考向6 碳及其化合物-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(鲁教版2024)

100 考向六　碳及其化合物 ▶ “答案与解析”见P56 1. (2023·天津河东模拟)“低碳”是全世界的主 题。以下流程是通过控制化学反应的条件来 促进或抑制化学反应,实现“低碳”,从而更好 地通过化学反应为人类造福。 (第1题) 根据上述流程判断下列说法错误的是( ) A. 上述流程中可循环利用的物质是 CO2 B. 除去机动车尾气中的一氧化碳,可把混合 气点燃 C. 水生成氢气的过程中所用的催化剂不一 定是二氧化锰 D. 二氧化碳与氢气在复合催化剂的作用下 的反应产物是混合物 (第2题) 2. (2024·内江期末)如图是 探究二氧化碳性质的实验 装置,气体从最左端玻璃 管口进入,其中右边铜丝 上的①④是用紫色石蕊试 液浸湿的棉球,②③是浸过紫色石蕊试液并 干燥后的棉球。下列说法错误的是 ( ) A. 当K2 关闭、K1 打开时,可在a处放燃着 的木条检验气体是否收集满 B. 当K1关闭、K2打开时,铜丝上的④先变红 C. 该实验可以证明二氧化碳密度大于空气 D. 该实验可以证明二氧化碳呈酸性,可使紫 色石蕊试液变红 3. (2023·南通崇川二模)碳是重要的生命元 素,碳及其化合物的综合利用使世界变得更 加绚丽多彩。 Ⅰ. 碳的多样性。 (1) 金刚石和石墨的组成元素相同,碳原子 的排列方式不同,导致 (填具体的物理性质)。 (2) 从石墨中分离出的单层石墨片(石墨烯) 是目前人工制得的最薄材料,单层石墨片属 于 (填“单质”或“化合物”)。 Ⅱ. “碳中和”的实现。 “碳中和”是指一定时间内CO2 的排放量与 吸收量基本相当。CO2 的捕集、利用是实现 “碳中和”的重要途径。我国力争在2060年 前实现“碳中和”,体现了中国对解决全球气 候问题的大国担当。 (1) 大气中CO2的过度排放会造成 的加剧。 (2) 工业生产中产生的CO2经吸收剂处理可 实现CO2 的捕集。写出 NaOH 溶液吸收 CO2生成NaHCO3的化学方程式: 。 (3) “液态太阳燃料合成技术”如图甲所示。 (第3题甲) ① 从能源和环境角度说明该合成技术的优 点: 。 ② 在合成工厂中,氢气与CO2在一定条件下 反应转化为甲醇(CH3OH)和相对分子质量 最小的氧化物。写出此反应的化学方程式: 。 (4) CO2 与 H2 在一定条件下还能转化为 CH4(反应过程如图乙所示,虚线处部分中间 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(鲁教版)九年级上 101 产物略去),可实现CO2的再利用。 (第3题乙) ① 该反应中MgO的作用是 。 ② 用该方法制取1t甲烷,则参与反应的二 氧化碳的质量为 t。 答案讲解 4. (2023·苏州)CO2 作为一种碳资 源,被广泛应用于工农业生产。 Ⅰ. 植物气肥。 (1) 在蔬菜大棚内增大CO2浓度,有利于植 物进行 ,促进生长。 Ⅱ. 生产化肥。 (2) 二 氧 化 碳 和 氨 气 可 以 生 产 尿 素 [CO(NH2)2]和碳酸氢铵。 ① 合成尿素的反应为 CO2+2NH3 􀪅􀪅 CO(NH2)2+X,X的化学式是 。 ② 合成碳酸氢铵的反应为CO2+NH3+ H2O 􀪅􀪅 NH4HCO3,该 反 应 需 在 较 (填“高”或“低”)温度下进行。 (3) 理论上,相同质量的 NH3 分别生产 CO(NH2)2和NH4HCO3,消耗CO2的质量 比为 。 Ⅲ. 催化重整。 (4) CH4 与CO2 在催化剂的作用下可得到 合成气(CO和H2),反应过程中催化剂表面 还同时存在积碳反应和消碳反应,原理如图 ①所示。 (第4题) ① 消碳反应的产物“ ”是 。 ② 为减少催化剂表面的积碳,可在原料气中 加入适量 。 ③ 其他条件不变,催化剂表面的积碳量随温 度的变化如图②所示。温度高于600℃,催 化剂表面积碳量减少的原因可能是 。 5. (2024·南京建邺期末)如图为实验室常用仪 器和实验装置的示意图,根据题意回答问题。 (第5题) (1) 写出标号①的仪器名称: 。 (2) 实验室用装置 A制取CO2 的原料为 (填物质名称),发生反应的 化学方程式为 。 若将装置A改为装置B,其优点是 。 若用装置C收集CO2,气体应从 (填 “a”或“b”)端通入。 (3) 实验室常用固体硫化亚铁(FeS)和稀硫 酸在常温下制取硫化氢(H2S)气体,同时生 成FeSO4。硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有 毒气体,可溶于水,密度比空气大。 ① 实验室制取H2S可选用装置A为发生装 置的理由是 。 ② 某同学用D、E、F装置组合收集H2S。E 装置的作用是防倒吸,则虚线框内最合适的 装置是 (填“甲”或“乙”)。 ③ 已知H2S+2NaOH􀪅􀪅Na2S+2H2O,则 F装置的作用是 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 期末压轴题特训 考向六　碳及其化合物 1. B [解析] 根据流程图可知,可循环利用的物质是二氧 化碳,A正确;虽然一氧化碳具有可燃性,但由于二氧化碳 不支持燃烧,所以不能用点燃的方法除去机动车尾气中的 一氧化碳,B错误;水生成氢气的过程中所用的催化剂不一 定是二氧化锰,C正确;二氧化碳与氢气在复合催化剂的作 用下的反应产物是液化石油气、汽油、甲醇等,属于混合 物,D正确。 2. D [解析] 二氧化碳不能燃烧,一般也不支持燃烧,当 K2关闭、K1打开时,可在 a 处放燃着的木条检验气体是否 收集满,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满,A正确; 当 K1关闭、K2打开时,由于二氧化碳密度比空气大,且二 氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊试液变红,所以 铜丝上的④先变红,B正确;该实验可以观察到④比①先变 红,说明二氧化碳密度大于空气,C正确;紫色石蕊试液变 红,是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸显酸性,能 使紫色石蕊试液变红,D错误。 3. Ⅰ. (1)金刚石硬度大,而石墨比较软(合理答案均 可) (2) 单质 Ⅱ. (1) 温室效应 (2) CO2+NaOH 􀪅􀪅NaHCO3 (3) ① 节约能源,有效缓解温室效应(合理 答案均可) ② CO2+3H2 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅CH3OH+H2O (4) ① 作催化剂 ② 2.75 [解析] Ⅰ. (1) 金刚石和石 墨的组成元素相同,碳原子的排列方式不同,导致它们的物 理性质存在很大差异,如金刚石硬度大,而石墨比较软等。 (2) 从石墨中分离出的单层石墨片(石墨烯)是由一种元素 组成的纯净物,所以单层石墨片属于单质。Ⅱ. (1) CO2 是 温室气体,大气中CO2 的过度排放会造成温室效应的加 剧。(2) NaOH溶液吸收CO2生成NaHCO3,反应的化学 方程式为CO2+NaOH􀪅􀪅NaHCO3。(3) ① 二氧化碳的 排放会导致温室效应的加剧,该合成技术可以将二氧化碳 转化为甲醇,同时使用太阳能发电,减少了化石燃料的燃 烧,所以该合成技术的优点是节约能源,有效缓解温室效 应。② 氢 气与 CO2 在一定条件下反应转化为甲 醇 (CH3OH)和相对分子质量最小的氧化物(H2O)。此反应 的化学方程式为CO2+3H2 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅CH3OH+H2O。 (4) ① 该反应中CO2与H2 在一定条件下转化为CH4 和 H2O,反应前后 MgO的质量和化学性质都不变,所以 MgO的作用是作催化剂,起催化作用。② 设参与反应的 二氧化碳的质量为x。 CO2 44 x +4H2 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅CH4 16 1t +2H2O 44 16= x 1t x=2.75t 4. (1) 光合作用 (2) ① H2O ② 低 (3) 1∶2 (4) ① CO ② O2 ③ 温度升高,消碳反应所消耗的碳多 于积碳反应产生的碳 [解析] (1) CO2 是植物进行光合 作用的原料。(2) ① 根据质量守恒定律,化学反应前后原 子的种类和数目均不变,推知1个X中含有2个 H 和1个 O,故X的化学式是H2O。② 因为 NH4HCO3 不稳定,受 热易分解,故该反应需在较低温度下进行。(3) 由化学方 程式 CO2 +2NH3 􀪅􀪅CO(NH2)2 + H2O 可 知,每 44gCO2可与34g NH3 完全反应,由化学方程式CO2+ NH3+H2O 􀪅􀪅 NH4HCO3 可知,每44g CO2 可 与 17gNH3完全反应,故理论上,用相同质量的 NH3 分别生 产 CO(NH2)2和 NH4HCO3,消耗CO2的质量比为1∶2。 (4) ① 由图中信息可知,消碳反应的产物 “ ”是CO。 ② 为减少催化剂表面的积碳,可在原料气中加入适量的 O2,将碳氧化成CO或CO2。③ 温度升高,有利于碳和 CO2反应生成 CO,使得消碳反应所消耗的碳多于积碳反 应产生的碳,催化剂表面的积碳量减少。 5. (1) 烧杯 (2) 石灰石(或大理石)、稀盐酸 CaCO3+ 2HCl􀪅􀪅CaCl2+H2O+CO2↑ 能随时控制反应的发生 与停止 a (3) ① 反应物是固体与液体,反应条件是常温 ② 乙 ③ 吸收硫化氢,防止其污染空气 [解析] (1) 根据 图示可知,标号①的仪器名称是烧杯。(2) 实验室用装置 A制取CO2的原料为石灰石(或大理石)、稀盐酸,碳酸钙 和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方 程式为CaCO3+2HCl􀪅􀪅CaCl2+H2O+CO2↑;若将装 置A改为装置B,优点是能随时控制反应的发生与停止;若 用装置C收集CO2,由于CO2 的密度比空气大,应用向上 排空气法收集,故气体应从a端通入。(3) ① 由题中信息 可知,实验室制取H2S气体的反应物是固体与液体,反应 条件是常温,所以应选用固液常温型装置A作发生装置。 ② 甲装置中两根长导管起不到防倒吸的作用,乙中两根短 导管让倒吸的液体盛装在安全瓶中,不会被吸入上级仪器 中,能起到防倒吸的作用。③ 已知 H2S+2NaOH􀪅􀪅 Na2S+2H2O,则F装置的作用是吸收硫化氢,防止其污染 空气。 考向七　图 表 题 1. A [解析] 由反应的微观示意图可知,硫化汞和氧气在 加热的条件下生成汞和二氧化硫,反应的化学方程式是 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 65