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4. 跨学科实践活动小组的同学们在查阅资料的过程中,获得了如下图所示的家用燃料分类图,并根据该分类图讨论解决了以下问题。
(1)生物燃料中的柴草、树枝的主要成分是纤维素,其化学式为$(C_6H_{10}O_5)_n$。纤维素在空气中完全燃烧的产物有
(2)煤燃烧产生的有害气体有
(3)液化石油气能够加压储存在密封钢瓶中的原因是
(4)甲烷是天然气的主要成分,也是上述家用燃料分类图中
(5)为了及时发现煤气泄漏,常在煤气中加入乙硫醇,请你推测乙硫醇可能具有的性质:
(6)通过上述讨论分析,同学们认为作为未来家用燃料的物质,应具有的特点是
(1)生物燃料中的柴草、树枝的主要成分是纤维素,其化学式为$(C_6H_{10}O_5)_n$。纤维素在空气中完全燃烧的产物有
水和二氧化碳(或 H₂O 和 CO₂)
。(2)煤燃烧产生的有害气体有
SO₂(或其他正确答案)
(写出其中一种物质的化学式),生活中将煤制成蜂窝煤的主要目的是增大与空气(或氧气)的接触面积,使其充分燃烧
。(3)液化石油气能够加压储存在密封钢瓶中的原因是
构成液化石油气的分子间有间隔
。(4)甲烷是天然气的主要成分,也是上述家用燃料分类图中
沼气
的主要成分,甲烷燃烧的化学方程式为$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
。(5)为了及时发现煤气泄漏,常在煤气中加入乙硫醇,请你推测乙硫醇可能具有的性质:
有特殊气味(或其他正确答案)
(写一条)。(6)通过上述讨论分析,同学们认为作为未来家用燃料的物质,应具有的特点是
清洁环保(或其他正确答案)
(写一条)。答案
4. (1) 水和二氧化碳(或 H₂O 和 CO₂)
(2) SO₂(或其他正确答案) 增大与空气(或氧气)的接触面积,使其充分燃烧
(3) 构成液化石油气的分子间有间隔
(4) 沼气 $\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(5) 有特殊气味(或其他正确答案)
(6) 清洁环保(或其他正确答案)
(2) SO₂(或其他正确答案) 增大与空气(或氧气)的接触面积,使其充分燃烧
(3) 构成液化石油气的分子间有间隔
(4) 沼气 $\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(5) 有特殊气味(或其他正确答案)
(6) 清洁环保(或其他正确答案)
解析
【分析】
本题围绕家用燃料的分类，考查燃料燃烧的产物、有害气体、促进燃烧的方法、分子的性质、燃料的特点等化学基础知识，需结合物质的组成、性质及反应规律逐一分析各小问：
1. 纤维素含C、H、O元素，完全燃烧遵循质量守恒，元素转化为对应氧化物；
2. 煤含硫元素，燃烧生成有害气体，蜂窝煤的结构可增大接触面积；
3. 气体加压储存与分子间隔有关；
4. 甲烷是沼气的主要成分，燃烧反应需配平；
5. 乙硫醇用于察觉煤气泄漏，需有特殊气味；
6. 未来家用燃料需满足环保等合理特点。
【解析】
(1) 纤维素的化学式为$(C_6H_{10}O_5)_n$，含C、H、O三种元素，根据质量守恒定律，完全燃烧时，C元素转化为二氧化碳，H元素转化为水，故产物为水和二氧化碳。
(2) 煤中含有硫元素，燃烧时会生成有害气体二氧化硫（$SO_2$）；将煤制成蜂窝煤，可增大煤与空气（氧气）的接触面积，使煤充分燃烧，提高燃料利用率。
(3) 液化石油气由分子构成，分子间存在间隔，加压时分子间间隔减小，因此能储存在密封钢瓶中。
(4) 甲烷是天然气的主要成分，也是家用燃料分类图中沼气的主要成分；甲烷在点燃条件下与氧气反应，生成二氧化碳和水，化学方程式为$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$。
(5) 煤气泄漏时需被及时发现，因此加入的乙硫醇应具有特殊气味，便于察觉泄漏。
(6) 未来家用燃料需减少污染，故应具有清洁环保的特点（合理即可）。
【答案】
(1) 水和二氧化碳(或 $H_2O$ 和 $CO_2$)
(2) $SO_2$（或其他合理答案）；增大与空气(或氧气)的接触面积，使其充分燃烧
(3) 构成液化石油气的分子间有间隔
(4) 沼气；$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(5) 有特殊气味（或其他合理答案）
(6) 清洁环保（或其他合理答案）
【知识点】
燃料的燃烧、分子的性质、化学方程式书写
【点评】
本题结合生活中家用燃料的实际应用，考查化学基础知识，题目贴近生活，注重知识的理解与应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕家用燃料的分类，考查燃料燃烧的产物、有害气体、促进燃烧的方法、分子的性质、燃料的特点等化学基础知识，需结合物质的组成、性质及反应规律逐一分析各小问：
1. 纤维素含C、H、O元素，完全燃烧遵循质量守恒，元素转化为对应氧化物；
2. 煤含硫元素，燃烧生成有害气体，蜂窝煤的结构可增大接触面积；
3. 气体加压储存与分子间隔有关；
4. 甲烷是沼气的主要成分，燃烧反应需配平；
5. 乙硫醇用于察觉煤气泄漏，需有特殊气味；
6. 未来家用燃料需满足环保等合理特点。
【解析】
(1) 纤维素的化学式为$(C_6H_{10}O_5)_n$，含C、H、O三种元素，根据质量守恒定律，完全燃烧时，C元素转化为二氧化碳，H元素转化为水，故产物为水和二氧化碳。
(2) 煤中含有硫元素，燃烧时会生成有害气体二氧化硫（$SO_2$）；将煤制成蜂窝煤，可增大煤与空气（氧气）的接触面积，使煤充分燃烧，提高燃料利用率。
(3) 液化石油气由分子构成，分子间存在间隔，加压时分子间间隔减小，因此能储存在密封钢瓶中。
(4) 甲烷是天然气的主要成分，也是家用燃料分类图中沼气的主要成分；甲烷在点燃条件下与氧气反应，生成二氧化碳和水，化学方程式为$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$。
(5) 煤气泄漏时需被及时发现，因此加入的乙硫醇应具有特殊气味，便于察觉泄漏。
(6) 未来家用燃料需减少污染，故应具有清洁环保的特点（合理即可）。
【答案】
(1) 水和二氧化碳(或 $H_2O$ 和 $CO_2$)
(2) $SO_2$（或其他合理答案）；增大与空气(或氧气)的接触面积，使其充分燃烧
(3) 构成液化石油气的分子间有间隔
(4) 沼气；$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(5) 有特殊气味（或其他合理答案）
(6) 清洁环保（或其他合理答案）
【知识点】
燃料的燃烧、分子的性质、化学方程式书写
【点评】
本题结合生活中家用燃料的实际应用，考查化学基础知识，题目贴近生活，注重知识的理解与应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
5. 某项目小组的同学以“家用燃料”为主题，以家用燃料的使用、变迁和未来开展了项目化学习的探究之旅。
任务一:家用燃料的合理使用
(1)同学们经过走访调查,了解到从前人们把煤制成蜂窝煤后燃烧会更加充分(
),请你从充分燃烧的角度解释这一现象:
(2)在家庭中使用煤(含碳量95％左右)取暖时,由于烟囱通风不畅,会发生一氧化碳中毒。请你用化学方程式解释生成一氧化碳的原因:
任务二:家用燃料的变迁和未来
同学们查阅资料,了解到家用燃料的更新历程(
)。
(3)天然气和液化石油气中碳元素的质量分数分别约75％和82.3％,通过该数据分析,用等质量的天然气和液化石油气作燃料,天然气更环保的理由是
(4)家用燃料更新的目的是
(5)通过研究家用燃料的更新历程,同学们预测未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源,如氢能,其优点是
(6)我国氢能发展规划(
),请根据该规划图回答下列问题。
目前氢能没有被大量使用的原因是
任务一:家用燃料的合理使用
(1)同学们经过走访调查,了解到从前人们把煤制成蜂窝煤后燃烧会更加充分(
),请你从充分燃烧的角度解释这一现象:增大可燃物与氧气的接触面积,使燃料燃烧更充分
。(2)在家庭中使用煤(含碳量95％左右)取暖时,由于烟囱通风不畅,会发生一氧化碳中毒。请你用化学方程式解释生成一氧化碳的原因:
$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$
。任务二:家用燃料的变迁和未来
同学们查阅资料,了解到家用燃料的更新历程(
)。(3)天然气和液化石油气中碳元素的质量分数分别约75％和82.3％,通过该数据分析,用等质量的天然气和液化石油气作燃料,天然气更环保的理由是
天然气中碳元素的含量低于液化石油气中碳元素的含量,燃烧相同质量的天然气和液化石油气时,燃烧天然气排放的二氧化碳比燃烧液化石油气排放的二氧化碳少
。(4)家用燃料更新的目的是
燃料使用更便捷/减少煤燃烧过程中产生的污染物
(写一种)。(5)通过研究家用燃料的更新历程,同学们预测未来燃料的发展方向是开发和利用清洁而又高效的能源,如氢能,其优点是
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$
(用化学方程式表示)。(6)我国氢能发展规划(
),请根据该规划图回答下列问题。目前氢能没有被大量使用的原因是
目前氢气制取成本高,且氢气难液化,贮存和运输困难,导致氢能没有被大量使用
(写一条)。利用$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} CO + H_{2}}$这一反应制得的氢气属于灰氢
(填“灰氢”“蓝氢”或“绿氢”)。答案
5. (1) 增大可燃物与氧气的接触面积,使燃料燃烧更充分
(2) $\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$
(3) 天然气中碳元素的含量低于液化石油气中碳元素的含量,燃烧相同质量的天然气和液化石油气时,燃烧天然气排放的二氧化碳比燃烧液化石油气排放的二氧化碳少
(4) 燃料使用更便捷/减少煤燃烧过程中产生的污染物
(5) $\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$
(6) 目前氢气制取成本高,且氢气难液化,贮存和运输困难,导致氢能没有被大量使用 灰氢
(2) $\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$
(3) 天然气中碳元素的含量低于液化石油气中碳元素的含量,燃烧相同质量的天然气和液化石油气时,燃烧天然气排放的二氧化碳比燃烧液化石油气排放的二氧化碳少
(4) 燃料使用更便捷/减少煤燃烧过程中产生的污染物
(5) $\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$
(6) 目前氢气制取成本高,且氢气难液化,贮存和运输困难,导致氢能没有被大量使用 灰氢
解析
【分析】
本题围绕家用燃料的项目化探究展开，需结合燃烧条件、化学方程式书写、燃料与环保、氢能等知识点逐一分析：
1. 第(1)问：蜂窝煤通过增大煤与氧气的接触面积，促进充分燃烧，对应燃烧充分的条件；
2. 第(2)问：通风不畅时氧气不足，碳不完全燃烧生成CO，需书写对应化学方程式；
3. 第(3)问：等质量燃料中，碳含量越低，燃烧生成的CO₂越少，结合天然气和液化石油气的碳含量分析环保性；
4. 第(4)问：家用燃料更新的目的可从环保、使用便捷性等角度作答；
5. 第(5)问：氢能优点是燃烧产物为水，无污染，书写氢气燃烧的化学方程式；
6. 第(6)问：结合实际分析氢能未大量使用的原因，根据制氢方式判断氢气类型（灰氢为化石能源制氢）。
【解析】
(1) 将煤制成蜂窝煤，可增大可燃物与氧气的接触面积，使燃料燃烧更充分；
(2) 碳在氧气不充足时不完全燃烧生成一氧化碳，化学方程式为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$；
(3) 等质量的燃料完全燃烧时，碳元素质量分数越低，生成的二氧化碳越少。天然气碳元素质量分数（75%）低于液化石油气（82.3%），故燃烧等质量的天然气排放的CO₂更少，更环保；
(4) 家用燃料更新的目的可写：减少煤燃烧产生的污染物（或燃料使用更便捷等，合理即可）；
(5) 氢能燃烧产物为水，无污染，化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$；
(6) 目前氢能未大量使用的原因：氢气制取成本高，且贮存、运输困难；反应$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} CO + H_{2}}$以化石能源为原料制得氢气，属于灰氢。
【答案】
5. (1) 增大可燃物与氧气的接触面积，使燃料燃烧更充分
(2) $\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$
(3) 天然气中碳元素的含量低于液化石油气中碳元素的含量，燃烧相同质量的天然气和液化石油气时，燃烧天然气排放的二氧化碳比燃烧液化石油气排放的二氧化碳少
(4) 燃料使用更便捷（或减少煤燃烧过程中产生的污染物，合理即可）
(5) $\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$
(6) 目前氢气制取成本高，且氢气难液化，贮存和运输困难，导致氢能没有被大量使用；灰氢
【知识点】
燃烧的条件、化学方程式书写、燃料的合理利用与开发
【点评】
本题以家用燃料的项目化学习为背景，紧密联系生活实际，考查燃烧原理、化学方程式、燃料环保性及氢能等核心知识点，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕家用燃料的项目化探究展开，需结合燃烧条件、化学方程式书写、燃料与环保、氢能等知识点逐一分析：
1. 第(1)问：蜂窝煤通过增大煤与氧气的接触面积，促进充分燃烧，对应燃烧充分的条件；
2. 第(2)问：通风不畅时氧气不足，碳不完全燃烧生成CO，需书写对应化学方程式；
3. 第(3)问：等质量燃料中，碳含量越低，燃烧生成的CO₂越少，结合天然气和液化石油气的碳含量分析环保性；
4. 第(4)问：家用燃料更新的目的可从环保、使用便捷性等角度作答；
5. 第(5)问：氢能优点是燃烧产物为水，无污染，书写氢气燃烧的化学方程式；
6. 第(6)问：结合实际分析氢能未大量使用的原因，根据制氢方式判断氢气类型（灰氢为化石能源制氢）。
【解析】
(1) 将煤制成蜂窝煤，可增大可燃物与氧气的接触面积，使燃料燃烧更充分；
(2) 碳在氧气不充足时不完全燃烧生成一氧化碳，化学方程式为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$；
(3) 等质量的燃料完全燃烧时，碳元素质量分数越低，生成的二氧化碳越少。天然气碳元素质量分数（75%）低于液化石油气（82.3%），故燃烧等质量的天然气排放的CO₂更少，更环保；
(4) 家用燃料更新的目的可写：减少煤燃烧产生的污染物（或燃料使用更便捷等，合理即可）；
(5) 氢能燃烧产物为水，无污染，化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$；
(6) 目前氢能未大量使用的原因：氢气制取成本高，且贮存、运输困难；反应$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} CO + H_{2}}$以化石能源为原料制得氢气，属于灰氢。
【答案】
5. (1) 增大可燃物与氧气的接触面积，使燃料燃烧更充分
(2) $\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$
(3) 天然气中碳元素的含量低于液化石油气中碳元素的含量，燃烧相同质量的天然气和液化石油气时，燃烧天然气排放的二氧化碳比燃烧液化石油气排放的二氧化碳少
(4) 燃料使用更便捷（或减少煤燃烧过程中产生的污染物，合理即可）
(5) $\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$
(6) 目前氢气制取成本高，且氢气难液化，贮存和运输困难，导致氢能没有被大量使用；灰氢
【知识点】
燃烧的条件、化学方程式书写、燃料的合理利用与开发
【点评】
本题以家用燃料的项目化学习为背景，紧密联系生活实际，考查燃烧原理、化学方程式、燃料环保性及氢能等核心知识点，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
