第6章 燃烧的学问
一、单选题
1.如图是碳资源转化与循环利用的示意图。下列做法与该图体现的理念不相符的是( )
A.将秸秆加工转化为燃料
B.过度开采煤、石油作为燃料
C.二氧化碳作为原料生产尿素
D.将石油精炼,制备合成材料
2.生活中可接触到许多物质,生活中的物质属于有机化合物的是( )
A.熟石灰 B.食盐 C.尿素 D.纯碱
3.我国古代典籍中有“银针验毒”的记载,“银针验毒”的反应原理之一是4Ag+2X+O2=2Ag2S+2H2O.下列有关该反应的说法正确的是( )
A.X是由硫、氢、氧元素组成的
B.X的相对分子质量为68
C.X中氢、硫元素的质量比为1:16
D.X属于有机化合物
4.为了让煤炭充分燃烧,方法可行的是( )
A.碾成粉末 B.升高燃烧温度
C.加以湿润 D.加入石灰石
5.防患于未然,防火胜于救火。下列正确的是
A.油锅着火时,向锅中加入大量青菜来降低油的着火点
B.煤气泄漏时,开灯检查,要迅速打开门窗通风
C.身上着火时,不要乱跑,要就地打滚使火想灭,然后脱掉外套防止复燃
D.可用泡沫灭火器扑灭图书、档案、精密仪器的失火
6.下表中对部分化学实验的改进不能达到实验目的的是
A B C D
改进后的实验 测定氧气含量 探究燃烧条件 CO还原氧化铜
目的 使测定结果更精确 防止燃烧产物污染空气 防止尾气对大气的污染 现象更明显
A.A B.B C.C D.D
7.除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质),所用方法正确的是
A.二氧化碳(一氧化碳)——将气体点燃
B.铜(氧化铜)——在空气中加热
C.水(泥沙)——过滤
D.二氧化碳(氧气)——通过足量的石灰水
8.为了减少大气污染,北京市积极推广使用清洁燃料—压缩天然气。天然气的主要成分是( )
A.甲烷 B.氧气 C.氮气 D.二氧化碳
9.动漫《秦时明月之沧海横流》中有一集为《焚烬无尽》,其中有段剧情是王离火烧大泽山时,农家砍出一片方圆三里的防火带。防火带采用的灭火原理与下列哪个成语原理相似
A.火上浇油 B.蜡炬成灰 C.滴水成冰 D.釜底抽薪
10.逻辑推理是一种重要的化学思维方法。以下推理合理的是
A.CO和CO2的组成元素相同,所以它们的化学性质相同
B.化学变化伴随有能量变化,所以有能量变化的一定是化学变化
C.燃烧需要同时满足三个条件,所以灭火也要同时破坏这三个条件
D.化合物都是由不同元素组成的纯净物,所以只含一种元素的物质一定不是化合物
11.我国南海海底发现的巨大“可燃冰”带,能源总量估计相当于中国石油总量的一半,而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……。“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷(CH4·H2O)晶体,请结合初中化学知识分析下列说法,正确的是
A.可燃冰是天然气和水在降温后形成的冰状固体 B.CH4·H2O的组成元素有三种
C.CH4·H2O中CH4和水的质量比为1∶1 D.可燃冰能燃烧,说明水具有可燃性
12.12月11日,联合国德班气候大会在南非德班闭幕,此次会议各国争论的焦点仍然为如何减少碳排放。下列说法不正确的是
A.加速化石燃料的使用 B.提高现有能源的利用率和转化率
C.加速新能源的开发利用 D.减少使用以原生木浆为原料的纸巾
13.下列物质与空气充分混合后遇明火,一定不会发生爆炸的是
A.沼气 B.面粉 C.铝粉 D.氧化镁
14.下列各组转化中,不能一步实现的组合是(部分反应条件已省略)
A.H2O2H2OH2
B.CaCO3CO2H2CO3
C.KClO3O2Fe2O3
D.C CO2 CO
二、填空题
15.在通常情况下,燃烧需要三个条件:_____;氧气(或空气);达到燃烧所需的最低温度(也叫着火点)。
(1)下面是探究燃烧条件的实验,请你根据实验图示和资料信息回答有关问题。资料信息:白磷和红磷的着火点分别是40℃、240℃。
①铜片上的红磷不燃烧,是因为_____。
②烧杯中水的作用一方面_____,另一方面_____。
(2)为了防止失火造成生命财产的损害,加油站等日常场所常贴有图2的图标,其中表示“严禁烟火”的是_____(填字母序号)。
16.2022年冬季奥运会在北京市和张家口市联合举办,这是中国历史上第一次举办冬季奥运会。请回答下列问题:
(1)冬奥场馆提供的直饮水经过二氧化氯(ClO2)消毒处理,ClO2中氯元素的化合价为______;直饮水含可溶性的钙、镁化合物含量很低属于______(“硬水”或“软水”)。
(2)2008年“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),丙烷为火炬燃烧提供的条件是______,冬奥会“飞扬”火炬使用氢燃料,火炬燃料由氢气替代了丙烷的优点有______。
(3)冬奥会秉持“科技冬奥”,使用多种“黑科技”。下列说法不正确的是______。
a.“水立方”巧变“冰立方”:在游泳池上用水制冰时,水分子变大了
b.“冰丝带”:采用CO2直冷制冰技术,可实现CO2循环利用和碳排放几乎为零
c.“飞扬”火炬选用的碳纤维复合材料,可广泛应用于飞机结构、火箭外壳、机器人等
17.(1)下列关于化石燃料的说法不正确的是______(填字母)。
A.化石燃料属于不可再生能源 B.化石燃料属于清洁能源
C.汽油、柴油等产品可从石油中提取 D.化石燃料都是混合物
(2)推广使用车用乙醇汽油的优点是____________________、____________________。
(3)有待继续开发、利用的新能源有_______________、____________(至少填两种)。
三、简答题
18.下图可探究可燃物燃烧的条件,请你根据图示回答下列问题:
(1)铜片上的红磷为什么没有燃烧?
(2)烧杯中的热水除了提供了热量外还有什么作用?
(3)能够得出燃烧条件之一为“与氧气接触”的实验现象是什么?
四、实验题
19.(探究活动一)为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响,甲同学设计如表对比实验:
氯酸钾的质量 催化剂的种类 催化剂 的质量 反应条件 收集45.0mLO2所需的时间(s)
Ⅰ 3.0g MnO2 1.0g 混合加热 21
Ⅱ xg CuO 1.0g 混合加热 48
(1)表Ⅱ中x的值应为 ___________ ;通过分析上表数据,可以得出的实验结论是:在相同的条件下,KClO3在MnO2作催化剂比CuO作催化剂的分解速率 _______ (选填“快”或“慢”);写出氯酸钾、二氧化锰加热反应的文字表达式 ________ 。
(探究活动二)为探究过氧化氢浓度对过氧化氢分解速率的影响,乙同学设计以下实验:
[进行实验]
室温下,选用50.0g不同溶质质量分数的过氧化氢溶液(1%、2%和4%)分别与0.1g二氧化锰进行实验(如图1,固定夹持仪器略去)。
(2)MnO2在H2O2分解前后其质量和 __________ 没有发生改变,试写出H2O2分解反应的文字表达式 ________ 。
[数据处理]
(3)乙同学进行实验后,获得的相关实验数据记录如表所示:
过氧化氢溶液的质量 过氧化氢的浓度 MnO2的质量 温度 相同时间(10s)内产生O2体积(mL)
Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 20℃ 9
Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 20℃ 16
Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 20℃ 31
①本实验中,测量O2体积的装置也可以选用如图2的哪套装置来代替 _________ (填编号)。
②分析上表数据,可以得出不同浓度的过氧化氢对过氧化氢分解速率影响的结论是: _________
五、综合应用题
20.化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣。
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质?
【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;无水CuSO4遇水变蓝。
【猜想与假设】甲:CO2、H2O;乙:CO、H2O;丙:NH3、CO2、H2O;丁:CO2、CO、H2O。
(1)你认为___________同学的猜想是错误的,理由是___________。
【实验探究】为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置:
(2) A、B装置的顺序能否颠倒?___________ (填“能”或“否”)。
(3)实验中用纯净O2而不用空气的原因是___________。
(4)实验中观察到A中___________,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中黑色粉末变成红色,由此推断丁同学猜想成立
(5)请写出C中黑色粉末变成红色的化学方程式:___________。
【反思与交流】
(6)为避免有毒的CO污染环境,所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是___________。
六、计算题
21.汽车是现代社会不可或缺的交通工具。目前,多数汽车使用的燃料是汽油。化石燃料燃烧会产生大量的二氧化碳和其它有害物质。汽油是混合物,它的主要成分我们可以把它近似看作是,汽油密度约为0.7kg/L。
(1)C8 H16燃烧的化学方程式为______。
(2)请依据化学方程式计算:一辆百公里油耗为10L的汽车,每百公里排放CO2____千克?假设燃料燃烧充分。
(3)根据上述信息,你有什么想说的,用一两句话表达你的看法__________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】 A. 由题中信息可知,可以秸秆加工转化为煤、石油等燃料,正确;B. 过度开采煤、石油作为燃料,会导致能源危机,错误;C. 二氧化碳、氨气、水等在一定条件下反应可制取尿素,所以二氧化碳可作为原料生产尿素,正确;D. 将石油精炼,制备塑料等合成材料,正确。故选B。
2.C
【详解】有机物有成含碳的化合物,有些含碳化合物其性质与无机物非常类似一般归为无机物范畴,例如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等就属于无机物,在四个选项中只有CD含碳,因为纯碱是碳酸盐故不属于有机物。故选C。
点睛:有机物是含碳的化合物,有些化合物虽含碳但不一定是有机物。
3.C
【详解】A、反应前后原子的种类和数目不变,反应物前共有4个银原子、2个氧原子和2个X,反应后共有4个银原子、2个硫原子、4个氢原子、2个氧原子,根据质量守定律可知,还差2个硫原子和4个氢原子应该有2X提供,所以每个X中含有2个氢原子和1个硫原子,即X是由硫元素和氢元素组成的,故选项不正确;
B、由前分析可知X的化学式是H2S,相对分子质量=2+32=34,故选项不正确;
C、每个X中含有2个氢原子和1个硫原子,所以氢、硫元素的质量比=2∶32=1:16,故选项正确;
D、有机物中都含有碳元素,X中不含碳元素,不属于有机化合物,故选项不正确。
4.A
【分析】促进可燃物燃烧的方法有:(1)增大氧气的浓度;(2)增大可燃物与氧气的接触面积。
【详解】将煤粉碎,增大煤与氧气的接触面积,或鼓入空气,增加氧气的浓度,都可以使煤充分燃烧,只有A符合题意,故选A。
【点睛】本题涉及到日常生活中的知识点,和课本上的燃烧知识结合紧密,学生平时要学以致用,提高运用化学知识分析、解决实际问题的能力。
5.C
【详解】A、油锅着火时,向锅中加入大量青菜,能降低温度至可燃物的着火点以下,着火点为物质的固有属性,不能改变,该选项不正确;
B、煤气泄漏时,空气中煤气含量过高,遇到开灯产生的电火花可能会发生爆炸,该选项不正确;
C、身上着火时,就地打滚,能隔绝可燃物,且脱掉外套防止复燃,该选项正确;
D、扑灭图书、档案、精密仪器的失火时,不能用泡沫灭火器,会破坏图书、档案、精密仪器,该选项不正确。
故选C。
6.C
【详解】A、不用酒精灯点燃就不需要打开橡皮塞,所以瓶中的空气没有与外界流通,所以使测定结果更精确,故选项能达到目的;
B、白磷燃烧生成的五氧化二磷被气球收集防止污染空气,故选项能达到目的;
C、一氧化碳有毒不能排放到空气中,但是一氧化碳不和碱液反应,所以不能用于吸收一氧化碳,故选项不能达到目的;
D、关闭弹簧夹后向长颈漏斗内注水,一段时间后长颈漏斗内形成一段液柱且保持不变,说明装置气密性良好,所以现象更明显,故选项能达到目的。
故选:C。
7.C
【详解】A、由于二氧化碳不可燃、也不助燃,故能起到隔绝空气的作用,所以无法点燃二氧化碳中的一氧化碳,错误;
B、主要物质铜在空气中加热会生成杂质氧化铜,除去的是主要物质,而非杂质,错误;
C、泥沙是不溶于水的固体,故可以通过过滤的方法加以分离,正确;
D、二氧化碳和氧气通过足量的石灰水,主要物质二氧化碳会被反应掉,而杂质氧气不反应,错误。
故选C。
【点睛】一般的除杂质题必须同时满足两个条件:①加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应,②反应时不能加入新的杂质。
8.A
【详解】天然气的主要成分是甲烷;
故选:A。
9.D
【分析】农家砍出一片方圆三里的防火带,利用的是隔绝可燃物的方法灭火。
【详解】A、火上浇油是增加可燃物,火燃烧的更旺,不涉及灭火原理。
B、蜡炬成灰是蜡烛燃烧产生灰烬,不涉及灭火原理。
C、滴水成冰是水变为冰,不涉及灭火原理。
D、釜底抽薪是将柴撤离,燃烧停止,利用的是隔绝可燃物的方法灭火。
故选D。
10.D
【详解】A、CO和CO2的组成元素相同,但是分子构成不同,所以它们的化学性质不相同,故推理错误;
B、有能量变化的不一定是化学变化,也可能是物理变化,故推理错误;
C、燃烧需要同时满足三个条件,灭火只要破坏其中的一个条件即可,故推理错误;
D、化合物都是由不同元素组成的纯净物,所以只含一种元素的物质一定不是化合物,故推理正确。
故选D。
11.B
【详解】A、可燃冰是一种结晶水合物,而不是天然气和水在降温后形成的冰状固体,错误;B、根据可燃冰的化学式可以看出,是由碳、氢、氧三种元素组成,正确;C、根据CH4 H2O可知中CH4和H2O的质量比为16:18=8:9;而不是1:1,错误;D、可燃冰能燃烧,是甲烷在燃烧,并不说明水具有可燃性,错误。故选B。
12.A
【详解】A、加速化石燃料的使用,增加了碳排放,是错误的,符合题意;
B、提高现有能源的利用率和转化率,能减少碳排放,是正确的,不符合题意;
C、加速新能源的开发利用,能减少化石燃料的使用,减少碳排放,是正确的,不符合题意;
D、减少使用以原生木浆为原料的纸巾,能减少森林的砍伐,增加二氧化碳的吸收,减少碳排放,是正确的,不符合题意。
故选A。
13.D
【详解】A、沼气的主要成分是甲烷,具有可燃性,与空气混合后,遇明火可能引起爆炸,故错误;
B、面粉具有可燃性,与空气混合后,遇明火可能引起爆炸,故错误;
C、铝粉具有可燃物,与空气混合后,遇明火可能引起爆炸,故错误;
D、氧化镁不具有可燃性,与空气混合后,遇明火不可能引起爆炸,故正确。
故选D。
14.C
【详解】A、过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,电解水生成氢气和氧气,该选项能够一步实现;
B、碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,二氧化碳和水反应生成碳酸,该选项能够一步实现;
C、氯酸钾在二氧化锰催化作用下受热分解生成氯化钾和氧气,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,该选项不能一步实现;
D、碳燃烧生成二氧化碳,高温条件下碳和二氧化碳反应生成一氧化碳,该选项能够一步实现。
故选:C。
15. 可燃物 温度没有达到红磷的着火点 使热水中的白磷隔绝了氧气 给铜片上的白磷燃烧提供了热量 C
【详解】在通常情况下,燃烧需要三个条件:可燃物;氧气(或空气);达到燃烧所需的最低温度(也叫着火点)。故填:可燃物;
(1)铜片上的红磷虽然具有可燃性且与氧气接触,但是其温度没有达到红磷的着火点,所以没有发生燃烧;故填:温度没有达到红磷的着火点;
②铜片上的白磷燃烧,水底的白磷不燃烧,这时烧杯中水的作用是使热水中的白磷隔绝了氧气;铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,这时水的作用是给铜片上的白磷燃烧提供了热量;故填:使热水中的白磷隔绝了氧气;给铜片上的白磷燃烧提供了热量;
(2)A.是禁止燃放烟花爆竹的标志;
B.是禁止吸烟的标志;
C.严禁烟火的标志;
D.禁止携带火种的标志;
故填C。
16.(1) +4##+4价 软水
(2) 可燃物 产物无污染更环保(合理即可)
(3)a
【解析】(1)
根据化合物中各元素化合价代数和为零,设氯元素化合价为,列式:解得,故填:+4或+4价;
含有较少量或不含可溶性的钙、镁化合物的水成为软水,故填:软水;
(2)
丙烷具有可燃性,故为火炬燃烧提供的条件是:可燃物;氢气燃烧后生成的是水,故火炬燃料由氢气替代了丙烷的优点有:产物无污染更环保(合理即可);
(3)
a、在游泳池上用水制冰时,水结成冰后体积变大,水分子间隔变大了,不是分子变大,选项错误;
b、采用CO2直冷制冰技术,碳排放值趋近于零,可减缓温室效应,选项正确;
c、“飞扬”火炬选用的碳纤维复合材料,可广泛应用于飞机结构、火箭外壳、机器人等,选项正确;
故选:a。
17. B 节省石油资源 减少汽车尾气的污染 太阳能 风能等
【详解】(1)A、煤、石油、天然气都是不可再生能源.故A正确;
B、煤、石油、天然气燃烧都能产生污染物,不是清洁能源,故B不正确;
C、石油中含有汽油、柴油等成分,可以通过分馏得到,故C正确;
C、煤、石油、天然气都是多种物质构成的混合物,故D正确。故选B。
(2)乙醇的主要含有碳、氢、氧三种元素,能够燃烧充分,燃烧时生成二氧化碳和水,污染较小,故使用乙醇作为燃料,可以节省石油资源,减少汽车尾气的污染。
(3)有待继续开发、利用的新能源有太阳能,风能、地热能、潮汐能等。
18.(1)温度未达到红磷的着火点
(2)水除了提供了热量外,还起到隔绝的空气(氧气)作用
(3)铜片上的白磷燃烧,水中的白磷没有燃烧
【详解】(1)燃烧的三要素:①可燃物②与空气(氧气)接触;③温度达到可燃物着火点,三者缺一不可;铜片上的红磷和白磷均与氧气接触,而铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧,是由于红磷的着火点为260°C,温度未达到红磷燃烧的着火点;故答案为:温度未达到红磷的着火点;
(2))热水除了提供热量,也可以起到隔绝空气(氧气),隔绝了水中白磷与空气接触;故答案为:水除了提供了热量外,还起到隔绝的空气(氧气)作用;
(3)铜片上的白磷与氧气接触,温度达到白磷的着火点,白磷燃烧;水中的白磷没有接触氧气,温度达到了白磷的着火点,白磷没有燃烧,说明燃烧条件之一为要“与氧气接触”;故答案为:铜片上的白磷燃烧,水中的白磷没有燃烧。
19. 3.0 快 氯酸钾氯化钾+氧气 化学性质 过氧化氢水+氧气 c 在相同的条件下过氧化氢浓度越大,过氧化氢的分解速率越快
【详解】(探究活动一)
(1)因为要探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响,应采用控制变量法改变单一变量催化剂的种类,因此表Ⅱ中x的值应为3.0;通过分析上表数据,比较收集45.0mLO2所需的时间,可以得出的实验结论是:在相同的条件下,KClO3在MnO2作催化剂比CuO作催化剂的分解速率快;氯酸钾、二氧化锰加热反应的文字表达式为氯酸钾氯化钾+氧气。故填:3.0;快;氯酸钾氯化钾+氧气。
(探究活动二)[进行实验]
(2)MnO2在反应中作为催化剂,因此MnO2在H2O2分解前后其质量和化学性质没有发生改变, H2O2分解在MnO2的催化下分解生成水和氧气,H2O2分解反应的文字表达式为过氧化氢水+氧气。故填:化学性质;过氧化氢水+氧气。
[数据处理]
(3)①本实验中,测量O2体积的装置应选择排水法来收集氧气,用量筒来测量排出的水,即为氧气的体积;测量时氧气应从短管进,长管便于排出水,故选择c装置。故填:c。
②分析上表数据,通过比较相同时间(10s)内产生O2体积(mL),可以得出不同浓度的过氧化氢对过氧化氢分解速率影响是:在相同的条件下过氧化氢浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。故填:在相同的条件下过氧化氢浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。
20.(1) 丙 化学反应前后元素的种类不变,反应前不含氮元素,生成物中不可能生成氨气(合理即可)
(2)否
(3)空气中含有CO2和H2O,干扰对产物的鉴别
(4)无水CuSO4变蓝
(5)
(6)氧气充足
【解析】(1)
甲烷燃烧不能生成氨气,因为化学反应前后元素的种类不变,反应前不含氮元素,生成物中不可能生成氨气,所以丙同学的猜想是错误的;
(2)
如果A、B装置的顺序颠倒,则混合气体从B中出来后,会带上水蒸气,再通过A装置时,如果无水硫酸铜变蓝色,使硫酸铜变蓝色的水可能是甲烷燃烧产生的,也可能是从石灰水中挥发出来的,也可能是二者都有,这样就影响了水的鉴别,故AB装置不能颠倒,否则无法确定甲烷燃烧产物中是否含有水。
(3)
实验中用纯净O2而不用空气的原因是空气中含有CO2和H2O,干扰对产物的鉴别;
(4)
丁同学猜想成立,则甲烷燃烧生成了CO2、CO、H2O,实验中A装置中是无水CuSO4,无水CuSO4遇水变蓝;
(5)
C中红色粉末变成黑色是氧化铜和一氧化碳在高温下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(6)
当氧气充足,并且与氧气充分接触时,含碳元素的物质完全燃烧能生成二氧化碳,不能生成一氧化碳。
21.(1)2C8 H10+24O2 16CO2+16H2 O(2)22千克(3)绿色出行,从乘坐公共交通工具开始等都可以
【详解】C8 H16燃烧是C8 H16和氧气在点燃的情况下生成二氧化碳和水,对应的化学方程式为2C8 H10+21O2 16CO2+10H2 O。
一辆百公里油耗为10L的汽车,其质量为0.7kg/L×10L=7kg
设每百公里排放CO2的质量为x
汽车出行产生大量温室气体,绿色出行,从乘坐公共交通工具开始等都可以。
答:(1)C8 H16燃烧的化学方程式为2C8 H16+24O2 16CO2+16H2 O
(2)一辆百公里油耗为10L的汽车,每百公里排放CO2 22千克。
(3)绿色出行,从乘坐公共交通工具开始等都可以。
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