化學與社會發展試題及答案(2)
化學與社會發展試題及答案
二、填空題(本題包括7小題，共53分)
21.化學與人類的生活和社會發展有密切的關系，試用你所學的化學知識回答下列問題：
(1)國務院曾于兩年前就發出“限塑令”，以限制生產和使用塑料購物袋.
①塑料屬于 合成 (填“天然”或“合成”)材料;
②聚乙烯塑料完全燃燒產生二氧化碳和水，由此可知聚乙烯塑料中一定含有 碳、氫 元素;
③從環境或能源角度，談一點限制生產和使用塑料購物袋的意義 有利于減緩環境污染 .
(2)我省農村大力推廣使用沼氣.
①沼氣的主要成分是 CH4 (填化學式);
②用家畜糞便、秸稈等作原料生產沼氣的過程主要發生 化學 (填“物理”或“化學”)變化;
③用沼氣做燃料與直接用秸稈作燃料相比，前者的優點是 甲烷燃燒能生成二氧化碳和水，對環境無污染 (只寫一點).
(3)糧食是人類主要食物來源，糧食問題已成為被世界關注的熱點之一.
①糧食的主要成分是淀粉，它屬于人體必需的有機物中的 糖類 ;
②維生素也是人體所必需的有機物之一，它主要來源于食品中的 水果和蔬菜 .
【考點】塑料及其應用;質量守恒定律及其應用;常用燃料的使用與其對環境的影響;白色污染與防治;生命活動與六大營養素.
【專題】結合課本知識的信息.
【分析】塑料屬于有機合成材料;根據生成物可以判斷反應物中的元素組成;開發使用新能源有利于保護環境;有新物質蔬菜的變化屬于化學變化;淀粉屬于糖類物質;水果和蔬菜中含有豐富的維生素.例如，甲烷燃燒生成二氧化碳和水，是一種比較清潔的能源，直接用秸稈作燃料既能產生水和二氧化碳，也能產生大量的煙塵，污染環境.
【解答】解：(1)①塑料屬于合成材料;故填：合成.
②聚乙烯塑料完全燃燒產生二氧化碳和水，根據質量守恒定律可知聚乙烯塑料中一定含有碳、氫元素，而由于燃燒是和氧氣進行的反應，所以是否含有氧元素不能下結論.;故填：碳、氫.
③從環境或能源角度，談一點限制生產和使用塑料購物袋的意義是有利于減緩環境污染.故填：有利于減緩環境污染.
(2)①沼氣的主要成分是CH4;故填：CH4;
②用家畜糞便、秸稈等作原料生產沼氣的過程主要發生化學變化;故填：化學.
③用沼氣做燃料與直接用秸稈作燃料相比，前者的優點是甲烷燃燒能生成二氧化碳和水，對環境無污染.故填：甲烷燃燒能生成二氧化碳和水，對環境無污染.
(3)①糧食的主要成分是淀粉，它屬于人體必需的有機物中的糖類;故填：糖類.
②維生素也是人體所必需的有機物之一，它主要來源于食品中的水果和蔬菜.故填：水果和蔬菜.
【點評】解答本題要掌握質量守恒定律的內容和各種物質的性質等方面的知識，只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的判斷.
22.液化石油氣是家庭常用燃料，主要成分是丙烷和丁烷.
性質
物質 熔點/℃ 沸點/℃ 燃燒反應
丙烷 ﹣189.7 ﹣42.1 C3H8+5O2 3CO2+4H2O
丁烷 ﹣138.4 ﹣0.5 2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
(1)由上表資料分析，丙烷和丁烷的物理性質是：常溫常壓下呈 氣 態(填“氣”、“液”或“固”);
化學性質是：具有 可燃 性.
(2)液化石油氣燃燒需要大量的氧氣，根據化學方程式計算：59g丁烷充分燃燒所需要的氧氣的質量 211.6g .
(3)已知含碳氣體的含氫量越高，相同條件下充分燃燒時產生CO2就越少. 比較甲烷、丙烷和丁烷分子中氫的質量分數，看出最潔凈的燃料是 CH4 (填化學式).
(4)氣體燃料具有價廉、使用方便等優點，但使用時應特別注意安全問題.
①若灶具上的風板調節不好，空氣供應不足，燃燒不充分，其后果是 煤氣中毒 、 浪費燃料 .
②燒水或做飯時，人不要遠離灶具.如果火焰熄滅而又沒有及時關閉燃氣灶，可燃性氣體會在廚房里擴散，遇明火會發生 爆炸 的危險.
【考點】常用燃料的使用與其對環境的影響;完全燃燒與不完全燃燒.
【專題】壓軸實驗題;化學與能源.
【分析】(1)根據題目所給的信息進行解答;
(2)利用化學方程式根據丁烷的質量可以求出氧氣的質量;
(3)根據甲烷、丙烷和丁烷分子的化學式可以比較氫的質量分數;
(4)根據含碳氣體不完全燃燒的產物進行解答，以及可燃性氣體不純會發生爆炸進行解答.
【解答】解：(1)丙烷和丁烷的沸點為﹣42.1℃和﹣0.5℃，所以常溫常壓下呈氣態，因為丙烷和丁烷都能和氧氣反應生成二氧化碳和水，所以它們的化學性質是都具有可燃性;
(2)設59g丁烷充分燃燒所需要的氧氣的質量為x.
2C4H10+13O2 8CO2+10H2O
116 416
59g x
x=211.6g
答：59g丁烷充分燃燒所需要的氧氣的質量為211.6g.
(3)可以將甲烷、丙烷、丁烷的化學式CH4、C3H8、C4H10都轉化為C12H48、C12H32、C12H30，當碳原子個數相同，氫原子最多的氫的質量分數也要越大，所以甲烷是最潔凈的燃料;
(4)①含碳氣體的燃料由于空氣供應不足，燃燒不充分，會生成一氧化碳，而一氧化碳有毒，所以若灶具上的風板調節不好，空氣供應不足，燃燒不充分，其后果是煤氣中毒以及浪費燃料;②由于可燃性氣體不純遇到明火會發生爆炸.
故答案為：(1)氣、可燃;(2)211.6g;(3)CH4;(4)煤氣中毒、浪費燃料;爆炸.
【點評】解答本題要燃料的性質、質量守恒定律的內容和可燃性氣體的爆炸極限的方法等方面的知識，并且與實際情況聯系起來進行分析、判斷，從而得出正確的結論.
23.根據不同的標準，纖維有多種分類方法，如A.植物纖維、B. 動物纖維、C.天然纖維、D.合成纖維.請用序號填空：
(1)棉花屬于 AC
(2)純羊毛屬于 BC
(3)尼龍屬于 D
(4)滌綸屬于 D .
【考點】有機高分子材料的分類及鑒別.
【專題】物質的分類.
【分析】根據已有的物質的類別進行分析解答即可.
【解答】解：(1)棉花是植物纖維，屬于天然纖維，故填：AC;
(2)純羊毛屬于動物纖維，是天然纖維，故填：BC;
(3)尼龍是合成纖維，故填：D;
(4)滌綸屬于合成纖維，故填：D.
【點評】本題考查的是常見的物質的類別，完成此題，可以依據已有的知識進行.
24.能量之間可以相互轉化，轉化時可能發生物理變化，如電燈泡發光是 電 能轉化為 光 能和 熱 能;也可能發生化學變化，如鎂帶燃燒是 化學 能轉化為 光能和熱 能，化學方程式為 2Mg+O2 2MgO .
【考點】物質發生化學變化時的能量變化;書寫化學方程式.
【專題】化學反應的基本類型和能量變化.
【分析】根據電燈泡發光和鎂燃燒時能的能量的變化分析.
【解答】解：能量之間可以相互轉化，轉化時可能發生物理變化，如電燈泡發光是電能轉化為光能和熱能;也可能發生化學變化，如鎂帶燃燒是化學能轉化為光能和熱能，生成了氧化鎂，反應的化學方程式為：2Mg+O2 2MgO.
故答為：電，光，熱，化學，光能和熱，2Mg+O2 2MgO.
【點評】本題的難度不大，了解常見物質在變化中能量的變化是解答本題的基礎.
25.材料是生產、生活的物質基礎.石材、陶瓷、銅、鐵、合金、玻璃、水泥、腈綸等都是常見的材料.這些材料中，可以從自然界直接獲得的是 石材 ，屬于金屬材料的有 銅、鐵、合金 ，屬于合成材料的有 腈綸 .英語單詞“china”就是 陶瓷 的意思.制取玻璃時常用沙子、石灰石和純堿等為原料，我國化工專家 侯德榜 就在純堿制造方面做出了重大貢獻.
【考點】金屬材料及其應用;純堿的制取;合成材料的使用及其對人和環境的影響.
【專題】物質的分類.
【分析】根據石材是天然材料，金屬材料包括各種純金屬和合金，腈綸屬于合成材料，侯德榜在純堿制造方面做出了重大貢獻解答.
【解答】解：
石材是天然材料，可以從自然界直接獲得的是石材;銅、鐵、合金屬于金屬材料;屬于合成材料的有腈綸，英語單詞“china”就是陶瓷;侯德榜在純堿制造方面做出了重大貢獻.
答案：石材;銅、鐵、合金; 腈綸;陶瓷; 侯德榜.
【點評】本題是利用題目所呈現的信息對材料進行分類知識的考查，解題的關鍵是對常見有機物、無機非金屬材料及金屬材料的認識，題目難度不大.
26.環境問題是困擾全球的世界性問題.在20世紀早期，西方一些國家為了減輕燃煤對當地造成的環境污染，曾經將排放燃煤廢氣的煙囪加高.這樣做 不能 (填“能”或“不能”)真正消除環境污染，理由是 污染物并未減少
擴大了污染范圍 (至少說出兩條).也有人說中國有兩條長城，一條是秦始皇修筑的萬里長城，還有一條是沿鐵路的“白色長城”，該“白色長城”實際上就是指 難降解塑料 任意拋棄對環境造成的污染.為了消除該“白色長城”，我們可以采取的措施有 禁止使用難降解塑料制品 、 積極開發可降解塑料 (至少說出兩條).
【考點】常用燃料的使用與其對環境的影響;白色污染與防治.
【專題】化學與環境保護.
【分析】根據化工廠加高煙囪，不會減少廢氣對本地區空氣的污染解答;根據白色污染是難降解塑料的污染解答.
【解答】解：化工廠加高煙囪，不會真正消除環境污染，理由是污染物并未減少且擴大了污染范圍;
白色污染是難降解塑料的污染，為了消除該“白色長城”，我們可以采取的措施有禁止使用難降解塑料制品;積極開發可降解塑料.
答案：不能; 污染物并未減少;擴大了污染范圍;難降解塑料;禁止使用難降解塑料制品;積極開發可降解塑料.
【點評】本題主要考查了環境保護得出知識，環境問題是考試中常出現的熱點，了解各種環境問題的產生以及對應的防治措施是解答此類試題的關鍵.
27.由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成為一個嚴重的社會問題.某科學研究小組的同學欲對某種塑料的組成進行分析探究(資料顯示該塑料只吉C、H兩種元素)，他們設計了如圖的實驗裝置.目的是通過測量有關數據，推算塑料組成元素的含量.
圖中字母A至G均表示裝置編號.請根據實驗裝置，回答下列問題：
(1)由于發生裝置A制取的氧氣中混有CO2和水蒸氣，為使D裝置中塑料試樣在純氧中燃燒，裝置C中盛放的試劑應該是 濃硫酸 ;
(2)E、F裝置是氣體的吸收裝置，該處的設計有不正確的地方，如何改進 EF互換位置 .理由是 若按原裝置，前者會把水蒸氣帶給后者 ;
(3)堿石灰的成分是氫氧化鈉和氧化鈣，則裝置連接正確時G裝置的作用是 防止空氣中二氧化碳進入裝置 .
【考點】實驗探究物質的組成成分以及含量;常見氣體的檢驗與除雜方法;實驗室制取氧氣的反應原理.
【專題】科學探究.
【分析】(1)根據已有的知識進行分析，氫氧化鈉能與二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，可以用氫氧化鈉除去二氧化碳，濃硫酸具有吸水性;可用于干燥某些氣體，要想測定塑料組成中的各元素的含量，需要除去其他干擾成分，使用堿石灰能將空氣中的水蒸氣和二氧化碳除掉.
(2)應先用濃硫酸吸收生成的水蒸氣，測得水蒸氣的質量，再用NaOH溶液吸收二氧化碳.
(3)根據空氣中的成分可能對測定產生影響分析.
【解答】解：(1)使D裝置中的塑料試樣在純氧中燃燒，故B裝置中盛放的應是NaOH溶液，以除去氣體中的CO2，C裝置中盛放的應是濃硫酸，以除去水蒸氣.
(2)塑料試樣燃燒會生成H2O和CO2，應先用濃硫酸吸收生成的水蒸氣，通過測量生成的水蒸氣的質量求出塑料中的氫元素的質量，如果按圖中實驗，會使F裝置吸收的水蒸氣增多，造成較大誤差.
(3)為防止空氣中的CO2從右側進入NaOH溶液，造成實驗誤差大，故右側應安裝G裝置來吸收空氣中的CO2.
故答案為：
(1)濃硫酸;(2)EF互換位置; 若按原裝置，前者會把水蒸氣帶給后者;(3)防止空氣中二氧化碳進入裝置
【點評】本題考查了常見物質中元素的含量，完成此題，可以依據題干提供的信息，結合已有的知識進行.本實驗是個定量分析實驗，需要知道水和二氧化碳的質量，也就是分別吸收水和二氧化碳，當吸收需要分別進行時(相當于檢驗)，就需要水在前，二氧化碳在后，和除雜恰好相反.
三、計算題
28.有人提出在20kV、500A的條件下用電解水的方法制取氫氣，24h可以電解水9t，則一晝夜可以產生多少氫氣?這些氫氣能提供多少能量?通過計算說明這樣做是否具有實用價值.(氫氣的熱值是1.43×108J/kg)
【考點】氫氣的用途和氫能的優缺點;根據化學反應方程式的計算.
【專題】化學與能源;化學知識生活化;化學與生活.
【分析】利用電解水反應的化學方程式，將水的質量代入方程式來計算氫氣的質量;計算電解水產生的電能和水生成的氫氣燃燒產生的能量進行比較作答.
【解答】解：設生成氫氣質量為x
2H2O 2H2↑+O2↑
36 4
9t x
x=1t
先計算出電解水時所需要的電能
P=I×U×t=20000×500×24×3600=8.64×1011J
計算出水電解的氫氣產生的能量
9000× =1000 1000×1.43×108=1.43×1011J
通過比較，可以看出電能大于氫氣產生的能量.這種方法獲得的氫能源沒有價值.
故答案為：一晝夜可以產生氫氣的質量為1t，氫氣燃燒放出的熱量為1.43×1011J，用電解水的方法制取氫氣不具有實用價值.
【點評】本題主要從實際應用的角度考查了能源方面的問題和環保問題，真正做到了物理化學相結合分析問題的方法.
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