第七单元　能源的合理利用与开发 单元测试（学生版+教师版）2024-2025化学人教版九年级上册

单元质量评价(七)(第七单元)
(40分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H—1　C—12　O—16
一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列图标中,表示“禁止烟火”的是( )
2.(2023·丹东中考)成语蕴含着丰富的中华文化。下列成语表达的本意与燃烧无关的是( )
A.星火燎原 B.火上浇油 C.破釜沉舟 D.死灰复燃
3.能源是一个国家发展和进步的基础,开发新能源已经成为世界各国的共识。下列不属于新能源的是( )
A.水能 B.核能 C.氢能 D.地热能
4.(2023·珠海香洲区二模)下列关于实验室制取氢气的操作正确的是( )
5.现有①石油气②面粉粉尘③氮气④天然气⑤一氧化碳,当这些物质与空气混合,遇明火,有发生爆炸危险的是( )
A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.①③④⑤ D.①②④⑤
6.(2023·佛山模拟)利用如图装置探究燃烧条件。试管①充满氮气,试管②③充满氧气,将水温升至40 ℃,仅观察到②中白磷燃烧。下列说法正确的是( )
A.试管②中白磷燃烧,产生大量白雾
B.对比试管①②现象可知燃烧需要氧气
C.对比试管①③现象可知白磷着火点比红磷低
D.该装置的优点是方便调节可燃物的着火点
7.古代用“木燧”(钻木取火)的方法引燃易燃物。下列说法错误的是( )
A.“木燧”中的“木”是可燃物
B.钻木的目的是使温度达到木头的着火点
C.钻木生热改变了可燃物的着火点
D.在钻木取火的过程中,体现了氧气的助燃性
8.(2023·宜宾中考)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
9.学习化学要善于用化学知识去分析、解决生产生活中的问题。从化学的角度看,下列现象或操作解释不正确的是( )
选项 生活中的事实举例 解释与操作
A 燃气灶火焰呈现黄色或橙色 需要调节一下灶具的进风口
B 进入山洞探险 应先做灯火试验
C 室内若发生天然气泄漏 可先采用点火检查
D 煤气有剧毒性 CO与血液中的血红蛋白结合而使人体缺氧
10.(2023·泰安中考)某研究所利用太阳能聚光器获得的高能量进行热化学循环反应制取H2,其流程如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.反应Ⅰ中Zn、O元素的化合价发生了改变
B.该循环过程中涉及两种基本反应类型
C.H2燃烧热值高,是一种理想的优质能源
D.该循环过程理论上每生成2 g H2,需补充65 g Zn
二、非选择题:本大题共6小题,第11小题8分,第12小题9分,第13小题12分,第14小题9分,第15小题12分,第16小题10分,共60分。
11.能源和环境与人类的生产生活密切相关。请根据下列要求回答问题。
(1)海底不仅蕴藏着大量化石燃料,人们还在海底发现了一种新型矿产资源—— ,它是一种新能源,主要成分是甲烷水合物;目前我国为改善环境,积极推进风力发电技术,与火力发电相比,风力发电的优点是 ;同时,在农村大力推进兴建沼气池,沼气池产生的气体也是一种常用的燃料,试写出它燃烧时的化学反应方程式 。
(2)科学家预言,氢能源将成为21世纪的主要能源,在实验室里常用锌和稀硫酸反应来制取氢气,反应的化学方程式为 ,氢气在空气中燃烧时产生 火焰。
(3)化石燃料的燃烧会造成空气污染,下面做法有利于保护环境的是 。
A.减少使用化石能源,增加新能源的使用 B.加高燃煤烟囱,将废气排放到高空
C.进一步发展公共交通,提倡绿色出行 D.将部分汽车改用乙醇汽油作燃料
12.【科普阅读题】
(2023·苏州中考改编)氢能是一种清洁能源,氢气的生产和储存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、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。电解水法制氢的能量转化如图所示,氚可用于核能发电,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。
氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离,得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物LixN可用于化学储氢。
(1)下列有关氢能的说法不正确的是 (填字母)。
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)目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢,写出电解水制氢气的化学方程式: 。
(3)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 。
(4)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 (填字母)。
(5)①将氢气压缩进储氢瓶过程中,发生改变的是 (从微观角度解释)。
②石墨烯是一种 (填“单质”或“化合物”)。
③化合物LixN中质量比m(Li)∶m(N)=3∶2,则x= 。
13.【基础实验与跨学科实践】(2023·连云港中考改编)兴趣小组以“氢气的制取、性质和应用”为主题开展探究性学习。
(1)氢气制取。如图是实验室常见的气体制备、除杂和收集装置。
查阅资料:浓硫酸具有吸水性,可以干燥H2
①仪器M的名称是 。
②若用稀硫酸和锌粒反应制取并收集干燥的H2,所选装置正确的连接顺序是b→ → → (填接口字母),反应的化学方程式为 。
(2)氢气性质。按图1所示装置进行H2还原CuO实验。实验过程中可观察到CuO粉末由黑色变成红色,无水CuSO4固体由白色变成蓝色。
已知:通常情况下Cu2O、Cu均为红色固体,Cu2O可与稀硫酸反应生成CuSO4、Cu和H2O。
①无水CuSO4由白色变成蓝色,说明H2还原CuO的过程中有 生成。
②设计实验方案检验生成的红色固体中是否存在Cu2O:取一只烧杯,加入适量水,将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中,搅拌后得到稀硫酸;加入红色固体,搅拌,若溶液由 色变成 色;证明红色固体中存在Cu2O,否则无Cu2O。
(3)氢气应用。兴趣小组设计简易氢氧燃料电池装置(如图2所示)并进行如下实验:
步骤一:断开开关S1,闭合开关S2,观察到一端玻璃管内的液柱接近溢出时,断开开关S2。
步骤二:闭合开关S1,观察到电流计的指针发生偏转。
已知:步骤一的目的是电解H2O制取H2和O2。化学反应伴有吸热或放热现象,这是化学能转化为热能;在一定条件下,化学能可与电能等其他形式的能量相互转化。
①下列说法中正确的是 (填字母)。
a.溶液液柱接近溢出一端的玻璃管内收集到的气体是O2
b.从开始反应到断开开关S2,溶液中H2SO4的浓度逐渐增大
c.该装置能实现化学能和电能之间的相互转化
②能证明处于U形管两端的H2和O2发生反应的现象:电流计指针偏转; 。
14.为了减少化石燃料的燃烧,积极开发新能源,沼气已逐渐成为乡镇的主要能源,沼气中的主要成分是甲烷,我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,并进行了如图实验:
【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。氧化铁为红棕色粉末,一定温度下CO能还原氧化铁,铁粉呈黑色。
(1)【猜想与假设】:甲:CO2、H2O;乙:CO、H2O;丙:NH3、CO2、H2O;丁:CO2、CO、H2O。你认为 同学的猜想是错误的,理由是 。
(2)【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装置:
①A、B装置的顺序能否颠倒(填“能”或“否”) 。
②实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。
③实验中观察到A中无水CuSO4变蓝,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色,由此推断 同学猜想成立。
④请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式: 。
⑤C装置中酒精灯网罩有什么作用 ;装置末端,为什么要加一个大气球 。
15.(2023·济南中考改编)人类社会发展离不开能源。能源发展历史上经历了柴草时期、煤炭时期、石油和天然气时期,即将进入新能源时期。
(1)科学技术的发展,为人类社会对能源的开发利用开辟了新天地。
①煤、石油和天然气等化石燃料都属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
②结合如图信息判断,相等质量的图中五种物质充分燃烧时放出热量最多的是 (填物质名称)。
③能源发展战略是全面贯彻生态文明思想,确保“双碳”目标实现的重要举措。下列措施中,不利于实现“碳达峰、碳中和”的是 (填字母)。
A.倡导绿色低碳出行 B.增加花草绿植面积
C.大力发展燃煤发电 D.资源回收再利用
(2)开发和利用清洁高效的新能源,是21世纪人类面临的重要课题。位于济南新旧动能转换起步区的“中国氢谷”,氢能产业蓝图正徐徐展开。
①氢能源公交车早已亮相泉城济南。氢能源公交车使用的氢氧燃料电池是一种将氢和氧的化学能转化成 能的装置。
②写出氢能源的优点(两点即可): 。
(3)氢能源被广泛应用的关键之一是要有大规模制氢的途径。
①现有工业制氢方式中,甲烷、二氧化碳重整制氢是一种重要工艺。在加热条件下,甲烷和二氧化碳发生化学反应,生成一氧化碳和氢气,请写出该反应的化学方程式: 。
②理想的氢能源循环体系是利用合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气。若要制取9 kg氢气,理论上至少需要分解水 kg。
(4)安全贮氢也是氢能源开发的一个关键问题。目前,车用储氢罐常用环氧树脂基碳纤维复合材料作外壳,用高密度聚乙烯[(C2H4)n]、聚对苯二甲酸丁二醇酯[(C12H12O4)n]等材料作内衬。
①目前,氢能源还不能广泛应用,主要原因是 。
②在聚对苯二甲酸丁二醇酯[(C12H12O4)n]中质量分数最大的元素为 (填元素名称)。
16.(2023·呼和浩特中考)2024年国产技术打造的氢燃料客车,服务于北京冬奥会和冬残奥会。工业上大规模生产H2的一种方法是利用天然气中的甲烷和水进行反应,其微观示意图如图:
请计算:
(1)甲烷中碳元素的质量分数是 ,写出微观示意图的化学方程式: ;
(2)理论上生产2 t H2,所消耗水的质量是多少吨 单元质量评价(七)(第七单元)
(40分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H—1　C—12　O—16
一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列图标中,表示“禁止烟火”的是(D)
2.(2023·丹东中考)成语蕴含着丰富的中华文化。下列成语表达的本意与燃烧无关的是(C)
A.星火燎原 B.火上浇油 C.破釜沉舟 D.死灰复燃
3.能源是一个国家发展和进步的基础,开发新能源已经成为世界各国的共识。下列不属于新能源的是(A)
A.水能 B.核能 C.氢能 D.地热能
4.(2023·珠海香洲区二模)下列关于实验室制取氢气的操作正确的是(C)
5.现有①石油气②面粉粉尘③氮气④天然气⑤一氧化碳,当这些物质与空气混合,遇明火,有发生爆炸危险的是(D)
A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.①③④⑤ D.①②④⑤
6.(2023·佛山模拟)利用如图装置探究燃烧条件。试管①充满氮气,试管②③充满氧气,将水温升至40 ℃,仅观察到②中白磷燃烧。下列说法正确的是(B)
A.试管②中白磷燃烧,产生大量白雾
B.对比试管①②现象可知燃烧需要氧气
C.对比试管①③现象可知白磷着火点比红磷低
D.该装置的优点是方便调节可燃物的着火点
7.古代用“木燧”(钻木取火)的方法引燃易燃物。下列说法错误的是(C)
A.“木燧”中的“木”是可燃物
B.钻木的目的是使温度达到木头的着火点
C.钻木生热改变了可燃物的着火点
D.在钻木取火的过程中,体现了氧气的助燃性
8.(2023·宜宾中考)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(C)
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
9.学习化学要善于用化学知识去分析、解决生产生活中的问题。从化学的角度看,下列现象或操作解释不正确的是(C)
选项 生活中的事实举例 解释与操作
A 燃气灶火焰呈现黄色或橙色 需要调节一下灶具的进风口
B 进入山洞探险 应先做灯火试验
C 室内若发生天然气泄漏 可先采用点火检查
D 煤气有剧毒性 CO与血液中的血红蛋白结合而使人体缺氧
10.(2023·泰安中考)某研究所利用太阳能聚光器获得的高能量进行热化学循环反应制取H2,其流程如图所示。下列有关说法不正确的是(D)
A.反应Ⅰ中Zn、O元素的化合价发生了改变
B.该循环过程中涉及两种基本反应类型
C.H2燃烧热值高,是一种理想的优质能源
D.该循环过程理论上每生成2 g H2,需补充65 g Zn
二、非选择题:本大题共6小题,第11小题8分,第12小题9分,第13小题12分,第14小题9分,第15小题12分,第16小题10分,共60分。
11.能源和环境与人类的生产生活密切相关。请根据下列要求回答问题。
(1)海底不仅蕴藏着大量化石燃料,人们还在海底发现了一种新型矿产资源——　可燃冰　,它是一种新能源,主要成分是甲烷水合物;目前我国为改善环境,积极推进风力发电技术,与火力发电相比,风力发电的优点是　不污染环境　;同时,在农村大力推进兴建沼气池,沼气池产生的气体也是一种常用的燃料,试写出它燃烧时的化学反应方程式　CH4+2O2CO2+2H2O(2分)　。
(2)科学家预言,氢能源将成为21世纪的主要能源,在实验室里常用锌和稀硫酸反应来制取氢气,反应的化学方程式为　Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑(2分)　,氢气在空气中燃烧时产生　淡蓝色　火焰。
(3)化石燃料的燃烧会造成空气污染,下面做法有利于保护环境的是　ACD　。
A.减少使用化石能源,增加新能源的使用 B.加高燃煤烟囱,将废气排放到高空
C.进一步发展公共交通,提倡绿色出行 D.将部分汽车改用乙醇汽油作燃料
12.【科普阅读题】
(2023·苏州中考改编)氢能是一种清洁能源,氢气的生产和储存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、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。电解水法制氢的能量转化如图所示,氚可用于核能发电,氚是一种原子核中有1个质子和2个中子的原子。
氢气的储存有物理储氢和化学储氢。物理储氢包括加压储氢和吸附储氢。用物理方法将石墨进行剥离,得到的石墨烯可用于常温吸附氢气。锂氮化合物LixN可用于化学储氢。
(1)下列有关氢能的说法不正确的是　C　(填字母)。
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)目前制氢的方法主要有化石能源制氢和电解水制氢,写出电解水制氢气的化学方程式:　2H2O2H2↑+O2↑(2分)　。
(3)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　低　。
(4)①氚属于　氢　元素的一种原子。
②下列示意图能表示氚原子的是　A　(填字母)。
(5)①将氢气压缩进储氢瓶过程中,发生改变的是　分子间的间隔　(从微观角度解释)。
②石墨烯是一种　单质　(填“单质”或“化合物”)。
③化合物LixN中质量比m(Li)∶m(N)=3∶2,则x=　3　。
13.【基础实验与跨学科实践】(2023·连云港中考改编)兴趣小组以“氢气的制取、性质和应用”为主题开展探究性学习。
(1)氢气制取。如图是实验室常见的气体制备、除杂和收集装置。
查阅资料:浓硫酸具有吸水性,可以干燥H2
①仪器M的名称是　酒精灯　。
②若用稀硫酸和锌粒反应制取并收集干燥的H2,所选装置正确的连接顺序是b→　f　→　g　→　d　(填接口字母),反应的化学方程式为　Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑(2分)　。
(2)氢气性质。按图1所示装置进行H2还原CuO实验。实验过程中可观察到CuO粉末由黑色变成红色,无水CuSO4固体由白色变成蓝色。
已知:通常情况下Cu2O、Cu均为红色固体,Cu2O可与稀硫酸反应生成CuSO4、Cu和H2O。
①无水CuSO4由白色变成蓝色,说明H2还原CuO的过程中有　H2O(或水)　生成。
②设计实验方案检验生成的红色固体中是否存在Cu2O:取一只烧杯,加入适量水,将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓注入水中,搅拌后得到稀硫酸;加入红色固体,搅拌,若溶液由　无　色变成　蓝　色;证明红色固体中存在Cu2O,否则无Cu2O。
(3)氢气应用。兴趣小组设计简易氢氧燃料电池装置(如图2所示)并进行如下实验:
步骤一:断开开关S1,闭合开关S2,观察到一端玻璃管内的液柱接近溢出时,断开开关S2。
步骤二:闭合开关S1,观察到电流计的指针发生偏转。
已知:步骤一的目的是电解H2O制取H2和O2。化学反应伴有吸热或放热现象,这是化学能转化为热能;在一定条件下,化学能可与电能等其他形式的能量相互转化。
①下列说法中正确的是　bc(2分)　(填字母)。
a.溶液液柱接近溢出一端的玻璃管内收集到的气体是O2
b.从开始反应到断开开关S2,溶液中H2SO4的浓度逐渐增大
c.该装置能实现化学能和电能之间的相互转化
②能证明处于U形管两端的H2和O2发生反应的现象:电流计指针偏转;　玻璃管内的液柱下降　。
14.为了减少化石燃料的燃烧,积极开发新能源,沼气已逐渐成为乡镇的主要能源,沼气中的主要成分是甲烷,我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,并进行了如图实验:
【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。氧化铁为红棕色粉末,一定温度下CO能还原氧化铁,铁粉呈黑色。
(1)【猜想与假设】:甲:CO2、H2O;乙:CO、H2O;丙:NH3、CO2、H2O;丁:CO2、CO、H2O。你认为　丙　同学的猜想是错误的,理由是　反应物中不含有氮元素,不能生成氨气　。
(2)【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装置:
①A、B装置的顺序能否颠倒(填“能”或“否”)　否　。
②实验中用纯净O2而不用空气的原因是　空气中含有水蒸气和二氧化碳　。
③实验中观察到A中无水CuSO4变蓝,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色,由此推断　丁　同学猜想成立。
④请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式:　Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓
+H2O(2分)　。
⑤C装置中酒精灯网罩有什么作用 　聚拢火焰提高温度　;装置末端,为什么要加一个大气球 　收集尾气　。
15.(2023·济南中考改编)人类社会发展离不开能源。能源发展历史上经历了柴草时期、煤炭时期、石油和天然气时期,即将进入新能源时期。
(1)科学技术的发展,为人类社会对能源的开发利用开辟了新天地。
①煤、石油和天然气等化石燃料都属于　不可再生　(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
②结合如图信息判断,相等质量的图中五种物质充分燃烧时放出热量最多的是　氢气　(填物质名称)。
③能源发展战略是全面贯彻生态文明思想,确保“双碳”目标实现的重要举措。下列措施中,不利于实现“碳达峰、碳中和”的是　C　(填字母)。
A.倡导绿色低碳出行 B.增加花草绿植面积
C.大力发展燃煤发电 D.资源回收再利用
(2)开发和利用清洁高效的新能源,是21世纪人类面临的重要课题。位于济南新旧动能转换起步区的“中国氢谷”,氢能产业蓝图正徐徐展开。
①氢能源公交车早已亮相泉城济南。氢能源公交车使用的氢氧燃料电池是一种将氢和氧的化学能转化成　电　能的装置。
②写出氢能源的优点(两点即可):　燃烧产物是水,无污染、原料来源广(合理即可)　。
(3)氢能源被广泛应用的关键之一是要有大规模制氢的途径。
①现有工业制氢方式中,甲烷、二氧化碳重整制氢是一种重要工艺。在加热条件下,甲烷和二氧化碳发生化学反应,生成一氧化碳和氢气,请写出该反应的化学方程式:　CH4+CO22CO+2H2(2分)　。
②理想的氢能源循环体系是利用合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气。若要制取9 kg氢气,理论上至少需要分解水　81(2分)　kg。
(4)安全贮氢也是氢能源开发的一个关键问题。目前,车用储氢罐常用环氧树脂基碳纤维复合材料作外壳,用高密度聚乙烯[(C2H4)n]、聚对苯二甲酸丁二醇酯[(C12H12O4)n]等材料作内衬。
①目前,氢能源还不能广泛应用,主要原因是　制取成本高(或储存困难)(2分)　。
②在聚对苯二甲酸丁二醇酯[(C12H12O4)n]中质量分数最大的元素为　碳　(填元素名称)。
16.(2023·呼和浩特中考)2024年国产技术打造的氢燃料客车,服务于北京冬奥会和冬残奥会。工业上大规模生产H2的一种方法是利用天然气中的甲烷和水进行反应,其微观示意图如图:
请计算:
(1)甲烷中碳元素的质量分数是　75%(2分)　,写出微观示意图的化学方程式:　CH4+H2OCO+3H2(2分)　;
(2)理论上生产2 t H2,所消耗水的质量是多少吨
解:设所消耗水的质量为x。(0.5分)
CH4+H2OCO+3H2(1分)
18 6(1分)
x 2 t(1分)　　=(1分)　　x=6 t(1分)
答:所消耗水的质量是6 t。(0.5分)