内容正文:
第3讲 碳和碳的氧化物
【基础作业】
1.下列关于密闭容器中二氧化碳气体的说法,正确的是 ( )
A.压缩容器使二氧化碳分子变小
B.二氧化碳分子在容器内静止不动
C.1个二氧化碳分子是由1个碳原子和2个氧原子构成的
D.碳原子和氧原子是保持二氧化碳化学性质的最小微粒
2.下列选项中可减少二氧化碳排放,助力“碳达峰”“碳中和”的是 ( )
A.焚烧秸秆 B.冶炼钢铁 C.绿色出行 D.燃煤发电
3.“为了您和家人的健康,请不要吸烟。”烟气中有几百种有毒物质,其中能与血红蛋白结合使人中毒的是 ( )
A.N2 B.O2 C.CO2 D.CO
4.“碳中和”是指使二氧化碳的排放量和吸收量达到平衡,实现“零排放”。下列不属于二氧化碳吸收项目的是 ( )
A.二氧化碳海底封存
B.减少面巾纸的使用
C.二氧化碳合成淀粉
D.植树造林,净化空气
5.(2023·贵阳模拟)下列关于碳和碳的氧化物的说法,正确的是 ( )
A.高温下,一氧化碳与氧化铁的反应属于置换反应
B.石墨有滑腻感、导电性、还原性和常温下化学性质稳定等性质
C.金刚石和石墨中原子排列方式相同
D.1 g金刚石和1 g石墨与氧气完全反应后生成的二氧化碳的质量不同
6.超临界二氧化碳是二氧化碳的气态和液态交融在一起的流体。下列关于“超临界二氧化碳”的说法中正确的是 ( )
A.它是混合物
B.每个分子是由1个碳原子和2个氧原子构成的
C.它与干冰化学性质完全不同
D.它转化成二氧化碳气体时发生了化学反应
7.为实现“碳中和”目标,我国科学家提供了一种新途径,其原理可简化如下:
(1)过程①通过光伏发电,将水电解,写出水电解的化学方程式:__________________________________。
(2)淀粉属于______(填字母)。
A.蛋白质 B.有机高分子 C.无机物
(3)过程②的反应微观示意图如下,方框内物质的化学式为__________。
8.下图是康康做的有关二氧化碳制取的实验:
(1)写出乙中发生的反应的化学方程式:_______________________________________________。
(2)乙和丙的实验目的分别是______________________________________________________。
9.请根据下图中提供的信息回答问题:
(1)装置B、C都可用来制取二氧化碳,装置C相对于装置B的优势是____________________________。
(2)用大理石和稀盐酸制取一瓶二氧化碳气体,将这瓶气体按图G所示慢慢倒入烧杯中,观察到蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳具有的性质是________________________________________________________________。
10.化学与生活息息相关,请回答下列问题:
(1)碳素墨水常用来书写具有保存价值的档案,其原理是____________________________________________________________。
(2)打开碳酸饮料瓶盖时,汽水会喷出来的原因是__________________________________________________________________________________________________________。
11.“一氧化碳与氧化铁反应” 的实验装置如图所示。写出A中发生反应的化学方程式:__________________________________________;实验过程中需要在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯,这样做的目的是__________________________;在工业炼铁中需要用石灰石、赤铁矿和焦炭作原料,其中焦炭的作用是____________________________________________。
【素养作业】
12.(改编)利用数据传感器可以直观地比较不同颗粒大小的碳酸钙与稀盐酸反应的速率,某同学倾斜锥形瓶,使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应,测得瓶内压强随时间的变化曲线如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.Ⅰ表示块状碳酸钙与稀盐酸反应
B.最终生成的二氧化碳的质量Ⅱ小于Ⅰ
C.用不同浓度的稀盐酸与不同形状的碳酸钙反应,也可以得出同样的结论
D.由a、b点可知,化学反应的速率与反应物的接触面积有关
13.乙醇完全燃烧的化学方程式为__________________________________________;将一定质量的乙醇和氧气置于密闭容器中,点燃使其恰好完全反应,产物为CO、CO2和H2O,待容器恢复至室温,测得容器内CO和CO2的混合气体中碳元素与氧元素的质量比为1∶2,则反应前乙醇和氧气的质量比为______。
14.下图是实验室模拟炼铁,并检验气体生成物的实验。
(1)写出装置A中玻璃管内发生反应的化学方程式:__________________________________________________。
(2)装置B的作用是__________________________________________________________。
15.(2023·贵阳模拟)化学反应不仅有新物质生成,还有能量变化。“蓝箭航天”自主研发的“朱雀二号”运载火箭是我国在研运载能力最大的液氧甲烷运载火箭。一定条件下__________g CH4与16.0 g O2恰好完全反应,生成10.8 g H2O、4.4 g CO2和5.6 g物质X。则X的化学式为________;该反应的化学方程式为__________________________________________________。
16.火星承载着人类征服宇宙的梦想,科学探究发现:火星地表因覆盖赤铁矿(主要成分为氧化铁)而呈橘红色,地下湖中富含镁元素,大气成分以二氧化碳为主。某化学小组据此展开有关探究。
火星上可利用镁在二氧化碳中燃烧提供能量。设计实验装置模拟该反应的发生(如右图)。
(1)在集气瓶底铺一层细沙的目的是____________________________。
(2)镁在二氧化碳中燃烧属于置换反应,观察到的现象是生成一种______________________________________和一种白色固体。
(3)通过该实验,你对燃烧或灭火的新认识是__________________________________________________________________________________________。
参考答案
1.C 【解析】压缩容器使二氧化碳分子间隔变小,A错误;分子在不断地运动,B错误;分子是由原子构成的,C正确;二氧化碳由二氧化碳分子构成,D错误。
2.C 3.D
4.B 【解析】A.二氧化碳海底封存中CO2溶于水,与水反应;B.减少面巾纸的使用没有吸收CO2;C.二氧化碳合成淀粉是将CO2转化成淀粉;D.植树造林,增强植物光合作用,消耗CO2。
5.B 【解析】一氧化碳与氧化铁反应,反应物中没有单质参加,不是置换反应,A错误;石墨有滑腻感、导电性、还原性和常温下化学性质稳定的性质,B正确;金刚石和石墨中碳原子排列方式不同,C错误;根据质量守恒定律,等质量的金刚石和石墨完全燃烧产生的CO2质量相同,D错误。
6.B
7.(1)①2H2O2H2↑+O2↑
(2)B (3)H2O
【解析】(3)由反应的微观示意图可知,化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O,则方框内的物质为H2O。
8.(1)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(2)乙的实验目的是检验二氧化碳,丙的实验目的是验证二氧化碳已集满
9.(1)可以控制反应的发生和停止
(2)二氧化碳的密度比空气大,二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧
10.(1)碳素墨水的主要成分是碳,在常温下,碳的化学性质稳定
(2)汽水是将二氧化碳气体加压溶解在水中制成的,打开汽水瓶盖,压强变小,二氧化碳的溶解度减小,故汽水会喷出来
11.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 点燃尾气,防止污染空气 燃烧提供热量、与二氧化碳反应生成一氧化碳
【解析】高温条件下,CO和Fe2O3反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯,目的是点燃尾气,防止污染空气;焦炭燃烧放热提供热量,并与生成的二氧化碳反应生成一氧化碳。
12.D 【解析】反应速率与反应物的接触面积有关,接触面积越大反应速率越快,因此Ⅰ表示粉末状碳酸钙与稀盐酸的反应;接触面积只影响反应速率,不影响最终生成的二氧化碳的质量;反应物的浓度也会影响反应速率,所以不能改变稀盐酸的浓度。
13.C2H5OH+3O22CO2+3H2O 23∶40
【解析】乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O ;设反应后混合气体的质量为100 g,则混合气体中碳元素的质量为100 g×= g;乙醇燃烧产生的一氧化碳和二氧化碳中的碳元素全部来源于乙醇,故乙醇的质量为 g ÷(×100%)= g;生成的水中的氢元素完全来自乙醇,故乙醇中氢元素的质量为 g ×(×100%)= g= g;故生成水的质量为 g ÷(×100%)=75 g;反应的生成物是一氧化碳、二氧化碳和水,则生成物的总质量为100 g+75 g=175 g;根据质量守恒定律,反应物的总质量等于生成物的总质量,则参加反应的氧气的质量为175 g- g= g;则反应前乙醇和氧气的质量比为 g∶ g=23∶40。
14.(1)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
(2)检验尾气中的CO2;收集尾气一氧化碳,防止污染空气
【解析】(1)Fe3O4在高温下被还原性气体CO还原成Fe,并生成CO2,化学方程式为Fe3O4+4CO3Fe+4CO2。(2)装置B中装有澄清石灰水,CO2可以使澄清石灰水变浑浊,所以装置B可以检验尾气中是否含有CO2气体。此外,尾气中可能含有未反应完的CO,该装置还可以收集尾气,防止污染空气。
15.4.8 CO 3CH4+5O26H2O+CO2+2CO
16.(1)防止溅落的固体物质炸裂集气瓶底
(2)黑色固体(或黑色粉末,或黑色颗粒)
(3)燃烧不一定要氧气参与(或二氧化碳不一定都能用来灭火,或二氧化碳在一定条件下可以支持燃烧等)
【解析】(1)在集气瓶底铺细沙是为了防止溅落的固体物质炸裂集气瓶底。(2)镁在CO2中燃烧属于置换反应,生成物为碳和氧化镁,氧化镁为白色固体,碳为黑色固体。(3)镁能在CO2中燃烧,说明燃烧不一定要氧气参与、CO2不一定都能用来灭火、二氧化碳在一定条件下可以支持燃烧等。
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