专题05 燃料与二氧化碳（寒假复习讲义）九年级化学新教材科粤版

专题05 燃料与二氧化碳 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 1.了解氢气的物理性质和化学性质。 2.熟悉碳单质的物理性质和化学性质。 3.熟悉二氧化碳的性质。 4.熟悉二氧化碳的制取实验。 5.了解化石燃料的利弊 一、氢气 1.氢气的物理性质 （1）颜色、气味、状态：通常状况下氢气是无色、无味、无臭的气体； （2）密度：氢气是密度最小的气体，仅为0.089g/L； （3）水溶性：难溶于水； （4）熔沸点：在相同条件下沸点比其它气体的低，难液化，-252.87℃时变为无色液体，-259.1℃时变为雪状固体。 2.氢气的化学性质 在常温下，氢气的化学性质是稳定的，但在点燃或加热的条件下，氢气很容易和多种物质发生化学反应。 （1）可燃性 氢气具有可燃性，化学方程式：2H2 + O2 2H2O 纯净的氢气燃烧时的现象：①安静燃烧，火焰为淡蓝色；②烧杯内壁上有水雾出现；③手触烧杯壁，感觉发热。 （2）不纯净的氢气点燃会发生爆炸 空气里混入氢气的体积为总体积的4%~74%时，经点燃就会发生爆炸，这个体积分数的范围就是氢气的爆炸极限。 因此，在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要验纯。 验纯的方法：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精火焰，再移开拇指点火．若听到听到轻微的“噗”声，说明氢气纯净；若听到尖锐的爆鸣声，说明氢气不纯。 3.氢能源的优点： （1）氢的放热效率高。据测定，每千克氢放出的热量约1千克汽油的3倍。　 （2）清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有水，不会造成环境污染，因而又被称为“清洁燃料”。 （3）资源丰富。水占地球表面积的71%，水中含有大量的氢元素，水分解可制得氢气（H2O→H2+O2）。 4.氢能源的用途： （1）液氢应用于火箭、航天飞机、导弹等的燃料； （2）氢燃料电池在汽车、奥运火炬等方面得到应用。 5.氢能源尚未得到广泛应用的原因 （1）制造成本高(还没制得廉价的光分解催化剂)。 （2）在储存、运输中的安全问题未解决(难液化，易燃、易爆)。 二、 碳单质的性质 1.常见的碳单质 碳在地壳中的含量为0.026%，在自然界中分布很广。 碳元素也可以组成不同的单质，如金刚石、石墨和多种无定形碳。此外，还有C36、C70、C84、C240、C540、碳纳米管等。它们是碳的同素异形体。 2.碳单质的物理性质和用途 （1）金刚石和石墨 碳的单质 结构 物理性质 用途 金刚石 金刚石是无色透明的固体，硬度大，导电性和导热性差。 做钻石饰品，用来做磨料、地质勘探的钻头和玻璃刀的刀头 石墨 深灰色有金属光泽、不透明的细磷片状固体，质软，有滑腻感，有优良的导电性能 作电极、润滑剂、 制铅笔芯等 【注意】金刚石、石墨都是碳单质，但性质不同，是因为碳原子的排列方式不同。 （2）无定性碳 在日常生活和工农业生产中，我们常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们的主要成分也是碳单质。 它们都具有疏松多孔的结构，具有较强的吸附性。 活性炭的吸附能力较强，它的用途主要有：①装在防毒面具里的滤毒罐中来吸附毒气；②制糖工业也需要活性炭来脱色来制白糖；③做冰箱中的除异味剂；④饮水过滤器的吸附材料。 炭黑在常温时非常稳定，是文房四宝中“墨”的主要成分之一。 （3）新型碳单质 C60、富勒烯、石墨烯均是由碳原子构成的新材料，在材料科学、电子工业等方面有广阔的应用前景。其中石墨烯是世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的。具有优异的导电、导热性能。 3.碳的燃烧 （1）常温下碳单质很稳定 原子最外层电子数决定了元素的化学性质。碳原子的最外层电子数是4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以碳的化学性质比较稳定。古代字画能长久保存，就是利用了碳的稳定性。 （2）高温下碳单质活泼性较强。 （1）碳与氧气的反应（可燃性） ①当碳充分燃烧时化学方程式：C＋O2CO2 ②当碳不充分燃烧时化学方程式：2C＋O22CO。 三、一氧化碳和二氧化碳 1.CO和CO2物理性质的比较 物理性质 一氧化碳 二氧化碳 色、味、态 无色、无味的气体 密度 比空气密度略小 比空气密度大 溶解性 难溶于水 能溶于水 2.CO和CO2化学性质的比较 化学性质 一氧化碳 二氧化碳 可燃性 有可燃性：2CO＋O22CO2（化学方程式） 不能燃烧 , 也不支持燃烧 ,不能供给呼吸 是否与水反应 不能与水反应 能与水反应生成碳酸：CO2+H2O==H2CO3（化学方程式） 是否与石灰水反应 不能跟石灰水反应 能与澄清石灰水反应：CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O（化学方程式）。 毒性 有毒 无毒 四、实验室制取二氧化碳 药品 大理石（或石灰石）与稀盐酸 反应原理 CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 发生装置 收集方法 向上排空气法（能溶于水，密度比空气大） 收集装置 实验步骤 ①组装仪器； ②检查装置气密性； ③加入药品； ④收集； ⑤检验； ⑥验满。 检验方法 通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊 验满方法 用燃着的木条靠近集气瓶口，木条火焰立即熄灭，则说明已集满 操作注意事项 ①长颈漏斗的末端应伸入液面以下（防止空气混入瓶内，及生成的气体从漏斗溢出）； ②反应器中的导管刚露出橡胶塞即可； ③用向上排空气法收集时，导管口应伸入集气瓶并接近集气瓶的底部。 【补充】工业上制取二氧化碳的方法——高温锻烧石灰石 五、化石燃料 1.常见的化石能源 人们常说的化石燃料，指的就是煤、石油和天然气。化石燃料是不可再生能源。 （1）煤 煤是复杂的有机物和无机物组成的混合物，主要含C元素，还含有H元素和少量N、S、O等元素。 （2）石油 石油是由多种碳、氢化合物组成的混合物，主要含C、H元素。 （3）天然气——洁净的气体燃料 天然气主要是由碳和氢组成的气态化合物，其中主要的是甲烷（CH4)。天然气容易完全燃烧，几乎不产生硫氧化物和氮氧化物，对大气污染较轻，通常称为“清洁能源”。 2.化石燃料燃烧对环境的影响 化石燃料及其加工产品在燃烧的过程中会产生各种废气、废渣和余热，污染、破坏地球的生态环境。 （1）温室效应 化石燃料燃烧时排放大量的CO2等污染物，会加剧“温室效应”。 （2）酸雨 煤燃烧效率低，会产生NO2、SO2等污染性气体，这些污染物反应后溶于雨水，形成酸雨。 （3）余热污染 （4）煤渣固体废物污染 3.化石燃料的综合利用 （1）煤的综合利用 将煤隔绝空气加强热称为煤的干馏或焦化，能得到焦炭、煤焦油和焦炉煤气，它们又可以被加工成多种多样的产品。此外，煤还可以通过一定的方法转化成汽油、乙醇和气体燃料。 （2）石油的综合利用 方法：分馏（利用石油各组分沸点由低到高的顺序分离出来）。该过程是物理变化。 强化点一 金属活动性与图像 类型一：实验室制取气体的一般思路 1．实验室制取气体的思路分析： （1）分析反应原理； （2）选择实验装置。 2.发生装置的选择 选择依据：反应物状态和反应条件。 （1）固固反应加热型装置 该装置适用于反应物为固体且需要加热的反应。 （2）固液反应常温型装置 装置图示 特点 简单 便于添加 液体药品 可以控制 反应速率 可以控制反应 的发生与停止 该装置适用于反应物为固体和液体且不需要加热的反应。 3.收集装置的选择： （1）排水集气法 适用范围:适用于收集不易溶于水或难溶于水的气体，如：O2、H2、CH4等。 特点：收集的气体纯度较高，但不干燥。 （2）排空气法 排空气法分为向上排空气法和向下排空气法。其中向上排空气法适用于密度比空气大的气体，如：O2、CO2等；向下排空气法适用于收集密度比空气小的气体，如：H2、CH4、NH3等 特点：收集的气体较干燥，但纯度不高。 类型二：易错点辨析 1.物质的结构、性质、用途之间的关系： 不同的碳单质因碳原子的排列方式不同，导致物理性质不同，金刚石硬度很大(是天然存在的最硬的物质)，可用来裁玻璃等；石墨灰黑、质软而滑腻，能导电、导热和耐高温，可用于制铅笔芯，作高温润滑剂、电极、冶炼金属坩埚的材料等；活性炭疏松多孔，具有很强的吸附能力，可用于制作防毒口罩的滤毒层或防毒面具的滤毒罐、净水过滤器的吸附材料、冰箱除味剂等。 但碳单质的化学性质相似，完全燃烧的产物都是CO2。 2.煤的干馏与石油的分馏： 煤的干馏就是将煤隔绝空气加强热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐分解，得到气态的焦炉煤气、液态的煤焦油和固态的焦炭。 石油的分馏就是利用原油液体混合物中各种组分的沸点不同这一性质，使沸点低的先气化，沸点高的后气化，这样经过连续加热和冷凝，可以把石油分成不同沸点蒸馏产物。 因此煤的干馏过程属于物理变化，而石油的分馏属于化学变化。 真题感知 1．（2024·重庆·中考真题）“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是（ ） A．液氢 B．液氧 C．酒精 D．石油 【答案】A 【解析】A、氢气燃烧热值高，且产物只有水，清洁无污染，符合题意； B、氧气不具有可燃性，不能做燃料，不符合题意； C、酒精不充分燃烧会产生一氧化碳和炭粒等污染物，不符合题意； D、石油燃烧会产生一氧化碳和炭粒等多种污染物，不符合题意； 故选A。 2．（2024·四川巴中·中考真题）物质的性质决定用途。下列物质的用途是利用其化学性质的是（ ） A．天然气用作燃料 B．干冰用于人工降雨 C．活性炭用来吸附色素和异味 D．金刚石用来裁玻璃 【答案】A 【解析】A、天然气能燃烧因此可作为燃料，可燃性是化学性质，符合题意； B、干冰用于人工降雨是利用干冰升华能吸热使水蒸气液化，不需要通过化学变化表现，属于物理性质，不符合题意； C、活性炭吸附有色物质，属于物理变化，没有通过化学变化表现属于物理性质，不符合题意； D、金刚石硬度大切割玻璃，不需要化学变化表现属于物理性质，不符合题意； 故选：A。 3．（2024·宁夏·中考真题）下列关于碳和碳的氧化物说法正确的是（ ） A．干冰升华是化学变化 B．活性炭净化水的过程中发生的是物理变化 C．一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，所以化学性质相同 D．石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，所以物理性质相同 【答案】B 【解析】A、干冰升华的过程是二氧化碳由固态变为气态的过程，没有新物质产生，属于物理变化，故A错误； B、活性炭结构疏松多孔，能够吸附水中的异味和色素，此过程没有新物质产生，因此净化水的过程中发生的是物理变化，故B正确； C、一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，但是分子构成不同，二者的化学性质不同，故C错误； D、石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，但是二者碳原子的排列方式不同，因此二者的物理性质不同，故D错误。 故选：B。 4．（2024·云南·中考真题）下列有关碳及其化合物的说法错误的是（ ） A．CO可用于冶炼金属 B．CO和CO2不能相互转化 C．用墨绘制的画能保存长时间不变色 D．干冰升华吸收大量的热，可用作制冷剂 【答案】B 【解析】A、一氧化碳有还原性，可用于冶炼金属，故说法正确； B、CO燃烧可生成二氧化碳，CO2在高温下能与碳反应生成一氧化碳，CO和CO2在一定条件下能相互转化，故说法错误； C、墨汁中含有炭黑，主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长，故说法正确； D、干冰升华时要吸收大量的热，可用作制冷剂，故说法正确。 故选B。 5．（2024·吉林·中考真题）性质决定用途，用途体现性质。下列归纳错误的是（ ） A．金刚石硬度大，可作铅笔芯 B．活性炭具有吸附性，可作净水剂 C．干冰升华吸热，可作制冷剂 D．酒精具有可燃性，可作燃料 【答案】A 【解析】A、石墨具有深灰色、质软，可用于生产铅笔芯，故说法不正确； B、活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，可作净水剂，故说法正确； C、干冰升华吸热，能降低温度，可用作制冷剂，故说法正确； D、酒精具有可燃性，可用作燃料，故说法正确。 故选A。 6．（2024·内蒙古兴安盟·中考真题）下列实验现象描述正确的是（ ） A．硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰 B．把二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变蓝色 C．向氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液，生成蓝色沉淀 D．把铜丝浸入硝酸银溶液中，铜丝表面有银生成 【答案】C 【解析】A、硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰。A不正确； B、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红。所以把二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变红色。B不正确； C、氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜蓝色沉淀，所以向氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液，生成蓝色沉淀。C正确； D、把铜丝浸入硝酸银溶液中，铜丝表面有银生成，银是银白色。所以现象是把铜丝浸入硝酸银溶液中，铜丝表面覆盖一层银白色物质。D不正确。 综上所述：选择C。 7．（2024·江苏镇江·中考真题）SO2能使澄清石灰水变浑浊。用如图装置研究炭粉与浓硫酸反应的产物。下列说法不正确的是（ ） A．装置②用于检验混合气体中是否有H2O B．装置③中溶液颜色变浅，说明反应产物中有SO2 C．装置④中澄清石灰水变浑浊，说明反应产物中有CO2 D．装置③、④互换位置，不影响CO2和SO2的检验 【答案】D 【解析】A、水能使无水硫酸铜变蓝，所以装置②用于检验混合气体中是否有H2O。A正确； B、二氧化硫具有还原性，能够被酸性高锰酸钾氧化，高锰酸钾溶液颜色变浅。所以装置③中溶液颜色变浅，说明反应产物中有SO2。B正确； C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以装置④中澄清石灰水变浑浊，说明反应产物中有CO2。C正确； D、由于SO2也能使澄清石灰水变浑浊，所以装置③、④互换位置，不能确定是二氧化碳还是二氧化硫使澄清石灰水变浑浊，所以影响CO2和SO2的检验。D不正确。 综上所述：选择 D。 8．（2024·山东东营·中考真题）下列对化学实验中有时出现的一些意外现象或结果解释不合理的是（ ） 实验 氢氧化钠溶液 实验现象 ①中产生大量气泡，将燃着的木条放在②瓶口、瓶中均未熄灭 瓶子变瘪 点燃氢气，立即发生了爆炸 开始无明显变化，后铝箔表面析出红色物质，产生大量气泡 结果或解释 A装置漏气 B．证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应 C．点燃前未检验氢气的纯度或收集的氢气量不足 D．硫酸铜溶液中含有酸性物质 【答案】B 【解析】A、①中产生大量气泡，说明大理石和盐酸反应生成了二氧化碳，将燃着的木条放在②瓶口、瓶中均未熄灭，说明未收集到二氧化碳或收集到的二氧化碳较少，则可能是A装置漏气，不符合题意； B、氢氧化钠溶液中含水，二氧化碳能溶于水，且能与水反应，也能导致装置内气体减少，压强减小，也能导致瓶子变瘪，不能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，符合题意； C、点燃氢气，立即发生了爆炸，说明氢气不纯，则可能是点燃前未检验氢气的纯度或收集的氢气量不足，使氢气中混有一定量的空气，则点燃时，发生爆炸，不符合题意； D、开始无明显变化，是因为铝箔表面有一层氧化铝薄膜，后铝箔表面析出红色物质，是因为铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，产生大量气泡，说明硫酸铜溶液中含有酸性物质，铝和酸反应生成氢气，不符合题意。 故选B。 9．（2024·江苏苏州·中考真题）实验室用如图所示装置制取CO2气体，并进行相关性质研究。 已知：CO2与饱和NaHCO3溶液不发生反应。 （1）仪器a的名称是 。 （2）连接装置A、B，向锥形瓶内逐滴加入稀盐酸。 ①锥形瓶内发生反应的化学方程式为 。 ②若装置B内盛放饱和NaHCO3溶液，其作用是 。 ③若装置B用来干燥CO2，装置B中应盛放的试剂是 。 （3）将纯净干燥的CO2缓慢通入装置C，观察到现象： a．玻璃管内的干燥纸花始终未变色； b．塑料瓶内的下方纸花先变红色，上方纸花后变红色。 ①根据上述现象，得出关于CO2性质的结论是： 、 。 ②将变红的石蕊纸花取出，加热一段时间，纸花重新变成紫色，原因是 (用化学方程式表示)。 （4）将CO2通入澄清石灰水，生成白色沉淀，该过程参加反应的离子有 (填离子符号)。 【答案】 （1）分液漏斗 （2）CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 除去CO2中混有的HCl 浓硫酸 （3）CO2与水反应生成碳酸 CO2密度比空气大 H2CO3 CO2↑ + H2O （4）Ca2+、OH－ 【解析】 （1）据图可知，仪器a是分液漏斗。 （2）①石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。 ②由于NaHCO3溶液与二氧化碳不反应，与HCl反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以装置B内盛放饱和NaHCO3溶液是为了除去CO2中混有的HCl。故填：除去CO2中混有的HCl。 ③由于浓硫酸具有吸水性，与二氧化碳不反应，所以装置B用来干燥CO2，装置B中应盛放的试剂是浓硫酸。 （3）①由于玻璃管内的干燥纸花始终未变色；塑料瓶内的下方纸花先变红色，上方纸花后变红色。所以得出关于CO2性质的结论是：CO2与水反应生成碳酸；CO2密度比空气大。 ②将变红的石蕊纸花取出，加热一段时间，纸花重新变成紫色，说明碳酸受热分解生成二氧化碳和水，化学方程式为H2CO3 CO2↑ + H2O。 （4）由于将CO2通入澄清石灰水，生成白色沉淀，即二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O。根据化学方程式可知，该过程参加反应的物质是二氧化碳和氢氧化钙，二氧化碳由二氧化碳分子构成，以分子的形式参加反应，氢氧化钙溶液可解离出钙离子和氢氧根离子，所以该过程参加反应的离子有钙离子和氢氧根离子，离子符号分别为Ca2+、OH－。 10．（2024·山西·中考真题）西气东输工程是我国继长江三峡工程之后的又一项世界级特大工程，是我国天然气发展战略的重要组成部分。西气东输输气管线一期工程，西起新疆塔里木，东至上海市，是西部大开发的标志性工程。 请分析图文信息，解答下列小题的相关问题： （1）图1是西气东输钻探工程。我国在超深层采气方面已有了新的突破，通过这种钻探技术主要得到的是天然气，其主要成分的名称是 。开采时，若钻穿了含有硫化氢（H2S，无色，有毒）酸性气体的岩层，应迅速使用 性钻井液进行处理，保证pH在9.5以上的工程指标。 （2）图2是西气东输第1站。此设备可完成天然气的收集、处理和输送，处理环节可将混合气中的CO2、N2等除去。实验室里除去CO2通常使用氢氧化钠溶液，发生反应的化学方程式为 。这种全线自动化输气控制系统，尽管技术已达到较高的水准，但要做到安全运行、稳定供气，源源不断地将气体如数送达目的地，输送前工程技术人员也必须对沿线管道的质量和 进行检查。 （3）图3是西气东输跨黄工程。跨越黄河的管道，采用不锈钢、合金钢和高强度钢等材料制成，这些材料应具备的性能是 。由于长期处于潮湿环境，为保护管道外壁，应采取的具体措施为 。 （4）西气东输横亘西东、纵贯南北，受益人口超过4亿人。这项工程开启了一个前所未有的天然气时代，作为优质、高效的 能源，天然气自开发使用以来，已减少标煤的使用量约10.7亿吨、减少CO2排放约11.7亿吨［相当于减少 亿吨碳的燃烧（计算结果保留一位小数）］、减少粉尘约5.8亿吨，相当于种植阔叶林36亿公顷，有效避免了对水体和 的污染。 【答案】（1）甲烷 碱 （2）CO2 +2 NaOH = Na2CO3 +H2O 气密性 （3）硬度大、耐腐蚀性强等（合理即可） 刷漆等（合理即可） （4）清洁 3.2 空气 【解析】（1）天然气的主要成分的名称是甲烷；开采时，若钻穿了含有硫化氢(H2S，无色，有毒)酸性气体的岩层，应迅速使用碱性钻井液进行处理，保证pH在9.5以上的工程指标； （2）实验室里除去CO2通常使用氢氧化钠溶液，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，发生反应的化学方程式为CO2 +2 NaOH = Na2CO3 +H2O；这种全线自动化输气控制系统，尽管技术已达到较高的水准，但要做到安全运行、稳定供气，源源不断地将气体如数送达目的地，输送前工程技术人员也必须对沿线管道的质量和气密性进行检查，防止装置漏气，引起爆炸等； （3）跨越黄河的管道，采用不锈钢、合金钢和高强度钢等材料制成，这些材料应具备的性能是硬度大、耐腐蚀性强等；铁与氧气和水同时接触会发生锈蚀，由于长期处于潮湿环境，为保护管道外壁，应采取的具体措施为刷漆等，隔绝氧气和水，达到防锈目的； （4）这项工程开启了一个前所未有的天然气时代，作为优质、高效的清洁能源，天然气自开发使用以来，已减少标煤的使用量约10.7亿吨、减少CO2排放约11.7亿吨，根据碳元素质量守恒，则相当于减少11.7亿吨×≈3.2亿吨碳的燃烧，减少粉尘约5.8亿吨，相当于种植阔叶林36亿公顷，有效避免了对水体和空气的污染。 提升专练 1．（2024·江西吉安·二模）我国大力开发新能源，坚持走可持续发展道路，有效地缓解了化石燃料的危机。下列属于新能源的是 A．石油 B．天然气 C．太阳能 D．煤 【答案】C 【详解】A、石油是古代海洋生物的遗体经若干年复杂的变化形成的，是常规化石能源，此选项错误； B、天然气与石油伴生，也是古代海洋生物的遗体经若干年复杂的变化形成的，是常规化石能源，此选项错误； C、太阳能是新能源，正在开发利用，有广阔的前景，此选项正确； D、煤是古代植物的遗体经若干年复杂的变化形成的，是常规化石能源，此选项错误。 故选：C。 2．（2024·江西九江·三模）下列有关碳和碳的氧化物的说法错误的是 A．由于碳原子的结构不同，所以金刚石和石墨物理性质差异较大 B．由于常温下碳的化学性质稳定，所以古代字画保存至今不褪色 C．由于二氧化碳能与水反应，所以二氧化碳通入紫色石蕊溶液后，溶液变红色 D．由于二氧化碳和一氧化碳的分子构成不同，所以二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同 【答案】A 【详解】A.由于碳原子的排列方式不同，所以金刚石和石墨物理性质差异较大，故A错误； B.由于常温下碳的化学性质稳定，不容易与空气中的水、氧气等发生反应，所以古代字画保存至今不褪色，故B正确； C.由于二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可使紫色石蕊溶液变红，所以二氧化碳通入紫色石蕊溶液后，溶液变红色，故C正确； D.物质的组成与结构决定物质的性质，二氧化碳和一氧化碳组成相同，但二氧化碳和一氧化碳的分子构成不同，所以二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同，故D正确。 故选：A。 3．（2024·江西南昌·模拟预测）我国成功研制出压缩膨胀一体机样机，实现液化天然气运输船关键装置自主可控。天然气属于 A．化石能源 B．新能源 C．可再生能源 D．最清洁能源 【答案】A 【详解】天然气属于化石燃料，不属于新能源；不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源。故选A。 4.（2024·贵州贵阳·二模）除去下列物质中的少量杂质，实验方案能达到除杂目的的是（ ） 选项 物质(括号内为杂质) 实验方案 A 氧化钙固体(碳酸钙固体) 通过足量稀盐酸溶液 B 氧化铜(木炭粉) 高温灼烧 C 硫酸亚铁溶液(硫酸铜溶液) 加入足量铁粉，充分反应后过滤 D 二氧化碳(一氧化碳) 点燃 【答案】C 【解析】A、CaO和CaCO3​均能与稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。 B、木炭粉与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，铜是新的杂质，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。 C、Fe粉能与CuSO4​溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。 D、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳(不能燃烧、不能支持燃烧)大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的；故选项所采取的方法错误。 故选：C。 5．（2024·贵州贵阳·预测模拟）下图为实验室制取二氧化碳的部分装置，下列实验不能达到操作目的的是（ ） A．检查装置气密性 B．加入稀盐酸 C．收集CO2 D．验满CO2 【答案】C 【解析】A、导管放入水中，用手握住试管，导管口有气泡冒出，装置气密性良好，操作正确，正确； B、取用液体时：①试剂瓶瓶口要紧挨试管口，防止液体流出；②标签向着手心，防止液体流出腐蚀标签；③瓶塞倒放桌面上，防止污染瓶塞，从而污染药品，操作正确，正确； C、二氧化碳密度比空气的大，能溶于水，可选用向上排空气法收集，错误； D、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，正确。 故选：C。 6．（2024·吉林长春·一模）下列有关碳及碳的化合物的说法正确的是 A．金刚石、石墨和的化学性质相似，物理性质有很大差异，是因为它们由不同的原子构成 B．煤炉上放一盆水就能防止一氧化碳中毒 C．固态二氧化碳俗称干冰，可作制冷剂 D．空气中二氧化碳含量过高可形成酸雨 【答案】C 【解析】A、金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质有很大差异，是因为碳原子的排列方式不同，选项说法错误； B、一氧化碳难溶于水，煤炉上放一盆水不能防止一氧化碳中毒，选项说法错误； C、固态二氧化碳俗称干冰，干冰升华会吸收大量的热，可作制冷剂，选项说法正确； D、空气中二氧化碳含量过高会加剧温室效应，但不会造成酸雨，选项说法错误。 故选：C。 7．（2024·江苏连云港）取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，并进行如下实验； 步骤 实验操作 实验现象 ① 第一朵纸花上喷上稀硫酸 纸花由紫色变成红色 ② 第二朵纸花喷上水 纸花颜色无明显变化 ③ 第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中 纸花颜色无明显变化 ④ 第四朵纸花喷上水后，再放入盛满的集气瓶中 纸花由紫色变成红色 下列说法中正确的是 A．步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有 B．步骤②中若用溶液代替水，纸花颜色也无明显变化 C．步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色 D．上述实验可证明与水反应生成酸 【答案】D 【详解】A、稀硫酸显酸性，能使石蕊变红，步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有H+，故A错误； B、氢氧化钠溶液显碱性，能使石蕊变蓝，故B错误； C、步骤②说明水不能使石蕊变红，步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色，故C错误； D、步骤②说明水不能使石蕊变红，步骤③说明二氧化碳不能使干燥的纸花变成红色，步骤④中二氧化碳和水反应生成一种酸，酸使石蕊变红，所以上述实验可证明CO2与水反应生成酸，故D正确。 故选D。 8．（2024·内蒙古包头）向甲乙两个等体积充满的软塑料瓶中，分别倒入等体积的澄清石灰水与溶液（密度近似相等），拧紧瓶盖振荡后，现象如图所示。下列说法错误的是 A．甲瓶注入的是澄清石灰水 B．甲、乙瓶变瘪的原因都是瓶内压强减小 C．向变瘪的乙瓶中滴加适量溶液，无现象 D．溶液浓度大于溶液浓度 【答案】C 【解析】A、二氧化碳和氢氧化钠溶液、澄清石灰水反应，瓶内压强变小，乙瓶中压强变的更小，说明乙瓶是氢氧化钠溶液，甲瓶是澄清石灰水，故说法正确； B、两瓶变瘪的原因都是二氧化碳反应了，使瓶内的压强变小了，故说法正确； C、乙瓶中反应后生成碳酸钠，碳酸钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，故说法错误； D、倒入等体积的澄清石灰水和氢氧化钠溶液，两瓶变瘪的程度不同，乙比甲更瘪，说明氢氧化钠溶液的浓度大于氢氧化钙的浓度，故正确。 故选C。 9．（2024·吉林长春）下图是实验室制取气体的部分装置。 (1)仪器a的名称是 。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。 ①该反应的化学方程式为 ； ②用该方法制取CO2的发生装置应选择 (填序号)。 (3)用装置C收集CO2，验满的操作为 。 【答案】(1)试管 (2) B (3)将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则满了 【解析】（1）图中显示的a仪器是试管，故填试管 （2）实验室用大理石和稀盐酸来制备二氧化碳，原理是碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙，水和二氧化碳，故填： 用这种固液不加热型制取二氧化碳 ，可以用到的仪器是B，锥形瓶底部放大理石块，长颈漏斗里面加稀盐酸； （3）用C收集二氧化碳的时候，二氧化碳的密度大于空气，当收集到一瓶二氧化碳的时候，可以把燃着的木条放在瓶口作为验证，二氧化碳不助燃也不可燃，所以如果收集满了，那么燃着的木条就会熄灭，故填：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则满了。 10．（2024·吉林长春·三模）回答下列与含碳物质有关的问题。 （1）石墨具有优良的 性，可用作干电池的电极。 （2）工业上用赤铁矿炼铁的主要反应原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2.其中CO发生 (选填“氧化”或“还原”)反应。 （3）CO2和CO可以相互转化，CO2转化为CO所需的物质为 (填化学式)。 【答案】（1）导电 （2）氧化 （3）C 【解析】（1）石墨具有优良的导电性，可用作干电池的电极，故填导电。 （2）该反应中，CO夺取了氧化铁中的氧元素，表现出还原性，发生了氧化反应，故填氧化。 （3）CO2能够与碳反应转化为CO，则所需的物质为碳，故填C。 11．（2024·重庆南开·一模）仰望星空走向深蓝，我国航天航海技术不断迈向新征程。根据所学知识填空： (1)长征五号运载火箭使用液氢和液氧作推进剂。 ①火箭中的燃料燃烧时的化学方程式为 。 ②液氢作为火箭发射的燃料，其主要优点为： （填序号）。 A．制取成本低                B．贮存方便            C．燃烧产物无污染                D．热值高 【答案】(1) CD 【解析】（1）①氢气燃烧生成水，化学方程式为：； ②液氢作为火箭发射的燃料，其主要优点为燃烧产物为水，无污染，热值高，但液氢制取成本高，不方便贮存；故选CD 12.（2024·新疆·二模）温室效应加剧引起的气候异常变化是人类面临的全球性问题之一、 (1)“碳中和”中的“碳”是指 (选填“CO”或“CO2”)。 (2)煤、 、天然气被称作三大化石能源。天然气的主要成分为 (填名称或化学式)。 (3)第19届杭州亚运会“薪火”火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇(CH3O)”作为燃料，实现了循环内的零碳排放。甲醇燃烧反应的微观示意图如图所示： ①化学反应前后物质的总质量 (选填“发生”或“不发生”)改变。 ②写出反应方程式： 。 (4)氨气(NH3)作为一种零碳能源具有广泛应用前景。 ①氨气易液化、方便储存和运输，含氢质量分数为 (精确到0.1%)。 ②氨气在氧气中燃烧生成氮气和水，采用氨气作为零碳能源可行性的理由： 。 (5)缓解温室效应的途径有自然界转化和人为转化。下列属于自然界转化的是___________(选填字母)。 A．光合作用 B．海洋吸收 C．工业利用 【答案】(1)CO2 (2) 石油 甲烷/CH4 (3) 不发生 (4) 17.6% 反应物中不含碳元素，不会生成CO2，且氨气燃烧生成氮气和水，对环境没有污染 (5)AB 【详解】（1）“碳中和”中的“碳”是指CO2； （2）三大化石能源为煤、石油、天然气；天然气的主要成分是甲烷，化学式为CH4； （3）①根据质量守恒定律可知，化学反应前后物质的总质量不发生改变； ②由甲醇燃烧反应的微观示意图可知，甲为甲醇，乙为氧气，丙为二氧化碳，丁为水，则化学方程式为； （4）①氨气含氢质量分数为； ②氨气在氧气中燃烧生成氮气和水，采用氨气作为零碳能源可行性的理由：反应物中不含碳元素，不会生成CO2，且氨气燃烧生成氮气和水，对环境没有污染； （5）缓解温室效应的途径有自然界转化和人为转化，属于自然界转化的是光合作用、海洋吸收，工业利用属于人为转化，故选：AB。 13.（2024·新疆喀什·一模）下图是实验室制取气体的常用装置，请根据要求回答问题： (1)仪器a的名称是 ；利用装置B制取氧气时，反应的化学方程式是 。实验时，锥形瓶内长颈漏斗要伸入液面以下，其原因是 ；实验结束后，若要分离出锥形瓶中的固体物质，应用的分离方法是 。 (2)实验室制取二氧化碳，则选择的发生装置和收集装置为 ，反应的化学方程式是 。 (3)已知氨气(NH3)是一种具有刺激性气味的无色气体，密度比空气的小，极易溶于水。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物来制备氨气。请你从上图中选出制备一瓶氨气所需要的装置组合： 。 (4)欲使用装置F排空气法收集氧气，则气体应从 (填“b”或“c”)端通入；验满方法为 。 【答案】(1) 集气瓶 形成液封，防止生成的氧气从长颈漏斗中逸出 过滤 (2) BC CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (3)AD (4) b 将得火星的木条放在c端，木条复燃，则证明氧气集满 【详解】（1）仪器a的名称是集气瓶；利用装置B制取氧气时是利用双氧水在二氧化锰的催化作用下在常温条件下就能分解制取氧气，反应的化学方程式为：；实验时，锥形瓶内长颈漏斗要插入液面以下，其原因是形成液封，防止生成的氧气从长颈漏斗中逸出；实验结束后，锥形瓶中的固体物质是可溶性物质和不可溶性物质的混合物，可以用过滤的方法分离出锥形瓶中的固体物质； （2）实验室常用稀盐酸和碳酸钙制取二氧化碳，制取二氧化碳气体时不需要加热，发生装置为B，二氧化碳的密度比空气大，且易溶于水，因此用向上排空气法收集，选用的收集装置为：C，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （3）由题意可知，实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物来制备氨气，属于加热固体制取氨气，应选用A为发生装置，由于氨气极易溶于水，密度比空气小，可用向下排空气法收集，故填：AD； （4）氧气密度比空气大，不易溶于水，密度比水小，欲使用装置F用排空气法收集氧气，气体应从b端通入；氧气具有助燃性，验满方法为：将得火星的木条放在c端，木条复燃，则证明氧气集满。 14.（2024·新疆·模拟预测）从古至今，一直被人类广泛应用。 一、的发现 (1)17世纪初，海尔蒙特发现木炭燃烧后不仅有灰烬，还有不可见的气体产生，他将该气体命名为“森林之精”。烛火在该气体中会熄灭，这说明该气体具有 的化学性质。 二、的吸收、转化 (2)吸收：自然界有多种途径吸收，随着科技的发展，的转化也越发成熟。 ①绿色植物通过 吸收。 ②常温下，新型纳米材料(M表示+2价的金属元素，)能使工业废气中的转化为C，转化流程如图1所示，反应中元素M的化合价未发生变化。转化为，铁元素的质量分数 (填“升高”或“降低”)。 ③空间站中的水、气整合循环系统利用“萨巴蒂尔反应”，将转化为，配合氧气生成系统实现的再生，流程如图2所示。 (Ⅰ)在萨巴蒂尔反应系统中，已知物质X化学式可表示为，其中氢元素质量分数为25%，则 。 (Ⅱ)在流程图所示的物质转化中，进入氧气生成系统发生电解的水的质量 (填“大于”、“等于”或“小于”)萨巴蒂尔反应系统中生成水的质量。 三、二氧化碳的利用 (3)经过固相催化剂吸附，可与反应生成甲醇，而实际反应时可能会发生积炭，生成的碳会降低催化剂的活性，适当通入过量二氧化碳可以有效缓解积炭，原因是 。(用化学方程式表示) 【答案】(1)不燃烧、不支持燃烧 (2) 光合作用 降低 1：4 大于 (3) 【详解】（1）烛火在该气体中会熄灭，这说明该气体具有不燃烧、不支持燃烧的化学性质； （2）①绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，光合作用吸收二氧化碳，放出氧气； ②MFe2Ox 能与二氧化碳转化为MFe2Oy和碳，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故反应后，MFe2Oy中氧元素的数目比MFe2Ox 中多，则MFe2Oy的相对分子质量比MFe2Ox大，故铁元素的质量分数降低； ③（Ⅰ）CmHn中氢元素的质量分数为25%，故，可得：m：n=1:4； （Ⅱ）氧气生成系统中，水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，水中的氢元素完全转化到了氢气中，萨巴蒂尔反应系统中二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成水和X，X中含有氢元素，则氢气中的氢元素一部分转化到了水中，一部分转化到了X中，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，则进入氧气生成系统发生电解的水的质量大于萨巴蒂尔反应系统中生成水的质量； （3）二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故适当通入过量二氧化碳可以有效缓解积炭，该反应的化学方程式为：。 15．（2024·贵州黔东南·二模）为完成“二氧化碳与氢氧化钠反应的可视化设计”的实践性作业，实验小组同学开展了如下活动。 Ⅰ、实验室制取二氧化碳气体 （1）在实验室里，二氧化碳常用稀盐酸与大理石反应来制取，反应的化学方程式是 。 （2）如图是实验室里制取二氧化碳的一种装置，图中仪器a的名称是 ，下端伸入液面以下的目的是 。图示收集二氧化碳气体的方法是 。 Ⅱ、与NaOH反应的可视化设计 （3）在Ⅰ中，小明改用软塑料瓶收集一瓶，将固体NaOH与变色硅胶（主要成分是二氧化硅，是一种高活性吸附材料，吸水会变色）一同迅速放入瓶内，盖紧瓶盖，振荡，可以发现变色硅胶变色，软塑料瓶变瘪，由此证明与NaOH发生了反应。小红认为实验有不足之处，还不能证明与NaOH发生了反应。请你写出该实验的不足之处： 。 （4）将紫甘蓝切成小块，榨汁，静置后过滤得紫甘蓝汁。将紫甘蓝汁与蒸馏水以的体积比混匀，得到紫甘蓝汁稀释液。在不同pH溶液中紫甘蓝汁稀释液呈现的颜色如下表所示： pH 4.0～7.0 7.5～8.5 8.5～10.5 11.0 11.5～12.0 颜色 红色 紫色 蓝色 深绿 浅绿 黄绿 黄色 在装有NaOH溶液的锥形瓶中，滴加3滴紫甘蓝汁稀释液，溶液呈黄绿色，再将纯净的气体通入溶液，可以观察到溶液颜色逐渐变为 、 ，最后变为蓝色，证明与NaOH发生了反应。 （5）查阅资料：20℃时NaOH和在水以及无水乙醇中的溶解度如表所示，不与乙醇反应。20℃时，配制饱和NaOH的乙醇溶液，取适量溶液于小烧杯中，用玻璃管将纯净的气体通入其中，观察到 （填现象），证明与NaOH发生了反应。 溶剂 溶解度/g NaOH 水 109 21.8 无水乙醇 17.3 0.02 【答案】（1） （2） 长颈漏斗 防止生成的气体从长颈漏斗逸出 向上排空气法 （3）收集的二氧化碳气体未经干燥可能含有水分 （4）浅绿 深绿 （5）有白色沉淀生成 【解析】（1）大理石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （2）仪器a是长颈漏斗，下端伸入液面以下是为了液封长颈漏斗，防止气体从长颈漏斗端逸出；图中利用二氧化碳密度比空气大的性质收集二氧化碳，利用向上排空气的方法收集二氧化碳，故填：长颈漏斗；防止生成的气体从长颈漏斗逸出；向上排空气法； （3）从实验过程可以看出，收集的二氧化碳气体没有经过干燥，可能含有水分，二氧化碳能溶于水，且水能使变色硅胶变色，故填：收集的二氧化碳气体未经干燥可能含有水分； （4）原先溶液呈黄绿色，将纯净的二氧化碳气体通入溶液，观察到溶液颜色逐渐变为浅绿、深绿，最后变为蓝色，说明pH逐渐减小，氢氧化钠减少，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，故填：浅绿；深绿； （5）根据表格中数据可知，20℃时氢氧化钠在无水乙醇中易溶，而碳酸钠在无水乙醇中微溶。20℃时，配制饱和氢氧化钠的乙醇溶液，取适量溶液于小烧杯中，用玻璃管将纯净的二氧化碳气体通入其中，观察到溶液中出现大量的白色沉淀（），证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，有溶解度更小的物质生成，故填：有白色沉淀生成。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 燃料与二氧化碳 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 1.了解氢气的物理性质和化学性质。 2.熟悉碳单质的物理性质和化学性质。 3.熟悉二氧化碳的性质。 4.熟悉二氧化碳的制取实验。 5.了解化石燃料的利弊 一、氢气 1.氢气的物理性质 （1）颜色、气味、状态：通常状况下氢气是无色、无味、无臭的 体； （2）密度：氢气是密度最 的气体，仅为0.089g/L； （3）水溶性： 于水； （4）熔沸点：在相同条件下沸点比其它气体的低，难液化，-252.87℃时变为无色液体，-259.1℃时变为雪状固体。 2.氢气的化学性质 在常温下，氢气的化学性质是稳定的，但在点燃或加热的条件下，氢气很容易和多种物质发生化学反应。 （1）可燃性 氢气具有 性，化学方程式： 纯净的氢气燃烧时的现象：①安静燃烧，火焰为 色；②烧杯内壁上有 出现；③手触烧杯壁，感觉 。 （2）不纯净的氢气点燃会发生爆炸 空气里混入氢气的体积为总体积的4%~74%时，经点燃就会发生爆炸，这个体积分数的范围就是氢气的爆炸极限。 因此，在使用氢气时，要特别注意安全。点燃氢气前，一定要 。 验纯的方法：收集一小试管氢气，用拇指堵住试管口，使试管口稍向下倾斜，接近酒精火焰，再移开拇指点火．若听到听到轻微的“噗”声，说明氢气 ；若听到尖锐的爆鸣声，说明氢气 。 3.氢能源的优点： （1）氢的放热效率高。据测定，每千克氢放出的热量约1千克汽油的 倍。　 （2）清洁无污染。 氢气在燃烧过程中，产物只有水，不会造成环境污染，因而又被称为“ ”。 （3）资源丰富。水占地球表面积的71%，水中含有大量的氢元素，水分解可制得氢气（H2O→H2+O2）。 4.氢能源的用途： （1）液氢应用于火箭、航天飞机、导弹等的燃料； （2） 在汽车、奥运火炬等方面得到应用。 5.氢能源尚未得到广泛应用的原因 （1） (还没制得廉价的光分解催化剂)。 （2）在储存、运输中的安全问题未解决(难液化，易燃、易爆)。 二、 碳单质的性质 1.常见的碳单质 碳在地壳中的含量为0.026%，在自然界中分布很广。 碳元素也可以组成不同的单质，如 、 和多种 。此外，还有C36、C70、C84、C240、C540、碳纳米管等。它们是碳的同素异形体。 2.碳单质的物理性质和用途 （1）金刚石和石墨 碳的单质 结构 实物 物理性质 用途 金刚石 金刚石 金刚石是无色透明的固体，硬度 ，导电性和导热性差。 做 ，用来做磨料、地质勘探的 和玻璃刀的 石墨 石墨粉 深灰色有金属光泽、不透明的细磷片状固体，质 ，有滑腻感，有优良的 性能 作电极、润滑剂、 制 等 【注意】金刚石、石墨都是碳单质，但性质不同，是因为 。 （2）无定性碳 在日常生活和工农业生产中，我们常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们的主要成分也是碳单质。 它们都具有 的结构，具有较强的 。 活性炭的吸附能力较强，它的用途主要有：①装在 里的滤毒罐中来吸附毒气；②制糖工业也需要活性炭来脱色来制白糖；③做冰箱中的除异味剂；④饮水过滤器的吸附材料。 在常温时非常稳定，是文房四宝中“墨”的主要成分之一。 （3）新型碳单质 C60、富勒烯、石墨烯均是由碳原子构成的新材料，在材料科学、电子工业等方面有广阔的应用前景。其中石墨烯是世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的。具有优异的 、 性能。 3.碳的燃烧 （1）常温下碳单质很稳定 原子最外层电子数决定了元素的 。碳原子的最外层电子数是4，既不容易 电子，也不容易 电子，所以碳的化学性质比较 。古代字画能长久保存，就是利用了碳的 。 （2）高温下碳单质活泼性较强。 （1）碳与氧气的反应（ 性） ①碳充分燃烧时化学方程式： ②碳不充分燃烧时化学方程式： 。 三、一氧化碳和二氧化碳 1.CO和CO2物理性质的比较 物理性质 一氧化碳 二氧化碳 色、味、态 、 的气体 密度 比空气密度略 比空气密度 溶解性 于水 于水 2.CO和CO2化学性质的比较 化学性质 一氧化碳 二氧化碳 可燃性 有可燃性： （化学方程式） 不能燃烧 , 也不支持燃烧 ,不能供给呼吸 是否与水反应 不能与水反应 能与水反应生成碳酸： （化学方程式） 是否与石灰水反应 不能跟石灰水反应 能与澄清石灰水反应： （化学方程式）。 毒性 有毒 无毒 四、实验室制取二氧化碳 药品 与 反应原理 发生装置 收集方法 （能溶于水，密度比空气大） 收集装置 实验步骤 ①组装仪器； ②检查 ； ③加入药品； ④收集； ⑤检验； ⑥验满。 检验方法 通入澄清石灰水中，石灰水 验满方法 用燃着的木条靠近集气瓶口，木条火焰立即熄灭，则说明已集满 操作注意事项 ①长颈漏斗的末端应伸入液面以下（防止空气混入瓶内，及生成的气体从漏斗溢出）； ②反应器中的导管刚露出橡胶塞即可； ③用向上排空气法收集时，导管口应伸入集气瓶并接近集气瓶的底部。 【补充】工业上制取二氧化碳的方法—— 五、化石燃料 1.常见的化石能源 人们常说的化石燃料，指的就是 、 和 。化石燃料是 能源。 （1）煤 煤是复杂的有机物和无机物组成的 ，主要含C元素，还含有H元素和少量N、S、O等元素。 （2）石油 石油是由多种碳、氢化合物组成的 ，主要含C、H元素。 （3）天然气——洁净的气体燃料 天然气主要是由碳和氢组成的气态化合物，其中主要的是 （CH4)。天然气容易完全燃烧，几乎不产生硫氧化物和氮氧化物，对大气污染较轻，通常称为“ ”。 2.化石燃料燃烧对环境的影响 化石燃料及其加工产品在燃烧的过程中会产生各种 、 和余热，污染、破坏地球的生态环境。 （1）温室效应 化石燃料燃烧时排放大量的CO2等污染物，会加剧“ ”。 （2）酸雨 煤燃烧效率低，会产生 、 等污染性气体，这些污染物反应后溶于雨水，形成酸雨。 （3）余热污染 （4）煤渣固体废物污染 3.化石燃料的综合利用 （1）煤的综合利用 将 称为煤的干馏或焦化，能得到 、 和 ，它们又可以被加工成多种多样的产品。此外，煤还可以通过一定的方法转化成汽油、乙醇和气体燃料。 （2）石油的综合利用 方法： （利用石油各组分 由低到高的顺序分离出来）。该过程是 变化。 强化点一 金属活动性与图像 类型一：实验室制取气体的一般思路 1．实验室制取气体的思路分析： （1）分析反应原理； （2）选择实验装置。 2.发生装置的选择 选择依据：反应物状态和反应条件。 （1）固固反应加热型装置 该装置适用于反应物为固体且需要加热的反应。 （2）固液反应常温型装置 装置图示 特点 简单 便于添加 液体药品 可以控制 反应速率 可以控制反应 的发生与停止 该装置适用于反应物为固体和液体且不需要加热的反应。 3.收集装置的选择： （1）排水集气法 适用范围:适用于收集不易溶于水或难溶于水的气体，如：O2、H2、CH4等。 特点：收集的气体纯度较高，但不干燥。 （2）排空气法 排空气法分为向上排空气法和向下排空气法。其中向上排空气法适用于密度比空气大的气体，如：O2、CO2等；向下排空气法适用于收集密度比空气小的气体，如：H2、CH4、NH3等 特点：收集的气体较干燥，但纯度不高。 类型二：易错点辨析 1.物质的结构、性质、用途之间的关系： 不同的碳单质因碳原子的排列方式不同，导致物理性质不同，金刚石硬度很大(是天然存在的最硬的物质)，可用来裁玻璃等；石墨灰黑、质软而滑腻，能导电、导热和耐高温，可用于制铅笔芯，作高温润滑剂、电极、冶炼金属坩埚的材料等；活性炭疏松多孔，具有很强的吸附能力，可用于制作防毒口罩的滤毒层或防毒面具的滤毒罐、净水过滤器的吸附材料、冰箱除味剂等。 但碳单质的化学性质相似，完全燃烧的产物都是CO2。 2.煤的干馏与石油的分馏： 煤的干馏就是将煤隔绝空气加强热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐分解，得到气态的焦炉煤气、液态的煤焦油和固态的焦炭。 石油的分馏就是利用原油液体混合物中各种组分的沸点不同这一性质，使沸点低的先气化，沸点高的后气化，这样经过连续加热和冷凝，可以把石油分成不同沸点蒸馏产物。 因此煤的干馏过程属于物理变化，而石油的分馏属于化学变化。 真题感知 1．（2024·重庆·中考真题）“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是（ ） A．液氢 B．液氧 C．酒精 D．石油 2．（2024·四川巴中·中考真题）物质的性质决定用途。下列物质的用途是利用其化学性质的是（ ） A．天然气用作燃料 B．干冰用于人工降雨 C．活性炭用来吸附色素和异味 D．金刚石用来裁玻璃 3．（2024·宁夏·中考真题）下列关于碳和碳的氧化物说法正确的是（ ） A．干冰升华是化学变化 B．活性炭净化水的过程中发生的是物理变化 C．一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，所以化学性质相同 D．石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，所以物理性质相同 4．（2024·云南·中考真题）下列有关碳及其化合物的说法错误的是（ ） A．CO可用于冶炼金属 B．CO和CO2不能相互转化 C．用墨绘制的画能保存长时间不变色 D．干冰升华吸收大量的热，可用作制冷剂 5．（2024·吉林·中考真题）性质决定用途，用途体现性质。下列归纳错误的是（ ） A．金刚石硬度大，可作铅笔芯 B．活性炭具有吸附性，可作净水剂 C．干冰升华吸热，可作制冷剂 D．酒精具有可燃性，可作燃料 6．（2024·内蒙古兴安盟·中考真题）下列实验现象描述正确的是（ ） A．硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰 B．把二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变蓝色 C．向氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液，生成蓝色沉淀 D．把铜丝浸入硝酸银溶液中，铜丝表面有银生成 7．（2024·江苏镇江·中考真题）SO2能使澄清石灰水变浑浊。用如图装置研究炭粉与浓硫酸反应的产物。下列说法不正确的是（ ） A．装置②用于检验混合气体中是否有H2O B．装置③中溶液颜色变浅，说明反应产物中有SO2 C．装置④中澄清石灰水变浑浊，说明反应产物中有CO2 D．装置③、④互换位置，不影响CO2和SO2的检验 8．（2024·山东东营·中考真题）下列对化学实验中有时出现的一些意外现象或结果解释不合理的是（ ） 实验 氢氧化钠溶液 实验现象 ①中产生大量气泡，将燃着的木条放在②瓶口、瓶中均未熄灭 瓶子变瘪 点燃氢气，立即发生了爆炸 开始无明显变化，后铝箔表面析出红色物质，产生大量气泡 结果或解释 A装置漏气 B．证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应 C．点燃前未检验氢气的纯度或收集的氢气量不足 D．硫酸铜溶液中含有酸性物质 9．（2024·江苏苏州·中考真题）实验室用如图所示装置制取CO2气体，并进行相关性质研究。 已知：CO2与饱和NaHCO3溶液不发生反应。 （1）仪器a的名称是 。 （2）连接装置A、B，向锥形瓶内逐滴加入稀盐酸。 ①锥形瓶内发生反应的化学方程式为 。 ②若装置B内盛放饱和NaHCO3溶液，其作用是 。 ③若装置B用来干燥CO2，装置B中应盛放的试剂是 。 （3）将纯净干燥的CO2缓慢通入装置C，观察到现象： a．玻璃管内的干燥纸花始终未变色； b．塑料瓶内的下方纸花先变红色，上方纸花后变红色。 ①根据上述现象，得出关于CO2性质的结论是： 、 。 ②将变红的石蕊纸花取出，加热一段时间，纸花重新变成紫色，原因是 (用化学方程式表示)。 （4）将CO2通入澄清石灰水，生成白色沉淀，该过程参加反应的离子有 (填离子符号)。 10．（2024·山西·中考真题）西气东输工程是我国继长江三峡工程之后的又一项世界级特大工程，是我国天然气发展战略的重要组成部分。西气东输输气管线一期工程，西起新疆塔里木，东至上海市，是西部大开发的标志性工程。 请分析图文信息，解答下列小题的相关问题： （1）图1是西气东输钻探工程。我国在超深层采气方面已有了新的突破，通过这种钻探技术主要得到的是天然气，其主要成分的名称是 。开采时，若钻穿了含有硫化氢（H2S，无色，有毒）酸性气体的岩层，应迅速使用 性钻井液进行处理，保证pH在9.5以上的工程指标。 （2）图2是西气东输第1站。此设备可完成天然气的收集、处理和输送，处理环节可将混合气中的CO2、N2等除去。实验室里除去CO2通常使用氢氧化钠溶液，发生反应的化学方程式为 。这种全线自动化输气控制系统，尽管技术已达到较高的水准，但要做到安全运行、稳定供气，源源不断地将气体如数送达目的地，输送前工程技术人员也必须对沿线管道的质量和 进行检查。 （3）图3是西气东输跨黄工程。跨越黄河的管道，采用不锈钢、合金钢和高强度钢等材料制成，这些材料应具备的性能是 。由于长期处于潮湿环境，为保护管道外壁，应采取的具体措施为 。 （4）西气东输横亘西东、纵贯南北，受益人口超过4亿人。这项工程开启了一个前所未有的天然气时代，作为优质、高效的 能源，天然气自开发使用以来，已减少标煤的使用量约10.7亿吨、减少CO2排放约11.7亿吨［相当于减少 亿吨碳的燃烧（计算结果保留一位小数）］、减少粉尘约5.8亿吨，相当于种植阔叶林36亿公顷，有效避免了对水体和 的污染。 提升专练 1．（2024·江西吉安·二模）我国大力开发新能源，坚持走可持续发展道路，有效地缓解了化石燃料的危机。下列属于新能源的是 A．石油 B．天然气 C．太阳能 D．煤 2．（2024·江西九江·三模）下列有关碳和碳的氧化物的说法错误的是 A．由于碳原子的结构不同，所以金刚石和石墨物理性质差异较大 B．由于常温下碳的化学性质稳定，所以古代字画保存至今不褪色 C．由于二氧化碳能与水反应，所以二氧化碳通入紫色石蕊溶液后，溶液变红色 D．由于二氧化碳和一氧化碳的分子构成不同，所以二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同 3．（2024·江西南昌·模拟预测）我国成功研制出压缩膨胀一体机样机，实现液化天然气运输船关键装置自主可控。天然气属于 A．化石能源 B．新能源 C．可再生能源 D．最清洁能源 4.（2024·贵州贵阳·二模）除去下列物质中的少量杂质，实验方案能达到除杂目的的是（ ） 选项 物质(括号内为杂质) 实验方案 A 氧化钙固体(碳酸钙固体) 通过足量稀盐酸溶液 B 氧化铜(木炭粉) 高温灼烧 C 硫酸亚铁溶液(硫酸铜溶液) 加入足量铁粉，充分反应后过滤 D 二氧化碳(一氧化碳) 点燃 5．（2024·贵州贵阳·预测模拟）下图为实验室制取二氧化碳的部分装置，下列实验不能达到操作目的的是（ ） A．检查装置气密性 B．加入稀盐酸 C．收集CO2 D．验满CO2 【答案】C 【解析】A、导管放入水中，用手握住试管，导管口有气泡冒出，装置气密性良好，操作正确，正确； B、取用液体时：①试剂瓶瓶口要紧挨试管口，防止液体流出；②标签向着手心，防止液体流出腐蚀标签；③瓶塞倒放桌面上，防止污染瓶塞，从而污染药品，操作正确，正确； C、二氧化碳密度比空气的大，能溶于水，可选用向上排空气法收集，错误； D、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，正确。 故选：C。 6．（2024·吉林长春·一模）下列有关碳及碳的化合物的说法正确的是 7．（2024·江苏连云港）取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，并进行如下实验； 步骤 实验操作 实验现象 ① 第一朵纸花上喷上稀硫酸 纸花由紫色变成红色 ② 第二朵纸花喷上水 纸花颜色无明显变化 ③ 第三朵纸花直接放入盛满的集气瓶中 纸花颜色无明显变化 ④ 第四朵纸花喷上水后，再放入盛满的集气瓶中 纸花由紫色变成红色 下列说法中正确的是 A．步骤①中纸花由紫色变成红色的原因是稀硫酸中含有 B．步骤②中若用溶液代替水，纸花颜色也无明显变化 C．步骤②、④可证明气体能使干燥的纸花变成红色 D．上述实验可证明与水反应生成酸 8．（2024·内蒙古包头）向甲乙两个等体积充满的软塑料瓶中，分别倒入等体积的澄清石灰水与溶液（密度近似相等），拧紧瓶盖振荡后，现象如图所示。下列说法错误的是 A．甲瓶注入的是澄清石灰水 B．甲、乙瓶变瘪的原因都是瓶内压强减小 C．向变瘪的乙瓶中滴加适量溶液，无现象 D．溶液浓度大于溶液浓度 9．（2024·吉林长春）下图是实验室制取气体的部分装置。 (1)仪器a的名称是 。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。 ①该反应的化学方程式为 ； ②用该方法制取CO2的发生装置应选择 (填序号)。 (3)用装置C收集CO2，验满的操作为 。 10．（2024·吉林长春·三模）回答下列与含碳物质有关的问题。 （1）石墨具有优良的 性，可用作干电池的电极。 （2）工业上用赤铁矿炼铁的主要反应原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2.其中CO发生 (选填“氧化”或“还原”)反应。 （3）CO2和CO可以相互转化，CO2转化为CO所需的物质为 (填化学式)。 11．（2024·重庆南开·一模）仰望星空走向深蓝，我国航天航海技术不断迈向新征程。根据所学知识填空： (1)长征五号运载火箭使用液氢和液氧作推进剂。 ①火箭中的燃料燃烧时的化学方程式为 。 ②液氢作为火箭发射的燃料，其主要优点为： （填序号）。 A．制取成本低                B．贮存方便            C．燃烧产物无污染                D．热值高 12.（2024·新疆·二模）温室效应加剧引起的气候异常变化是人类面临的全球性问题之一、 (1)“碳中和”中的“碳”是指 (选填“CO”或“CO2”)。 (2)煤、 、天然气被称作三大化石能源。天然气的主要成分为 (填名称或化学式)。 (3)第19届杭州亚运会“薪火”火炬塔首次使用废碳再生的“绿色甲醇(CH3O)”作为燃料，实现了循环内的零碳排放。甲醇燃烧反应的微观示意图如图所示： ①化学反应前后物质的总质量 (选填“发生”或“不发生”)改变。 ②写出反应方程式： 。 (4)氨气(NH3)作为一种零碳能源具有广泛应用前景。 ①氨气易液化、方便储存和运输，含氢质量分数为 (精确到0.1%)。 ②氨气在氧气中燃烧生成氮气和水，采用氨气作为零碳能源可行性的理由： 。 (5)缓解温室效应的途径有自然界转化和人为转化。下列属于自然界转化的是___________(选填字母)。 A．光合作用 B．海洋吸收 C．工业利用 13.（2024·新疆喀什·一模）下图是实验室制取气体的常用装置，请根据要求回答问题： (1)仪器a的名称是 ；利用装置B制取氧气时，反应的化学方程式是 。实验时，锥形瓶内长颈漏斗要伸入液面以下，其原因是 ；实验结束后，若要分离出锥形瓶中的固体物质，应用的分离方法是 。 (2)实验室制取二氧化碳，则选择的发生装置和收集装置为 ，反应的化学方程式是 。 (3)已知氨气(NH3)是一种具有刺激性气味的无色气体，密度比空气的小，极易溶于水。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物来制备氨气。请你从上图中选出制备一瓶氨气所需要的装置组合： 。 (4)欲使用装置F排空气法收集氧气，则气体应从 (填“b”或“c”)端通入；验满方法为 。 14.（2024·新疆·模拟预测）从古至今，一直被人类广泛应用。 一、的发现 (1)17世纪初，海尔蒙特发现木炭燃烧后不仅有灰烬，还有不可见的气体产生，他将该气体命名为“森林之精”。烛火在该气体中会熄灭，这说明该气体具有 的化学性质。 二、的吸收、转化 (2)吸收：自然界有多种途径吸收，随着科技的发展，的转化也越发成熟。 ①绿色植物通过 吸收。 ②常温下，新型纳米材料(M表示+2价的金属元素，)能使工业废气中的转化为C，转化流程如图1所示，反应中元素M的化合价未发生变化。转化为，铁元素的质量分数 (填“升高”或“降低”)。 ③空间站中的水、气整合循环系统利用“萨巴蒂尔反应”，将转化为，配合氧气生成系统实现的再生，流程如图2所示。 (Ⅰ)在萨巴蒂尔反应系统中，已知物质X化学式可表示为，其中氢元素质量分数为25%，则 。 (Ⅱ)在流程图所示的物质转化中，进入氧气生成系统发生电解的水的质量 (填“大于”、“等于”或“小于”)萨巴蒂尔反应系统中生成水的质量。 三、二氧化碳的利用 (3)经过固相催化剂吸附，可与反应生成甲醇，而实际反应时可能会发生积炭，生成的碳会降低催化剂的活性，适当通入过量二氧化碳可以有效缓解积炭，原因是 。(用化学方程式表示) 15．（2024·贵州黔东南·二模）为完成“二氧化碳与氢氧化钠反应的可视化设计”的实践性作业，实验小组同学开展了如下活动。 Ⅰ、实验室制取二氧化碳气体 （1）在实验室里，二氧化碳常用稀盐酸与大理石反应来制取，反应的化学方程式是 。 （2）如图是实验室里制取二氧化碳的一种装置，图中仪器a的名称是 ，下端伸入液面以下的目的是 。图示收集二氧化碳气体的方法是 。 Ⅱ、与NaOH反应的可视化设计 （3）在Ⅰ中，小明改用软塑料瓶收集一瓶，将固体NaOH与变色硅胶（主要成分是二氧化硅，是一种高活性吸附材料，吸水会变色）一同迅速放入瓶内，盖紧瓶盖，振荡，可以发现变色硅胶变色，软塑料瓶变瘪，由此证明与NaOH发生了反应。小红认为实验有不足之处，还不能证明与NaOH发生了反应。请你写出该实验的不足之处： 。 （4）将紫甘蓝切成小块，榨汁，静置后过滤得紫甘蓝汁。将紫甘蓝汁与蒸馏水以的体积比混匀，得到紫甘蓝汁稀释液。在不同pH溶液中紫甘蓝汁稀释液呈现的颜色如下表所示： pH 4.0～7.0 7.5～8.5 8.5～10.5 11.0 11.5～12.0 颜色 红色 紫色 蓝色 深绿 浅绿 黄绿 黄色 在装有NaOH溶液的锥形瓶中，滴加3滴紫甘蓝汁稀释液，溶液呈黄绿色，再将纯净的气体通入溶液，可以观察到溶液颜色逐渐变为 、 ，最后变为蓝色，证明与NaOH发生了反应。 （5）查阅资料：20℃时NaOH和在水以及无水乙醇中的溶解度如表所示，不与乙醇反应。20℃时，配制饱和NaOH的乙醇溶液，取适量溶液于小烧杯中，用玻璃管将纯净的气体通入其中，观察到 （填现象），证明与NaOH发生了反应。 溶剂 溶解度/g NaOH 水 109 21.8 无水乙醇 17.3 0.02 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$