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【例】 环境保护、能源利用和新材料使用被人们广泛关注。
（1）目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，包括煤、石油和等。
（2）为达成“双碳”目标，在生产、生活中有以下做法：①发展绿色公共交通 ②开发太阳能、风能等能源 ③植树造林 ④发展火力发电。下列选项符合目标要求的是（填字母）。
A. ①②③ B. ②③④ C. ①②③④
（3）含有氮化硅($\ce{Si_{3}N_{4}}$)的高温结构陶瓷用于火箭发动机。二氧化硅($\ce{SiO_{2}}$)、碳单质和氮气在高温条件下反应生成氮化硅和一氧化碳，该反应的化学方程式为。
（4）2023年，我国首次掺氢天然气管道燃爆试验成功，掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气（假设该混合气仅含$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}}$）中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$的质量比为（填最简整数比）。
分析 （4）某掺氢天然气（假设该混合气仅含$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}}$）中氢元素的质量分数为40%，设氢元素的质量为40m，则碳元素的质量为60m，氢元素完全燃烧生成水，则生成水的质量=$40m÷\frac{2}{18}$，碳元素完全燃烧生成二氧化碳，则生成二氧化碳的质量=$60m÷\frac{12}{44}$，混合气体充分燃烧后生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$的质量比=$(60m÷\frac{12}{44}):(40m÷\frac{2}{18})=11:18$。
答案 （1）天然气 （2）A （3）$\ce{3SiO_{2} + 6C + 2N_{2}\xlongequal{高温} Si_{3}N_{4} + 6CO}$ （4）$11:18$
（1）目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料，包括煤、石油和等。
（2）为达成“双碳”目标，在生产、生活中有以下做法：①发展绿色公共交通 ②开发太阳能、风能等能源 ③植树造林 ④发展火力发电。下列选项符合目标要求的是（填字母）。
A. ①②③ B. ②③④ C. ①②③④
（3）含有氮化硅($\ce{Si_{3}N_{4}}$)的高温结构陶瓷用于火箭发动机。二氧化硅($\ce{SiO_{2}}$)、碳单质和氮气在高温条件下反应生成氮化硅和一氧化碳，该反应的化学方程式为。
（4）2023年，我国首次掺氢天然气管道燃爆试验成功，掺氢天然气能改善天然气的品质。某掺氢天然气（假设该混合气仅含$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}}$）中氢元素的质量分数为40%，则混合气体充分燃烧后生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$的质量比为（填最简整数比）。
分析 （4）某掺氢天然气（假设该混合气仅含$\ce{CH_{4}}$和$\ce{H_{2}}$）中氢元素的质量分数为40%，设氢元素的质量为40m，则碳元素的质量为60m，氢元素完全燃烧生成水，则生成水的质量=$40m÷\frac{2}{18}$，碳元素完全燃烧生成二氧化碳，则生成二氧化碳的质量=$60m÷\frac{12}{44}$，混合气体充分燃烧后生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$的质量比=$(60m÷\frac{12}{44}):(40m÷\frac{2}{18})=11:18$。
答案 （1）天然气 （2）A （3）$\ce{3SiO_{2} + 6C + 2N_{2}\xlongequal{高温} Si_{3}N_{4} + 6CO}$ （4）$11:18$
答案
解：
（1）天然气
（2）A
（3）$\ce{3SiO_{2} + 6C + 2N_{2}\xlongequal{高温} Si_{3}N_{4} + 6CO}$
（4）设混合气体中氢元素质量为40m，则碳元素质量为60m。
根据反应前后元素质量守恒：
生成$\ce{CO_{2}}$的质量为 $60m÷\frac{12}{44}=220m$
生成$\ce{H_{2}O}$的质量为 $40m÷\frac{2}{18}=360m$
生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$的质量比为 $220m:360m=11:18$
最终结果为$11:18$。
（1）天然气
（2）A
（3）$\ce{3SiO_{2} + 6C + 2N_{2}\xlongequal{高温} Si_{3}N_{4} + 6CO}$
（4）设混合气体中氢元素质量为40m，则碳元素质量为60m。
根据反应前后元素质量守恒：
生成$\ce{CO_{2}}$的质量为 $60m÷\frac{12}{44}=220m$
生成$\ce{H_{2}O}$的质量为 $40m÷\frac{2}{18}=360m$
生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$的质量比为 $220m:360m=11:18$
最终结果为$11:18$。
1. 金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$都是由碳元素组成的单质，它们的性质存在着明显差异。其原因是构成它们的原子 （）
A.种类不同
B.大小不同
C.质量不同
D.排列方式不同
A.种类不同
B.大小不同
C.质量不同
D.排列方式不同
答案
D
解析
金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$均由碳元素组成，构成它们的碳原子的种类、大小、质量都相同，三者性质存在明显差异的原因是碳原子的排列方式不同。
2.“神舟二十号”载人飞船于2025年4月24日在新能源助力下成功升空。下列属于新能源的是
（）
A.天然气
B.氢能
C.石油
D.煤
（）
A.天然气
B.氢能
C.石油
D.煤
答案
B
解析
煤、石油、天然气属于三大常规化石燃料，不属于新能源；氢能是清洁高效的新能源，符合题意。
3. 日前，研究人员在月壤中发现天然的石墨烯。石墨烯具有非凡的导电性能和导热性能。下列有关石墨烯的说法不正确的是
（）
A.石墨烯和石墨的物理性质相似
B.石墨烯可以在氧气中燃烧生成二氧化碳
C.石墨烯和金刚石的化学性质相似
D.石墨烯可以作电极芯
（）
A.石墨烯和石墨的物理性质相似
B.石墨烯可以在氧气中燃烧生成二氧化碳
C.石墨烯和金刚石的化学性质相似
D.石墨烯可以作电极芯
答案
A
解析
石墨烯是由碳元素组成的碳单质：1. 石墨烯和石墨的碳原子排列方式不同，物理性质差异很大，石墨烯具备远超普通石墨的导电、导热性能，二者物理性质不相似，A说法错误；2. 碳单质具有可燃性，石墨烯在氧气中充分燃烧可生成二氧化碳，B说法正确；3. 石墨烯和金刚石均为碳元素组成的单质，化学性质相似，C说法正确；4. 石墨烯具有优异的导电性能，可用作电极芯，D说法正确。
