Question

15．关注能源和环境
人类社会的发展离不开能源．
（1）下列关于能源及其利用的说法中不正确的是AC．
A．原油通过分馏转化成汽油、柴油、航空煤油等的过程中发生的变化属于化学变化
B．为了缓解能源危机，可开发使用风能、核能、太阳能、地热能、潮汐能等新能源
C．可燃冰燃烧时不产生温室气体和残渣，被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”
D．煤、石油、天然气等不可再生的化石燃料是目前人类利用最多的能源
（2）燃煤会产生二氧化硫、一氧化碳、可吸入颗粒物等有害气体和烟尘，化学家尝试利用化学方法吸收并转化这些有害物质．如图为治理并利用燃煤烟气生产Na₂SO₄和化工原料乙烯（C₂H₄）的流程图．
综合上述流程回答下列问题：
①Na₂SO₄制备装置中参加反应的物质有二氧化硫、氧气、氯化钠和水，该反应前后，化合价发生改变的元素是S、O．（写符号）
②乙烯制备装置内，二氧化碳与水在硫酸的催化作用下，在通电的条件下发生化学反应生成乙烯和氧气，此过程发生反应的方程式为2CO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{硫酸}$C₂H₄+3O₂．生成过程中，乙烯制备装置中硫酸溶液的质量分数会变大（填“变大”、“变小”或“不变”），原因是硫酸是催化剂，反应前后质量不变，水的质量减少，质量分数变大．
③乙烯是由碳、氢元素组成，由C₂H₄（填符号）构成的，工业上将许多乙烯分子连在一起，聚合成大分子得到聚乙烯，此过程中发生的是化学变化（填“物理”或“化学”）．得到的聚乙烯从物质组成的角度分类属于有机物，从材料的角度分类属于有机高分子材料，聚乙烯等材料制品的使用在为我们生活创造便利的同时，也对环境造成不利的影响，人们把由此给环境带来的危害称为白色污染．
④实验室配制49g质量分数为20%的稀硫酸溶液，若用98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm³）配制该稀硫酸，则需量取水39mL（水的密度为1g/cm³），稀释浓硫酸的正确操作是将浓硫酸沿烧杯壁慢慢的倒入水中，并且用玻璃棒不断的搅拌．某同学将在空气中久置的铝片放入该稀硫酸中，过一段时间才有气泡产生，试写出这一过程中发生反应的化学方程式Al₂O₃+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂O，2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑．
⑤为减少温室气体的排放，人们积极寻找不含碳元素的燃料，研究发现，NH₃燃烧的产物没有污染，有一定的应用前景．NH₃在氧气中燃烧的化学方程式为：4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$6H₂O+2X．试推断X的化学式为N₂，该反应属于置换反应（填基本类型）．从能量的角度看，该反应属于放热（填“吸热”或“放热”）反应．

Answer 1

分析 （1）A、根据化学变化和物理变化的本质区别进行分析判断；
B、根据解决“能源危机”的根本出路之一是积极开发新能源进行分析；
C、根据可燃冰的主要成分进行分析；
D、根据化石燃料的特点与应用进行分析判断；
（2）①根据物质制备过程中参加反应的物质、元素化合价的改变进行分析；
②根据二氧化碳与水在硫酸的催化作用下，在通电的条件生成乙烯和氧气写出反应的化学方程式即可；根据催化剂的性质与反应原理进行分析；
③根据乙烯（C₂H₄）化学式的含义进行分析；根据物理变化与化学变化的本质区别进行分析；根据材料的分类进行分析；根据聚乙烯等材料制品使用的危害进行分析；
④根据溶液稀释前后溶质的质量不变，结合题意进行分析解答；根据稀释浓硫酸的方法进行分析；在空气中放置的铝片，表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，据此进行分析解答；
⑤根据质量守恒定律进行分析；根据化学方程式判断反应类型即可；根据化学反应中能量的变化分析．

解答 解：（1）A、石油中各组分的沸点不同，利用各物质沸点的不同，将它们分离出的过程，没有生成新物质，属于物理变化，故选项说法错误．
B、开发太阳能风能、核能、地热能、潮汐能等新能源，可以解决化石能源面临枯竭的问题，解决能源危机，故选项说法正确．
C、可燃冰的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳是造成温室效应的主要气体，故选项说法错误．
D、煤、石油和天然气属于不可再生的化石燃料，是目前人类利用最多的能源，故选项说法正确．
（2）①Na₂SO₄制备装置中，反应前硫元素的化合价为+4，反应后为+6，反应前氧元素是单质，化合价为0．反应后变为-2，故化合价发生改变的元素是硫元素和氧元素；
②二氧化碳与水在硫酸的催化作用下，在通电的条件生成乙烯和氧气，反应的化学方程式为：2CO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;通电硫酸\;}}{\;}$C₂H₄+3O₂；生成过程中，乙烯制备装置中硫酸溶液的质量分数会变大，因为硫酸是催化剂，反应前后质量不变，水的质量减少，质量分数变大；
③乙烯（C₂H₄）是由碳、氢两种元素组成的，由C₂H₄构成的；工业上将许多乙烯分子连在一起，聚合成大分子得到聚乙烯，此过程中有新物质聚乙烯生成，发生的是化学变化；得到的聚乙烯从物质组成的角度分类属于有机物，从材料的角度分类属于有机高分子材料；聚乙烯等材料制品的使用在为我们生活创造便利的同时，也对环境造成不利的影响，人们把由此给环境带来的危害称为白色污染；
④设要加水的质量为x，根据溶液稀释前后溶质的质量不变，则49g×20%=（49g-x）×98%，x=39g，因为水的密度为1g/cm³，故39g÷1g/cm^3₌39cm³=39ml；稀释浓硫酸时，要将浓硫酸沿烧杯壁慢慢的倒入水中，并且用玻璃棒不断的搅拌；在空气中放置的铝片，表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝先与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，氧化铝消耗完后，稀硫酸与金属铝接触并发生反应生成硫酸铝和氢气，所以故过一会才会有气泡冒出，反应的化学方程式为：Al₂O₃+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂O，2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑．
⑤根据质量守恒定律可知，反应物中有4个氮原子、12个氢原子、6个氧原子，生成物中有12个氢原子，6个氧原子，只少4个氮原子，所以另一种生成物是氮气；由4NH₃+3O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2N₂+6H₂O可知，反应物中有一种单质和一种化合物，生成物中有一种单质和一种化合物，该反应属于置换反应；从能量的角度看，该反应属于放热反应．
故答案为：（1）AC；（2）①S、O；②2CO₂+2H₂O$\frac{\underline{\;通电硫酸\;}}{\;}$C₂H₄+3O₂；变大；硫酸是催化剂，反应前后质量不变，水的质量减少，质量分数变大；③碳、氢元素；C₂H₄；化学；有机物；有机高分子；白色污染；④39；将浓硫酸沿烧杯壁慢慢的倒入水中，并且用玻璃棒不断的搅拌；Al₂O₃+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂O，2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑．⑤N₂；置换；放热；

点评 化学来源于生产生活，也必须服务于生产生活，所以与人类生产生活相关的化学知识也是重要的中考热点之一．