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化学与火炬
广东省揭阳市榕城区华侨初级中学 李国红
随着2010年11月12日晚上在珠江上主火炬的点燃，第十六届亚运会在广州顺利举行，火炬有可能又会成为了明年化学中考或高考命题的焦点。下面就有关2008北京奥运会火炬的命题类型做以下归纳：
一、 火炬燃料
１、火炬燃料的结构或性质
2008北京奥运会祥云火炬的燃料为丙烷（C3H8）。下列关于丙烷性质的描述中，属于化学性质的是
A． 无色气体 B. 易燃烧 C. 沸点为-42.1度 D. 微溶于水，可溶于乙醇。
【全国卷Ⅱ】2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用的燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述中不正确的是 （   ）
A．分子中碳原子不在一条直线上                 B．光照下能够发生取代反应
C．比丁烷更易液化                             D．是石油分馏的一种产品
【杭州市】2008年5月8日9时17分，年轻的藏族女火炬手次仁旺姆在地球之巅——珠穆朗玛峰顶将北京奥运会的“祥云”火炬高高举起。一团以“梦想”命名的火焰。在一个前所未有的高度把人类的梦想变成现实。火炬要在-40℃低温、空气稀薄、大风环境下顺利燃烧，在不改变外观的条件下科技人员对火炬进行了必要的改造。其中之一是将火炬平常使用的丙烷气体燃料改制为特殊配方的固体燃料。请回答：
（1）丙烷（C3H8）属于　 　机物，已知一个碳原子中有6个电子，则一个丙烷分子中共有个　 　电子。
（2）从燃烧的条件考虑，你认为这种特殊配方的固体燃料要能在珠峰顶上顺利燃烧，应具有的性质是　　，配方中除可燃物外还应有在受热条件下能　　的物质。
２、火炬燃料燃烧的化学方程式
【四川省乐山市】2008年北京奥运会的火炬“祥云”将于8月3日传递到乐山。团结、互助、友爱、勇敢、坚强！大灾之后，“祥云”火炬的传递增添了新的意义。“祥云”火炬燃烧时的主要反应为：5O2+X 3CO2+4H2O。由此可知，“祥云”火炬燃料X的化学式为
A．C3H7OH            B．CH4              C．C2H6             D．C3H8
【临沂市】2008年北京奥运会火炬使用燃料是丙烷(C3H8)，这是一种价格低廉的燃料，它燃烧后火焰的颜色具有较好的可视性。其完全燃烧的产物不会对环境产生污染。
请你写出丙烷燃烧发生反应的化学方程式_________________________________。
二、火炬材料
【湖北省咸宁市】北京2008年奥运会火炬“祥云”,外体用轻薄高品质铝合金和优质有机材料加工而成,内部使用的燃料是丙烷(C3H8).下列有关“祥云”中使用材料的说法错误的是( )
　A.燃料丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水,体现了“绿色奥运”的理念
　B.铝合金比纯铝的硬度小
　C.铝合金质轻且延展性好
　D.火炬外体的制作材料均为可回收的环保材料 
【肇庆市】奥运火炬燃烧时主要是将化学能转变成热能和     能；火炬铝柄表面有一层致密的氧化铝保护膜，它是常温下铝与氧气反应生成的，该反应的化学方程式为：　　　。

三、火炬应用
【浙江省嘉兴市】今年5月8日，“祥云”火炬成功登上“世界第三极”——珠穆朗玛峰，成为奥运火炬传递史上的一大创举。下列哪项不属于和火炬在登顶时需要克服的困难( )
A．气温低       B．气压低        C．重力小        D．氧气少
【浙江省温州市】5月17日，奥运火炬在温州传递。下列情景中蕴含着化学变化的是( )   
 A．彩旗飘扬    B．气球升空  C．火炬燃烧    D．声音远扬

四、综合题
【江苏省南通市】北京奥运火炬的外壳主要采用高品质的铝合金材料制造，燃烧系统内装环保型燃料——丙烷(C3H8)。下列说法正确的是( )
A．铝合金制作的火炬质量轻、不易腐蚀     B．铝合金硬度小、不易导热
C．丙烷分子中C、H电子数之比为3∶8      D．丙烷在常温常压下是固体
【江苏省常州市】 2008年5月8日，北京奥运会火炬、火种被送上海拔8848.43米的珠峰峰顶。象征着光明、和平、友谊、进步、和谐的奥林匹克圣火首次在地球之巅燃起，照亮了每个人的心灵之巅。而“奥运火  航天芯”再次奏响了“科技奥运”的主题。
　（1）“祥云”火炬设计有回热管，即用铝箔将铜棒贴在燃料筒外侧，使火炬上下的热量能够交流，这主要是利用了金属铜的           性。
　（2）根据火炬、火种所处的环境不同，各种奥运火炬、火种灯采用的燃料都不相同。
　①悉尼奥运会曾使用丁烷（C4H10）作为火炬的燃料，请写出丁烷完全燃烧的化学方程式：                                  ；
　② “高原火种灯”使用的是航空煤油，它主要通过石油分馏获得，分馏属于             变化（填“化学”或“物理”）；
　③珠峰火种灯选用了固体碳作燃料，并且完全采用了传统蜂窝煤煤炉的设计，即将固体碳做成碳柱，一节一节填充在容器内进行燃烧，这种设计的优点是：                                    ；
　（3）“祥云”火炬的核心设计是“双火焰”燃烧系统，即使当外部火焰意外熄灭时，内部火焰仍能使其迅速再次燃烧，此过程中，内部火焰的作用是                                 。 
 【烟台市】2008年北京奥运会的举办理念是“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”。
　(1)下列符合绿色奥运理念的是                     。
　①奥运场馆周围采用太阳能路灯照明；②在奥运场地使用电动汽车和新型清洁燃料汽车；③场馆附近的绿化采用微灌或滴灌智能控制技术；④将奥运村的生活垃圾全部集中深埋
　(2)北京奥运游泳中心“水立方”的外墙体采用新型塑料膜材料ETFE[它是乙烯一四氟乙烯的共聚物，化学式为(C2 H2F2)n]，这种材料美观、耐用，可以使用15至20年。以下关于ETFE的说法中正确的是     。
①属于有机物；②属于有机合成材料；③易溶于水，能与空气中的氧气反应；④化学性质在自然条件下稳定
(3)奥运“祥云”火炬的主材选用铝合金，燃料是丙烷(C3H8)，火炬手持的部分使用橡胶皮革漆，手感舒适，仿佛与另一只手紧紧相握。请回答：燃料丙烷完全燃烧生成         ，不污染环境；铝合金材质主要优点是              、              (答两条即可)；橡胶皮革漆中的橡胶属                   材料。
(4)5月8日，北京奥运会“祥云”特制火炬克服低温、低压、空气稀薄、大风等不利条件，在珠峰之巅燃烧，举世为之惊叹。普通火炬在珠峰恶劣气候条件下容易熄灭的原因是：                         (答两条即可)。
【福建省晋江市】“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”是北京奥运会的三大理念。请你根据学过的知识，全力支持北京奥运。 
（1）奥运火炬的外壳主要材料轻薄高品质的铝合金材料。工业上制取金属的方法是：通电分解氧化铝（Al2O3）得到单质铝，同时生成了氧气。请写出该反应的化学方程式：                           。
（2）火炬的外壳用铝合金制作有利于火炬手收藏火炬。其原因是铝在空气中易氧化而形成一层                    ，保护铝制品不被继续腐蚀。外形材料为可循环使用的环保材料，能回收利用。下列图标中属于物质回收标志的是         （填序号）。

（3）采集奥林匹克圣火的唯一方式是利用凹面镜集中阳光来引燃火种。阳光为火种的燃烧提供了              。火炬燃烧时，       能转化为热能和光能。北京奥运火炬所用燃料丙烷(C3H8)属于        （选填“有机物”或“无机物”）。丙烷完全燃烧只生成水和二氧化碳，其反应的化学方程式为：                                        。 
（4）福娃是2008年奥运会吉祥物，制作它的外部材料是纯羊毛绒，内充无毒的合成纤维。区别它们时可用灼烧的方法，如有烧焦羽毛气味的是            。 
【江苏省泰州市】2008年5月26日上午，北京奥运圣火在我市传递。奥运祥云火炬在工艺上采用了高品质的铝合金外壳和中空塑件设计。请根据下列材料，回答有关问题：
(1) 铝合金材料中的铝是通过下列反应制得的：2A12O3(熔融)4Al＋3O2↑。 
其中，冰晶石作熔剂，可使Al2O3更易离解成自由离子。冰晶石的化学式为Na3AlF6，则其中氟元素的化合价为________。 
(2)祥云火炬所用的燃料是丙烷(化学式为C3H8)，它与甲烷(CH4)、丁烷(C4H10)属于同一系列的有机物——烷烃。烷烃系列中还有戊烷(C5H12)、己烷(C6H14)等许多物质。根据上述几种烷烃的化学式与名称，可知分子中含两个碳原子的烷烃的化学式是___________，所有烷烃中含氢量最高的物质是____________。
(3)丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水，则其化学反应方程式为_________________________。
 (4)若将丙烷完全燃烧后产生的CO2气体，通入一定量的澄清石灰水中，产生的沉淀与通入CO2气体的质量关系如下图所示，则产生沉淀的最大质量是____g，请计算原石灰水中所含溶质的质量。[已知：CaCO3+CO2+H2O＝Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水]

参考答案 
B
【全国卷Ⅱ】C
【杭州市】（1）有；26    （2）着火点低；放出氧气
【四川省乐山市】D
【临沂市】C3H8 + 5O23CO2+4H2O
【湖北省咸宁市】B
【肇庆市】光  4Al + 3O22 Al2O3
 【浙江省嘉兴市】C
【浙江省温州市】  C
【江苏省南通市】A
【江苏省常州市】（1）导热性
（2）①2C4H10＋13O28CO2＋10H2O （2分） ②物理
③方便添加燃料，便于灰渣的排出，有利于空气的流通
（3）使熄灭的外部火焰的气体的温度达到着火点

【烟台市】 (1)①②③ (2)①②④(3)CO2和H2O 质轻 抗腐蚀(或强度较大、硬度较大等) 有机高分子 (4)空气稀薄，氧气不充足易熄灭大风易吹散热量，使燃料温度降到着火点以下而熄灭(其他合理答案也可)
【福建省晋江市】（1）2Al2O34Al + 3O2↑     （2）致密的氧化膜 ；   B      
（3）足够的热量； 化学； 有机物； C3H8 + 5O23CO2 + 4H2O  
（4）纯羊毛绒 
【江苏省泰州市】(1)-1    (1分)    (2)C2H6，甲烷(或CH4)  
    (3)C3H8+5O2CO2+4H2O                               
  (4) 10                                                    
解：没原石灰水中所含溶质氢氧化钙的质量为x，则有
    CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O　　　　　　　　　　       
    　　　74　　　100   
x       10 g
74：100=x：10 g                                    
 x＝7.4g

答：原石灰水中所含溶质氢氧化钙的质量为7.4 g。