备战2022年中考化学母题题源解密-专题16燃料的开发与利用

专题16燃料的开发与利用考向1化学反应中的能量变化\o"中国教育出版网\"【母题来源】2021年中考湖南益阳卷【母题题文1】物质发生化学变化时伴随有能量变化。下列说法正确的是A．化学反应过程中都会有放热现象B．人类利用的能量都是通过化学反应获得的C．化学能可转变成电能，如天然气燃料电池已被应用于城市客车的驱动电源D．人体能维持恒定体温，主要是蛋白质在酶的催化下转变成CO2和H2O，放出热量【答案】C【详解】A．有些化学反应放出热量，有些化学反应需要吸收热量，如加热高锰酸钾制取氧气，故A错误；B．人类利用的能量大部分是通过化学反应获得的，还可以通过其他途径获取能量，如太阳能、风能等，故B错误；C．化学能可转变成电能，如天然气燃料电池已被应用于城市客车的驱动电源，故C正确；D．糖类是人体最主要的供能物质，人体能维持恒定体温，主要是糖类在酶的催化下转变成CO2和H2O，放出热量，故D错误。故选：C。\o"中国教育出版网\"【命题意图】本题考查化学反应中的能量变化情况【命题方向】考查不同化学反应的吸热和放热情况，以及能量对人类生产生活的重要意义。【得分要点】1．化学反应中的能量变化通常为放热或者吸热（1）放热现象：物质的燃烧，金属与酸的反应等过程中都伴随着__放热_____的现象。（2）吸热现象：高锰酸钾分解，碳和二氧化碳的反应等过程中都伴随着____吸热_____的现象。2．人类生活对化学能的利用（1）生活燃料的利用：如___取暖______、做饭等。（2）利用燃料燃烧产生的能量：如火力发电、烧制陶瓷、冶金、发射火箭等。（3）利用爆炸产生的能量：如开山炸石、拆除违章建筑等。（4）利用食物在体内发生化学反应放出的能量，可维持体温和日常活动所需的能量。考向2化石燃料的利用\o"中国教育出版网\"【母题来源】2021年中考江苏扬州卷【母题题文1】天然气（主要成分为CH4）作为清洁能源，正逐步走进城乡居民生活。（1）“西气东输”工程利于国家能源和产业结构调整，极大改善了沿线居民生活质量。①为防止传输天然气的钢管被腐蚀，可采取的措施有______（写出一种）。②CH4完全燃烧的化学方程式是______，该过程______（填“释放”或“吸收”）能量。③天然气的使用可有效减少酸雨形成。下列现象与酸雨有关的是______。A．石刻文物被腐蚀B．全球海平面上升（2）工业上以CH4为原料生产H2，制取原理如下图所示：\o"中国教育出版网\"已知变换塔、洗涤塔发生的主要反应依次是：\o"中国教育出版网\"，\o"中国教育出版网\"①“转化炉”中有H2产生，参加反应的CH4与H2O的质量比\o"中国教育出版网\"______。②“洗涤塔”中气体从塔底通入，水从塔顶喷淋。这样操作的优点是______。③若有32gCH4参与反应（假设各步反应都完全转化），理论上可制得______gH2。（3）我国是世界上首个成功试采海域可燃冰的国家。可燃冰是CH4被H2O分子形成的笼包裹，在海底低温和高压作用下形成的结晶物质。\o"中国教育出版网\"①可燃冰样品常存放于液氮储存罐中，其原因是______。②可燃冰有多种结构，某H型可燃冰的化学式为CH4·xH2O，分析其结构发现：平均34个H2O分子构成6个笼，每个笼只容纳一个CH4或H2O分子，这6个笼内容纳的CH4与H2O分子个数比是______（填最小整数比）。【答案】在钢管内外刷漆\o"中国教育出版网\"释放A8：9水与二氧化碳能充分反应，将二氧化碳完全吸收；16防止甲烷泄露；1：9【详解】（1）①为防止传输天然气的钢管被腐蚀，可采取的措施有在钢管内外刷漆，隔绝空气和水，防止被腐蚀。②CH4完全燃烧的化学方程式是\o"中国教育出版网\"，该过程释放能量。③A．石刻文物被腐蚀与酸雨有关B．全球海平面上升与二氧化碳大量排放造成的温室效应有关；故选A。（2）①“转化炉”中有H2产生反应的化学方程式为\o"中国教育出版网\"，参加反应的CH4与H2O的质量比\o"中国教育出版网\"；②“洗涤塔”中气体从塔底通入，水从塔顶喷淋。这样操作的优点是水与二氧化碳能充分反应，将二氧化碳完全吸收；③设转化炉中生成的氢气的质量为x，生成的一氧化碳的质量为y。\o"中国教育出版网\"\o"中国教育出版网\"设变换炉中生成的氢气的质量为z。\o"中国教育出版网\"\o"中国教育出版网\"z=4g因此理论上可制得12g+4g=16gH2。（3）①由题干可知，可燃冰是CH4被H2O分子形成的笼包裹，在液氮的作用下水分子能够牢牢包裹甲烷分子，因此可燃冰样品常存放于液氮储存罐中，其原因是防止甲烷泄露；②平均34个H2O分子构成6个笼，每个笼只容纳一个CH4或H2O分子，同时根据H型可燃冰的化学式，则说明有2个笼被游离H2O分子填充，因此水分子的个数为34+2=36，甲烷分子个数=6-2=4，因此这6个笼内容纳的CH4与H2O分子个数比是4：36=1：9；\o"中国教育出版网\"【命题意图】本题主要考查化石燃料的开发与利用情况。【命题方向】考查三大化石燃料的特点；不同化石燃料燃烧的化学方程式书写等。【得分要点】1．三大化石燃料（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【特别提醒】为了使煤得到充分利用，将煤隔绝空气加热，可以使煤分解成很多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等，此过程是化学变化。石油的炼制是根据石油各成分的沸点不同，通过分馏使之分离，此过程是物理变化。（3）煤和石油的综合利用\o"中国教育出版网\"（4）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。其燃烧的化学方程式为____CH4＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O。【特别提醒】瓦斯气体是甲烷与空气的混合气体，点燃（或遇明火）时可能发生爆炸，这种爆炸就是瓦斯爆炸，所以使用天然气之前，一定要检验气体的纯度。考向3使用燃料对环境的影响\o"中国教育出版网\"【母题来源】2021年中考四川绵阳卷【母题题文1】化石燃料的使用促进了经济发展，也带来了一些问题，如对环境造成不良影响，造成资源枯竭等。下列说法错误的是A．我国大力推广脱硫煤，有助于减少酸雨B．埋于海底的可燃冰将来可能替代化石燃料C．使用乙醇汽油作燃料，可节约石油资源D．使发动机内汽油充分燃烧可减少CO2排放【答案】D【详解】A．我国大力推广脱硫煤，可减少污染物二氧化硫的生成，有助于减少酸雨，正确；B．海底的可燃冰将来可能替代化石燃料，正确；C．使用乙醇汽油作燃料，可减少化石燃料的燃烧，节约石油资源，正确；D．使发动机内汽油充分燃烧可生成二氧化碳，不会减少CO2排放，错误。故选D。\o"中国教育出版网\"【命题意图】本题考查燃料的使用对人类环境的影响情况以及改善措施。【命题方向】不同燃料使用对环境的影响情况；达到碳中和需要采取的措施灯。【得分要点】使用燃料对环境的影响燃料对空气的影响防止污染的措施煤产生可吸入颗粒物、CO、SO2、NO2等污染物，容易形成酸雨（主要是SO2和NO2）充分燃烧，减少污染物排放（如除尘脱硫）等汽油和柴油（汽车用燃料）尾气中的主要污染物有CO和未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和含铅化合物和烟尘等使用催化净化装置，使用无铅汽油，改进发动机的燃烧方式，对尾气处理后再排放，加强空气质量的监测；使用清洁能源等【特别提醒】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”。考向4新型能源的利用和开发\o"中国教育出版网\"【母题来源】2021年中考天津卷【母题题文1】17．（2021·天津）2020年9月，中国向世界宣布了2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。（1）为减缓大气中二氧化碳含量的增加，下列措施可行的是_____________（填序号）。a．植树造林，开发和利用太阳能、水能、风能等新能源b．禁止使用煤、石油、天然气等化石燃料（2）绿色植物通过光合作用吸收一氧化碳，生成葡萄糖并放出氧气，其反应的化学方程式：\o"中国教育出版网\"，则葡萄糖的化学式为________________。若吸收44g二氧化碳，理论上可释放出氧气___________________g。（3）近年我国科学家合成了一种新型催化剂，可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇（CH3OH）和水，该反应的化学方程式为_______________________。（4）将一氧化碳和二氧化碳的混合气体3.2g通过足量灼热氧化铜粉末，充分反应，将所得的气体全部通入足量的氢氧化钡溶液中，气体全部被吸收，生成白色碳酸钡沉淀，溶液质量减少15.3g。则原混合气体中碳、氧元素的质量比为____________（填最简比）。【答案】AC6H12O632\o"中国教育出版网\"3:5【详解】（1）植树造林，开发和利用太阳能、水能、风能等新能源等措施能减少二氧化碳的排放，符合要求；我们应该合理的使用化石燃料，而不是禁止使用化石燃料；故选a；（2）根据质量守恒定律反应前后原子种类和个数都不变，反应前C、H、O的原子个数分别为6、12、18，反应后C、H、O的原子个数分别为0、0、12，则葡萄糖的化学式为：C6H12O6；设若吸收44g二氧化碳，理论上可释放出氧气的质量为x，则有：\o"中国教育出版网\"\o"中国教育出版网\"x=32g故可以释放出32g氧气；（3）根据题意二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，反应方程式为：\o"中国教育出版网\"（4）设一氧化碳与氧化铜反应后生成的二氧化碳和混合气体中的二氧化碳总质量为x，则有\o"中国教育出版网\"\o"中国教育出版网\"x=4.4g则混合物中碳元素的质量为：\o"中国教育出版网\"则混合物中氧元素的质量为2g，故碳、氧元素的质量比为1.2g：2g=3:5\o"中国教育出版网\"【命题意图】本题考查新型能源的开发与利用。【命题方向】考查风能、太阳能、氢能等能源的特点与来源。氢气的制取与贮存等。【得分要点】1．可再生能源与不可再生能源能源概念实例可再生能源不随其本身的转化或人类的利用而减少的能源太阳能、水能、风能、地热能等不可再生能源随本身的转化或人类的利用而减少的能源煤、石油、天然气等2．清洁能源和新能源常见的清洁能源有乙醇和氢气，这两种能源均为可再生能源。（1）氢气与乙醇氢气乙醇（俗称酒精）化学式H2C2H5OH性质无毒，极易燃烧，燃烧放出大量的热，2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O无色透明、易溶于水、酒精易燃烧，C2H5OH＋3O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2＋3H2O优点燃烧生成水无污染、是最清洁的燃料，热值高、来源广泛可用粮食作原料生产，节省石油资源，并在一定程度上减少对环境的污染制法实验室制法：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑可通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到（2）氢气的实验室制取①反应原理：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑②制取装置：\o"中国教育出版网\"\o"中国教育出版网\"③气体的收集：氢气是密度最小的气体，难溶于水，所以收集氢气可采用向下排空气法和排水法。【特别提醒】氢气目前不能被广泛使用，是因为其制取成本高和贮存困难。最理想制氢气的途径是太阳能光解水。（3）其他新能源目前人们正在利用和开发许多其他能源：如风能、氢能、太阳能、地热能、潮汐能等。\o"中国教育出版网\"1．下列变化产生的热量来源于化学变化的是A．点燃天然气做饭 B．LED灯通电发热C．用充气筒充气时筒壁发热 D．太阳能热水器产生热水【答案】A【详解】A．点燃天然气做饭，将化学能转化为热能；B．LED灯通电发热，将电能转化为热能；C．用充气筒充气时筒壁发热，将机械能转化为热能；D．太阳能热水器产生热水，将太阳能转化为热能。故选：A。2．（2021·湖南·长沙市南雅中学三模）下列关于化学反应与能量的说法中，正确的是A．化学反应在生成新物质的同时，一定还伴随着能量变化B．凡是需要点燃的化学反应都属于吸热反应C．水与氧化钙固体混合后混合物温度降低D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的【答案】A【详解】A．化学反应在生成新物质的同时，一定还伴随着能量变化，故选项说法正确；B．并不是凡是需要点燃的化学反应都属于吸热反应，如木炭燃烧需要点燃，属于放热反应，故选项说法错误；C．水与氧化钙固体混合后放出大量的热，温度升高，故选项说法错误；D．人类利用的能量不一定都是通过化学反应获得的，如利用太阳能，故选项说法错误。故选：A。3．（2021·新疆阿合奇县同心中学模拟预测）能源的利用和开发是人们关注的热点问题。下列有关能源说法正确的是A．“乙醇汽油”是纯净物 B．“煤”是可再生能源C．石油是一种化工产品 D．大量使用太阳能可减少环境污染【答案】D【详解】A．“乙醇汽油”是在汽油中掺入一定比例的乙醇，属于混合物，选项说法不正确；B．煤不可能在短时间内形成，属于不可再生能源，选项说法不正确；C．石油是一种化工原料，选项说法不正确；D．大量使用太阳能，可减少环境污染，选项说法正确。故选D。4．我国南海海底含大量的“可燃冰”。“可燃冰”外形似冰、可以燃烧，其中主要含有甲烷水合物。下列说法正确的是A．“可燃冰”可作为能源B．“可燃冰”燃烧时只生成水C．“可燃冰”燃烧属于物理变化D．“可燃冰”能燃烧，说明水具有可燃性【答案】A【详解】A．“可燃冰”可以燃烧，可作为能源，故正确；B．“可燃冰”主要含有甲烷水合物，所以燃烧会生成二氧化碳和水等，故错误；C．“可燃冰”燃烧有新物质生成，属于化学变化，故错误；D．“可燃冰”主要含有甲烷水合物，具有可燃性，但是水没有可燃性，故错误。故选：A。5．（2021·山西·模拟预测）2021年春季，我国长征五号B运载火箭成功发射了载人空间站核心舱，其大推力发动机采用液氧、液氢和煤油作为推进剂，下列说法正确的是A．氧气约占空气质量的21%B．液氢燃烧的产物不污染环境C．氧气变为液氧，氧分子间隔变大D．从石油中分馏煤油属于化学变化【答案】B【详解】A．氧气约占空气体积（而不是质量）的21%，故选项错误；B．氢气燃烧只生成水，所以液氢燃烧的产物不污染环境，故选项正确；C．氧气变为液氧，氧分子间隔变小，故选项错误；D．从石油中分馏煤油的过程中并没有生成新物质，发生的属于物理变化，故选项错误。故选B。6．氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用。其主要原因是A．氢气燃烧条件难以满足B．制备氢气消耗电能大、成本高C．用来制取氢气的水必须非常洁净，所以制备氢气的原料匮乏D．氢气燃烧过程难以控制【答案】B【详解】氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用，其主要原因是制备氢气消耗电能大、成本高。故选：B。7．科学家最近研究出利用太阳能产生激光，并在催化剂作用下使海水分解得到氢气的新技术，下列说法不正确的是A．该技术使水分解的文字表达式为\o"中国教育出版网\"B．水分解产生氢气的同时吸收巨大的能量C．水分解和氢气燃烧都不会产生污染D．该技术现今可大面积推广使用【答案】D8．（2021·河南·二模）“西气东输”的“气”指的是天然气（主要成分是CH4），甲烷完全燃烧的化学方程式为___________；我国已在可燃冰的开采技术上取得重大突破，要使可燃冰充分燃烧，可采取的措施___________（写一条即可）；氢气作燃料的优点是___________（写一条即可）。【答案】CH4+2O2\o"中国教育出版网\"CO2+2H2O要有足够的空气（或增大与空气的接触面）热值高（无污染）【详解】甲烷是天然气的主要成分，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4+2O2\o"中国教育出版网\"CO2+2H2O；要使可燃冰充分燃烧，一是燃烧时要有足够的空气，二是燃料与空气要有足够大的接触面积；氢气本身无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍多，且燃烧后的产物是水，不污染空气，故填：CH4+2O2\o"中国教育出版网\"CO2+2H2O；要有足够的空气（或增大与空气的接触面）；热值高（无污染）。9．（2021·陕西·西乡县第一中学模拟预测）3月26日，我国率先实现水平井钻采深海“可燃冰”，实现了从探索性试采向实验性试采的重大跨越，取得重大标志性成果。（1）可燃冰的主要成分是甲烷水合物（由甲烷分子和水分子组成），甲烷完全燃烧的化学方程式为______。（2）相对传统的化石燃料，若使用可燃冰作燃料，可减少______的排放，从而减少酸雨的发生。（3）可燃冰是一种新能源，请再写出一种你熟悉的新能源______。【答案】（1）\o"中国教育出版网\"（2）SO2（3）太阳能【分析】（1）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，涉及的化学反应方程式为：\o"中国教育出版网\"；（2）传统的化石燃料含有硫元素，燃烧过程中会产生二氧化硫有毒气体，故填：SO2（3）新能源有风能、太阳能等等，故可填：太阳能；10．（2021·黑龙江·绥棱县绥中乡学校三模）“生活中处处有化学”。请你用所学知识结合生活经验回答下列问题：（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气，它们都是_________能源（填“不可再生”或“可再生”）。当今民用燃气主要有沼气、天然气它们的主要成分是__________。（2）天然气燃烧的化学方程式为____________。（3）充分燃烧1kg不同化石燃料所产生CO2和SO2气体的质量如图所示，则______燃烧最易导致酸雨，______燃烧对环境影响最小。\o"中国教育出版网\"（4）“蜂窝煤”被加工成多孔形状的原因是__________，使其燃烧更充分。制作“蜂窝煤”时常加入生石灰（主要成分为氧化钙），其燃烧过程发生的部分化学反应如下：①SO2+CaO\o"中国教育出版网\"CaSO3，②2CaSO3+O2\o"中国教育出版网\"2CaSO4，③2SO2+O2\o"中国教育出版网\"2SO3，④SO3+CaO\o"中国教育出版网\"CaSO4。从上述反应可知，在制作“蜂窝煤”时加入生石灰的作用是________。【答案】（1）不可再生甲烷（CH4）（2）\o"中国教育出版网\"（3）煤天然气（4）增大与空气的接触面积固定硫元素，防止酸雨【分析】（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气，它们都是不可再生能源。沼气、天然气主要成分是甲烷，化学式为CH4；（2）甲烷燃烧生成水和二氧化碳，方程式为：\o"中国教育出版网\"；（3）酸雨的形成是因二氧化硫引起，如图所示煤的燃烧产生二氧化硫量最多，所以煤的燃烧最易导致酸雨，天然气产生二氧化碳和煤相当，产生二氧化硫最少，所以天然气燃烧对环境影响最小；（4）蜂窝煤加工厂多孔形状，可使煤与空气接触面积更大，燃烧更充分。根据方程式可知二氧化硫经过三步转化为硫酸钙，可说明在制作“蜂窝煤”时加入生石灰可以固定硫元素，减少二氧化硫排放，减少酸雨的形成。11．乙醇汽油就是在汽油中加入适量的乙醇。（1）关于乙醇汽油的说法错误的是_______。A．乙醇属于化合物 B．乙醇属于不可再生资源C．使用乙醇汽油可减少大气污染 D．使用乙醇汽油可节省石油资源（2）工业上利用石油中各成分的沸点不同，分离制备汽油、煤油等产品，属于_____（填“物理”或“化学”）变化。（3）写出乙醇完全燃烧的化学方程式________，汽油和乙醇完全燃烧后的产物相同，则汽油中一定含有____和____（填元素符号）。（4）汽车尾气中含有CO、NO，一种新型的催化剂能使二者发生反应，生成两种常见的无毒气体，分别________、________（填化学式）。【答案】（1）B（2）物理（3）C2H5OH

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