足量同体积、同浓度的稀盐酸反应，进行图甲所示的实验，测得压强变化如图乙。可通过压强数值比较不同形状的石灰石与稀盐酸的反应速率。下列说法不正确的是（ ）
甲 乙
A．曲线①表示块状石灰石和稀盐酸反应
B．点对应的完全反应
C．对比、点可知，粉末状石灰石比块状石灰石反应速率更快
D．对比、点可知，粉末状石灰石比块状石灰石反应速率更快
11．实验是学习化学的基础，下列实验操作不能达到目的的是（ ）
A．鉴别和分别点燃，观察火焰颜色
B．鉴别和分别通入紫色石蕊溶液中，观察现象
C．除去中少量的将混合气体通过足量澄清石灰水，干燥
D．除去中少量的将混合气体通过灼热的氧化铜
12．我国首次将太阳能规模转化为液体燃料甲醇，又称“液态阳光”技术。其合成项目示意图如图所示，下列有关说法不正确的是（ ）
A．反应Ⅰ的化学方程式为
B．反应Ⅱ中和的分子个数比为
C．生产甲醇，理论上可以吸收
D．实现了的资源化利用和“零碳”排放
二、填空及简答题（共4小题，除特殊标注外，每空2分，共32分）
13．（7分）碳和碳的氧化物与我们的生活密切相关，请依据下图回答问题。
甲 乙 丙 丁
（1） 图甲是碳原子的结构示意图，其质子数为____（1分），该元素位于元素周期表中第____（1分）周期。
（2） “碳家族”的成员很多，用途很广，图乙中利用金刚石______（1分）的物理性质，图丙中用到的碳单质是____（1分），图丁中吸味剂的主要成分是______（1分）。
（3） 用同种元素组成的不同单质互称同素异形体，如金刚石和石墨。下列属于同素异形体的有____（填序号）。
A．和 B．和 C．和
14．（8分）环境保护、能源利用被人们广泛关注。
（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。天然气已成为城市居民生活所用燃料，写出天然气充分燃烧的化学方程式：____________________________。
（2） 许多家庭以天然气为燃料，当发现天然气泄漏时，应先关闭天然气灶阀门使火焰熄灭，其灭火原理是________。
（3） 为及时发现燃气泄漏，常在燃气中加少量有难闻气味的乙硫醇，乙硫醇完全燃烧的化学方程式为，的化学式为________。
（4） 国务院颁布《年节能降碳行动方案》。下列选项符合节能降碳行动的是______（填序号）。
A.纸张双面打印 B.燃放烟花爆竹
C.少用一次性筷子 D.发展火力发电
15．（8分）自然环境由岩石圈、大气圈、水圈等组成，各圈层之间的物质和能量不停循环，其中“碳循环”是自然界存在的重要循环（如图甲所示），这些循环既跟物质的组成、结构和性质有关，也受人类活动的影响，并通过复杂的物理变化和化学变化实现。
甲
阅读分析，解答问题。
（1） 自然界中产生氧气的主要途径是________。
（2） 自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的，图甲中消耗二氧化碳的途径之一是通过海水吸收空气中的二氧化碳，海水吸收二氧化碳的原理之一是利用水与二氧化碳反应，发生的化学方程式是______________________。
（3） ［偏难］《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，“酢”即醋酸。我国科研人员研究出用二氧化碳与甲烷在催化剂的条件下制取醋酸的新方法，新方法反应的微观示意图如图乙所示，请写出该反应的化学方程式：____________________________，新方法有助于缓解____________。
乙
16．（8分）阅读科普短文，回答相关问题。
2024年3月5日，国务院总理李强在政府工作报告中提出：要积极稳妥推进碳达峰、碳中和。加强大型风电光伏基地和外送通道建设，发展新型储能，促进绿电使用和国际互认，确保经济社会发展用能需求。绿电泛指可再生能源发电项目所产生的电力。2023年3月25日，我国首次将光伏发电制成固态氢能应用于电力系统。2023年12月，国家发展改革委发布《产业结构调整指导目录》，将“氢能技术与应用、可再生能源制氢”作为鼓励类产业方向。
步骤1：光伏发电制氢。利用太阳能产生的余电，将水分解并转化为氢气，可以得到“绿氢”。
步骤2：固态储氢。利用固体与氢气发生物理吸附或化学反应等作用，可以把氢气储存起来。如镁镍合金储氢原理之一是镁在一定条件下与氢气发生反应生成氢化镁。
步骤3：固态氢能发电。在一定条件下将固态储氢装置释放的氢气注入燃料电池。氢气在燃料电池中与氧气发生反应，产生直流电，实现能量的转化，为我们提供“绿电”。
能源站通过氢能的制取、存储、发电、加氢一体化，实现“绿电”与“绿氢”之间的灵活转换，很好地解决了新能源发电的随机性、季节性波动强的难题。
（1） 氢能作为能源新贵，其优点是________________（写一点即可）。
（2） 镁镍合金在储氢过程中发生____（填“物理”或“化学”）变化。
（3） 在高压条件下，氢气能被压入电池中，高压加注时氢分子间的间隔变____（填“大”或“小”）。
（4） 太阳能电池需要大量的单质硅，单质硅是由石英固体与碳在高温条件下反应制得的，同时生成一种可燃性气体，该反应的化学方程式为______________________。
三、实验及探究题（共2小题，每空2分，共24分）
17．（9分）实验是化学探究的重要途径。回答下列问题。
（1） 如图一，将一小块干冰放进一个塑料袋，将袋口扎紧，一段时间后，塑料袋鼓起。从微观角度分析，塑料袋鼓起的主要原因是____________，该过程____（填“吸收”或“放出”）（1分）能量。
一
（2） 如图二，①③是湿润的紫色石蕊试纸条，②是干燥的紫色石蕊试纸条。能说明与水发生反应的证据是__________________________。
二
（3） 如图三，探究汽油的元素组成（忽略空气中的和的影响）。实验中，要使汽油燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中，需要进行的操作是________________。观察到漏斗内壁出现水珠，试管中澄清石灰水变浑浊，可推测汽油中一定含有的元素是______________。
三
18．（14分）烟花爆竹是节日庆典的传统消费品，其具有易燃易爆的危险属性。某兴趣小组的同学针对烟花展开了如下项目式探究。
任务一：了解烟花有颜色的原理
【查阅资料】烟花是在火药（主要成分为硫黄、炭粉、硝酸钾等）中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属的化合物制成的。不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，使烟花在空中爆炸时放出五彩缤纷的火花。
所含金属元素 钠 钾 钙 铜 钡
呈现颜色 黄 浅紫 砖红 绿 黄绿
【交流讨论】
（1） 若在烟花燃放时呈现了____色的火焰，则可能是加入了硝酸钡。
任务二：探究燃放烟花爆竹的气体产物
【提出问题】烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体
【查阅资料】①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫黄，有的还含氯酸钾。
不但能使澄清石灰水变浑浊，而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液常用于吸收。
【作出猜想】
（2） 小明猜想是________；小红猜想是；小玥猜想是和。
【实验探究】
（3） 兴趣小组的同学设计了如图所示的装置（假设实验中每步反应均完全进行），并对实验现象和结论进行下列推测：
实验现象 实验结论
推测① 装置A、B中溶液不褪色，装置C中澄清石灰水变浑浊 小明猜想正确
推测② 装置A中溶液褪色，装置B中溶液不褪色，装置C中澄清石灰水不变浑浊 小红猜想正确
推测③ ________________________________ 小玥猜想正确
【反思评价】
（4） 装置A的作用是____________________________，装置C中发生反应的化学方程式为________________________________。
（5） 装置A、C的顺序能否颠倒？请说明理由：____________________________________________________________________________。
（6） 兴趣小组经实验得出小玥猜想正确，你认为燃放烟花爆竹后产生的主要环境问题是________________________（写一种即可）。
四、计算题（共1小题，共8分）
19．（8分）娟娟从家中的钙片说明书中发现其成分中含有碳酸钙。为了探究钙片中碳酸钙的含量，娟娟取了钙片于烧杯中，向其中加入稀盐酸（足量，钙片中其他成分不参与反应），充分反应后，称得烧杯中剩余物质的质量为。请计算：
（1） 反应中产生的质量为____（2分）。
（2） 请计算该钙片中碳酸钙的质量分数（写出计算过程）（6分）。
参考答案
1．【答案】C
将废旧电池进行深埋处理，会导致电池中的重金属污染土壤和地下水，对环境造成严重危害，错误；澄清的工业废水可能仍含有许多有害物质，直接排放会污染水体，错误；推广使用清洁能源，如太阳能、风能、水能等，有助于减少对传统化石能源的依赖，降低二氧化碳等温室气体的排放，正确；增高烟囱排放废气，只是将废气排放到更高的空中，并没有减少废气中污染物的含量，这些污染物依然会对大气环境造成污染，错误。
2．【答案】D
金刚石、石墨和的物理性质存在明显差异是因为碳原子的排列方式不同。故选。
3．【答案】B
是由一种元素组成的纯净物，属于单质，错误。
4．【答案】A
蜡烛燃烧产生炭黑，生成了新物质，属于化学变化；玻璃刀裁玻璃，只是物质形状的改变，无新物质生成，属于物理变化；检查石墨的导电性，无新物质生成，属于物理变化；用活性炭净水，只是将杂质吸附在活性炭表面，无新物质生成，属于物理变化。故选。
5．【答案】A
分馏石油是根据石油中各成分的沸点不同，通过加热和冷凝进行物理分离的过程，没有新物质生成，是物理变化，错误。
6．【答案】C
甲烷、氢气、一氧化碳均不与澄清石灰水反应，均无明显现象，不能鉴别，不符合题意；甲烷、氢气、一氧化碳均不能使紫色石蕊溶液变色，不能鉴别，不符合题意；甲烷、氢气和一氧化碳完全燃烧产物不同，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，氢气完全燃烧生成水，一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳，点燃后，用澄清石灰水检验二氧化碳，用干燥烧杯检验水，现象不同，可以鉴别，符合题意；甲烷、氢气、一氧化碳燃烧时火焰颜色相似，难以区分，不能鉴别，不符合题意。
7．【答案】C
实验室使用稀盐酸制取二氧化碳，不使用稀硫酸，因为稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，会附着在碳酸钙表面阻碍反应进行，错误；利用分液漏斗制取二氧化碳时，不需要将分液漏斗下端浸入液面以下，错误；二氧化碳密度比空气大，收集二氧化碳时应采用向上排空气法，气体应从长管通入，将空气从短管排出，正确；选择乙装置利用浓硫酸干燥二氧化碳，需要浓硫酸和二氧化碳充分接触，所以二氧化碳从长管进入，错误。
8．【答案】A
二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同，是因为它们的分子结构不同，错误；一氧化碳具有可燃性，可以燃烧，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，正确；一氧化碳和二氧化碳在一定条件下可以相互转化，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，正确；一氧化碳具有还原性，能用于冶炼金属，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大，所以可用于灭火，正确。
9．【答案】D
二氧化碳能与氢氧化钙反应，图中的无水氯化钙不能用氢氧化钙代替，错误。二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使蓝色石蕊试纸变红色，实验中观察到、处试纸变红色，处试纸不变色，错误。二氧化碳的密度比空气的大，不燃烧也不支持燃烧，处火焰先熄灭，错误。处试纸不变色，说明二氧化碳不能使蓝色石蕊试纸变红色；加热干冰位置的玻璃管后，、处试纸变红色，该实验证明可以和水发生反应，正确。
10．【答案】A
粉末状石灰石与稀盐酸的接触面积大，反应速率快，由图乙可知，曲线①压强变化快，说明反应速率快，所以曲线①表示粉末状石灰石和稀盐酸反应，错误；碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，由图乙可知，点时压强不再变化，说明点对应的完全反应，正确；由图乙可知，、点时间相等，点对应压强大于点，说明相同时间内粉末状石灰石与稀盐酸反应产生二氧化碳更多，即粉末状石灰石比块状石灰石反应速率更快，正确；由图乙可知，、点压强相等，点对应时间短于点，说明达到相同压强即产生等量的气体时，粉末状石灰石与稀盐酸反应所需时间更短，即粉末状石灰石比块状石灰石反应速率更快，正确。
11．【答案】A
选项 正误 分析
× 氢气燃烧时火焰为淡蓝色，一氧化碳燃烧时火焰为蓝色，两者火焰颜色相似，无法通过观察火焰颜色进行鉴别
√ 分别通入紫色石蕊溶液中观察现象，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，而一氧化碳不能使紫色石蕊溶液变红，现象不同，可以鉴别
√ 澄清石灰水中的氢氧化钙能与反应生成碳酸钙沉淀和水，足量澄清石灰水可吸收；不与澄清石灰水反应，干燥后可除去水分，得到较纯净的
√ 一氧化碳具有还原性，能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳；不与反应。因此，混合气体通过灼热后，被转化为，杂质被除去，得到较纯净的
12．【答案】B
反应Ⅰ为水在光伏发电作用下分解生成氢气和氧气，化学方程式为 ，正确；反应Ⅱ为二氧化碳和氢气在一定温度和催化剂的条件下反应生成甲醇和水，反应的化学方程式为，故二氧化碳和氢气的分子个数比为，错误；设生产甲醇，理论上吸收二氧化碳的质量为，
，，正确；该项目能消耗二氧化碳，可以有效降低空气中含量，可以实现的资源化利用和“零碳”排放，正确。
13．【答案】（1） 6；二
（2） 硬度大；石墨；活性炭
（3） B
（1） 在原子结构示意图中，圆圈内的数字即为质子数，因此碳原子核内有6个质子；在原子结构示意图中，原子的电子层数该元素所在的周期数，碳原子的核外有2个电子层，因此碳元素在元素周期表中位于第二周期。
（2） 金刚石是天然存在的最硬的物质，图乙中利用金刚石硬度大的物理性质制玻璃刀切割玻璃；图丙中用到的碳单质是石墨，石墨质软，且呈深灰色，可用于制铅笔芯；图丁中吸味剂的主要成分是具有吸附性的活性炭。
（3） 和组成元素相同，但属于化合物，不是单质，不属于同素异形体，不符合题意。和是由氧元素组成的不同单质，属于同素异形体，符合题意。可表示钠单质或钠原子，表示钠离子，不表示物质，和不属于同素异形体，不符合题意。
14．【答案】（1）
（2） 清除可燃物
（3）
（4）
（1） 天然气的主要成分是甲烷，甲烷充分燃烧时，与氧气反应生成二氧化碳和水，化学方程式为。
（2） 关闭天然气灶阀门后，切断了天然气的供应，即移除了燃烧所需的可燃物，从而使火焰熄灭。
（3） 根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变，反应物中有4个原子、12个原子、2个原子、18个原子，已知的生成物中有4个原子、12个原子、14个原子，因此中含2个原子和4个原子，的化学式为。
（4） 纸张双面打印可以减少纸张使用，降低造纸能耗和树木砍伐，符合节能降碳行动，符合题意；燃放烟花爆竹，会产生大量烟尘、二氧化硫和二氧化碳等，增加空气污染和碳排放，不符合题意；少用一次性筷子可以减少木材消耗，保护森林，符合节能降碳行动，符合题意；火力发电主要依赖煤、石油等化石燃料，燃烧产生大量二氧化碳，增加碳排放，不符合题意。
15．【答案】（1） 光合作用
（2）
（3） ；温室效应加剧
（1） 光合作用的原料是二氧化碳和水，生成物是氧气和有机物，所以自然界中产生氧气的主要途径是光合作用。
（2） 水和二氧化碳反应生成碳酸，化学方程式为。
（3） 由微观示意图可知，该反应是二氧化碳和甲烷在催化剂的条件下反应生成醋酸，化学方程式为,该反应消耗了二氧化碳，所以新方法有助于缓解温室效应加剧。
16．【答案】（1） 无污染（合理即可）
（2） 化学
（3） 小
（4）
（1） 氢能作为能源新贵，其优点是热值高；燃烧产物是水，无污染；原料来源广泛等。
（2） 镁在一定条件下与氢气发生反应生成氢化镁，有新物质生成，所以镁镍合金在储氢过程中发生化学变化。
（3） 在高压条件下，氢气能被压入电池中，高压加注时氢分子间的间隔变小。
（4） 单质硅是由石英固体与碳在高温条件下反应制得的，同时生成一种可燃性气体，根据质量守恒定律，可燃性气体是一氧化碳，二氧化硅和碳在高温的条件下反应生成硅和一氧化碳，化学方程式为 。
17．【答案】（1） 分子间隔变大；吸收
（2） ①③试纸条变红，②试纸条不变红
（3） 向外拉注射器活塞；碳元素和氢元素
（1） 将一小块干冰放进一个塑料袋，将袋口扎紧，一段时间后，塑料袋鼓起。从微观角度分析，塑料袋鼓起的主要原因是二氧化碳分子间的间隔变大，该过程吸收能量。
（2） 紫色石蕊遇酸性物质变红，二氧化碳与水反应生成碳酸，证明与水反应的实验现象为①③试纸条变红，②试纸条不变红。
（3） 实验中，要使汽油燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中，需要进行的操作是向外拉注射器活塞，试管中的气压减小，在外界大气压作用下，汽油燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中；观察到漏斗内壁出现水珠，说明反应生成水，水中氢元素来自汽油，试管中澄清石灰水变浑浊，说明反应生成二氧化碳，二氧化碳中的碳元素来自汽油，因此汽油中一定含有碳元素和氢元素。
18．【答案】（1） 黄绿
（2）
（3） 装置A中溶液褪色，装置B中溶液不褪色，装置C中澄清石灰水变浑浊
（4） 验证二氧化硫，并除尽二氧化硫；
（5） 不能颠倒，因为气体中含有二氧化硫时，也能使澄清石灰水变浑浊，影响对二氧化碳的检验
（6） 形成酸雨（或加剧温室效应）
（1） 由表中信息可知，若在烟花燃放时呈现了黄绿色的火焰，则可能是加入了硝酸钡。
（2） 因为小红猜想是，小玥猜想是和，所以小明猜想是。
（3） 不但能使澄清石灰水变浑浊，而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色。实验结论为小玥猜想正确，所以对应实验现象为装置中溶液褪色，装置中溶液不褪色，装置中澄清石灰水变浑浊。
（4） 装置的作用是验证二氧化硫，并除尽二氧化硫，装置中发生反应的化学方程式为。
（5） 装置、的顺序不能颠倒，因为气体中含有二氧化硫时，也能使澄清石灰水变浑浊，影响对二氧化碳的检验。
（6） 空气中二氧化硫含量高会导致酸雨；空气中二氧化碳含量过高会加剧温室效应。
19．【答案】（1） 4.4
（2） 解：设钙片中碳酸钙的质量为。
则该钙片中碳酸钙的质量分数为。
答：该钙片中碳酸钙的质量分数为。
（1） 钙片中的碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，其他成分不参与反应，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则反应中产生的质量为。
（2） 根据反应中产生的质量结合化学方程式计算出钙片中碳酸钙的质量，进而计算出该钙片中碳酸钙的质量分数。

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