专题11 燃料及其利用（讲义）-中考《化学》一轮复习讲练测（解析版）

第第页考点要求课标要求命题预测燃烧与灭火掌握燃烧的概念理解燃烧的条件知道灭火的原理和方法掌握探究燃烧条件的实验科学方法燃烧与灭火、化学变化时的能量变化、化石燃料、燃料的使用及对环境的影响、能源的开发和利用等知识点，常结合其他知识综合命题。考查形式：选择题、填空题、实验探究题对可再生能源与不可再生能源的判断、燃烧与灭火在填空及实验探究题中与其他知识相结合考查的可能性较大，对环境问题在选择题中考真题查的可能性较大。化学变化时的能量变化知道放热反应了解吸热反应了解能量的意义化石燃料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燃料的使用及对环境的影响了解使用化石燃料对环境的影响知道造成温室效应的原因了解酸雨的成因和危害能源的开发和利用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考点一燃烧与灭火一、燃烧与灭火燃烧灭火含义通常情况下，可燃物与氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应原理破坏可燃物的条件燃烧的条件有可燃物；灭火的方法隔离可燃物；跟氧气接触隔绝氧气；达到燃烧所需的最低温度(即着火点)降低温度到着火点以下要燃烧三者缺一不可要灭火三者必具其一①不是所有的燃烧都有氧气参加，如金属钠在氯气中可以燃烧，镁带能在CO2中燃烧。②着火点：是物体燃烧所需的最低温度，它是物体的固有性质，一般不随外界条件发生改变，对于某种物体来说，只能降低温度，不能降低着火点。二、灭火器及适用范围灭火器类型适用范围干粉灭火器用来扑灭一般失火以及油、气等燃烧引起的火灾二氧化碳灭火器用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等物品的失火水基型灭火器用来扑灭非水溶性可燃性液体以及固体材料引起的失火，如汽油、柴油等以及木柴引起的失火泡沫灭火器的反应原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。干粉灭火器的反应原理：2NaHCO3eq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Na2CO3+H2O+CO2↑。二氧化碳灭火器内盛装的是液态二氧化碳，使用时不会留下任何痕迹三、常见的灭火实例、灭火方法、灭火原理实例灭火方法灭火原理森林灭火砍倒树木，造成隔离带隔离可燃物熄灭酒精灯灯帽盖灭隔绝空气棉被着火洒水降低温度到着火点以下仪器室着火CO2灭火器降温，隔绝氧气油罐车着火高压水枪喷水降低温度到着火点以下四、燃烧条件的探究1．燃烧条件的探究装置原理4P＋5O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2P2O5现象①甲装置中薄铜片上的白磷燃烧；②甲装置铜片上的红磷不燃烧；③甲装置热水中的白磷不燃烧；④乙装置的白磷燃烧现象分析①温度达到白磷的着火点，且与空气接触；②温度没有达到红磷的着火点；③没有与空气接触；④温度达到着火点，且与氧气接触铜片和水的作用铜片：载体传热；水：隔绝空气，提供热量结论燃烧需要的条件：有可燃物，温度达到着火点，与氧气接触，三者缺一不可结论分析①甲中红磷不燃烧，白磷燃烧现象对比得出，燃烧需要温度达到着火点；②水中的白磷不燃烧，铜片上的白磷燃烧，现象对比得出燃烧需要跟氧气接触；③向水中的白磷通入氧气(即使是在水中)也能燃烧，说明满足可燃物温度达到着火点，跟氧气接触的条件，白磷就能燃烧.2.实验设计中运用的实验方法(1)对比实验法：铜片上的白磷与红磷是一组对比实验，白磷的着火点低可燃烧，红磷的着火点高不能燃烧。说明燃烧需要的温度达到可燃物的着火点，铜片上的白磷与水中的白磷是另一组对比实验，说明燃烧需要与氧气接触。(2)控制变量法：把白磷放在热水中，通过液封而隔绝空气，其设计意图是：提供可燃物与反应所需的温度，使可燃物隔绝氧气，检验是否能够燃烧(提供燃烧所需的任意两个条件而控制另一个条件)。2.其他实验方法实验现象棉球上的酒精燃烧，水不燃烧蜡烛甲熄灭，蜡烛乙燃烧乒乓球碎片先燃烧，滤纸碎片后燃烧结论燃烧需要可燃物燃烧需要氧气(或空气)燃烧需要温度达到可燃物着火点五、易燃物、易爆物的安全知识1．缓慢氧化、自燃和爆炸(1)缓慢氧化：氧化反应进行得很慢，甚至不易被察觉，如动植物的呼吸作用，食物的腐烂，酒和醋的酿造，农家肥的腐熟等都属于缓慢氧化。(2)自燃：可燃物在自然环境中，达到了燃烧的条件，(由缓慢氧化引起)就能引起自发燃烧，如白磷很容易自燃。(3)爆炸、易燃物满足：①在有限空间；②快速燃烧；③聚积大量的热三个条件就会发生爆炸。油库、面粉加工厂、纺织厂和煤矿井下就容易使易燃物满足这三个条件，在这些地方都会严禁烟火。2．常见燃烧和爆炸有关的图标3．与燃烧、爆炸有关的安全知识(1)煤气泄漏需要立即关闭阀门，并打开门窗通风。(2)室内起火，应用湿毛巾捂住口鼻、蹲下贴近地面或沿墙壁迅速离开起火区域。考向01燃烧的条件探究【例1】（2023年安徽省中考真题）某同学用右图装置探究磷燃烧的条件，下列有关说法错误的是A．实验室可通过加热制取B．通入后，白磷燃烧，说用物质燃烧的条件只需要C．通入后，红磷不燃烧，白磷燃烧，说明白磷着火点比红磷低D．实验室中少量白磷可以保存在冷水中【答案】B【解析】A、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，实验室可通过加热KMnO4制取O2，故A说法正确；B、可燃物燃烧的条件是：温度达到可燃物的着火点，与氧气接触。图示中白磷在60℃的热水中，通入氧气前，白磷不燃烧，通入O2后，白磷燃烧，通过对比说明物质燃烧需要与氧气接触，并不是只需要氧气，故B说法错误；C、白磷和红磷都在60℃的热水中，通入O2后，红磷不燃烧，白磷燃烧，说明白磷着火点比红磷低，故C说法正确；D、白磷能在空气中自燃，实验室中少量白磷可以保存在冷水中，可以隔绝氧气（或空气），故D说法正确；故选B。【变式1-1】（2023·辽宁盘锦·校联考二模）某小组利用如图所示装置测定空气中氧气含量，向烧杯中滴加水后白磷燃烧(注射器预装50mL水，导管内的空气体积忽略不计)。下列有关该实验的说法不正确的是A．白磷燃烧产生大量的白烟B．生石灰的作用是与水反应提供热量，达到白磷的着火点C．若试管内净容积为50mL，反应后冷却至室温，打开弹簧夹后，理论上注射器的活塞停留在30mL附近D．实验中白磷需足量，否则测定结果偏小【答案】C【解析】A、白磷燃烧会产生大量的白烟，故说法正确；B、氧化钙和水反应生成氢氧化钙的反应中放出大量的热，用胶头滴管向烧杯中加水是为了提高烧杯内的温度，达到白磷的着火点，故说法正确；C、氧气约占空气体积的五分之一，若试管内净容积为50mL，则其中氧气约10mL，反应后冷却至室温，活塞停止在40mL附近，故说法错误；D、实验时白磷一定过量，才能将集气瓶内的氧气消耗掉，否则测定结果偏小，故说法正确。故选C。【变式1-2】（2023年四川省自贡市中考真题）某兴趣小组做可燃物燃烧条件的探究实验：①在有空气的试管内放入白磷，关闭弹簧夹，白磷不燃烧(如图I)；②将图I装置放到热水中形成图Ⅱ装置，白磷剧烈燃烧，气球胀大。(1)白磷燃烧的化学方程式为_____。(2)②中白磷剧烈燃烧时，试管内气体压强_____(填“增大”、“不变”或“减小”)。(3)对比实验①②，说明可燃物燃烧需要的条件之一是_____。(4)图Ⅱ实验后试管内还有白磷残留，打开弹簧夹通入空气，白磷复燃，说明可燃物燃烧需要的另一条件是_____。【答案】(1)4P+5O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2P2O5(2)增大(3)温度达到可燃物的着火点(4)与氧气（或空气）接触【解析】（1）白磷与氧气点燃生成五氧化二磷，该反应的化学方程式为：4P+5O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2P2O5；（2）②中白磷剧烈燃烧时，放出大量的热，试管内气体压强增大；（3）①在有空气的试管内放入白磷，关闭弹簧夹，白磷不燃烧(如图I)；②将图I装置放到热水中形成图Ⅱ装置，白磷剧烈燃烧，气球胀大，对比实验①②，说明可燃物燃烧需要的条件之一是温度达到可燃物的着火点；（4）图Ⅱ实验后试管内还有白磷残留，打开弹簧夹通入空气，白磷复燃，说明可燃物燃烧需要的另一条件是与氧气（或空气）接触。考向02灭火的原理及应用【例2】（2023年重庆市中考真题A卷）有关重庆缙云山山火扑救事件的说法错误的是A．湿毛巾捂口鼻可减少浓烟的吸入B．挖掘隔离带是为了清除可燃物C．直升机洒水降低了可燃物的着火点D．CO2灭火利用其密度大于空气，不助燃不可燃【答案】C【解析】A.湿毛巾捂口鼻可减少浓烟的吸入，此选项正确；B.挖掘隔离带是为了清除可燃物，防止火势蔓延，此选项正确；C.直升机洒水降低了可燃物的温度至着火点以下，此选项错误；D.CO2灭火利用其密度大于空气、不助燃、不可燃的性质，此选项正确。故选C。【变式2-1】（2023年山东省滨州市中考真题）下列关于燃烧与灭火的说法不正确的是A．森林失火时，可将大火蔓延路线前一片树木砍掉，形成隔离带B．煤炉生火时，利用木材引燃煤炭，是为了降低煤炭的着火点C．燃着的酒精灯不慎碰倒，若洒出的酒精燃烧起来，应立刻用湿抹布扑灭D．木柴架空有利于促进燃烧，是因为增大了木柴与氧气的接触面积【答案】B【解析】A、森林失火时，可将大火蔓延路线前一片树木砍掉，形成隔离带，清除或隔离可燃物，达到灭火的目的，不符合题意；B、煤炉生火时，利用木材引燃煤炭，是升高温度至煤炭的着火点，使其燃烧，着火点是一个定值，不能被降低，符合题意；C、燃着的酒精灯不慎碰倒，若洒出的酒精燃烧起来，应立刻用湿抹布扑灭，隔绝氧气，达到灭火的目的，不符合题意；D、木柴架空，增大了木柴与氧气的接触面积，可促进燃烧，使火燃烧的更旺，不符合题意。故选B。【变式2-2】（2023年四川省宜宾市中考真题）二氧化碳灭火器(如图)使用广泛，生产时将二氧化碳气体加压液化后装入小钢瓶中，使用时将其喷出灭火。下列有关该型灭火器的说法错误的是A．加压液化时，二氧化碳分子间间隔缩小B．使用时先拉出保险销，再按下压把喷出灭火C．灭火时，二氧化碳起到降低着火点和隔绝空气的作用D．适用于扑灭图书馆内图书失火【答案】C【解析】A、加压液化时，气体变成液体，则二氧化碳分子间间隔缩小，正确；B、使用时先拉出保险销，再按下压把喷出灭火，正确；C、灭火时，液态二氧化碳气化时吸热，降低可燃物的温度，不是降低着火点，同时二氧化碳能隔绝空气，错误；D、二氧化碳灭火器灭火时不会留下痕迹，也不会使物体损坏，适用于扑灭图书馆内图书失火，正确；故选：C。考向03易燃、易爆及安全常识【例3】(2023·江苏盐城·校考二模)下列图标与消防安全无关的是A．

B．

C．

D．【答案】C【解析】C是腐蚀品标志，属于危险化学品标志，与消防安全无关。故选C。【变式3-1】（2023年云南省中考真题）使用天然气做饭，点火后，发现炉火火焰呈现黄色，锅底出现黑色，这时就需要调大灶具的进风口：使用完毕，关闭开关，火焰熄灭。下列说法错误的是A．天然气会燃烧，因为它是可燃物B．点火是为了使温度达到天然气的着火点C．调大进风口的目的是提供足够的空气，使燃烧更充分D．关闭开关火焰熄灭，原因是温度降到了着火点以下【答案】D【解析】A、因为天然气是可燃物，所以会燃烧，故选项A说法正确；B、点火是为了使温度达到天然气的着火点，故选项B说法正确；C、调大进风口的目的是提供足够的空气，使燃烧更充分，故选项C说法正确；D、关闭开关火焰熄灭，原因是清除了可燃物，故选项D说法错误；故选：D。【变式3-2】（2023年湖北省随州市中考真题节选）结合教材粉尘爆炸实验，如图。下列有关说法错误的是A.加油站、面粉厂和煤矿的矿井内必须严禁烟火B.可燃物与氧气的接触面积越大，燃烧就越剧烈C.实验中燃着的蜡烛能提高面粉的着火点D.火药在有限的空间燃烧而引起爆炸，易燃易爆物与周围要留有足够的防火距离【答案】C【解析】A、加油站、面粉厂、煤矿等场所都含有可燃性的气体或粉尘，可燃性的气体或粉尘遇明火可能发生爆炸，所以加油站、面粉厂和煤矿的矿井内，必须严禁烟火，故A说法正确；B、增大可燃物与氧气的接触面积，可以促进燃烧，故B说法正确；C、可燃物的着火点是物质的固有属性，一般是不变的，点燃蜡烛是为了使温度达到面粉的着火点，故C说法错误；D、火药在有限的空间燃烧而引起爆炸，所以易燃易爆物与周围要留有足够的防火距离，故D说法正确；故选C。考点二化学变化时的能量变化一、能量变化通常表现为热量的变化。1.放热反应：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(①C＋O2\o(=,\s\up7(点燃))CO2,②CH4＋2O2\o(=,\s\up7(点燃))CO2＋2H2O))eq\a\vs4\al(燃烧产生热量)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(③Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑,④CaO＋H2O=Ca(OH)2))不燃烧产生热量2.吸热反应：C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO二、能量的意义人类所需的大部分能量都是通过化学反应产生的。如燃料燃烧产生的热量用来做饭、取暖、发电、冶炼金属、发射火箭、开山炸石等。考向01放热反应和吸热反应【例1】(2023•攸县校级模拟)下列化学反应中，吸收热量的是A．氧化钙与水反应 B．镁与盐酸反应 C．碳与二氧化碳反应 D．甲烷与氧气反应【答案】C【解析】A、生石灰与水反应，放出大量的热，属于放热反应，故选项错误。B、镁与稀盐酸反应，放出大量的热，属于放热反应，故选项错误。C、灼热的碳与二氧化碳反应，发生过程中需要吸收热量，属于吸热反应，故选项正确。D、甲烷与氧气反应，放出大量的热，属于放热反应，故选项错误。故选：C。【变式1-1】（2023•长春模拟）化学观念可以让我们更全面的认识物质。以下说法正确的是A．能量观：化学反应中不通过燃烧也能获得热量 B．微粒观：氧气和氯化钠都是由分子构成 C．结构观：石墨转化成金刚石改变了碳原子的排列方式，是物理变化 D．元素观：乙醇的化学式为C2H6O，它由3个元素组成【答案】A【解析】A、氧化钙与水反应生成氢氧化钙，反应过程中放出热量，该反应不是燃烧，则化学反应中不通过燃烧也能获得热量，故选项说法正确；B、氧气是由氧分子构成，氯化钠是由钠离子与氯离子构成，故选项说法错误；C、金刚石与石墨不是同种物质，则石墨转化为金刚石的变化有新物质生成，发生的属于化学变化，故选项说法错误；D、乙醇的化学式为C2H6O，它是由3种元素组成，元素是个宏观概念，只讲种类、不讲个数，故选项说法错误。故选：A。【变式1-2】（2023年江苏昆山中考真题一模）用研钵将约20g氢氧化钡[Ba(OH)2]晶体磨成粉末，倒入小烧杯中。在一玻璃片上洒上少量水，并将小烧杯放在玻璃片上。再向小烧杯中加入约10g氯化铵[NH4Cl]晶体，用玻璃棒迅速搅拌后静止片刻，提起小烧杯。下列对如图实验现象的观察和分析中，正确的是A．反应物的总化学能低于生成物的总化学能 B．该反应和燃烧一样是放热反应 C．反应过程中，化学能转化为热能 D．用手触摸杯壁，能感觉到发热【答案】A【解析】A、出现“结冰”现象，说明反应是吸热的，反应物的总化学能低于生成物的总化学能，故A正确；B、出现“结冰”现象，说明反应是吸热的，故B错误；C、反应后，发现玻璃片与小烧杯粘在一起，出现“结冰”现象，所以反应过程中，热能转化为化学能，故C错误；D、出现“结冰”现象，说明反应是吸热的，用手触摸杯壁，能感觉到发凉，故D错误。故选：D。考点三化石燃料一、煤1.俗称：工业的粮食2.组成：是混合物，主要含有碳元素，还会有少量的氢、硫、氧等元素以及无机矿物质。3.综合利用eq\o\ac(\s\up7(隔绝空气),\s\do0(→),\s\do9(加强热))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(焦炭,煤焦油,煤气(主要是H2、CH4、CO和其他气体),……))二、石油1.俗称：工业的血液2.组成：是混合物，是混合物，主要含有碳、氢等元素，组成的物质种类有多种。3.炼制eq\o\ac(\s\up7(根据各成分沸点不同),\s\do0(→),\s\do9(分馏))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(溶剂油,汽油,航空煤油,煤油,柴油,……))煤的干馏是化学变化，石油的蒸馏是物理变化。三、天然气1.组成：主要是碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷（CH4）。2.俗称或主要成分：沼气、坑气的主要成分。3.甲烷的物理性质常温下，甲烷是无色、无味、难溶于水的气体。4.甲烷的化学性质甲烷是可燃性气体，燃烧时产生淡蓝色火焰，放出热量。①完全燃烧：CH4+2O2eq\o(\s\up8(点燃),eq\o(\s\up2(——),——,\s\do0()),\s\do4())CO2+2H2O。②不完全燃烧：2CH4+3O2eq\o(\s\up8(点燃),eq\o(\s\up2(——),——,\s\do0()),\s\do4())2CO+4H2O。考向01化石燃料【例1】（2023•昭阳区校级模拟）能源为人类提供所需的能量。下列不属于化石燃料的是A．煤 B．石油 C．天然气 D．氢气【答案】D【解析】化石燃料是指动植物遗体经过成千上万乃至上亿年才形成的燃料，当今世界最重要的三大化石燃料是天然气、煤、石油，是不可再生能源。氢气不是化石燃料。故选：D。【变式1-1】（2022年河南省中考真题）天然气的主要成分是甲烷（CH4）。当氧气不足时，甲烷燃烧会生成CO2、CO和H2O，若16g甲烷燃烧生成CO2和CO的质量比为11：7，则参加反应的O2的质量为A.48g B.56g C.64g D.72g【答案】B【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，生成水的质量为：16g×eq\f(4,16)×100%÷(eq\f(2,18)×100%)＝36g，设生成二氧化碳的质量为11a，生成一氧化碳的质量为7a，则16g×eq\f(12,16)×100%＝11a×eq\f(12,44)×100%＋7a×eq\f(12,28)×100%，a=2，则生成二氧化碳的质量为22g，生成一氧化碳的质量为14g，根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，故参加反应的氧气的质量为：36g+22g+14g-16g=56g。故选B。【变式1-2】（2023·湖北随州中考真题一模）海洋开发水平是衡量各国综合国力的重要指标。2017年5月18日，我国在南海首次试开采可燃冰成功。“可燃冰”是天然气和水在低温、高压条件下形成的冰状固体，遇火即可燃烧。（1）“可燃冰”无固定的组成，属于____________（填“纯净物”或“混合物”）。（2）开采“可燃冰”，要用金刚石做成的钻头钻凿海底坚硬的岩层，这是利用了金刚石_______________的物理性质。（3）燃烧必须满足一定的条件才能发生，“可燃冰”为燃烧提供了_________________。（4）天然气作为燃料比石油和煤具有的优点是______________________（写出一条即可）。（5）天然气也是主要的化工原料。甲烷与二氧化碳在一定条件下反应生成两种可燃性气体（其中一种是单质），请写出该反应的化学方程式：__________________________________。【答案】（1）混合物（2）硬度大（或坚硬、天然存在最硬的物质）（3）可燃物（4）无污染或热值高或资源丰富（其他合理答案均可）（5）CH4+CO2eq\o(\s\up8(一定条件),eq\o(\s\up2(—————),—————,\s\do0()),\s\do4())2CO+2H2【解析】（1）“可燃冰”无固定的组成，故是混合物。（2）金刚石是自然界硬度最大的物质，可以做钻头。（3）可燃冰是一种燃料，为燃烧提供了可燃物。（4）天然气中含有的杂质元素较少，燃烧后不会生成污染空气的物质。（5）由质量守恒定律得，反应物是甲烷和二氧化碳，生成两种可燃性气体（其中一种是单质），故生成物是一氧化碳和氢气，反应方程式为CH4+CO2eq\o(\s\up8(一定条件),eq\o(\s\up2(—————),—————,\s\do0()),\s\do4())2CO+2H2。考向02化石燃料的综合利用【例2】（2023·山东烟台中考真题）《汉书》中记载“高奴县洧水可燃”，《梦溪笔谈》中记载“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆”。“洧水”即为石油。下列关于“洧水”的说法错误的是A．具有可燃性 B．是不可再生资源，属于纯净物C．其成分中主要含有C、H元素 D．其不完全燃烧的产物可用于制墨【答案】B【解析】A、“洧水”即为石油，石油具有可燃性，不符合题意；B、石油属于化石燃料，短期内不能再生，属于不可再生资源，且石油是由汽油、柴油等混合而成，属于混合物，符合题意；C、“洧水”即为石油，石油中主要含有C、H元素，不符合题意；D、石油中含碳元素，不完全燃烧生成炭黑，炭黑可用于制墨，不符合题意。故选B。【变式2-1】（2023·新疆中考真题）“西气东输”是将西部的天然气通过管道向东部输送，缓解了东部地区用气难的问题。(1)天然气、煤、______被称作三大化石能原。与燃煤相比，使用天然气的优点是______。(2)“西气东输”输气管道采用的螺纹钢管属于______材料。(3)天然气的主要成分是______。天然气不充分燃烧易造成锅底出现黑色，此时可调______（填“小“或“大”）燃气灶的空气进风口。(4)化石燃料燃烧产生大量二氧化碳，会导致______效应增强。减少二氧化碳的排放有利于实现“碳中和”，请你提出一条减少二氧化碳排放的可行性建议______。【答案】(1)石油污染少(2)金属(3)甲烷/CH4大(4)温室少开私家车出行【解析】（1）天然气、煤、石油被称作三大化石能原；与燃煤相比，使用天然气燃烧不会产生二氧化硫等污染物或产生较少，优点是产生的污染少；（2）“西气东输”输气管道采用的螺纹钢管是合金，属于金属材料；（3）天然气的主要成分是甲烷；天然气不充分燃烧易造成锅底出现黑色，是燃烧不充分造成的，可以增加氧气量使燃料充分燃烧，此时可调大燃气灶的空气进风口；（4）化石燃料燃烧产生大量二氧化碳，会导致温室效应增强；少开私家车出行，可以减少二氧化碳的排放有利于实现“碳中和”。【变式2-2】（2023·山东临沂中考真题）化学来源于生活，服务于社会。请根据所学化学知识回答下列问题：(1)天然气的主要成分是甲烷，其化学式为。(2)家用净水机常用活性炭除去水中的异味，这是利用活性炭的。(3)高锰酸钾(KMnO4)在生活中常用作消毒剂，高锰酸钾中锰元素的化合价为。(4)氢燃料电池汽车基本实现碳的“零排放”。写出氢气燃烧的化学方程式。【答案】(1)CH4；(2)吸附性；(3)+7；(4)2H2+O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2H2O【解析】（1）天然气的主要成分为甲烷，甲烷化学式为CH4。（2）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味。（3）高锰酸钾(KMnO4)中钾元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，设锰元素化合价为x，根据”化合物中各元素化合价代数和为零“，则+1+x+（-2）×4=0，解得x=+7。（4）氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为2H2+O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))2H2O【变式2-3】（2023•哈尔滨中考真题）利用化学综合应用自然资源，可以使人类生活变得更加美好。请结合如图图示回答下列问题：（1）石油分馏主要是利用石油中各成分的不同，分离出的石蜡燃烧有水和二氧化碳生成，由此可判断出石蜡中一定含有和元素。（2）天然气的主要成分是甲烷，甲烷属于①（填“有机物”或“无机物”）。利用天然气替代煤作燃料可减少②、二氧化氮等排放，以减少酸雨的产生。若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，需将灶具的进风口③（填“调大”或“调小”）即可使燃料充分燃烧。【答案】（1）沸点；碳元素；氢；（2）①有机物；②二氧化硫；③调大【解析】（1）石油分馏主要是利用石油中各成分的沸点不同，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，分离出的石蜡燃烧有水和二氧化碳生成，由此可判断出石蜡中一定含有碳元素和氢元素；（2）天然气的主要成分是甲烷，甲烷是含碳元素的化合物，甲烷属于有机物，利用天然气替代煤作燃料可减少二氧化硫、二氧化氮等排放，以减少酸雨的产生，若燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，说明氧气不足，需将灶具的进风口调大即可使燃料充分燃烧。考点四能源的开发和利用一、能源的分类能源分类意义实例不可再生能源随其本身的转化或人类的利用而减少的能源煤、石油、天然气等可再生能源不随其本身转化或人类的利用而减少的能源太阳能、风能、地热能、水能、氢能、乙醇等二、清洁能源常见清洁能源：通过化学变化产生的能源，如乙醇和氢气。名称制取途径产生能量的反应优点氢气①Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑②2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O原料来源广泛，燃烧产生的热量高，生成物是水，不污染环境，是清洁的燃料乙醇(俗称酒精)粮食或薯类酿造C2H5OH＋3O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2＋3H2O节约石油资源，污染少三、新能源1.概念：不需要发生化学变化就能产生的能源。2.目前人们正在利用和开发许多新能源：太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等。氢气不能被广泛使用：因为制取氢气的成本高，贮存困难。考向01能源的开发【例1】（2023秋·九年级课时练习）我国科学家研发的“液态太阳燃料合成”项目的工艺流程如图说法错误的是A．该工艺有利于降低大气中CO2含量 B．该工艺能够有效利用太阳能C．该工艺不仅合成甲醇(CH3OH)还可获得O2 D．合成装置里CO2中的氧元素全部转化到了甲醇(CH3OH)中【答案】D【解析】A.由流程可知，该工艺可将二氧化碳转化为甲醇，有利于降低大气中CO2含量，正确；B.该工艺将太阳能转化为电能，能够有效利用太阳能，正确；C.该工艺在电解装置中生成氧气，在合成装置中生成甲醇，不仅合成甲醇(CH3OH)，还可获得O2，正确；D.由流程可知，氢气和二氧化碳在催化剂作用下生成水和CH3OH，方程式为；故合成装置里CO2中的氧元素没有全部转化到了甲醇(CH3OH)中，错误；故选D。【变式1-1】（2024春九年级课堂练习）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染制氢方法。其反应过程如图所示，下列说法中不正确的是​A．该流程可实现太阳能向氢能的转化B．制得H2中氢元素最初来源于水C．反应Ⅲ中，涉及了化合反应D．所有涉及的反应中，化合价变化的元素有4种【答案】C【解析】A、根据以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法，可实现太阳能向氢能的转化，故A说法正确；B、根据反应I可知，水、二氧化硫、碘三者反应生成H2SO4和HI，反应Ⅲ中HI再反应生成氢气，由反应前后元素守恒可知，氢元素最初来源于水，故B说法正确；C、反应Ⅲ中，HI分解生成H2和I2，符合“一变多”的特点，属于分解反应，故C说法错误；D、根据反应过程图示可知，反应Ⅰ：H2O、SO2、I2反应生成H2SO4和HI，发生变价的有硫元素由+4变为+6，碘元素由0价变为-1；反应Ⅱ：H2SO4分解生成O2、H2O、SO2，发生变价的有硫元素由+6变为+4，氧元素由-2变为0价；反应Ⅲ：HI分解生成H2和I2，发生变价的有碘元素由-1价变为0，氢元素由+1变为0价，因此有四种元素化合价发生改变，故D说法正确。故选：C。【变式1-2】我国提出了“碳达峰”和“碳中和”目标。实现“碳达峰”与“碳中和”的路径包括节约能源与能源替代，“碳”的排放与捕捉，“碳”的转化与利用。Ⅰ.能源结构的调整和替代(1)能源的清洁低碳化，页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，其成分以甲烷为主，请写出甲烷的化学式。(2)目前我们正在利用的新能源除太阳能外，还有（请写出一种）。Ⅱ.“碳”的排放与捕捉(3)自然界中CO2的主要来源是（任写一点），主要消耗途径是（任写一点）。(4)用NaOH溶液喷淋“捕捉”空气中的CO2可达到消耗CO2的目的，“捕捉”CO2得到的Na2CO3溶液可以作为化工原料，请写出该反应的化学方程式：。Ⅲ.“碳”的转化与利用(5)一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚（C2H6O）的途径如下：​转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，该单质为（填化学式）。转化②是甲醇通过分解反应生成二甲醚和水，反应中生成的二甲醚和水的分子数之比为。(6)常温下，新型纳米材料MFe2Ox（M表示+2价的金属元素，3＜x＜4）能使工业废气中的CO2转化为C，转化流程如图所示，反应中元素M的化合价未发生变化。​①该反应中，CO2发生的是（填“还原”或“氧化”）反应。②MFe2Ox转化为MFe2Oy，铁元素的质量分数（填“升高”或“降低”）。【答案】(1)CH4(2)氢能或原子能等(3)呼吸作用光合作用(4)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(5)H21：1(6)还原降低【解析】（1）甲烷的化学式是CH4。故答案为：CH4；（2）目前我们正在利用的新能源除太阳能外，还有氢能或原子能等。故答案为：氢能或原子能等。（3）呼吸是消耗氧气生成二氧化碳，而光合作用是植物在光照时消耗二氧化碳生成氧气等；自然界中CO2的主要来源是呼吸作用，主要消耗途径是光合作用。故答案为：呼吸作用；光合作用。（4）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式：2NaOH+CO2═Na3CO3+H2O。故答案为；2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。（5）转化①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，反应物中不含有氢元素，该单质为含有氢元素的氢气，化学式是H2。转化②是甲醇通过分解反应生成二甲醚和水，反应的化学方程式是2CH4O=C2H8O+H2O，反应中生成的二甲醚和水的分子数之比为1：1。（6）①该反应中，CO2中的碳元素反应前是+4价，反应后碳单质是0价。化合价降低，发生的是还原反应。②由于MFe2Ox转化为MFe2Oy，M、O元素不变，二氧化碳中的氧元素反应后都在MFe2Oy中，则y>x，根据某元素的质量分数，则铁元素的质量分数降低。考向02清洁能源和新能源【例2】（2023•怀宁县三模）2022年世界环境日，我国的主题是“共建清洁美丽世界”。下列有关能源与环境的说法错误的是A．加强新能源汽车的研发和推广应用 B．火力发电厂需进行燃煤脱硫处理 C．防治雾霾，禁止使用化石燃料 D．目前计入空气污染指数的有害气体包括SO2、CO、NO2等【答案】C【解析】A、加强新能源汽车的研发和推广应用，有助于减少汽车尾气的排放，有利于保护环境，故A正确；B、火力发电厂需进行燃煤脱硫处理，会减少二氧化硫的排放，有利于环境保护，故B正确；C、化石燃料是当今社会的主流燃料，目前还不能做到禁止使用，故C错误；D、目前计入空气污染指数的有害气体包括SO2、CO、NO2等，故D正确；故选：C。【变式2-1】（2023春•牟平区一模）世界能源组织提出：在制氢过程中基本上没有碳排放而得到的氢气称为绿氢。下列方式不能制得绿氢的是A．水力发电制氢 B．太阳能发电制氢 C．火力发电制氢 D．风力发电制氢【答案】C【解析】A、水力发电制氢的过程中没有碳排放，因此属于绿氢，不合题意；B、太阳能发电制氢的过程中没有碳排放，因此属于绿氢，不合题意；C、火力发电制氢会产生大量的二氧化碳气体，因此不属于绿氢，符合题意；D、风力发电制氢的过程中没有碳排放，因此属于绿氢，不合题意；故选：C。【变式2-21】（2023年云南省中考真题）下列不属于新能源的是A．石油 B．潮汐能 C．太阳能 D．地热能【答案】A【解析】A、石油属于化石燃料，属于传统能源，符合题意；B、潮汐能是正在开发和利用的新能源，不符合题意；C、太阳能是正在开发和利用的新能源，不符合题意；D、地热能是正在开发和利用的新能源，不符合题意。故选A。【变式2-3】（2023山东潍坊统考中考真题）氢能助力“神舟十六”邀游太空，氢氧燃料电池技术在航海、航空航天等方面发展迅速，图1是氢气的制取、储存、释放和应用的流程图。

请回答下列问题：(1)利用太阳光和催化剂可实现水的高效分解。图2为光解制氢的微观模型图，写出反应Ⅰ的化学方程式。(2)气态储氢是将氢气压缩存储于高压罐中，请从微观角度分析氢气能被压缩的原因。(3)固态储氢是通过合金材料在一定条件下的化学吸附储氢。图1利用镁镍合金（Mg2Ni）存储氢气，该储氢反应的化学方程式为。在熔炼镁镍合金时，需要通入氩气作保护气，目的是。(4)氢氧燃料电池的总反应可表示为2H2+O2eq\o\ac(\s\up7(),\o(===,====))2H2O，工作过程中的能量转化形式是。【答案】(1)4H2Oeq\o\ac(\s\up7(催化剂I),\o(======,=======))2H2↑+2H2O2；(2)氢气分子之间有间隔；(3)Mg2Ni+2H2eq\o\ac(\s\up7(一定条件),\o(======,=======))Mg2NiH4；防止金属被氧化；(4)化学能转化为电能【解析】（1）由图2为光解制氢的微观模型图可知，反应Ⅰ为水在催化剂Ⅰ的催化作用下生成氢气和过氧化氢，据此写出的化学方程式为：4H2Oeq\o\ac(\s\up7(催化剂I),\o(======,=======))2H2↑+2H2O2。（2）因氢气由氢气分子构成，分子之间含有间隔，故在压缩时这种分子间隔便会改变；故答案为：氢气分子之间有间隔。（3）由流程图可知，镁镍合金可以和氢气在加热的条件下反应生成Mg2NiH4，故化学方程式表示为：Mg2Ni+2H2eq\o\ac(\s\up7(一定条件),\o(======,=======))Mg2NiH4；氩气属于稀有气体，氩原子最外层含有8个电子，属于稳定结构，化学性质不活泼，故可以用作保护气来防止镁和镍被氧气氧化；（4）氢氧燃料电池利用化学反应可以发电，故能量能量转化形式是化学能转化为电能。考点五燃料的使用及对环境的影响一、燃料充分燃烧的条件和意义1.条件：a.燃料燃烧需要足够多的空气；b.燃料与空气要有足够大的接触面积。2.意义：提高燃料的利用率，减少环境污染。二、燃料充分燃烧的条件和意义1.汽车燃料燃烧产生的主要污染物：一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。2.煤燃烧产生的污染物：一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮及烟尘等。3.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。三、三大环境问题1.酸雨：燃料中的一些杂质如硫、氮元素等燃烧时，产生空气污染物如SO2、NO2等物质，发生化学变化后形成.2.温室效应：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。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.臭氧层空洞：氟利昂、飞机尾气等引起臭氧消耗，使紫外光线危害人类和动植物。考向01能源的开发【例1】（2023•新宁县模拟）化学学科与人类生活和社会发展关系密切。下列说法正确的是A．化学与安全：在煤炉上放一壶水，能防止一氧化碳中毒 B．化学与社会发展：使用乙醇汽油可以节约石油资源 C．化学与健康：加铁酱油中的“铁”是指铁单质 D．化学与环境：工业产生的“三废”和汽车尾气未经处理直接排放【答案】B【解析】A、化学与安全：在煤炉上放一壶水，不能防止一氧化碳中毒，因为一氧化碳难溶于水，故A错误；B、化学与社会发展：使用乙醇汽油可以节约石油资源，乙醇属于可再生资源，故B正确；C、化学与健康：加铁酱油中的“铁”是指铁元素，是指具有相同质子数一类原子的总称，故C错误；D、化学与环境：工业产生的“三废”和汽车尾气处理达标后才能排放，故D错误；故选：B。【变式1-1】（2023•海丰县模拟）2022年北京冬季奥运会的理念是“绿色、共享、开放、廉洁”。从环保角度考虑，冬奥会赛事服务车辆最理想的燃料是A．氢气 B．天然气 C．酒精 D．汽油【答案】A【解析】A、氢气作为燃料，燃烧时释放出的热量多，燃烧的产物只有水，无污染，是最理想的燃料，故选项A正确；B、天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧产生二氧化碳和水，二氧化碳排放过多会造成温室效应，故选项B错误；C、酒精燃烧产生二氧化碳和水，二氧化碳排放过多会造成温室效应，故选项C错误；D、汽油燃烧会产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体，会污染空气、产生温室效应，故选项D错误。故选：A。【变式1-2】（2023•大石桥市三模）随着经济的发展，能源和环境日益成为人们关注的焦点。（1）铕是激光及原子能应用的重要材料。已知三氯化铕的化学式为EuCl3，则氧化铕的化学式为。（2）为减少温室气体二氧化碳的排放，科学家将二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷，该反应的化学方程式为。（3）常在普通汽油中加入适量的乙醇，形成乙醇汽油作为燃料。对乙醇汽油作汽车燃料的优点是