专题7.2燃料的合理利用与开发（九大题型）-2023-2024学年九年级化学上册举一反三（人教版）（原卷版）

专题7.2燃料的合理利用和开发题型题型梳理【题型1】常见的吸热反应和放热反应【题型2】化学反应中能量变化的实际应用【题型3】氢气的制取与性质实验【题型4】氢能源的优点【题型5】煤、石油和天然气【题型6】甲烷的性质和用途【题型7】乙醇的性质和用途【题型8】几种燃料使用对环境的影响【题型9】绿色能源的开发和利用举一反三举一反三【知识点1】化学反应中的能量变化1.放热反应：如所有的燃烧、生石灰与水反应、镁条与盐酸（金属与酸）反应、过氧化氢的分解2.吸热反应：如碳与二氧化碳反应，一般条件为高温或加热的反应【题型1】常见的吸热反应和放热反应【例1】下列说法不正确的是A．在化学反应中只有燃烧才能放热B．有的物理变化也放出热量C．放出热量的变化都是化学反应D．化学变化不可能吸收热量【变式11】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，一定还伴随能量变化B．凡需要点燃的化学反应都属于吸热反应C．水与氧化钙反应后温度升高D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的【变式12】2023年6月4日神舟十五号顺利返回地球，神舟十五号载人飞船返回舱的表面有一层叫做“烧蚀层”的物质（如图所示），返回舱返回时，与大气剧烈摩擦，会在舱表面产生数千度的高温，此时，烧蚀层汽化燃烧保护返回舱不因高温而烧毁。由此判断下列说法正确的是A．它能把热辐射到宇宙空间 B．它的硬度大，飞行时不易损坏C．它在汽化时能吸收大量的热 D．它的表面非常光滑，但不能减少舱体与空气的摩擦【变式13】为落实“双减”工作精神，老师给同学们布置了一道家庭小实验的作业。在塑料饮料瓶中加入酵母粉(催化剂)和双氧水溶液进行氧气的制取和检验，下列说法正确的是A．触摸瓶身明显发烫，说明该反应吸热B．塑料瓶膨胀，只是因为反应产生气体C．将带火星的木条伸入瓶内检验有氧气生成D．加入酵母粉会使生成氧气的质量增多【题型2】化学反应中能量变化的实际应用【例2】现代社会对能源的需求量越来越大。下列发电方式中，使用了化石能源的是A．水力发电 B．太阳能发电 C．风力发电 D．火力发电【变式21】液氢、煤油、液氧可用作神舟飞船运载火箭的推进剂。请你回答下列问题：(1)采用液氢(液态氢气)作为燃料，液氢变为氢气时，从微观角度解释该变化的本质是。(2)氢气作为新能源有很多优点，其在环保方面的主要优点是。制取廉价氢气也是氢能源利用领域的研究热点，有研究提出制取氢气的一种理想方法是利用太阳能分解水，该过程的能量转化是。(3)氢气在运输过程中也存在一定的危险，这是因为氢气具有性，运输不当，可能发生爆炸。纯净的氢气安静地燃烧产生色火焰。(4)氢气在氧气中燃烧的化学反应文字表达式，该反应中发生变化的是(填微粒符号)，不变的是(填微粒符号)。【变式22】北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。液氢、煤油（含C、H元素）、液氧可用作神舟飞船运载火箭的推进剂，下列说法不正确的是A．火箭发射时仅靠空气不足以使燃料充分燃烧B．液氢和煤油完全燃烧的反应都是化合反应C．液氢是高能燃料且燃烧后的产物无污染D．飞船进入轨道后主要利用太阳能维持工作【变式23】我国载人航天技术跻身世界先进水平。空间站内利用太阳能电池电解水制取氧气，气体循环简易流程如图所示。有关说法不正确的是A．装置中太阳能可转化为化学能 B．正极产生了氧气C．产生的氢气可循环使用 D．电解过程在装置(I)进行【知识点2】氢气1.制备：①药品：锌粒和稀硫酸（或稀盐酸）②原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑③收集方法：向下排空法（密度比空气小）、排水法（难溶于水）2.性质：可燃性、还原性3.作为新能源=1\*GB3①优点：资源丰富，放热量多，无污染。不能广泛使用的原因：制取氢气成本太高且贮存困难=2\*GB3②需解决问题：如何大量廉价的制取氢气；如何安全地运输、贮存氢气。【题型3】氢气的制取与性质实验【例3】氢气作为一种清洁、高能燃料，越来越受到人们关注。某小组同学设计下图所示装置制取氢气并验证氢气在空气里燃烧。

回答下列问题：(1)仪器a的名称是。(2)图①中，发生反应的化学方程式是。除采用图示方法外，还可以用法收集氢气。(3)点燃氢气前应先检验氢气的纯度。操作：试管中的水排尽后，；若发出，表明气体不纯。(4)如图②，在尖嘴管管口点燃纯净的氢气，上方罩一个冷而干燥的小烧杯。观察到的现象：纯净的氢气在空气中安静燃烧，。【变式31】下图所示仪器常用于实验室制取气体。请回答下列问题：

(1)写出仪器D的名称。(2)实验室常选用锌粒和稀硫酸制氢气，该反应的化学方程式是，请从图一中选择合适的仪器组合（填序号）制取并收集氢气。(3)A与B相比，优点有（写出一种即可）。(4)用图二装置测量产生的氢气体积，应该（选填“气泡刚开始冒出”或“气泡连续均匀冒出”）时收集。【变式32】请根据下列实验装置图，回答有关问题：

(1)写出标号仪器的名称：①；②。(2)实验室用高锰酸钾固体加热制取氧气，发生装置和收集装置的组合是(填字母，下同)，写出发生装置内反应的化学方程式：。(3)实验室选用装置C制取氢气，反应的化学方程式为，与装置B制取氢气相比，其优点是。

(4)模拟氢氢焰实验：按如图所示装置进行实验。①关闭K，通入氢气，点燃。将铁丝网放在火焰上灼烧，铁丝网只发红，不熔断。为了保证安全，点燃氢气之前应先，那么收集氢气时，最好选用装置进行收集。②打开K，通入氧气，火焰更明亮，铁丝熔断，说明燃烧的剧烈程度与氧气的有关。【变式33】在中学化学创新实验调研中，某老师设计了“氢氧焰”的实验，装置如下图所示：

(1)A瓶中硫酸铜的作用是；(2)两套装置中气球的作用；(3)通过玻璃活塞、分别有序控制氧气和氢气的流量，先后进行如下操作：①，将带火星的木条置于三通管口处，观察到木条复燃，将燃着的木条移开，管口处无火焰：②关闭，打开，通入氢气，，管口处有火焰，移去燃着的木条，氢气安静地燃烧；③把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈红热状，打开，通入氧气，铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是。【题型4】氢能源的优点【例4】能源的利用和开发：(1)氢气作燃料的优点是：①氢气本身无毒②热值大：③氢气是可再生能源：④氢气燃烧产物是，没有污染。(最清洁的燃料)(2)氢气目前没有广泛使用的原因：①氢气的制取成本。②氢气的储存。(3)氢气的实验室制法：(反应方程式)(4)其它新能源：、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能等。【变式41】如图所示，科学家提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，下列说法错误的是A．氢气作燃料的优点是燃烧热值高，产物无污染B．在此循环中发生了反应：C．光照条件下分解水，条件简便，原料廉价易得D．光照条件下分解水，急待解决的问题是寻找合适的催化剂【变式42】如图为氢氧燃料电池的工作原理示意图。下列说法不正确的是A．氢气是未来最理想的绿色能源B．氢气在氧气中燃烧生成水，说明水是由氢气和氧气组成的C．氢气燃烧生成水并放出大量的热是化学能转化为热能D．氢能源没有被广泛使用的原因之一是制取成本高【变式43】氢能是一种清洁能源，氢气的生产和使用是科学研究的重要方向。目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢。由化石能源（煤、石油、天然气）制得的H2中含有CO，利用液氮的低温可将CO液化分离，从而获得纯净的氢气。氚（氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子）可用于核能发电，再利用电解水法制氢。图1是化学家研究利用ZnO和Fe3O4为催化剂，在太阳光照射下实现水的高效分解获得氢气。在一定温度下，利用Fe﹣Mo/C作催化剂，裂解乙醇可以制备氢气。图2是科研人员研究相同温度下裂解乙醇制备氢气时，催化剂中Mo与Fe最佳质量比的实验结果，图中氢气产生速率越高，说明催化剂效果越好。(1)下列有关氢能的说法不正确的是。a．氢气的燃烧产物无污染，所以氢能是一种清洁能源b．利用太阳能发电并电解水制氢可实现二氧化碳零排放c．现阶段氢能已经能完全替代化石能源(2)利用液氮的低温能将H2与CO分离，说明氢气的沸点比CO的沸点。(3)氚可用于核能发电，再利用电解水法制氢。①氚属于元素的一种原子。②下列示意图能表示氚原子的是（填序号）。(4)利用ZnO和Fe3O4为催化剂制取氢气过程如图1所示，该过程的能量转化形式；写出反应2的符号表达式为，该反应属于的基本反应类型是。(5)对比图2中的曲线，得到的实验结论是。【知识点3】化石燃料的利用1.煤：①称为“工业的粮食”（主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素）；②煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2（二者引起酸雨）、CO、烟尘等③将煤隔绝空气加热，发生化学变化，得到焦炭（冶炼金属）、煤焦油（化工原料）、煤气（主要含氢气、一氧化碳、甲烷），用作燃料；煤气泄漏，会使人中毒)2.石油：“工业的血液”（主要含碳、氢元素）；①炼制原理：利用石油各成分的沸点不同，通过蒸馏使之分离（此分离过程是物理变化）②石油各产品（均为混合物）：汽油、煤油、柴油（作燃料）；沥青（筑路）；石蜡（作蜡烛）等③汽车尾气中污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘④从油井开采出来的石油叫原油，它不是产品，石油不可以直接作燃料，会浪费资源3.天然气（主要含碳、氢元素，主要成分是甲烷），是较清洁的能源。【题型5】煤、石油和天然气【例5】能源与人类的生活和社会发展密不可分，下列物质不属于化石燃料的是A．酒精 B．石油 C．煤 D．天然气【变式51】下列变化属于物理变化的是A．把煤隔绝空气加强热制取焦炭 B．石油分馏出多种产品C．把某些废弃的有机物进行发酵制甲烷 D．用酒精来制造醋酸和香精【变式52】下列关于沼气、煤、石油的说法正确的是A．煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和煤气等产品B．石油的分馏和煤的干馏都是化学变化C．沼气的主要成分是甲烷D．石油是一种由沸点不同的化合物组成的混合物，不加热就可以直接燃烧【变式53】煤的燃烧会产生大量二氧化碳和煤尘，不利于环境保护。通过煤的综合利用可获得多种产品，用途广泛，其中煤的液化过程中得到的汽油、煤油等可以作为液体燃料。下列说法正确的是A．煤的液化加工成汽油、煤油等液体燃料属于物理变化B．石油分馏出汽油、柴油等多种产品的变化是化学变化C．煤燃烧产生的CO2、CO和粉尘是主要空气污染物D．煤中除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素【知识点4】两种绿色能源：沼气、乙醇1.沼气的主要成分：甲烷甲烷:CH4（最简单的有机物，相对分子质量最小的有机物）物理性质:无色,无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。化学性质:可燃性CH4+2O2CO2+2H2O（发出蓝色火焰）沼气的主要成分也是甲烷把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。沼气可解决生活用燃料问题和改善环境卫生可燃冰：埋藏于海底，可以燃烧，主要成分是甲烷水合物，储量是化石燃料总和的两倍将成为替代化石燃料的新能源，开采时如果甲烷气体大量泄漏于大气中，造成的温室效应将比二氧化碳更严重2.乙醇(俗称:酒精,化学式:C2H5OH)化学性质:可燃性C2H5OH+3O22CO2+3H2O 乙醇汽油：优点（1）节约石油资源（2）减少汽车尾气【题型6】甲烷的性质和用途【例6】LNG(液化天然气)清洁能源公交车在昆山街头随处可见。天然气的主要成分是A．C3H8 B．CH4 C．CO D．H2【变式61】下列关于甲烷的说法不正确的是（）A．是最简单的有机物B．天然气是化石燃料中比较清洁的燃料C．点燃之前一定要检验气体的纯度D．甲烷中氢元素的质量分数为×100%【变式62】认真阅读下列材料，回答有关问题。2021年4月7日，由湖南科技大学牵头，我国自主研发的“海牛Ⅱ号”在南海超2000米深水中，钻机成功下钻231米，刷新了世界纪录。为我国海底"可燃冰"的勘探提供了装备技术支撑。可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物。一体积可燃冰可储载100200倍体积的甲烷（CH4）气体，具有热值高等优点。甲烷是无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。甲烷在空气中燃烧生成水和二氧化碳。如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，将会造成严重的温室效应。目前，可燃冰的开发尚处于试验性开采阶段。(1)甲烷由组成。(2)甲烷的物理性质有（写一条即可）。(3)除二氧化碳外，能造成温室效应的气体还有（写一种即可）。(4)可燃冰作燃料的优点有。(5)写出甲烷在空气中燃烧的文字表达式。【变式63】可燃冰的分子结构类似于笼形，即若干个水分子将甲烷分子包裹在里面，其化学式为CH4•nH2O，n一般为68。仅我国南海可燃冰提供的能源就够中国用80年以上。(1)可燃冰属于（填“可”或“不可”）再生能源。我国的可燃冰开采技术世界领先，开采过程中若将甲烷大量泄露到大气中，会导致。甲烷燃烧的化学反应方程式是；(2)海底的CH4在0℃、30个大气压的条件即可生成一种可燃冰化学式为CH4•8H2O，其中碳元素质量分数是。(3)可燃冰在燃烧时将化学能转化为光能和热能，而CH4O2燃料电池则是将化学能转化为能的装置；(4)我国于2017年4月成功开采获取可燃冰，其意义在于。a．促进我国能源结构的快速转型b．有助于中国在可燃冰可采和利用领域具备一定的话语权【题型7】乙醇的性质和用途【例7】酒精是一种常见的消毒剂，但酒精也是易燃、易挥发液体，其在空气中的爆炸限度为3%~19%（体积分数）。下列说法不正确的是A．使用医用酒精消毒时，应远离火源B．在家里，最好采用擦拭医用酒精的方式对桌面、文具等物品进行消毒C．酒精挥发时，分子间间隔不变D．酒精蒸气与空气混合遇明火可能会爆炸【变式71】根据所学的知识，判断下列说法错误的是A．过量饮酒有害健康，青少年正处在身体发育阶段，不宜饮酒B．乙醇可由绿色植物的籽粒经发酵、蒸馏制得，属于可再生能源C．乙醇燃烧一定不会产生有害气体D．生产乙醇的车间里，所有的照明设备均需用隔离和封闭装置【变式72】按要求回答：(1)目前使用的燃料大多来自化石燃料。化石燃料包括天然气、煤、石油。天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧的化学方程式为。(2)在汽油中加入适量乙醇就得到乙醇汽油。乙醇在空气中充分燃烧的化学方程式为。(3)关于乙醇汽油的下列说法中不正确的是______（填序号）。A．汽油属于可再生能源 B．乙醇汽油是一种纯净物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【变式73】乙醇俗称酒精，可以用作酒精灯、内燃机等的燃料，乙醇完全燃烧的化学方程式；甲烷完全燃烧的化学方程式为。如果氧气不足，还会生成一氧化碳，取一定质量的甲烷和25.6g氧气在密闭容器中点燃，恰好完全反应，生成agCO、bgCO2和18gH2O，则a+b=。【知识点5】使用燃料对环境的影响1.化石燃料造成空气污染：=1\*GB3①燃料中的杂质硫燃烧产生二氧化硫=2\*GB3②燃料燃烧不充分产生一氧化碳=3\*GB3③未燃烧的碳氢化合物、炭粒、尘粒排放到空气中形成浮尘2.煤燃烧时会产生SO2、NO2溶于水形成酸雨，由二氧化硫引起的酸雨称之为硫酸型酸雨。酸雨的危害：破坏森林、腐蚀建筑物、使水体酸化影响水生生物的生长等防止酸雨的措施：使用脱硫煤、使用清洁能源等3.汽车用燃料的燃烧。汽车尾气：主要含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物。4.新能源：氢能源、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能【题型8】几种燃料使用对环境的影响【例8】下列关于资源、能源、环保方面的叙述正确的是A．大力开发新能源替代化石燃料可以节约资源又可以减少污染B．从环境保护的角度考虑，酒精是最理想的燃料C．煤、石油、天然气是可再生的化石燃料D．煤燃烧时放出SO2、CO2等污染物，会在空气中生成硫酸和碳酸等，溶于与水形成酸雨【变式81】燃料是人类社会重要的能源，下列说法不正确的是A．煤的燃烧可能造成酸雨的原因是排放大量CO2B．石油炼制可得到石油气、汽油、煤油等产品C．用氢气代替汽油做汽车燃料，可减少对空气的污染D．酒精(C2H5OH)在空气中完全燃烧只生成二氧化碳和水【变式82】能源是人类生存和发展的基础，能源及其应用成为人们日益关注的问题．(1)化石燃料是重要的能源．常温下呈液态的常见化石燃料为。(2)化石燃料造福人类的同时，也对环境造成了不良影响，如煤燃烧时排放出的（填化学式，写一种即可）等污染物会导致酸雨。(3)若烹调食物时观察到燃气灶的火焰呈现黄色，锅底出现黑色，则需要将灶具的进风口的阀门调（填“大”或“小”）。(4)合理利用燃烧和灭火的原理很重要，乘坐公共汽车时，禁止携带酒精，原因是。【变式83】化学源于生活，人类生产、生活离不开化学。(1)净化水的操作有①过滤、②蒸馏、③静置沉淀等多种，其中净化程度最高的操作是。(填序号)(2)实验时要处处注意安全。用完酒精灯后，必须用灯帽盖灭，其灭火原理是。(3)日常生活中，人们常把煤做成蜂窝状，这样做的目的是。(4)在日常生活中酒精(化学式为C2H5OH)既是可用于手部消毒的物质，也是一种绿色能源，写出酒精燃烧生成二氧化碳和水的化学方程式。(5)近些年厨房燃料的更新换代如图所示：煤燃烧可能产生的污染物有(填标号)。A．二氧化碳 B．二氧化硫 C．一氧化碳 D．粉尘固体颗粒【题型9】绿色能源的开发和利用【例9】下列不属于利用新能源的是A．

风力发电 B．

水力发电C．

太阳能住宅 D．

利用地热能【变式91】科学家已经研制出在催化剂作用下，利用太阳能产生激光使海水分解得到氢气的新技术。你认为该技术的主要优点有：①不会产生污染②水的分解效率高③不消耗地球现有的其它能源④太阳能取之不尽A．①②③④ B．①③④ C．②③④ D．①②③【变式92】