《2025年尖子生题库九年级化学全一册人教版》

9. 长征系列运载火箭是我国自行研制的航天运输工具，运载火箭的保障是所有航天活动的第一步。我国长征系列运载火箭的第一、二级燃料多数采用偏二甲肼(C₂H₈N₂)和四氧化二氮(N₂O₄)作为“二元推进剂”，在点燃时偏二甲肼和四氧化二氮发生剧烈的反应，生成氮气、水和二氧化碳。偏二甲肼是一种有毒、有腐蚀性的油状液体。因此燃料加注要控制在火箭发射窗口期前24小时左右进行。使用高效、低毒的液氧和煤油替代常规的肼类燃料，是世界航天推进技术的发展趋势，煤油作为常温推进剂，可实现来源广泛、高能量特性、廉价环保、可重复使用、可靠性高，大范围推力调节等突出优势，将为我国空间站建设，载人登月和深空探测提供技术支撑。中国自主研制新一代重型运载火箭“冰箭”，采用无毒、无污染、高性能的液氧和液氢低温燃料，我国成为世界上第三个掌握控制液态氢技术的国家。
阅读文本，完成下列任务：
(1)写出偏二甲肼和四氧化二氮反应的化学方程式：$C₃H₈N₂+2N₂O₄\overset{点燃}{=}3N₂+4H₂O+2CO₂$，由此可知，可燃物燃烧时不一定(填“一定”或“不一定”)需要氧气助燃。
(2)航天煤油是由石油(填“煤”“石油”或“天然气”)分离而来的产品，这是利用其中各成分的沸点不同进行分离。
(3)液氧和煤油与肼类燃料相比，其优点是高效、低毒（或廉价环保等，答一点即可）(写一点)。
(4)液氧在一定条件下变成氧气，下列有关该变化的说法错误的是D(填字母)。
A. 物质的化学性质保持不变
B. 变化过程中吸收能量
C. 分子间间隔增大
D. 发生了化学变化

答案： $9.(1)C₃H₈N₂+2N₂O₄\overset{点燃}{=}3N₂+4H₂O+2CO₂ $不一定
(2)石油 沸点
(3)高效、低毒（或廉价环保等，答一点即可）
(4)D
【详解】
(1)根据题目信息，写出化学方程式。该反应中偏二甲肼燃烧没有氧气参与，说明燃烧不一定需要氧气助燃。
(2)航天煤油是石油分离产品，利用石油中各成分沸点不同进行分离。
(3)相比肼类燃料，液氧和煤油具有高效、低毒、廉价、环保等优点，任选一点作答。
(4)液氧变氧气是物理变化，物质化学性质不变，变化时吸收能量，分子间间隔增大，D选项说发生化学变化错误。

10. 天然气的主要成分是甲烷(CH₄)，某化学小组对甲烷在纯氧中燃烧的产物产生兴趣，于是进行如下探究。
【提出问题】甲烷在纯氧中燃烧的产物中含有哪些物质？
【猜想与假设】甲：CO₂、H₂O；乙：CO、H₂O；
丙：NH₃、CO₂、H₂O；丁：CO₂、CO、H₂O。
【查阅资料】无水CuSO₄遇水变蓝；CO在高温下能使红色的氧化铁粉末变成黑色的铁粉，并生成CO₂气体。
【实验探究】将甲烷燃烧的产物依次通过下列装置(装置中物质均足量)。

(1)天然气属于不可再生(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)甲同学认为丙同学的猜想不合理，理由是反应物中不含氮元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，所以不可能生成NH₃。
(3)实验中用纯净的O₂而不用空气的原因是空气中含有二氧化碳和水蒸气等，会干扰对甲烷燃烧产物的检验。
(4)实验中观察到装置A的实验现象是无水CuSO₄粉末变蓝，说明有水生成，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变黑，由此推断丁同学的猜想成立。
(5)请指出该实验装置的一个不足之处：缺少尾气处理装置。
(6)实验中A装置和B装置的顺序不能对调，原因是若A、B装置顺序对调，气体先通过澄清石灰水，会带出水蒸气，无法确定使无水CuSO₄变蓝的水是燃烧产物中的还是从石灰水中带出的。
【反思与交流】
(7)为尽量避免不完全燃烧产生有毒的CO气体而污染环境，含碳元素的物质燃烧时必须满足的条件是有充足的氧气。

答案： 10.
(1)不可再生
(2)反应物中不含氮元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，所以不可能生成NH₃
(3)空气中含有二氧化碳和水蒸气等，会干扰对甲烷燃烧产物的检验
(4)无水CuSO₄粉末变蓝 红色粉末变黑 丁
(5)缺少尾气处理装置
(6)若A、B装置顺序对调，气体先通过澄清石灰水，会带出水蒸气，无法确定使无水CuSO₄变蓝的水是燃烧产物中的还是从石灰水中带出的
(7)有充足的氧气
【详解】
(1)天然气属于化石燃料，其形成需漫长地质年代，短时间内无法再生，故为不可再生能源。
(2)甲烷由碳、氢元素组成，氧气由氧元素组成，反应物中无氮元素，依据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，所以不会生成含氮元素的NH₃。
(3)空气中有二氧化碳和水蒸气，若用空气做实验，会干扰对甲烷燃烧产物中二氧化碳和水的检验，所以用纯氧。
(4)无水CuSO₄遇水变蓝，说明产物有水；CO能将红色氧化铁还原为黑色铁粉，B、D中澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳，这些现象表明产物有水、二氧化碳和一氧化碳，所以丁同学猜想正确。
(5)实验可能产生有毒的CO，直接排放会污染空气，装置缺少对尾气的处理。
(6)B装置中澄清石灰水是水溶液，气体通过会带出水蒸气，若A、B顺序对调，就无法确定使无水CuSO₄变蓝的水来自燃烧产物还是石灰水。
(7)含碳元素的物质在氧气不足时燃烧会生成一氧化碳。