人教版（2024）九年级上册（2024）课题2 化石能源的合理利用精品同步练习题

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•知识点1 化石能源的利用
•知识点2 降低化石能源的利用对环境的影响
•作业 巩固训练
知识点1
化石能源的利用
1、化石燃料：煤、石油、天然气，是古代生物遗骸经一系列复杂变化而形成的，都是混合物，不可再生能源。
2、煤——工业的“粮食”
（1）煤的组成：主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素。
（2）煤的加工：“干馏”——隔绝空气加热，发生化学变化，得到焦炭（冶炼金属）、煤焦油。
（3）煤燃烧会产生SO2、NO2等，会形成酸雨。
3、石油——工业的“血液”
（1）石油的组成：主要含碳和氢元素，另外还含有氮元素，含铅化合物等。
（2）石油的加工：“分馏”——利用石油中各成分的沸点不同，分馏得到各种产品。（物理变化）
4、天然气
（1）主要成分是甲烷（CH4）。
（2）存在：天然气、沼气、坑气、瓦斯、可燃冰等中。
（3）物理性质：无色无味气体、难溶于水、密度比空气的小。
（4）天然气化学性质：可燃性 化学方程式：CH4+2O22H2O+ CO2。
5、乙醇：（C2H5OH），俗名酒精。（可再生能源）
（1）物理性质：无色透明，有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比互溶。
（2）酒精制取：①原料：高粱、玉米、薯类等；②生产方式：发酵、蒸馏。
（3）化学性质：可燃性，燃烧时发出蓝色火焰。化学方程式：C2H5OH+3O23H2O+2CO2
（4）用途：作燃料，汽油中加入适量乙醇作为燃料，可节省石油资源，并在一定程度上减
少汽车尾气的污染。医疗上杀菌消毒。
6、氢气、一氧化碳、甲烷比较
【典例1-1】下图为我国不同年份的能源结构图，下列说法不正确的是
A．氢气是理想的清洁高能燃料
B．我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势
C．煤、石油是可再生能源
D．加大水电、风电的开发利用有利于减少环境污染
【答案】C
【详解】A、氢气燃烧产物为水，对环境无污染，且氢气热值高，但制取氢气成分较高，且如何安全地储存和运输氢气的问题没有解决，因此氢气是理想的清洁高能燃料，故A选项不符合题意；
B、由图示可知，我国能源结构中清洁能源占比呈增加趋势，故B选项不符合题意；
C、煤、石油在地球上的储量有限，短时间内得不到补充，属于不可再生能源，故C选项符合题意；
D、加大水电、风电的开发利用，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，有利于环境保护，故D选项不符合题意。
故选C。
【典例1-2】请回答下列问题。
(1)三大化石燃料包括煤、石油和 。
(2)煤燃烧时会排放出 和 等气体污染物，这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于水，会形成酸雨。
(3)化石燃料不可再生，人们开发利用氢气作为新型燃料，其优点是 。
【答案】(1)天然气
(2) 二氧化硫 二氧化氮
(3)无污染
【详解】（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；
（2）由于煤中含有硫元素和氮元素等，所以煤燃烧生成二氧化硫、二氧化氮等污染物，二氧化硫和二氧化氮溶于雨水会形成酸雨；
（3）氢气燃烧生成水，产物无污染。
【变式1-1】如图为甲烷制备甲醇(CH4O)的微观过程，下列说法错误的是
A．甲烷是天然气的主要成分B．参加反应的甲烷与氧气的物质的量比为1∶1
C．反应前后催化剂质量不变D．反应前后原子的种类和个数不变
【答案】B
【详解】A 、甲烷是天然气的主要成分，说法正确，不符合题意；
B、由微观示意图可知，有1个“”没有参加反应，参加反应的甲烷与氧气分子个数比=2:1，物质的量比为2:1；甲烷与氧气的质量比=[2×（12+1×4）]:(16×2)=1:1 ，说法错误，符合题意；
C、根据催化剂的概念，反应前后催化剂质量不变，说法正确，不符合题意；
D、由微观示意图可知，反应前后原子的种类和个数不变，说法正确，不符合题意。
故选B。
【变式1-2】对天然气及其燃烧的观察。
(1)天然气是 （填“气体”“液体”或“固体”）。
(2)根据生活经验，天然气燃烧时发出 色的火焰。
(3)我们可利用燃烧时 （填“放出”或“吸收”）的热量做饭。
(4)做饭时应用 （填“内焰”“外焰”或“焰心”）对准锅所在位置加热。
【答案】(1)气体
(2)蓝
(3)放出
(4)外焰
【详解】（1）天然气主要含有由碳和氢组成的气态氢化物，最主要的是甲烷。所以天然气是气体。故填：气体。
（2）天然气燃烧即甲烷燃烧，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，发出蓝色的火焰。故填：蓝。
（3）做饭需要的热量来自燃料燃烧放出的热量。故填：放出。
（4）火焰的外焰温度最高，所以做饭时应用外焰对准锅所在位置加热。故填：外焰。
知识点2
降低化石能源的利用对环境的影响
1、常用燃料的使用与其对环境的影响
（1）常用燃料的使用主要是指煤、石油、天然气等化石燃料的使用，以及乙醇和氢气等清洁燃料的使用。
（2）燃烧煤对环境的影响：由于其中含有硫、氮等元素，所以煤燃烧时会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物，这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨，还有，燃烧排放出的烟尘和燃烧不充分时产生的一氧化碳、一氧化氮等也都会污染空气。
（3）燃烧汽油或柴油对环境的影响：目前，多数汽车、摩托车等机动车使用的燃料是汽油或柴油，它们燃烧时产生的一些物质会随着尾气直接排放到空气中，对空气造成污染，尾气中的主要污染有一氧化碳、未经燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等；
（4）燃烧天然气或乙醇对环境的影响：目前，城市的一些汽车已改用压缩天然气（CNG）等作燃料，以减少其尾气对空气的污染，还有，车用乙醇汽油在一些国家已成功使用多年，目前在我国也越来越受到重视，因为使用使用车用乙醇汽油不但可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染，还可以促进农业生产，这些燃料的使用相对来说，确实是减少了对空气的污染；可是它们燃烧生成的二氧化碳虽然不污染空气，但是容易导致温室效应。
2、资源综合利用和新能源开发
（1）发展现代产业体系，提高产业核心竞争力。
（2）加快建设资源节约型、环境友好型社会，提高生态文明水平。
（3）加快新能源开发利用：如太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等，这些能源的利用，不但可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染。
【典例2-1】党的二十大强调要推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。下列做法不符合要求的是
A．秸秆粉碎还田，禁止随意焚烧B．提倡垃圾分类，节约回收资源
C．骑行共享单车，倡导绿色出行D．污水未经处理，直接排放大海
【答案】D
【详解】A、秸秆粉碎还田，禁止随意焚烧，能减少污染物的排放，有利于环境保护，不符合题意；
B、提倡垃圾分类，节约回收资源，能减少污染，有利于环境保护，不符合题意；
C、骑行共享单车，倡导绿色出行，能减少因燃烧化石燃料而产生的烟尘和有害气体，同时也能节约资源，有利于环境保护，不符合题意；
D、污水未经处理，直接排放大海，会造成水体污染，不利于环境保护，符合题意。
故选：D。
【典例2-2】能源、环境与人类的生活和社会发展密切相关。
(1)目前，人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料包括煤、 和天然气，它们都含有碳元素，都属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源；
(2)化石能源的大量使用会产生二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳气体，其中会形成酸雨的是 (填化学式)；
(3)甲烷(CH4)是一种清洁能源，其燃烧的化学方程式为 。
【答案】(1) 石油 不可再生
(2)SO2
(3)
【详解】（1）目前，人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料包括煤、石油和天然气；
它们短期内均不能再生，均属于不可再生能源；
（2）二氧化硫能与水反应生成酸性物质，导致酸雨的发生，故填：SO2；
（3）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。
【典例2-3】在实现“2030年前碳达峰，2060年前碳中和”目标过程中，化学发挥重要作用。
(1)“碳中和”中的“碳”指的是 (填化学式)。
(2)下列燃料在O2中燃烧时，一定不会产生CO2的是 (填序号)
A．天然气(主要是CH4) B．肼(N2H4) C．乙醇(C2H5OH)
从元素守恒的角度说明理由
(3)“碳中和”主要是指抵消温室气体的排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。下列说法与上述理念相符的是___________(填序号)
A．大力植树造林B．捕集、利用和封存CO2
C．提倡使用一次性餐具D．出行尽量选择步行或乘坐公交、地铁
(4)为了减少含碳量的排放，可以使用新能源，下列属于新能源的是___________(填字母序号)；
A．氢能B．风能C．太阳能D．石油
(5)为了减少二氧化碳的排放，可以让其转化为其他物质，其反应的微观示意图如图，在方框中补全另一种产物的微粒图示。
【答案】(1)CO2
(2) B 化学反应前后元素的种类不变
(3)ABD
(4)ABC
(5)
【详解】（1）“碳中和”中的“碳”指的是二氧化碳，其化学式为：CO2；
（2）由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，肼(N2H4)中不含碳元素，在O2中燃烧时，一定不会产生CO2；
（3）A、植物进行光合作用消耗二氧化碳，所以大力植树造林，会降低大气中二氧化碳的含量，有利于达到相对“零排放”，此选项符合题意；
B、捕集、利用和封存CO2，可降低空气中二氧化碳的含量，此选项符合题意；
C、使用一次性餐具，既浪费资源，又会增加大气中二氧化碳的含量，此选项不符合题意；
D、出行尽量选择步行或乘坐公交、地铁，可减少使用化石燃料，减少二氧化碳的排放，降低空气中二氧化碳的含量，此选项符合题意；
故选：ABD；
（4）氢能、风能、太阳能属于新能源，石油为化石燃料，不属于新能源，故选：ABC；
（5）二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和数目不变，则方框中应补全为：。
【变式2-1】2024年世界环境日的中国主题是“全面推进美丽中国建设”。下列做法符合此主题的是
A．露天焚烧生活垃圾B．就地丢弃废旧塑料
C．推广使用清洁能源D．随意燃放烟花爆竹
【答案】C
【详解】A、露头焚烧生活垃圾会产生有害气体、烟尘等造成空气污染，不符合题意；
B、就地丢弃废旧塑料会造成白色污染，不符合题意；
C、推广使用清洁能源，可以减少污染物的排放，符合题意；
D、随意燃放烟花爆竹会产生二氧化硫等污染物，造成空气污染，不符合题意；
故选：C。
【变式2-2】能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关。
(1)白居易有诗句：“野火烧不尽，春风吹又生。”下列能源可以“春风吹又生”的是______（填序号）。
A．氢能B．石油C．风能D．煤炭
(2)硅（Si）相对于氢气便于运输、贮存，是开发价值很高的燃料，晶体硅制得的太阳能电池，是将太阳能转化为 能。硅原子的结构示意图为 ，硅元素的最高正化合价等于其原子的最外层电子数，硅元素最高正化合价对应氧化物的化学式为 。
(3)目前，人类使用的燃料大多来自化石燃料，煤燃烧时排放的二氧化硫和二氧化氮（写出这两种物质的化学式 、 ）是形成酸雨的主要气体，减少酸雨危害的措施之一是 。
【答案】(1)AC
(2) 电 SiO2
(3) SO2 NO2 减少使用化石燃料（合理即可）
【详解】（1）“春风吹又生”说明可以再生，氢能、风能使用完之后都可以在短时间内重新生成，石油、煤炭使用完之后短时间内不能重新生成，故选：AC。
（2）晶体硅制得的太阳能电池，是将太阳能转化为电能；
硅原子的质子数为14，原子的质子数等于核外电子数，则硅原子的核外电子数为14，核外电子排布为2、8、4，故作图如下：；
化合物中元素正负化合价之和为零。硅元素的最高正化合价等于其原子的最外层电子数，硅原子的最外层电子数为4，则硅元素最高正化合价为+4。氧化物是由两种元素组成的含有氧元素的化合物，设硅元素与氧元素组成的氧化物化学式为SixOy，其中氧元素的化合价为-2，则，解得x∶y=1∶2，故填：SiO2。
（3）根据“顺写反读”的规则，二氧化硫的化学式为SO2，二氧化氮的化学式为NO2；
减少酸雨危害的措施有：减少使用化石燃料；对化石燃料进行脱硫处理等。
【变式2-3】第二十四届冬季奥林匹克运动会处处体现“低碳环保”理念，科技感十足。
(1)能源：冬奥场馆大多采用绿色能源供电。下列不属于新能源的是______（填序号）。
A．太阳能B．核能C．地热能D．化石燃料
(2)火炬“飞扬”：“飞扬”采用氢气作燃料比传统所用丙烷（化学式）作燃料的优点是： 。
(3)制冰技术：利用液态蒸发吸热实现制冷，使水变成冰，此过程中的化学性质并没有改变，原因是 （从微观角度解释）。
(4)运动服：中国运动员御寒服采用新疆长绒棉面料，石墨烯发热材料里布。石墨烯发热材料在通电时产生热能，是利用了石墨烯良好的 性。
(5)场馆：“冰丝带”是由3360块发电玻璃拼成。发电玻璃是在普通玻璃上覆盖一层碲化镉（化学式CdTe）。碲化镉在弱光照射下也能持续发电，为冬奥场馆提供电力支持，根据如图信息填空。
①Te的相对原子质量是 ；下列科学家对测定相对原子质量作出卓越贡献的是 。（填选项）
A．拉瓦锡 B．道尔顿 C．门捷列夫 D．张青莲
②镉元素位于第 周期。
【答案】(1)D
(2)氢气燃烧只生成水，产物不污染环境
(3)CO2分子没有发生改变
(4)导电
(5) 127.6 D 五/5
【详解】（1）新能源是指近些年才逐渐开始使用的能源，包括太阳能、核能、地热能、氢能等，化石燃料已长期使用的能源，不属于新能源，故选D；
（2） “飞扬”采用氢气作燃料比传统所用丙烷（化学式C3H8）作燃料更环保，原因是氢气燃烧只生成水，产物不污染环境；
（3）液态CO2蒸发吸热实现制冷，使水变成冰，此过程中，CO2分子没有发生改变，因此二氧化碳的化学性质并没有改变；
（4）石墨烯发热材料在通电时产生热能，是利用了石墨烯良好的导电性；
（5）①元素周期表中的一格中，汉字下面的数字表示相对原子质量；Te的相对原子质量是127.6；
我国科学家张青莲对于测定相对原子质量作出卓越贡献，故选D；
②原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数，镉原子核外五层电子，故镉元素位于第五周期。
一、选择题
1．陶宗仪《辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄为纸，熔硫磺涂木片顶端分许，名曰发烛……”文中的“发烛”就是原始的火柴。下列有关叙述不正确的是
A．吹灭“发烛”利用了隔绝空气的原理
B．将松木削薄为纸片状有利于其燃烧
C．“发烛”燃烧时会生成有刺激性气味的气体
D．“发烛”燃烧伴随能量转化
【答案】A
【详解】A、吹灭“发烛”时空气流动，带走了发烛燃烧放出的热量，温度降低，且温度低于发烛的着火点，即利用了降低温度的原理，选项错误；
B、将松木削薄为纸片状，增大了松木与氧气的接触面积，有利于其燃烧，选项正确；
C、由题文可知，发烛中含有硫磺和木炭，其中硫磺燃烧后生成有刺激性气味的气体二氧化硫，选项正确；
D、“发烛”燃烧时发光、放热，即“发烛”燃烧时伴随不同形式的能量转化，选项正确；
故选：A。
2．兴趣小组在老师的带领下组装了小型“空气质量监测站”，用于检测当地某日空气中的主要污染物，相关数据如图。下列说法错误的足
A．空气中、过多会造成酸雨
B．除已经监测到的污染物外，还需监测的数据
C．当日对空气造成的污染比严重
D．减少化石燃料的使用有利于提高空气质量
【答案】B
【详解】A、SO2和NO2在大气中与水结合都能生成酸，是酸雨的主要成分，所以SO2、NO2与酸雨的形成有关，说法正确；
B、N2不属于空气污染物，不需要监测，说法错误；
C、从数据分析可知，当日O3产生量为59ug/m3，SO2产生量为8ug/m3，故O3对空气造成的污染比SO2严重，说法正确；
D、减少化石燃料的使用，可以减少二氧化硫、二氧化碳的产生，有利于提高空气质量，说法正确。
故选B。
3．如图为H2O的转化和利用。下列说法不正确的是
A．转化①是物理变化
B．转化②中产生O2、H2的体积比为2：1
C．转化③的表达式为C + H2OCO+ H2
D．转化④能量转化为太阳能变为化学能
【答案】B
【详解】A、转化①中水转化为水蒸气，只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化，不符合题意；
B、转化②为水通电分解生成氢气和氧气，在电解水实验中，生成氧气和氢气的体积比约为：1:2，符合题意；
C、转化③为碳和水在高温下反应生成一氧化碳和氢气，该反应的符号表达式为：，不符合题意；
D、转化④为二氧化碳和水在光照和叶绿素的作用下反应生成葡萄糖和氧气，能量转化为太阳能转化为化学能，不符合题意。
故选B。
4．天然气的主要成分是甲烷(CH4)，甲烷参与某反应的微观示意图如图，下列说法错误的是
A．微粒“R”的化学式为CO2
B．反应前后，原子和分子数目均保持不变
C．参加反应的与的质量之比为1:2
D．天然气是不可再生的化石燃料
【答案】C
【详解】A、根据图示可知，该反应反应物为甲烷和氧气，生成物之一为水，根据质量守恒定律，化学反应前后原子个数不变、种类不变，则微粒R的化学式为CO2，故A正确；
B、根据图示可知，该反应的化学方程式为 ，则反应前分子数为3，反应后分子数也为3，则该反应反应前后原子、分子数目均不变，故B正确；
C、根据图示可知，该反应的化学方程式为 ，则参加反应的甲烷和水的分子数目之比为1：2，则其质量之比为 ，故C错误；
D、天然气为远古生物遗蜕在高温高压条件下反应生成，属于不可再生能源，故D正确；
故选C；
5．元末陶宗仪《辍耕录》中记载：“杭人削松木为小片，其薄为纸，熔硫黄涂木片顶端分许，名曰发烛……，盖以发火(即燃烧)及代灯烛用也”。下列说法不正确的是
A．“发烛”发火伴随不同形式的能量转化
B．“发烛”发火需要氧气
C．“发烛”发火和燃烧利用了物质的可燃性
D．“发烛”发火产物不会污染空气
【答案】D
【详解】A、“发烛”发火，伴随着化学能转化为光能、热能，故A不符合题意；
B、“发烛”发火需要与氧气接触，且温度达到可燃物的着火点，故B不符合题意；
C、“发烛”发火和燃烧说明松木和硫磺具有可燃性，故C不符合题意；
D、“发烛”中含有硫磺和木片，燃烧生成的二氧化硫，会污染空气，故D符合题意。
故选D。
6．为了节能环保，2024巴黎奥运会期间，巴黎市投放使用了氢能源出租车。氢能源出租车的结构示意图如图所示，已知氢气在氧气中燃烧会生成水．下列有关说法不正确的是
A．氢燃料电池车对环境无污染
B．氧气是该燃料电池的助燃剂
C．氢气和氧气都可以用作燃料
D．反应的文字表达式为：氢气+氧气水
【答案】C
【详解】A、氢气燃烧生成水，则氢燃料电池车对环境无污染，该选项说法正确；
B、氧气具有助燃性，为助燃剂，该选项说法正确；
C、氧气具有助燃性，而不具有可燃性，氧气不能作燃料，该选项说法不正确；
D、氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为：，该选项说法正确。
故选C。
7．“化学链燃烧”是新的燃烧概念，即燃料不直接与空气接触燃烧，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料较低温度下燃烧的过程。该过程具有无火焰、低污染、高效率等特点。某“化学链燃烧”的过程如图所示，下列叙述错误的是
A．空气反应器中发生的反应为: 2Cu2O+O24CuO，铜元素的化合价升高
B．X中氮气的含量比空气中高
C．与直接燃烧相比，该过程有利于CO2的捕集
D．等质量的甲烷直接燃烧相比“化学链燃烧”消耗氧气多
【答案】D
【详解】A、由图可知，空气反应器中氧化亚铜与氧气反应生成氧化铜，反应的化学方程式为： 2Cu2O+O24CuO，氧元素显-2价，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则铜元素显+1价，氧化铜中铜元素显+2价，则铜元素的化合价升高，故A正确；
B、由图可知，在空气反应器中，氧气被消耗，排出气体X中氮气的含量比空气中高，故B正确；
C、“化学链燃烧”指燃料不直接与空气接触，而是以载氧体在两个反应器之间的循环来实现燃料燃烧，与直接燃烧相比，“化学链燃烧”产生的气体生成物只有二氧化碳和水蒸气，水蒸气冷却后变为液态水，有利于二氧化碳的捕集，故C正确；
D、根据质量守恒定律可知，消耗等质量甲烷，生成的二氧化碳和水的质量不变，参加反应的氧气的质量也不变，则等质量的甲烷直接燃烧和“化学链燃烧”消耗的氧气一样多，故D错误；
故选：D。
8．“坚持绿色发展，建设美丽中国”是全国人民的共识，下列做法符合这一理念的是
A．加高工厂烟囱，将废气排放到高空B．开发清洁能源代替化石能源
C．大量使用化肥、农药，提高粮食产量D．提倡使用一次性餐具
【答案】B
【详解】A、加高工厂烟囱，将废气排放到高空，不会减少污染。A做法不符合这一理念，不符合题意；
B、开发清洁能源代替化石能源，会节约化石能源，减少污染。B做法符合这一理念，符合题意；
C、合理使用化肥、农药，提高粮食产量，大量使用化肥、农药，会造成浪费，同时污染环境。C做法不符合这一理念，不符合题意；
D、使用一次性餐具会造成资源浪费，同时污染环境。D做法不符合这一理念，不符合题意。
综上所述：选择B。
9．树立环保意识，践行环境友好生活方式。下列做法中，不值得提倡的是
A．垃圾分类回收处理B．开发利用清洁能源C．露天随意焚烧落叶D．坚持绿色低碳出行
【答案】C
【详解】A、垃圾分类回收，能保护环境，该做法值得提倡；
B、开发利用清洁能源，能减少污染，该做法值得提倡；
C、焚烧落叶，会污染环境，该做法不值得提倡；
D、绿色低碳出行，能保护环境，该做法值得提倡。
故选C。
二、填空与简答
10．从宏观-微观-符号等多角度认识化学反应，有助于形成系统思维。如图是甲烷(CH4)燃烧的微观示意图，回答下列问题：
(1)从微观角度分析，反应后有 种(填数字)分子生成，写出该反应的化学方程式 ；
(2)从宏观角度分析，该反应产生了新物质，为了证明甲烷燃烧有二氧化碳生成，接下来的实验操作是：点燃从导管导出的纯净的甲烷气体， ；
(3)能量变化的角度，甲烷燃烧实现了从 到热能和光能的转化；
(4)定量分析的角度，根据以上信息参加反应的和个数比是 。
【答案】(1) 2 CH4+2O2CO2+2H2O
(2)在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成
(3)化学能
(4)1：2
【详解】（1）根据微观示意图可知，反应后有甲烷分子，二氧化碳分子和水分子，其中甲烷分子是未反应完剩余的，生成的分子是二氧化碳分子和水分子，一共2种分子。该反应为甲烷和氧气在甲烷的条件下反应生成水和二氧化碳，化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此常用澄清石灰水检验二氧化碳，故，为了证明甲烷燃烧有二氧化碳生成，接下来的实验操作是：点燃从导管导出的纯净的甲烷气体，在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成。
（3）甲烷燃烧时放出大量热，产生明亮的火焰，实现了从化学能到热能和光能的转化。
（4）根据化学方程式可知，参加反应的甲烷和氧气的分子个数比为1：2。
11．利用微型空气质量“检测站”能检测多种空气污染物。化学实践小组的同学们用该“检测站”测得某小区地下车库中一氧化碳在不同时间段内的浓度如图。（已知：50ppm为一氧化碳准许成年人置身其中的最大量）
由图可知，一氧化碳浓度最大的时间段是 ，原因可能是 。
【答案】 早晨 上班高峰期，汽车尾气产生较多，导致一氧化碳浓度含量最大
【详解】由图可知，早晨一氧化碳浓度最大；
早晨上班高峰期，汽车尾气产生较多，导致一氧化碳浓度含量最大。
12．某学校组织跨学科实践活动“调查家用燃料的变迁与合理使用”，小组同学发现近50年某市家用燃料的使用经历了下图所示的发展过程。
(1)煤作为家用燃料时，常将煤饼制成蜂窝状使用（如图），原因是 。
(2)、两种物质中，氢元素的质量分数较大的是 （填化学式）。
(3)天然气属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
(4)人类即将进入多样化的新能源时期，请写出你所知道的一种新能源 。
【答案】(1)增大与氧气的接触面积，使燃烧更充分
(2)C3H8
(3)不可再生
(4)风能等
【详解】（1）将煤饼制成蜂窝状，可以增大与氧气的接触面积，使煤燃烧更充分；
（2）C3H8中氢元素的质量分数为，C4H10中氢元素的质量分数为，氢元素的质量分数较大的是C3H8；
（3）天然气是化石燃料，属于不可再生能源；
（4）新能源有风能、潮汐能、太阳能、地热能等。
13．完成下列各题：
(1)实验①点燃氢气前应先验纯，验纯时产生 爆鸣声，证明不纯。待气体纯净后点燃氢气可观察到 。
(2)实验②是电解水实验，该实验能实现 能转换 能，正极产生的气体是 ，该反应的文字或符号表达式是 。
(3)实验③是蜡烛燃烧实验，证明蜡烛燃烧有水生成的现象是 。
(4)以上实验可以验证水的组成的是______。
A．①②B．②③C．①③D．①②③
【答案】(1) 尖锐 产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠生成
(2) 电 化学 氧气/O2 /
(3)干冷的烧杯内壁出现小水珠
(4)A
【详解】（1）氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故实验①点燃氢气前应先验纯，验纯时产生尖锐爆鸣声，证明不纯，待气体纯净后点燃氢气可观察到产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠生成；
（2）实验②是水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，能实现电能转化为化学能；
在电解水实验中，“正氧负氢”，故正极产生的气体是氧气；
水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，该反应的文字表达式为：，符号表达式为：；
（3）实验③中，在蜡烛火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，干冷的烧杯内壁出现小水珠，说明蜡烛燃烧生成了水；
（4）实验①中氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，可得水是由氢元素和氧元素组成；实验②中电解水生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，可得水是由氢元素和氧元素组成，实验③中蜡烛和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，蜡烛的组成未知，不能验证水的组成，故可以验证水的组成的是①②。
故选A。
14．2008年北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料主要是丙烷（），2022年北京冬奥会“飞扬”火炬使用的燃料主要是氢气（）。
(1)氢气燃烧的文字表达式为 。
(2)从分子的角度解释：氢气加压后可装入钢瓶中 。
(3)下列能证明丙烷中含有碳、氢元素的现象有 （填字母序号）。
A．火焰呈淡蓝色
B．罩在火焰上的干冷烧杯内壁出现水雾
C．放出大量热
D．罩在火焰上涂有澄清石灰水的烧杯内壁变浑浊
【答案】(1)
(2)分子之间有间隔，压强越大，分子间间隔越小
(3)BD
【详解】（1）氢气燃烧即氢气和氧气在点燃条件下反应生成水，文字表达式为。故填：。
（2）由于分子之间有间隔，压强越大，分子间间隔越小，所以氢气加压后可装入钢瓶中。故填：分子之间有间隔，压强越大，分子间间隔越小。
（3）丙烷燃烧生成二氧化碳和水，化学反应前后元素的种类不变，二氧化碳中含有碳元素，水中含有氢元素，所以验证生成二氧化碳和水可说明丙烷中含碳、氢元素。
A、火焰呈淡蓝色，与丙烷中含有碳、氢元素无关。A不符合题意；
B、罩在火焰上的干冷烧杯内壁出现水雾，说明生成水，可证明丙烷中含有氢元素。B符合题意；
C、放出大量热，与丙烷中含有碳、氢元素无关。C不符合题意；
D、罩在火焰上涂有澄清石灰水的烧杯内壁变浑浊，说明生成二氧化碳，可证明丙烷中含有碳元素。D符合题意。
综上所述：选择BD。故填：BD。
15．建立“宏观—微观”之间的联系，是化学学习的重要方法。
(1)如图是硒元素的信息和硒原子结构示意图及A、B、C、D、E五种粒子的结构示意图。请按要求填空。
①硒原子在化学变化中易 电子(填“得到”或“失去”)。
②硒原子与 粒子化学性质相似，原因是 。
③硒元素与D粒子形成化合物的化学式是 。
(2)如图是工业上利用二氧化硅(固体)制硅反应的微观示意图。
①丙物质是由 构成的(填“分子”“原子”或“离子”)。
②写出该反应的符号表达式 。
③硅片太阳能电池是将太阳能转化成电能，请说明太阳能电池的优点 (写出一点即可)。
【答案】(1) 得到 B 最外层电子数相同 Na2Se
(2) 分子 C+SiO2CO+Si 无污染/资源丰富等
【详解】（1）①由图可知，硒原子的最外层电子数为6，在化学变化中易得到电子，故填得到。
②由图可知，硒原子与B粒子化学性质相似，故填B；
硒原子与B粒子的最外层电子数都为6，即最外层电子数相同，所以两微粒的化学性质相似，故填最外层电子数相同。
③硒元素的原子最外层电子数为6，在化学反应中易得到2个电子，化合价为-2价，D粒子的质子数为11，为钠元素的粒子，钠元素在化合物中的化合价为+1价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，则两种微粒构成的化合物的化学式写为Na2Se，故填Na2Se。
（2）①由图可知，丙物质为一氧化碳，是由一氧化碳分子构成的，故填分子。
②由图可知，反应是碳和二氧化硅在高温的条件下反应生成一氧化碳和硅，故反应的符号表达式写为：C+SiO2CO+Si。
③硅片太阳能电池是将太阳能转化成电能，太阳能电池的优点是不生成有害物质，无污染，资源丰富，各地都能够将太阳能转化成电能，故填无污染或资源丰富等。
三、综合应用题
16．氢能是最理想的绿色能源之一，被誉为“21世纪的终极能源”。
(1)我国氢能源的发展规划分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”三个阶段，具体如图所示：
①化石燃料包括煤、天然气和 ，化石燃料为不可再生能源。
②水分解制备的氢气属于 (选填“蓝氢”“灰氢”或“绿氢”)。
(2)我国科学家发现二氧化碳高效转化新过程，首次把二氧化碳加氢变成汽油。二氧化碳加氢制备汽油的流程如图所示：
操作I后，分离出水和气体X，已知X中两种元素的质量比为3：4，可推出该气体的化学式为 。
(3)若产生汽油的主要成分为辛烷(C8H18)，请写出辛烷在氧气中完全燃烧的化学反应方程式 。
【答案】(1) 石油 绿氢
(2)CO
(3)
【详解】（1）①化石燃料包括煤、天然气和石油，故填：石油；
②由图可知，水分解得到氢气和氧气，氢气与氧气反应得到水，水属于可再生能源，因此水分解制备的氢气属于绿氢，故填：绿氢；
（2）CO2与氢气在一定条件下反应得到水和气体X，已知X中两种元素的质量比为3:4，根据质量守恒定律，X中含有碳、氧两种元素，设X的化学式为CxOy，则12x:16y=3:4，x:y=1:1，因此该气体的化学式为CO，故填：CO；
（3）辛烷(C8H18)在氧气中完全燃烧生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为，故填：。
实验现象
结论
导管口的甲烷燃烧
发出淡蓝色火焰
甲烷具有可燃性
干冷的烧杯内壁
干冷的烧杯中出现水雾
说明甲烷一定含有氢元素。
内壁涂有的澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
说明甲烷一定含有碳元素。
气体
H2
CO
CH4
物理性质
色态味
无色无味的气体
密度
比空气小
比空气略小
比空气小
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
化学性质
可燃性
2H2+O22H2O
2CO + O22CO2
CH4+2O22H2O+ CO2
还原性
CuO+H2Cu+ H2O
CuO+COCu+CO2 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
无
检验方法
①点燃，检验燃烧产物；②通过灼热氧化铜，检验产物
①点燃，检验燃烧产物；②通过灼热氧化铜，检验产物
点燃，检验燃烧产物