内容正文:
专题05 碳和碳的化合物
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易错速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘中考命题之源。
命题解读
考向
近三年考查统计
1.理解掌握碳单质的物理化学性质
2.掌握二氧化碳的物理化学性质。
3.掌握一氧化碳的物理化学性质。
2.初步学习二氧化碳的实验室制取方法。
3.掌握二氧化碳物理和化学性质的实验探究
4.了解自然界中的氧循环和碳循环。
考向一 碳单质的性质及用途
2025·广东卷第9题
2025·广州卷第7题
2024·广东卷第12题
2024·广州卷第7题
2024·深圳卷第4题
2023·广东卷第12题
2023·广东卷第17题
2023·广州卷第6题
2023·深圳卷第7题
考向二 CO和CO2的性质
2025·广东卷第21题
2025·广州卷第18题
2025·深圳卷第10题
2024·广州卷第12题
2023·广东卷第20题
2023·广州卷第20题
考向三 CO2的实验室制取
2024·广东卷第18题
2024·深圳卷第13题
2023·深圳卷第13题
考向一 碳单质的性质及用途
【典题1】(2025·广东卷)下列物质的用途与所述的性质有直接关联的是
选项
用途
性质
A
生石灰作干燥剂
氧化钙能与水反应
B
天然气作燃料
甲烷的密度比空气小
C
干冰作制冷剂
二氧化碳能溶于水
D
石墨作电极
石墨有滑腻感
◆一句话点评:熟悉碳单质的物理化学性质,根据生活劳动考查涉及的化学知识及用途等。
【仿照题】(2025·广东汕头·二模)下列劳动项目与化学知识没有直接关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用木炭烤肉串
木炭具有可燃性
B
石墨粉用作锁芯润滑剂
石墨有滑腻感
C
熟石灰与沙子混合砌砖
熟石灰有腐蚀性
D
干冰用于人工增雨
干冰升华吸热
考向二 CO和CO2的性质
【典题1】(2025·广东深圳卷)如图1通过针筒改变装置内压强,图2为pH值随气压变化的关系,下列说法错误的是
A.pH随气压增大而减小
B.当活塞吸气时,pH值变大,发生了反应②
C.当气压小到一定程度时,瓶内pH值会大于7
D.将剩余的水换成NaOH时,质量会减少
◆一句话点评:理解二氧化碳和一氧化碳的物理化学性质,根据其性质考查物质的转化及用途。
【仿照题】(2025·广东广州·二模)捕捉烟气中CO2,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下,下列说法不正确的是
A.“颗粒反应室”中发生的反应为石灰乳与碳酸钠溶液进行复分解反应
B.上述流程中可循环使用的物质是氢氧化钙、氢氧化钠、CO2
C.氨水和氢氧化钾溶液,都能用于“捕捉”CO2
D.CaO+H2O=Ca(OH)2是化合反应
考向三 CO2的实验室制取
【典题1】(2024·广东深圳卷)俊宇想要做实验室制取二氧化碳实验:
(1)实验室制取的方程式: ;
(2)制取二氧化碳的发生和收集装置为 。(填序号)
(3)干燥气体,从E中的 口通入。
(4)模拟海洋生态系统
①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和 作用参与碳循环;
②俊宇向生态箱中通入,一段时间后烧杯中出现现象为 ;
③测得生态箱内pH值下降,原因是 。
④请你列举一条具体措施减少大气中排放量,结合生活实际: 。
◆一句话点评:根据实验室制取二氧化碳的实验操作,考查二氧化碳制取的方程式、制取收集装置、检验和验满。
【仿照题】(2024·广东东莞·三模)如图所示为实验室制取CO2气体及探究CO2性质的实验,请回答下列问题。
(1)图中仪器①的名称是 。
(2)实验室制取CO2,发生反应的化学方程式为 。若要控制反应的发生与停止,应选择的发生装置是 (填字母)。
(3)不宜用装置C收集CO2的原因是 。
(4)将反应生成的气体通入装置D中,能证明CO2存在的实验现象是 。
(5)为了验证二氧化碳和水反应,某小组用下图1进行实验,在水中插入pH计,打开活塞后测得pH随时间的变化如下图2所示。(已知:饱和碳酸氢钠溶液能与HCl溶液反应,但不吸收CO2气体。)
①图1中碳酸氢钠溶液的作用是 。
②证明二氧化碳与水已发生反应的证据是 。
③由图2数据可知,酸雨的pH (填“>”、“=”或“<”)5.6。
④用如图G所示装置,探究CO2对环境温度的影响。若观察到U型管液面 (填“左”或“右”)侧升高,可证明二氧化碳对环境温度的影响比空气的更大。
考向一 碳单质的性质及用途
1.(2025·广东广州卷)劳动创造美好生活。下列劳动项目涉及的化学知识正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A
使用洁厕灵清洗马桶
洁厕灵显酸性是因为含有OH-
B
在树木上涂刷石灰浆
石灰浆中含有未溶解的 Ca(OH)2
C
用活性炭制作净水器
活性炭有很强的消毒杀菌作用
D
炖汤炒菜时加盐调味
NaCl在水溶液中以分子形式存在
2.(2024·广东卷)“劳动是一切幸福的源泉”。下列劳动实践与化学知识没有直接关联的是
选项
劳动实践
化学知识
A
用活性炭等材料制作净水器
活性炭有可燃性
B
用柠檬酸和小苏打自制汽水
柠檬酸和小苏打能反应生成CO2
C
用碳纤维复合材料制作龙舟桨
碳纤维复合材料密度小、强度高
D
用铁板和硫酸铜溶液制作金属蚀刻画
铁和硫酸铜溶液能发生置换反应
3.(2024·广东广州卷)劳动谱写时代华章,奋斗创造美好未来。下列劳动项目与所涉及的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用白醋除去水垢
醋酸具有酸性
B
洗净擦干炒菜后的铁锅
铁在潮湿空气中易生锈
C
用活性炭制作简易净水器
活性炭具有导电性
D
利用秸秆发酵产生沼气
沼气中含有的甲烷可作燃料
4.(2024·广东深圳卷)下列解释不合理的是
A.活性炭净化空气,利用碳的可燃性
B.无水种植需要肥料(含),植物生长需要钾、氮肥
C.泡沫灭火器灭火,破坏燃烧的条件
D.蔗糖溶解,分子在不断运动
5.(2023·广东卷)下列劳动实践与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动实践
化学知识
A
用铅笔芯制作电极
石墨有导电性
B
用食醋除水垢
水垢能与食醋反应
C
回收铝制易拉罐
铝易与氧气反应
D
用洗涤剂去油污
洗涤剂能乳化油污
6.(2023·广东广州卷)对下列宏观事实的微观解释,合理的是
A.空气湿度增大:单位体积空气中水分子数目增多
B.石墨一定条件下转变成金刚石:原子种类发生改变
C.CO2气体制成干冰:二氧化碳分子由运动变为静止
D.稀硫酸能使紫色石蕊溶液变红:溶液中含硫酸根离子
7.(2023·广东深圳卷)下列日常生活与解释说明相符的是
日常生活
解释说明
A
用铅笔写字
石墨具有导电性
B
节约用电
亮亮同学践行低碳的生活理念
C
用蜡烛照明
蜡烛燃烧生成CO2和H2O
D
晾晒湿衣服
水分子的质量和体积都很小
8.(2023·广东卷)地球是一个美丽的“水球”,表面约 71%被水覆盖,淡水仅占总水量的 2.5%;其余是海水或咸水海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水用途如图1所示。
海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法,热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质,能耗大,成本高;膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化,但现有薄膜的水通量低,应用受到限制,有科学家提出,给石墨烯“打上”许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜。可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。
依据上文,回答下列问题。
(1)全球海水淡化水用途排在首位的是 。
(2)热分离法中,水发生了 (填“物理变化”或“化学变化”)。限制热分离法大规模应用的原因是 。
(3)石墨烯海水淡化膜允许 通过。
(4)石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质,下列说法正确的是 (填字母)。
a.都由碳元素组成 b.都由碳原子构成 c.物理性质相似
(5)提出爱护水资源的一条建议 。
考向二 CO和CO2的性质
9.(2024·广东广州卷)部分含碳物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a可能是C60 B.b和c能相互转化
C.c能与水反应生成d D.c不能直接转化成e
10.(2025·广东广州卷)化学在“低碳行动”中发挥着重要作用。一种用溶液对燃煤电厂排放的二氧化碳进行捕集和利用的方案如下:
注:“再生”是指 释放CO2后又变回K2CO3的过程。
(1)燃煤发电是将化学能最终转化为 。
(2)吸收塔中溶液发生反应的化学方程式是 。
(3)上述方案的相关举措中,体现低碳、循环发展理念的有___________。
A.使用高硫煤发电 B.设置热交换器 C.K2CO3循环再生 D.用粉煤灰制砖
(4)甲酸是一种重要的化工原料,分子微观示意图如图所示。请你设计一个由二氧化碳合成甲酸的化合反应,写出化学方程式 。
(5)某粉煤灰的主要成分如下表:
粉煤灰组成
MgO
CaO
Al2O3
SiO2
含量(质量分数)
2.0%
5.6%
20.4%
72.0%
往粉煤灰中加水制得湿料,再与CO2反应,制成粉煤灰砖以实现CO2的封存。该粉煤灰砖可看作是碳酸镁、碳酸钙、氧化铝、二氧化硅的混合物,其组成可表示为: 。理论上100 吨粉煤灰可以封存 吨 CO2。(相对分子质量: MgO40 CaO56 Al2O3102 SiO260)
11.(2023·广东卷)电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙,能减少碳排放,助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。
(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和 (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于 反应(填基本反应类型),反应前后氢元素的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。CO与H2O的分子个数比为 。
CaCO3还可以直接分解。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。 ℃时,抑制 CO2生成的效果最好。
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH),化学方程式为 。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有 (写两条)。
12.(2023·广东广州卷)某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时,出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色,推断黑色固体是Fe;乙同学提出质疑,认为黑色固体可能是Fe3O4,并查阅了资料:Fe3O4可被磁铁吸引,几乎不溶于稀的酸溶液。
(1)制备CO的原理是:(HCOOH在常温下为液态),图b所示三种气体发生装置中,可用于制备CO的是 (填标号)。
(2)若甲同学推断正确,反应的化学方程式为 。
(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知,该反应生成Fe3O4是合理的,理由是 。
②该小组通过对黑色固体进行检验,证明同时含有Fe3O4和Fe.检验的操作和现象是:取样于试管中, 。
(4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系,走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究,根据不同温度下所得固体的质量,推导对应的固体成分,结果如图。
①用CO炼铁时,还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。(填“400”“600”或“800”)
②图中:x= 。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右,他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾,推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应: 。
13.(2025·广东卷)甲醇()作为燃料应用于汽车领域,有助于推动能源结构优化。
(1)据图分析,CO单位排放量较高的是 汽车。每行驶100km,甲醇汽车比汽油汽车可减少排放的质量为 g。
(2)制备的化学方程式为。
ⅰ.该反应催化剂主要成分三氧化二铟()中In的化合价为 。
ⅱ.若要生产48t ,理论上至少需消耗的质量是多少?(写出计算过程)
ⅲ.实际生产时,还会生成CO。一定条件下,含碳产物中和CO的质量分数分别为80%和20%,若反应了99kg ,则制得的质量为 kg。
考向三 CO2的实验室制取
14.(2023·广东深圳卷)实验室现有KMnO4,块状大理石,稀盐酸,棉花
(1)亮亮根据现有药品制取氧气,方程式为 。制取一瓶较干燥的O2应选择的发生装置和收集装置是 。(标号)
(2)根据现有药品选用 和稀盐酸反应制取CO2,化学方程式为 。
(3)实验废液不能直接倒入下水道,取少量制备CO2后的废液于试管中,加入滴 (选填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”),溶液变红,则溶液显酸性。
15.(2024·广东卷)回答下列问题:
(1)CO2的制取及性质
i.制取CO2
组装一套便于添加稀盐酸的发生装置,需用到图1中的仪器有 (填字母)。
ii.性质实验
操作
现象
性质
X为澄清石灰水时,现象为
CO2能与石灰水反应
X为 时,现象为
CO2能与水反应生成酸性物质
低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭
;CO2不燃烧,也不支持燃烧
(2)低碳行动方案
同学们展示如图2所示的方案,并交流讨论、完善方案。
i.完善方案中的内容(各补写一条):a. ;b. ;c. 。
ii.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
iii.植树造林,利用绿色植物的 作用吸收CO2。
一、金刚石、石墨和C60的物理性质及用途
物质
结构
性质
用途
金刚石
立体网状
质硬(天然存在的最硬的物质)
裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属,以及装在钻机的钻头上,钻凿坚硬的岩层等
无色透明、璀璨夺目(琢磨后)
作装饰品——钻石
在特殊条件下制备的金刚石薄膜:
透光性好、硬度大→作光学窗口和透镜的涂层
导热性好→用于集成电路基板散热
石墨
层状
灰黑色、有滑腻感、质软
作铅笔芯、润滑剂
熔点高
作高温润滑剂
优良的导电性
高铁列车的受电弓滑板、作电极
C60
形似足球
具有一些特殊的物理和化学性质
广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域
区别与联系
①碳原子的排列方式不同导致三者的物理性质存在明显差异;
②三者都是由碳元素组成的单质,故化学性质基本相同。
二.一氧化碳的物理和化学性质
物理性质
无色、无臭的气体,难溶于水,密度比空气略小
化学性质
①可燃性
一氧化碳能燃烧,燃烧时放出大量的热,火焰呈蓝色。发生如下反应:2CO+O2 2CO2
可用作燃料
②还原性
与氧化铜的反应:CO+CuOCu+CO2
与氧化铁的反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
可用于冶炼金属
③毒性
一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合,使血红蛋白不能与氧气结合,使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。
三.二氧化碳的物理和化学性质
物理性质
通常状况下是无色、无臭的气体,能溶于水,密度比空气大,固态CO2俗称干冰
性质
a.一般情况下,不能燃烧,也不支持燃烧
b.密度比空气大(物理性质)
与水反应
与碱反应
与澄清石灰水
与氢氧化钠溶液
实验装置
现象
下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭
滴入石蕊溶液后,观察到试管A、B中溶液变为紫色,通入二氧化碳后观察试管B中溶液由紫色变为红色,加热后观察到有气泡产生,溶液由红色变为紫色
澄清石灰水变浑浊
无明显现象
化学方程式
—
①CO2+H2O=H2CO3
②H2CO3CO2+H2O
CO2+Ca(OH)2=
CaCO3↓+H2O
(用于检验CO2)
CO2+2NaOH=
Na2CO3+H2O
(吸收或除去CO2)
用途
用于灭火;作气体肥料;生产碳酸饮料;干冰(固态CO2)升华时吸收大量的热,可作制冷剂,用于人工增雨
制取
工业制法:高温煅烧石灰石:CaCO3CaO+CO2
实验室制法:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
四.二氧化碳的实验室制取
(2025·广东清远·二模)2024年6月,嫦娥六号完成世界首次月背采样,嫦娥六号探测器钻杆主体由铝基碳化硅复合材料制造。碳化硅(SiC)具有硬度大、熔点高、导热性能好等优良的物理特性,可用作半导体,且高温时不易被氧化,化学性质稳定。工业上一般采用二氧化硅和碳在高温下反应制备碳化硅。已知、SiC中硅元素化合价相同。根据以上信息,完成下面小题。
1.碳化硅中碳元素的化合价是
A. B. C. D.
2.碳化硅具有硬度大、熔点高、导热性能好等优良的物理特性,试推测碳化硅的结构与下列碳单质的结构类似的是
A.金刚石 B.石墨
C. D.碳纳米管
3.工业上一般采用二氧化硅和碳在高温下反应制备碳化硅,原理是。结合题干判断下列说法正确的是
A.是由硅原子和氧分子构成的 B.该反应属于置换反应
C.CO经处理后可作燃料 D.该反应前后固体质量不变
4.(2025·广东广州·三模)下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是
A.碳的单质都是黑色固体
B.金刚石和石墨中碳原子的排列方式相同
C.二氧化碳用于灭火,仅与化学性质有关
D.一氧化碳能燃烧,是水煤气的主要成分
5.(2025·广东广州·二模)部分含碳物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a可能是 B.b可氧化成 C.d可分解成c D.不能直接转化成
6.(2025·广东广州·三模)“拉风箱,夯铁锤”,三国名士嵇康留下“柳下锻铁”的典故。下列说法不合理的是
A.风箱拉动过程为燃烧增加充足的氧气
B.煤燃烧更旺是由于降低了煤的着火点
C.火炉中蓝色火焰是一氧化碳燃烧产生的
D.“锻铁”的目的是降低生铁中的含碳量
7.(2025·广东汕头·二模)劳动教育是必修课程之一,下列劳动项目涉及化学知识错误的是
选项
劳动项目
化学知识
A
利用活性炭净水
活性炭具有吸附性
B
炉具清洁剂(含NaOH)去除油烟机上的油污
原因是炉具清洁剂能溶解油污
C
撒熟石灰改良酸性土壤
熟石灰呈碱性
D
点燃布块闻气味判断材质
不同纤维灼烧后气味不同
8.(2025·广东深圳·三模)物质之间关系图如下(“—”表示两端物质能反应,“→”表示物质之间的转化关系),反应条件和部分反应物已省略。下列有关说法正确的是
A.若X为CO,则反应①说明CO的可燃性
B.反应②的现象是铜丝能在空气中燃烧,生成黑色CuO
C.反应③的发生的反应可能
D.若X为煤,反应④的产物对空气无污染
9.(2025·广东深圳·模拟预测)碳及含碳物质有如图所示的转化关系,下列说法错误的是
A.物质X可以是稀盐酸 B.反应①可以是置换反应
C.反应③利用了CO的还原性 D.反应②的是放热反应
10.(2025·广东·二模)下列实验设计不能达到实验目的的是
实验设计
实验目的
A。探究CO2与NaOH溶液能否发生反应
B。验证CO具有还原性
C。探究燃烧需要与氧气接触
D。验证氧气的助燃性
11.(2025·广东广州·二模)下列对宏观事实的微观解释,合理的是
A.氢气液化:分子数目减少
B.氢气在氧气中燃烧生成水:分子种类发生了变化
C.石墨、金刚石物理性质差异大:构成物质的原子种类不同
D.硫酸铁溶液呈黄色:溶液中含硫酸根离子
12.(2025·广东茂名·二模)金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下,水可形成密度更大的冰,原理如图。有关说法错误的是
A.金刚石和石墨物理性质存在明显差异是由于原子排列方式不同
B.根据上述用途可推测金刚石硬度大
C.水转化为“热冰”过程中分子体积变小
D.“热冰”和水所含的分子化学性质相同
13.(2025·广东广州·模拟预测)对下列宏观事实的微观解释不合理的是
A.CO和CO2化学性质不同:分子是保持物质化学性质的粒子
B.金刚石与石墨物理性质不同:碳原子结构不同
C.白醋与稀盐酸都可除铁锈:溶液中含有H+
D.氢氧化钡和氢氧化钠溶液中分别滴入碳酸钠,现象不同:氢氧化钡和氢氧化钠所含阳离子不同
14.(2025·广东深圳·三模)“碳循环”“氧循环”“水循环”是自然界存在的三大重要循环。已知图1反应条件为常温,图2转化1是植物的光合作用的原理,下列说法正确的是
A.微粒观:绿色植物光合作用会使自然界中的氧原子总数增加
B.守恒观:图一中X和图二中Y都含有碳元素,都是有机物
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中O2和CO2含量的相对稳定
D.变化观:“水循环”主要是由于水分子的运动引起的,属于化学变化
15.(2025·广东肇庆·二模)科学家们估计,每年全球CO2排放量为400亿吨,可利用超过100亿吨CO2,常见的CO2利用方式有以下几种:方式一:使用催化剂用二氧化碳用来生产甲醇、尿素(用作肥料)或聚合物(用作建筑物或汽车的耐用产品)等化学品。方式二:将氢气与二氧化碳结合生产碳氢化合物燃料,包括甲醇、合成燃料和合成气。方式三:利用微藻(藻类)高效固定二氧化碳,然后加工生物质来制造燃料和高价值化学品等产品。方式四:混凝土建筑材料,二氧化碳可用于“固化”水泥,或用于制造骨料,这样做可以长期储存一些二氧化碳,并可以取代排放密集型的传统水泥。方式五∶林业,来自新森林和现有森林的木材都是具有经济价值的产品,有可能在建筑物中储存二氧化碳,从而取代水泥的使用。五种方式每年可以利用CO2的量和成本如图1、图2所示。
(1)上述常见的CO2利用方式中减排最多的是 ,CO2用于混凝土建筑材料的优点是 。
(2)氢气和二氧化碳在一定条件下合成甲醇(CH3OH),反应的化学方程式为 。
(3)根据图2,限制微藻固定二氧化碳大规模应用的可能原因∶ 。
(4)CO2、CO均属于碳的氧化物,下列说法正确的是 (填字母)。
a.都由碳、氧元素组成
b.都有可燃性
c.都能与碱溶液反应
d.性质差异的原因是分子构成不同
(5)提出在日常生活中低碳生活的一条建议∶ 。
16.(2025·广东茂名·二模)煤、石油和天然气等化石燃料燃烧排放的不断增加,吸附法捕获工艺过程简单、能耗低、成本低、适用范围广,是捕集可行的应用技术之一。活性炭常作为吸附剂,开发廉价、对具有较好吸附性能的活性炭一直是该领域的研究重点。随着制备活性炭的优质原料煤资源日渐枯竭,需寻求新的优质活性炭生产原材料以解决不断增长的活性炭需求与原料日益不足的矛盾。
中国是世界具有丰富竹资源、高竹林面积的国家之一,以竹及竹加工废弃物为原料制备活性炭或能同时解决优质活性炭原料不足及竹加工废弃物处理难的问题。竹基活性炭是一种具有丰富孔隙结构和高比表面积的炭材料,活性炭孔结构(比表面积、孔体积、孔径分布)影响物理吸附性能,活性炭孔结构与吸附量间关系如下表:
活性炭微孔孔径分布(nm)
吸附条件
吸附量(mmol/g)
温度(℃)
压力(bar)
0.5~0.63
25
0.15
1.27
0.5~0.7
25
1
2.29
0.52~0.84
25
1
2.78
0.4~0.6
0
1
7.1
0.43~0.78
0
1
8.3
0.48~0.79
0
1
5.84
0
1
8.2
0
1
6.08
依据上文,回答问题。
(1)烟气中捕获的常用方法有吸收法、吸附法和膜分离法,吸附法的主要优点是 。
(2)活性炭作为吸附剂的主要原因是 。
(3)大量研究表明,活性炭比表面积、总孔体积与吸附容量之间并未呈现出明显的线性关系,则比表面积与总孔体积大小 (填“是”“不是”)影响活性炭吸附容量的关键因素。
(4)已知工业烟气中的动力学直径为0.33nm,吸附剂孔径一般为吸附质动力学直径的1.7~3倍,因此适于吸附剂的活性炭孔径为 。
(5)我国科学家在相同温度和压强下研究了三种不同尺寸(0.5nm、2.0nm、20nm)孔径的活性炭对的吸附行为,其中对的吸附更具优势的是 。总压越低,窄孔径活性炭对吸附量的贡献 。
(6)制备竹基活性炭常使用的化学活化剂有、、、等,其中属于碱的是 ;其它条件相同时,分别使用、活化制备的竹基活性炭,对吸附量较小的是 。
17.(2025·广东佛山·二模)I:CO2的实验室制取与性质实验
(1)图中仪器a的名称是 ;
(2)实验室制取CO2的化学反应方程式为 ,与A装置相比,发生装置B的优点是 ;
(3)用C测量生成的CO2的体积,水面上覆盖一层植物油,作用是 ;用D装置收集CO2,验满时,应将燃着的木条放在导管 (填“b”或“c”)口;
Ⅱ:制作喷气船
(4)要使小船的运动速率加快,应 (填“增大”或“减小”)分液漏斗中溶液的溶质质量分数;
(5)图中乙为加装在小船A处的桅杆,一段时间后,可观察到试纸 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)变红,说明 (填化学性质);
(6)实验结束后,整个装置将会 (填“上浮一些”、“保持不变”或“下沉一些”)。
18.(2025·广东汕头·二模)某小组以“探秘温室气体的温室效应”为主题开展项目式学习。
【任务一】实验室制取CO2
(1)选择试剂。写出实验室制取CO2反应的化学方程式 。为制取CO2,需将100g36%的浓盐酸稀释至9%,则所加蒸馏水(密度为1g/mL)的体积为 mL,若量取蒸馏水时仰视量筒读数,所得稀盐酸溶质的质量分数 (填“>”“<”或“=”)9%。
(2)选择装置。仪器A的名称是 ,组装一套可控制反应速率并收集CO2的装置,应从上图中选择的仪器组合是 。验满时应采取的操作是 (填字母)。
A.观察集气瓶瓶口
B.用带火星的小木条放在集气瓶瓶口
C.用燃着的小木条放在集气瓶瓶口
【任务二】热成像验证温室气体
【资料】CO2引起温室效应的原因:阳光发出的短波辐射可穿透CO2,把热量输送到地面;而地面发出的长波辐射容易被CO2吸收(难穿透),没有被吸收的易反射回地面,形成保温作用,如图1。
辐射源通过装有不同气体的扁玻璃瓶后,在热成像仪成像(如图2),得到热成像图的温度结果如下:
待测气体
干燥的CO2
干燥的O2
干燥的空气
湿润的空气
干燥的CH4
热成像图的温度/℃
64.0
81.6
82.6
72.4
X
注:穿透扁玻璃瓶(待测气体)后的长波辐射越强,热成像的温度越高
(3)由上表可知CO2、O2、H2O三种气体吸收长波辐射的能力最小的为 。
(4)已知CH4是一种温室气体,则X可能是___________。
A.81.2 B.84.3 C.62.8
【任务三】碳中和方案
(5)碳中和,从我做起,你的低碳行动是 。
19.(2024·广东揭阳·二模)化学兴趣小组以“助力碳中和”为主题,设计并开展如下项目式探究活动。
项目一:探究厨房中的温室效应
【查阅资料】Ⅰ. CO2、CH4等气体能产生温室效应;
Ⅱ.相同条件下,阳光照射时,温室气体含量越高环境升温越快;
Ⅲ.点燃天然气后,周围空气中的CO2含量会升高。
【进行实验】
(1)小组同学利用厨房用品中的纯碱和 反应制CO2,并用塑料瓶A收集,该反应的实质是 。再用相同的塑料瓶B,收集一瓶使用天然气前厨房中的空气样品,按图1连接装置(气密性良好)。
(2)标记塑料管内红墨水停留的位置,将装置移至室外,置于阳光下照射一段时间后,观察到红墨水处于标记位置的 (填“左”或“右”)侧。小组同学得出结论:能增强温室效应,并可用该装置验证;将装置拿回厨房,点燃天然气一段时间后,用排尽CO2的塑料瓶A收集炉灶周围的空气。冷却至室温后连接装置,重复(2)实验,观察到相同现象。
【分析讨论】
(3)部分同学认为一定是天然气燃烧产生的CO2增强了厨房中的温室效应。有同学认为该说法不严谨,理由是 。
【得出结论】使用天然气会增强厨房中的温室效应。
项目二:探究使用不同物质吸收CO2的可行性
【进行实验】同学们分别使用等体积的H2O、Ca(OH)2饱和溶液和溶质质量分数为40%的NaOH 溶液,利用图2装置分别进行3次实验,测得瓶内压强随时间变化的曲线如图3所示:
(4)CO2与NaOH溶液反应化学方程式为 。
(5)结合图3数据分析,实验使用三种物质中,对吸收效果最好是 。
【分析讨论】
(6)有同学提出,反应中的能量变化也会导致压强变化。于是,小组同学将压强传感器更换为温度传感器,重新进行了部分实验,实验数据如图4所示。由数据可知,与NaOH 溶液的反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”)。
(7)结合图4数据综合分析,图3中NaOH 溶液对应曲线在100s-300s内压强变化的原因是 。
【得出结论】吸收CO2时,要多角度考虑其方案的可行性。
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专题05 碳和碳的化合物
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
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命题解读
考向
近三年考查统计
1.理解掌握碳单质的物理化学性质
2.掌握二氧化碳的物理化学性质。
3.掌握一氧化碳的物理化学性质。
2.初步学习二氧化碳的实验室制取方法。
3.掌握二氧化碳物理和化学性质的实验探究
4.了解自然界中的氧循环和碳循环。
考向一 碳单质的性质及用途
2025·广东卷第9题
2025·广州卷第7题
2024·广东卷第12题
2024·广州卷第7题
2024·深圳卷第4题
2023·广东卷第12题
2023·广东卷第17题
2023·广州卷第6题
2023·深圳卷第7题
考向二 CO和CO2的性质
2025·广东卷第21题
2025·广州卷第18题
2025·深圳卷第10题
2024·广州卷第12题
2023·广东卷第20题
2023·广州卷第20题
考向三 CO2的实验室制取
2024·广东卷第18题
2024·深圳卷第13题
2023·深圳卷第13题
考向一 碳单质的性质及用途
【典题1】(2025·广东卷)下列物质的用途与所述的性质有直接关联的是
选项
用途
性质
A
生石灰作干燥剂
氧化钙能与水反应
B
天然气作燃料
甲烷的密度比空气小
C
干冰作制冷剂
二氧化碳能溶于水
D
石墨作电极
石墨有滑腻感
【答案】A
【解析】A、生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,所以可以作干燥剂,用途与性质有直接关联,A 正确;
B、天然气作燃料是因为甲烷具有可燃性,能在氧气中燃烧放出大量的热,而不是因为甲烷的密度比空气小,用途与性质无直接关联,B 错误;
C、干冰作制冷剂是因为干冰升华吸热,使周围温度降低,而不是因为二氧化碳能溶于水,用途与性质无直接关联,C 错误;
D、石墨作电极是因为石墨具有良好的导电性,而不是因为石墨有滑腻感,用途与性质无直接关联,D 错误。
故选A。
◆一句话点评:熟悉碳单质的物理化学性质,根据生活劳动考查涉及的化学知识及用途等。
【仿照题】(2025·广东汕头·二模)下列劳动项目与化学知识没有直接关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用木炭烤肉串
木炭具有可燃性
B
石墨粉用作锁芯润滑剂
石墨有滑腻感
C
熟石灰与沙子混合砌砖
熟石灰有腐蚀性
D
干冰用于人工增雨
干冰升华吸热
【答案】C
【解析】A、木炭具有可燃性,燃烧时会放热,则可用木炭烤肉串,该选项正确;
B、石墨具有滑腻感,可做润滑剂,则可用石墨粉作锁芯润滑剂,该选项正确;
C、砌砖时混合熟石灰和沙子的目的是制作灰浆,其硬化过程是熟石灰与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙,从而粘结砖块,而不是因为熟石灰具有腐蚀性,该选项不正确;
D、干冰为固体二氧化碳,升华吸热,则可用于人工降雨,该选项正确。
故选C。
考向二 CO和CO2的性质
【典题1】(2025·广东深圳卷)如图1通过针筒改变装置内压强,图2为pH值随气压变化的关系,下列说法错误的是
A.pH随气压增大而减小
B.当活塞吸气时,pH值变大,发生了反应②
C.当气压小到一定程度时,瓶内pH值会大于7
D.将剩余的水换成NaOH时,质量会减少
【答案】C
【解析】A、由图 2 可知,随着气压增大,pH值减小,该说法正确;
B、当活塞吸气时,气压减小,H2CO3分解为CO2和H2O(反应②),酸性减弱,pH值变大,该说法正确;
C、最初是CO2和水的体系,溶液因CO2与水反应生成碳酸呈酸性,pH<7,当气压小到一定程度,碳酸因分解而减少,溶液仍显酸性,pH不会大于7,该说法错误;
D、将剩余的水换成NaOH时,CO2会NaOH与反应被吸收(),所以CO2质量会减少,该说法正确。
故选C。
◆一句话点评:理解二氧化碳和一氧化碳的物理化学性质,根据其性质考查物质的转化及用途。
【仿照题】(2025·广东广州·二模)捕捉烟气中CO2,将其再释出可实现资源化利用,相关物质转化如下,下列说法不正确的是
A.“颗粒反应室”中发生的反应为石灰乳与碳酸钠溶液进行复分解反应
B.上述流程中可循环使用的物质是氢氧化钙、氢氧化钠、CO2
C.氨水和氢氧化钾溶液,都能用于“捕捉”CO2
D.CaO+H2O=Ca(OH)2是化合反应
【答案】B
【解析】A、在“颗粒反应室”中,石灰乳与碳酸钠溶液发生反应,化学方程式为,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应,所以选项A正确;
B、从流程来看,氢氧化钠溶液在捕捉室和颗粒反应室之间循环,石灰乳(由氧化钙和水反应生成,氧化钙可由碳酸钙煅烧得到,碳酸钙又来自颗粒反应室的反应)也可循环;而是最终要释放出来利用的,不是循环使用的物质,所以选项B错误;
C、氨水和氢氧化钾(KOH)都属于碱,碱溶液能与(酸性氧化物)发生反应,所以都能用于“捕捉”,故选项C正确;
D、是由两种物质生成一种物质的反应,符合化合反应“多变一”的特征,属于化合反应,故选项D正确;
故选B。
考向三 CO2的实验室制取
【典题1】(2024·广东深圳卷)俊宇想要做实验室制取二氧化碳实验:
(1)实验室制取的方程式: ;
(2)制取二氧化碳的发生和收集装置为 。(填序号)
(3)干燥气体,从E中的 口通入。
(4)模拟海洋生态系统
①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和 作用参与碳循环;
②俊宇向生态箱中通入,一段时间后烧杯中出现现象为 ;
③测得生态箱内pH值下降,原因是 。
④请你列举一条具体措施减少大气中排放量,结合生活实际: 。
【答案】(1)
(2)BC
(3)a
(4)光合 澄清石灰水变浑浊 与水反应生成碳酸 绿色出行
【解析】(1)实验室常用大理石和稀盐酸反应的方法制取二氧化碳,大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)实验室常用大理石和稀盐酸反应的方法制取二氧化碳,选用固液常温型发生装置,故选B,二氧化碳的密度大于空气,能溶于水且能与水反应,故选用向上排空气法收集,故选C,故填BC;
(3)使用E装置干燥二氧化碳气体,要使二氧化碳气体与浓硫酸充分接触,故从a口通入;
(4)①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和光合作用参与碳循环;
②澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙白色沉淀与水,俊宇向生态箱中通入CO2,一段时间后烧杯中出现现象为澄清石灰水变浑浊;
③测得生态箱内pH值下降,原因是二氧化碳与水反应生成碳酸;
④汽车尾气中含有二氧化碳,减少汽车的使用,绿色出行可以减少大气中二氧化碳的排放(合理即可)。
◆一句话点评:根据实验室制取二氧化碳的实验操作,考查二氧化碳制取的方程式、制取收集装置、检验和验满。
【仿照题】(2024·广东东莞·三模)如图所示为实验室制取CO2气体及探究CO2性质的实验,请回答下列问题。
(1)图中仪器①的名称是 。
(2)实验室制取CO2,发生反应的化学方程式为 。若要控制反应的发生与停止,应选择的发生装置是 (填字母)。
(3)不宜用装置C收集CO2的原因是 。
(4)将反应生成的气体通入装置D中,能证明CO2存在的实验现象是 。
(5)为了验证二氧化碳和水反应,某小组用下图1进行实验,在水中插入pH计,打开活塞后测得pH随时间的变化如下图2所示。(已知:饱和碳酸氢钠溶液能与HCl溶液反应,但不吸收CO2气体。)
①图1中碳酸氢钠溶液的作用是 。
②证明二氧化碳与水已发生反应的证据是 。
③由图2数据可知,酸雨的pH (填“>”、“=”或“<”)5.6。
④用如图G所示装置,探究CO2对环境温度的影响。若观察到U型管液面 (填“左”或“右”)侧升高,可证明二氧化碳对环境温度的影响比空气的更大。
【答案】(1)铁架台
(2)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ B
(3)CO2能溶于水
(4)澄清石灰水变浑浊
(5)除去二氧化碳中的氯化氢气体 烧杯中pH减小,溶液由中性变成酸性 < 右
【解析】(1)据图可知,仪器①的名称是铁架台;
(2)实验室制取CO2,发生的反应是碳酸钙和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↑;
若要控制反应的发生与停止,应选择的发生装置是B,装置B能通过止水夹的开关来控制反应的发生和停止;
(3)装置C是用排水法收集气体,不宜用装置C收集CO2的原因是CO2能溶于水;
(4)二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,将反应生成的气体通入装置D中,若澄清石灰水变浑浊,可证明CO2存在;
(5)①氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以碳酸氢钠溶液的作用是:除去二氧化碳中的氯化氢气体;
②二氧化碳和水反应生成碳酸,证明二氧化碳与水已发生反应的证据是:烧杯中pH减小,溶液由中性变成酸性;
③t2-t3时间段内,溶液pH不变的原因是二氧化碳在水中溶解达到饱和,由此可知,酸雨的pH小于5.6;
④该实验的结论是二氧化碳对环境温度的影响比空气的更大,即二氧化碳的吸热效果比空气好,则左边温度高,压强增大,故观察到U型管液面右侧升高。
考向一 碳单质的性质及用途
1.(2025·广东广州卷)劳动创造美好生活。下列劳动项目涉及的化学知识正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A
使用洁厕灵清洗马桶
洁厕灵显酸性是因为含有OH-
B
在树木上涂刷石灰浆
石灰浆中含有未溶解的 Ca(OH)2
C
用活性炭制作净水器
活性炭有很强的消毒杀菌作用
D
炖汤炒菜时加盐调味
NaCl在水溶液中以分子形式存在
【答案】B
【解析】A、使用洁厕灵清洗马桶,是利用洁厕灵的酸性,洁厕灵显酸性是因为含有H+,不符合题意。
B、氢氧化钙微溶于水,石灰浆是氢氧化钙与水形成的悬浊液,其中部分Ca(OH)2溶解,部分未溶解,涂刷树木用于防虫或防冻,符合题意。
C、用活性炭制作净水器,是利用活性炭的吸附性,可除去水中的色素和异味等,但不能起消毒杀菌作用,不符合题意。
D、炖汤炒菜时加盐调味,这里盐指的是食盐,主要成分为氯化钠,氯化钠在水溶液中以离子形式存在,而不是以分子形式存在,不符合题意。
故选B。
2.(2024·广东卷)“劳动是一切幸福的源泉”。下列劳动实践与化学知识没有直接关联的是
选项
劳动实践
化学知识
A
用活性炭等材料制作净水器
活性炭有可燃性
B
用柠檬酸和小苏打自制汽水
柠檬酸和小苏打能反应生成CO2
C
用碳纤维复合材料制作龙舟桨
碳纤维复合材料密度小、强度高
D
用铁板和硫酸铜溶液制作金属蚀刻画
铁和硫酸铜溶液能发生置换反应
【答案】A
【解析】A、用活性炭等材料制作净水器,是因为活性炭具有吸附性,可吸附水中的色素和异味,与活性炭有可燃性无关,故A符合题意;
B、用柠檬酸和小苏打自制汽水,是因为柠檬酸和小苏打(碳酸氢钠)能反应生成CO2,故B不符合题意;
C、用碳纤维复合材料制作龙舟桨,是因为碳纤维复合材料具有密度小、强度高的特点,故C不符合题意;
D、用铁板和硫酸铜溶液制作金属蚀刻画,是因为铁和硫酸铜溶液能发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,故D不符合题意;
故选:A。
3.(2024·广东广州卷)劳动谱写时代华章,奋斗创造美好未来。下列劳动项目与所涉及的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用白醋除去水垢
醋酸具有酸性
B
洗净擦干炒菜后的铁锅
铁在潮湿空气中易生锈
C
用活性炭制作简易净水器
活性炭具有导电性
D
利用秸秆发酵产生沼气
沼气中含有的甲烷可作燃料
【答案】C
【解析】A、水垢主要成分是碳酸钙、氢氧化镁,白醋中含有醋酸,醋酸具有酸性,能与碳酸钙、氢氧化镁反应,所以用白醋能除去水垢,说法正确,不符合题意;
B、铁在潮湿空气中易生锈,炒菜后的铁锅洗净擦干,是为了防止生锈,说法正确,不符合题意;
C、用活性炭制作简易净水器,是利用了活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素及异味,说法错误,符合题意;
D、利用秸秆发酵产生沼气,沼气中含有甲烷,甲烷具有可燃性,能用作燃料,说法正确,不符合题意。
故选:C。
4.(2024·广东深圳卷)下列解释不合理的是
A.活性炭净化空气,利用碳的可燃性
B.无水种植需要肥料(含),植物生长需要钾、氮肥
C.泡沫灭火器灭火,破坏燃烧的条件
D.蔗糖溶解,分子在不断运动
【答案】A
【解析】A、活性炭净化空气,利用了活性炭的吸附性,能吸附色素及异味,说法错误,符合题意;
B、无水种植需要肥料(含),是因为植物生长需要钾、氮肥,说法正确,不符合题意;
C、泡沫灭火器灭火,通过产生大量泡沫覆盖在燃烧物表面,隔绝空气以达到灭火目的,破坏了燃烧的条件,说法正确,不符合题意;
D、蔗糖溶解,从微观角度分析是因为分子在不断运动,说法正确,不符合题意。
故选:A。
5.(2023·广东卷)下列劳动实践与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动实践
化学知识
A
用铅笔芯制作电极
石墨有导电性
B
用食醋除水垢
水垢能与食醋反应
C
回收铝制易拉罐
铝易与氧气反应
D
用洗涤剂去油污
洗涤剂能乳化油污
【答案】C
【解析】A、用铅笔芯制作电极,是因为铅笔芯的主要成分是石墨,石墨具有导电性,不符合题意;
B、水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,碳酸钙能与食醋中的醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,氢氧化镁能与食醋中的醋酸反应生成醋酸镁和水,故可用食醋除去水垢,不符合题意;
C、回收铝制易拉罐,是因为可以节约金属资料,减少污染,符合题意;
D、用洗涤剂去油污,是因为洗涤剂具有乳化作用,能将油污乳化为细小油滴,随水冲走,不符合题意。
故选C。
6.(2023·广东广州卷)对下列宏观事实的微观解释,合理的是
A.空气湿度增大:单位体积空气中水分子数目增多
B.石墨一定条件下转变成金刚石:原子种类发生改变
C.CO2气体制成干冰:二氧化碳分子由运动变为静止
D.稀硫酸能使紫色石蕊溶液变红:溶液中含硫酸根离子
【答案】A
【解析】A、空气湿度增大,说明单位体积的空气中水蒸气含量增加,即单位体积空气中水分子数目增多,正确;
B、金刚石和石墨都是碳单质。石墨一定条件下转变成金刚石是碳原子的排列方式发生了改变,原子种类不变,错误;
C、二氧化碳气体制成干冰,二氧化碳分子间的间隔变小,分子在不断运动,分子不会由运动变为静置,错误;
D、酸具有通性是因为酸都能解离出氢离子,稀硫酸能使紫色石蕊溶液变红是因为溶液中含有氢离子。错误;
故选A。
7.(2023·广东深圳卷)下列日常生活与解释说明相符的是
日常生活
解释说明
A
用铅笔写字
石墨具有导电性
B
节约用电
亮亮同学践行低碳的生活理念
C
用蜡烛照明
蜡烛燃烧生成CO2和H2O
D
晾晒湿衣服
水分子的质量和体积都很小
【答案】B
【解析】A、用石墨制作铅笔芯是利用了石墨质软,能在纸上留下灰黑色痕迹,与导电性无关,日常生活与解释说明不相符,选项不符合题意;
B、践行低碳生活理念,日常生活中可以节约用电等,日常生活与解释说明相符,符合题意;
C、用蜡烛照明,是因为蜡烛燃烧发光,日常生活与解释说明不相符,不符合题意;
D、晾晒湿衣服,是因为水分子在不断运动,运动到空气中,日常生活与解释说明不相符,不符合题意;
故选B。
8.(2023·广东卷)地球是一个美丽的“水球”,表面约 71%被水覆盖,淡水仅占总水量的 2.5%;其余是海水或咸水海水淡化是解决人类淡水资源短缺的有效措施。全球海水淡化水用途如图1所示。
海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法,热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质,能耗大,成本高;膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化,但现有薄膜的水通量低,应用受到限制,有科学家提出,给石墨烯“打上”许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜。可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。
依据上文,回答下列问题。
(1)全球海水淡化水用途排在首位的是 。
(2)热分离法中,水发生了 (填“物理变化”或“化学变化”)。限制热分离法大规模应用的原因是 。
(3)石墨烯海水淡化膜允许 通过。
(4)石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质,下列说法正确的是 (填字母)。
a.都由碳元素组成 b.都由碳原子构成 c.物理性质相似
(5)提出爱护水资源的一条建议 。
【答案】(1)市政供水
(2)物理变化 能耗大,成本高
(3)水分子
(4)a
(5)淘米水浇花
【解析】(1)由图1可得,市政供水占比62%,排在首位。
(2)由材料“热分离法利用蒸发和冷凝分离水与非挥发性物质”可知此过程没有新物质生成,热分离法利用的是物理变化;由材料可知此方法的缺点为能耗大,成本高。
(3)由图2可知水分子可以穿过石墨烯海水淡化膜而其它离子不可以穿过。
(4)a、石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质都由碳元素组成,故a正确;
b、石墨烯、金刚石由碳原子构成, C60由分子构成,故b错误;
c、石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质都由碳元素组成,但是碳原子的排列方式不同,物理性质由差异,故c错误。
故选:a
(5)保护水资源可以节约用水,可以防止水污染,所以可以一水多用,例如淘米的水用来浇花,洗衣服的水用来冲厕所等,生活污水净化处理后再排放等。
【点睛】解答本题关键是熟悉碳的性质,海水淡化的转化方法,保护水资源的途经。
考向二 CO和CO2的性质
9.(2024·广东广州卷)部分含碳物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a可能是C60 B.b和c能相互转化
C.c能与水反应生成d D.c不能直接转化成e
【答案】D
【解析】A、a点表示碳单质,碳元素的价态为0,因此可能是C60,故推断正确;
B、b为一氧化碳,c为二氧化碳,一氧化碳与氧气反应得到二氧化碳,二氧化碳与碳高温下反应得到一氧化碳,可以相互转化,故推断正确;
C、c为二氧化碳,d是碳酸,二氧化碳与水反应可以生成碳酸,因此c能与水反应生成d,故推断正确;
D、e是碳酸盐,二氧化碳与氢氧化钠反应得到碳酸钠和水,因此c可以直接转化成e,故推断错误。
故选D。
10.(2025·广东广州卷)化学在“低碳行动”中发挥着重要作用。一种用溶液对燃煤电厂排放的二氧化碳进行捕集和利用的方案如下:
注:“再生”是指 释放CO2后又变回K2CO3的过程。
(1)燃煤发电是将化学能最终转化为 。
(2)吸收塔中溶液发生反应的化学方程式是 。
(3)上述方案的相关举措中,体现低碳、循环发展理念的有___________。
A.使用高硫煤发电 B.设置热交换器 C.K2CO3循环再生 D.用粉煤灰制砖
(4)甲酸是一种重要的化工原料,分子微观示意图如图所示。请你设计一个由二氧化碳合成甲酸的化合反应,写出化学方程式 。
(5)某粉煤灰的主要成分如下表:
粉煤灰组成
MgO
CaO
Al2O3
SiO2
含量(质量分数)
2.0%
5.6%
20.4%
72.0%
往粉煤灰中加水制得湿料,再与CO2反应,制成粉煤灰砖以实现CO2的封存。该粉煤灰砖可看作是碳酸镁、碳酸钙、氧化铝、二氧化硅的混合物,其组成可表示为: 。理论上100 吨粉煤灰可以封存 吨 CO2。(相对分子质量: MgO40 CaO56 Al2O3102 SiO260)
【答案】(1)电能
(2)
(3)BCD
(4)
(5)6.6
【解析】(1)燃煤发电是将化学能最终转化为电能。
(2)由图示可知,吸收塔中发生的是与水、二氧化碳在40-50oC时反应生成KHCO3,反应的化学方程式。
(3)A、使用高硫煤发电会排放大量的二氧化硫、二氧化碳等气体,不能体现低碳发展理念,不符合题意。
B、设置热交换器,热交换器可以回收热量,提高能源的利用率,减少能源的消耗,从而间接减少二氧化碳的排放,能体现低碳发展理念,符合题意。
C、碳酸钾循环再生,实现了物质的循环利用,提高了资源的利用率,能体现循环发展理念,符合题意。
D、用粉煤灰制砖,将工业废弃物粉煤灰进行再利用,减少了废弃物的排放,同时实现了资源的循环利用,能体现低碳、循环发展理念,符合题意。
故选BCD。
(4)由化学反应前后原子种类不变可知,二氧化碳和氢气在一定条件下发生化合反应可生成甲酸,方程式为。
(5) 100 吨粉煤灰中含氧化镁质量为2t,含氧化钙质量为5.6t,由粉煤灰砖成分可知,氧化镁、氧化钙吸收二氧化碳转化碳碳酸镁、碳酸钙,氧化铝和二氧化硅没有吸收二氧化碳,由碳酸镁和碳酸钙的化学式可知,形成碳酸镁时氧化镁与二氧化碳质量比为40:44,则2t氧化镁封存二氧化碳质量为,形成碳酸钙时氧化钙和二氧化碳质量比为56:44,则5.6t氧化钙封存二氧化碳质量为, 即理论上100 吨粉煤灰可以封存2.2+4.4=6.6吨CO2。
11.(2023·广东卷)电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙,能减少碳排放,助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。
(1)传统方法:CaCO3在900℃以上完全分解生成 CaO 和 (填化学式)。
(2)新方法:
i.电解水属于 反应(填基本反应类型),反应前后氢元素的化合价 (填“升高”“降低”或“不变”)。
ii.反应器 1:一定的H2环境及较低温度下CaCO3可与H2反应生成CaO、CO 和H2O。CO与H2O的分子个数比为 。
CaCO3还可以直接分解。反应器 1中 CO、CO2的含量随反应温度的变化如下图所示。 ℃时,抑制 CO2生成的效果最好。
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成甲醇(CH3OH),化学方程式为 。
(3)与传统方法相比,新方法的优点有 (写两条)。
【答案】(1)CO2
(2)分解 降低 1:1 750
(3)①减少二氧化碳排放,缓解温室效应;②节约能源
【解析】(1)碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,二氧化碳的化学式为CO2;
(2)i.由一种物质生成两种或两种以上物质的反应为分解反应,水在通电时生成氢气和氧气,故电解水属于分解反应;反应前水中氢元素的化合价为+1,反应后生成的氢气中氢元素化合价为0,故反应前后氢元素的化合价降低;
ii.反应器1中发生反应的化学方程式为:,由化学方程式可知CO与H2O的分子个数比为1:1;由CO、CO2的含量随反应温度的变化图可知,在600℃时,CO、CO2的含量分别为67.3%和32.7%,在700℃时,CO、CO2的含量分别为87.1%和12.9%,在750℃时,CO、CO2的含量分别为88.2%和11.8%,在800℃时,CO、CO2的含量分别为87.6%和12.4%,故在750℃时,抑制 CO2生成的效果最好;
iii.反应器 2:一定条件下,CO与H2发生化合反应生成CH3OH,化学方程式为;
(3)与传统方法相比,新方法的优点有①减少二氧化碳排放,缓解温室效应;②使用风力发电产生的电能用于电解水,能有效节约能源等。
12.(2023·广东广州卷)某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时,出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色,推断黑色固体是Fe;乙同学提出质疑,认为黑色固体可能是Fe3O4,并查阅了资料:Fe3O4可被磁铁吸引,几乎不溶于稀的酸溶液。
(1)制备CO的原理是:(HCOOH在常温下为液态),图b所示三种气体发生装置中,可用于制备CO的是 (填标号)。
(2)若甲同学推断正确,反应的化学方程式为 。
(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知,该反应生成Fe3O4是合理的,理由是 。
②该小组通过对黑色固体进行检验,证明同时含有Fe3O4和Fe.检验的操作和现象是:取样于试管中, 。
(4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系,走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究,根据不同温度下所得固体的质量,推导对应的固体成分,结果如图。
①用CO炼铁时,还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。(填“400”“600”或“800”)
②图中:x= 。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右,他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾,推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应: 。
【答案】(1)C
(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)反应前有铁、氧元素,根据质量守恒定律知,反应后元素种类不变 滴入稀盐酸,观察到有气泡生成,形成浅绿色溶液,有黑色固体不溶解
(4)800 33.6 4FeO Fe
【解析】(1)由制备CO的原理知,反应属于液液加热型,图b所示三种气体发生装置中,可用于制备CO的是C。
(2)甲同学推断黑色固体是Fe,则对应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳,化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(3)①定量分析物质组成可知,该反应生成Fe3O4是合理的,理由是反应前有铁、氧元素,根据质量守恒定律知,反应后元素种类不变。
②该小组通过对黑色固体进行检验,证明同时含有Fe3O4和Fe,可加入稀盐酸,Fe3O4不溶于稀盐酸,铁和稀盐酸生成氯化亚铁和氢气,故检验的操作和现象是:取样于试管中,滴入稀盐酸,观察到有气泡生成,形成浅绿色溶液,有黑色固体不溶解,则黑色固体同时含有Fe3O4和Fe。
(4)①用CO炼铁得铁单质,结合图像,还原Fe2O3的温度应不低于800℃。
②由图知,最初氧化铁固体的质量为48g,其中铁元素全部转化到铁单质中,则铁的质量为,则x=33.6。
③由图知,600℃左右固体为氧化亚铁,可能是在冷却过程中氧化亚铁分解为四氧化三铁和铁,化学方程式为4FeO=Fe3O4+Fe。
13.(2025·广东卷)甲醇()作为燃料应用于汽车领域,有助于推动能源结构优化。
(1)据图分析,CO单位排放量较高的是 汽车。每行驶100km,甲醇汽车比汽油汽车可减少排放的质量为 g。
(2)制备的化学方程式为。
ⅰ.该反应催化剂主要成分三氧化二铟()中In的化合价为 。
ⅱ.若要生产48t ,理论上至少需消耗的质量是多少?(写出计算过程)
ⅲ.实际生产时,还会生成CO。一定条件下,含碳产物中和CO的质量分数分别为80%和20%,若反应了99kg ,则制得的质量为 kg。
【答案】(1)汽油 23
(2)+3 解:设理论上至少需消耗的质量为x。
x=66t
答:理论上至少需消耗的质量为66t。 56
【解析】(1)从图中可知,汽油汽车的单位排放量为1.47g/km,甲醇汽车的单位排放量为0.35g/km,所以单位排放量较高的是汽油汽车;
甲醇汽车单位排放量为0.10g/km,汽油汽车单位排放量为0.33g/km,每行驶100km,甲醇汽车比汽油汽车减少排放的质量为。
(2)ⅰ、在化合物中,氧元素通常显−2价,设In2O3中的In的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,则,解得x=+3。
ⅱ、根据CH3OH的质量计算,见答案。
ⅲ、参与反应的CO2中碳元素质量为,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量都不变。含碳产物中CH3OH和CO的质量分数分别为80%和20%,设生成CH3OH的质量为y,CO的质量为z,则,且,联立这两个方程式,解得y=56kg、z=14kg。
考向三 CO2的实验室制取
14.(2023·广东深圳卷)实验室现有KMnO4,块状大理石,稀盐酸,棉花
(1)亮亮根据现有药品制取氧气,方程式为 。制取一瓶较干燥的O2应选择的发生装置和收集装置是 。(标号)
(2)根据现有药品选用 和稀盐酸反应制取CO2,化学方程式为 。
(3)实验废液不能直接倒入下水道,取少量制备CO2后的废液于试管中,加入滴 (选填“紫色石蕊溶液”或“无色酚酞溶液”),溶液变红,则溶液显酸性。
【答案】(1)
AC/CA
(2)块状大理石
(3)紫色石蕊溶液
【解析】(1)根据现有药品,可选择高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为;
该反应为固体加热型,发生装置可选择A,氧气密度比空气大,可选择向上排空气法收集,氧气不易溶于水,可选择排水法收集,而排水法收集的氧气较排空气法纯净,排空气法收集的氧气较干燥,所以收集干燥的氧气可选择C,故可选择的装置组合为AC;
(2)根据现有药品选用块状大理石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸反应制取CO2,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为;
(3)根据酸性溶液可以使紫色石蕊变红,酸性溶液不能使无色酚酞变色,所以取少量制备CO2后的废液于试管中,加入滴紫色石蕊溶液,溶液变红,则溶液显酸性。
15.(2024·广东卷)回答下列问题:
(1)CO2的制取及性质
i.制取CO2
组装一套便于添加稀盐酸的发生装置,需用到图1中的仪器有 (填字母)。
ii.性质实验
操作
现象
性质
X为澄清石灰水时,现象为
CO2能与石灰水反应
X为 时,现象为
CO2能与水反应生成酸性物质
低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭
;CO2不燃烧,也不支持燃烧
(2)低碳行动方案
同学们展示如图2所示的方案,并交流讨论、完善方案。
i.完善方案中的内容(各补写一条):a. ;b. ;c. 。
ii.CO2物理利用 (填“能”或“不能”)从总量上减少CO2。
iii.植树造林,利用绿色植物的 作用吸收CO2。
【答案】(1)ade 澄清石灰水变浑浊 紫色石蕊溶液 溶液变红色 CO2密度比空气大
(2)减少一次性餐具的使用 人工降雨 乙醇 不能 光合
【解析】(1)i.组装便于添加稀盐酸的发生装置,应该选择长颈漏斗e,制取二氧化碳的反应物为固液常温型,可以选择锥形瓶d,长颈漏斗需要橡胶塞,故选择双孔橡胶塞a,则需要的仪器有:ade;
ii.若X为澄清石灰水,澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙沉淀和水,故现象是:澄清石灰水变浑浊。二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,可以用紫色石蕊溶液检验,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色,故填:紫色石蕊溶液;溶液变红色。将二氧化碳倒入烧杯中,观察到低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭,说明了二氧化碳密度比空气大;二氧化碳不燃烧、不支持燃烧;
(2)i.a中低碳生活,是指减少碳的排放,低能量、低消耗、低开支的生活方式有很多:如光盘行动、减纸减塑、衣物回收利用、减少一次性餐具的使用、低碳出行等。b中二氧化碳的物理利用,不产生新物质的用途,包括有:冷藏保鲜、人工降雨、灭火等。C中二氧化碳化学利用,产生新的物质的用途,包括有:转化成甲醇、乙醇;
ii.根据图中“CO2物理利用”,可以知道利用二氧化碳冷藏保鲜、人工降雨,不能从总量上减少CO2;
iii.植树造林,绿色植物可以进行光合作用,二氧化碳和水在叶绿体中,在光照的条件下,反应生成有机物,并释放氧气,故是利用植物的光合作用吸收二氧化碳。
一、金刚石、石墨和C60的物理性质及用途
物质
结构
性质
用途
金刚石
立体网状
质硬(天然存在的最硬的物质)
裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属,以及装在钻机的钻头上,钻凿坚硬的岩层等
无色透明、璀璨夺目(琢磨后)
作装饰品——钻石
在特殊条件下制备的金刚石薄膜:
透光性好、硬度大→作光学窗口和透镜的涂层
导热性好→用于集成电路基板散热
石墨
层状
灰黑色、有滑腻感、质软
作铅笔芯、润滑剂
熔点高
作高温润滑剂
优良的导电性
高铁列车的受电弓滑板、作电极
C60
形似足球
具有一些特殊的物理和化学性质
广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域
区别与联系
①碳原子的排列方式不同导致三者的物理性质存在明显差异;
②三者都是由碳元素组成的单质,故化学性质基本相同。
二.一氧化碳的物理和化学性质
物理性质
无色、无臭的气体,难溶于水,密度比空气略小
化学性质
①可燃性
一氧化碳能燃烧,燃烧时放出大量的热,火焰呈蓝色。发生如下反应:2CO+O2 2CO2
可用作燃料
②还原性
与氧化铜的反应:CO+CuOCu+CO2
与氧化铁的反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
可用于冶炼金属
③毒性
一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合,使血红蛋白不能与氧气结合,使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。
三.二氧化碳的物理和化学性质
物理性质
通常状况下是无色、无臭的气体,能溶于水,密度比空气大,固态CO2俗称干冰
性质
a.一般情况下,不能燃烧,也不支持燃烧
b.密度比空气大(物理性质)
与水反应
与碱反应
与澄清石灰水
与氢氧化钠溶液
实验装置
现象
下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭
滴入石蕊溶液后,观察到试管A、B中溶液变为紫色,通入二氧化碳后观察试管B中溶液由紫色变为红色,加热后观察到有气泡产生,溶液由红色变为紫色
澄清石灰水变浑浊
无明显现象
化学方程式
—
①CO2+H2O=H2CO3
②H2CO3CO2+H2O
CO2+Ca(OH)2=
CaCO3↓+H2O
(用于检验CO2)
CO2+2NaOH=
Na2CO3+H2O
(吸收或除去CO2)
用途
用于灭火;作气体肥料;生产碳酸饮料;干冰(固态CO2)升华时吸收大量的热,可作制冷剂,用于人工增雨
制取
工业制法:高温煅烧石灰石:CaCO3CaO+CO2
实验室制法:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
四.二氧化碳的实验室制取
(2025·广东清远·二模)2024年6月,嫦娥六号完成世界首次月背采样,嫦娥六号探测器钻杆主体由铝基碳化硅复合材料制造。碳化硅(SiC)具有硬度大、熔点高、导热性能好等优良的物理特性,可用作半导体,且高温时不易被氧化,化学性质稳定。工业上一般采用二氧化硅和碳在高温下反应制备碳化硅。已知、SiC中硅元素化合价相同。根据以上信息,完成下面小题。
1.碳化硅中碳元素的化合价是
A. B. C. D.
2.碳化硅具有硬度大、熔点高、导热性能好等优良的物理特性,试推测碳化硅的结构与下列碳单质的结构类似的是
A.金刚石 B.石墨
C. D.碳纳米管
3.工业上一般采用二氧化硅和碳在高温下反应制备碳化硅,原理是。结合题干判断下列说法正确的是
A.是由硅原子和氧分子构成的 B.该反应属于置换反应
C.CO经处理后可作燃料 D.该反应前后固体质量不变
【答案】1.D 2.A 3.C
【解析】1.在SiO2中,氧元素化合价为−2价,设硅元素化合价为x,根据化合物中各元素化合价代数和为零,可得,解得x=+4。因为SiO2、SiC中硅元素化合价相同,在SiC中硅元素为+4价,设碳元素化合价为y,则,解得y=−4。
故选D。
2.金刚石硬度大、熔点高 ,碳化硅具有硬度大、熔点高、导热性能好等优良的物理特性,其结构与金刚石类似;石墨质软、能导电;C60、碳纳米管在硬度、熔点等性质与碳化硅差异较大。
故选A。
3.A、SiO2是由硅原子和氧原子构成,不存在氧分子,A 错误;
B、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,该反应生成物是两种化合物,不属于置换反应,B 错误;
C、CO具有可燃性,经处理后可作燃料,C 正确;
D、反应后生成一氧化碳气体逸出,根据质量守恒定律,反应前后固体质量减少,D 错误。
故选C。
4.(2025·广东广州·三模)下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是
A.碳的单质都是黑色固体
B.金刚石和石墨中碳原子的排列方式相同
C.二氧化碳用于灭火,仅与化学性质有关
D.一氧化碳能燃烧,是水煤气的主要成分
【答案】D
【解析】A、碳的单质包括金刚石、石墨、C60等。金刚石是无色透明的固体,石墨是灰黑色固体。因此,并非所有碳单质都是黑色固体。A错误。
B、金刚石和石墨是碳的同素异形体,但碳原子排列方式不同,金刚石中碳原子排列成正四面体结构,石墨中碳原子排列成层状六边形结构。这种排列差异导致两者性质不同(如硬度、导电性)。B错误。
C、二氧化碳用于灭火,一方面是因为它不支持燃烧(化学性质),另一方面是因为其密度比空气大,能覆盖在燃烧物表面隔绝空气(物理性质)。因此,灭火作用不仅与化学性质有关,还涉及物理性质。C错误。
D、一氧化碳(CO)具有可燃性,燃烧时生成二氧化碳。水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭反应制得的气体,主要成分是一氧化碳和氢气,因此一氧化碳是水煤气的主要成分之一。D正确。
故选D。
5.(2025·广东广州·二模)部分含碳物质的分类与相应的化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a可能是 B.b可氧化成 C.d可分解成c D.不能直接转化成
【答案】D
【解析】A、a属于单质,C60是单质,所以a可能是C60,该推断合理;
B、b属于氧化物,且碳的化合价为+2,则b是CO;c也属于氧化物,且碳的化合价为+4,则c是CO2,CO能被氧气氧化成CO2,化学方程式为,该推断合理;
C、d属于酸,且碳的化合价为+4,则d是碳酸(H2CO3),d可分解生成c(CO2),化学方程式为,该推断合理;
D、e属于盐,且碳的化合价为+4价,则e可能是Na2CO3等物质,c(CO2)能与NaOH反应直接转化为Na2CO3,化学方程式为,该推断不合理。
故选D。
6.(2025·广东广州·三模)“拉风箱,夯铁锤”,三国名士嵇康留下“柳下锻铁”的典故。下列说法不合理的是
A.风箱拉动过程为燃烧增加充足的氧气
B.煤燃烧更旺是由于降低了煤的着火点
C.火炉中蓝色火焰是一氧化碳燃烧产生的
D.“锻铁”的目的是降低生铁中的含碳量
【答案】B
【解析】A、风箱拉动过程中,增加空气的流通,提供更多的氧气(助燃物),故选项说法合理;
B、拉风箱可以增加氧气的流通,使煤燃烧更充分,从而维持火炉中的温度在煤的着火点之上,故选项说法不合理;
C、煤不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳燃烧产生蓝色火焰,因此火炉中的蓝色火焰是一氧化碳燃烧产生的,故选项说法合理;
D、生铁和钢都是铁的合金,生铁中的含碳量在2%~4.3%之间,钢的含碳量在0.03~2%之间,所以,生铁和钢的本质区别是含碳量不同,“锻铁”的目的是利用碳与氧气反应生成二氧化碳,降低生铁中的含碳量,故选项说法合理。
故选B。
7.(2025·广东汕头·二模)劳动教育是必修课程之一,下列劳动项目涉及化学知识错误的是
选项
劳动项目
化学知识
A
利用活性炭净水
活性炭具有吸附性
B
炉具清洁剂(含NaOH)去除油烟机上的油污
原因是炉具清洁剂能溶解油污
C
撒熟石灰改良酸性土壤
熟石灰呈碱性
D
点燃布块闻气味判断材质
不同纤维灼烧后气味不同
【答案】B
【解析】A、利用活性炭净水,是因为活性炭具有吸附性,能吸附水中的色素及异味,说法正确,不符合题意;
B、炉具清洁剂含NaOH,用炉具清洁剂去除油烟机上的油污,是因为氢氧化钠能与油污反应,说法错误,符合题意;
C、撒熟石灰改良酸性土壤,是因为熟石灰即氢氧化钙具有碱性,能与土壤中的酸性物质反应,说法正确,不符合题意;
D、点燃布块闻气味判断材质,是因为不同纤维灼烧后气味不同,如果是纯棉的则有烧纸的气味,如果是蚕丝的则有烧焦羽毛味,如果是合成纤维的则有刺激性气味,说法正确,不符合题意。
故选:B。
8.(2025·广东深圳·三模)物质之间关系图如下(“—”表示两端物质能反应,“→”表示物质之间的转化关系),反应条件和部分反应物已省略。下列有关说法正确的是
A.若X为CO,则反应①说明CO的可燃性
B.反应②的现象是铜丝能在空气中燃烧,生成黑色CuO
C.反应③的发生的反应可能
D.若X为煤,反应④的产物对空气无污染
【答案】C
【解析】A、若X为CO,一氧化碳可通过燃烧生成二氧化碳,一氧化碳也可与金属氧化物反应生成二氧化碳,故反应①可能说明一氧化碳的可燃性,也可能说明一氧化碳的还原性,不符合题意;
B、反应②为铜与空气中的氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,红色固体逐渐变为黑色,生成氧化铜属于实验结论,不是实验现象,不符合题意;
C、反应③可能是碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为:,符合题意;
D、若X为煤,煤的主要成分是碳,还含有S、N等元素,故煤在空气中燃烧会生成二氧化硫等污染物,污染空气,不符合题意。
故选C。
9.(2025·广东深圳·模拟预测)碳及含碳物质有如图所示的转化关系,下列说法错误的是
A.物质X可以是稀盐酸 B.反应①可以是置换反应
C.反应③利用了CO的还原性 D.反应②的是放热反应
【答案】D
【解析】A、碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则X可以为稀盐酸,该选项说法正确;
B、碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,该反应为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应,该选项说法正确;
C、一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,该反应中氧化铁中的氧元素被一氧化碳夺取,利用了一氧化碳的还原性,该选项说法正确;
D、反应②为碳和二氧化碳反应生成一氧化碳,该反应为吸热反应,该选项说法不正确。
故选D。
10.(2025·广东·二模)下列实验设计不能达到实验目的的是
实验设计
实验目的
A。探究CO2与NaOH溶液能否发生反应
B。验证CO具有还原性
C。探究燃烧需要与氧气接触
D。验证氧气的助燃性
【答案】C
【解析】A、左边塑料瓶变瘪程度比右边塑料瓶变瘪程度深,说明CO2与NaOH能发生反应,故选项能达到实验目的;
B、一氧化碳与氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳,黑色的氧化铜被还原为红色的铜,同时生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,通过观察到黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊等现象,可以验证CO具有还原性,故选项能达到实验目的;
C、左边试管中的红磷不与氧气接触,右边试管中的白磷与氧气接触。变量有可燃物种类、是否与氧气接触,实验中变量不唯一,无法探究燃烧需要与氧气接触,故选项不能达到实验目的;
D、该实验中观察到的现象是硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈,说明氧气具有助燃性,故选项能达到实验目的;
故选:C。
11.(2025·广东广州·二模)下列对宏观事实的微观解释,合理的是
A.氢气液化:分子数目减少
B.氢气在氧气中燃烧生成水:分子种类发生了变化
C.石墨、金刚石物理性质差异大:构成物质的原子种类不同
D.硫酸铁溶液呈黄色:溶液中含硫酸根离子
【答案】B
【解析】A、氢气液化是物理变化(状态改变),分子间距离减小,但分子本身的数量和种类不变,解释不合理;
B、氢气在氧气中燃烧生成水,反应前分子为氢分子H2和氧分子O2,反应后生成水分子H2O,分子种类确实改变,解释合理;
C、石墨和金刚石都是碳元素组成的单质,构成它们的原子种类相同,均为碳原子,物理性质差异是由于碳原子排列方式不同,而非原子种类不同,解释不合理;
D、硫酸铁溶液呈黄色是因为铁离子的存在,而非硫酸根离子,硫酸根离子本身无色(如硫酸钠溶液无色),解释不合理。
故选B。
12.(2025·广东茂名·二模)金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下,水可形成密度更大的冰,原理如图。有关说法错误的是
A.金刚石和石墨物理性质存在明显差异是由于原子排列方式不同
B.根据上述用途可推测金刚石硬度大
C.水转化为“热冰”过程中分子体积变小
D.“热冰”和水所含的分子化学性质相同
【答案】C
【解析】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,但由于碳原子的排列方式不同,导致它们的物理性质存在明显差异,故选项说法正确;
B、金刚石用于“对顶砧”技术,可推测其硬度大,故选项说法正确;
C、水转化为“热冰”过程中,是分子间的间隔变小,而不是分子体积变小,故选项说法错误;
D、“热冰”和水都是由水分子构成,同种分子,化学性质相同,故选项说法正确;
故选:C。
13.(2025·广东广州·模拟预测)对下列宏观事实的微观解释不合理的是
A.CO和CO2化学性质不同:分子是保持物质化学性质的粒子
B.金刚石与石墨物理性质不同:碳原子结构不同
C.白醋与稀盐酸都可除铁锈:溶液中含有H+
D.氢氧化钡和氢氧化钠溶液中分别滴入碳酸钠,现象不同:氢氧化钡和氢氧化钠所含阳离子不同
【答案】B
【解析】A、由分子构成的物质,分子保持物质化学性质,不同种分子化学性质不同,CO和CO2是不同分子,分子结构不同,所以二者化学性质不同,不符合题意。
B、构成金刚石和石墨的碳原子结构相同(原子核内质子数、电子数均相同),其物理性质不同是由于碳原子排列方式不同,符合题意。
C、铁锈主要成分是氧化铁,酸能与金属氧化物反应生成盐和水,白醋和稀盐酸中都含H+,具有酸的通性,因此两者都能除铁锈,不符合题意。
D、氢氧化钡和氢氧化钠溶液中分别滴入碳酸钠,氢氧化钡与碳酸钠反应产生碳酸钡沉淀和氢氧化钠,氢氧化钠和碳酸钠不反应,现象不同是由于氢氧化钡和氢氧化钠所含阳离子不同,不符合题意。
故选B。
14.(2025·广东深圳·三模)“碳循环”“氧循环”“水循环”是自然界存在的三大重要循环。已知图1反应条件为常温,图2转化1是植物的光合作用的原理,下列说法正确的是
A.微粒观:绿色植物光合作用会使自然界中的氧原子总数增加
B.守恒观:图一中X和图二中Y都含有碳元素,都是有机物
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中O2和CO2含量的相对稳定
D.变化观:“水循环”主要是由于水分子的运动引起的,属于化学变化
【答案】C
【解析】A、由质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,绿色植物不能使自然界中的氧原子总数增加,故选项说法错误;
B、图1中,转化1表示二氧化碳与水反应生成碳酸,X是碳酸,虽然含有碳元素但与无机物的化学性质相似,不属于有机物;图2反应是植物的光合作用,该反应是由二氧化碳与水反应生成葡萄糖和氧气,葡萄糖是含碳的化合物,属于有机物,故选项说法错误;
C、通过碳、氧循环,有利于维持大气中O2和CO2含量的相对稳定,故选项说法正确;
D、自然界的水循环过程中,只是状态发生改变,属于物理变化,水分子本身没有发生改变,故选项说法错误。
故选C。
15.(2025·广东肇庆·二模)科学家们估计,每年全球CO2排放量为400亿吨,可利用超过100亿吨CO2,常见的CO2利用方式有以下几种:方式一:使用催化剂用二氧化碳用来生产甲醇、尿素(用作肥料)或聚合物(用作建筑物或汽车的耐用产品)等化学品。方式二:将氢气与二氧化碳结合生产碳氢化合物燃料,包括甲醇、合成燃料和合成气。方式三:利用微藻(藻类)高效固定二氧化碳,然后加工生物质来制造燃料和高价值化学品等产品。方式四:混凝土建筑材料,二氧化碳可用于“固化”水泥,或用于制造骨料,这样做可以长期储存一些二氧化碳,并可以取代排放密集型的传统水泥。方式五∶林业,来自新森林和现有森林的木材都是具有经济价值的产品,有可能在建筑物中储存二氧化碳,从而取代水泥的使用。五种方式每年可以利用CO2的量和成本如图1、图2所示。
(1)上述常见的CO2利用方式中减排最多的是 ,CO2用于混凝土建筑材料的优点是 。
(2)氢气和二氧化碳在一定条件下合成甲醇(CH3OH),反应的化学方程式为 。
(3)根据图2,限制微藻固定二氧化碳大规模应用的可能原因∶ 。
(4)CO2、CO均属于碳的氧化物,下列说法正确的是 (填字母)。
a.都由碳、氧元素组成
b.都有可燃性
c.都能与碱溶液反应
d.性质差异的原因是分子构成不同
(5)提出在日常生活中低碳生活的一条建议∶ 。
【答案】(1)CO2制燃料 长期储存一些二氧化碳,并可以取代排放密集型的传统水泥
(2)
(3)成本太高
(4)ad
(5)节约用水、用电(合理即可)
【解析】(1)由图1可知,CO2制燃料是常见的CO2利用方式中CO2利用量最大的,即减排最多的方式;
依据文中“方式四”提到二氧化碳用于混凝土建筑材料时,“这样做可以长期储存一些二氧化碳,并可以取代排放密集型的传统水泥”,这就是其优点;
(2)反应前后原子种类、数目不变,C原子:反应前CO2含1个C,反应后CH3OH含1个C,C原子守恒;反应后CH3OH含4个H,反应前可以2H2;O原子:反应前CO2含2个O,反应后CH3OH含1个O,缺1个O,则还需要补充一个H2分子,形成一个水分子;则氢气和二氧化碳在一定条件下反应生成甲醇和水,反应的化学方程式为;
(3)由图2可知,微藻固定二氧化碳的成本太高,这可能是限制其大规模应用的原因;
(4)a、CO2和CO都由碳、氧元素组成,故a正确;
b、CO具有可燃性,CO2没有可燃性,故b错误;
c、CO2能与碱溶液反应,CO不能与碱溶液反应,故c错误;
d、由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的最小微粒。CO是由CO分子构成,CO2是由CO2分子构成,构成两者的分子不同,则化学性质不同,故d正确。
故选ad;
(5)日常生活中低碳生活的建议有很多,比如节约用水、用电,减少纸张浪费等,只要能减少二氧化碳排放即可。
16.(2025·广东茂名·二模)煤、石油和天然气等化石燃料燃烧排放的不断增加,吸附法捕获工艺过程简单、能耗低、成本低、适用范围广,是捕集可行的应用技术之一。活性炭常作为吸附剂,开发廉价、对具有较好吸附性能的活性炭一直是该领域的研究重点。随着制备活性炭的优质原料煤资源日渐枯竭,需寻求新的优质活性炭生产原材料以解决不断增长的活性炭需求与原料日益不足的矛盾。
中国是世界具有丰富竹资源、高竹林面积的国家之一,以竹及竹加工废弃物为原料制备活性炭或能同时解决优质活性炭原料不足及竹加工废弃物处理难的问题。竹基活性炭是一种具有丰富孔隙结构和高比表面积的炭材料,活性炭孔结构(比表面积、孔体积、孔径分布)影响物理吸附性能,活性炭孔结构与吸附量间关系如下表:
活性炭微孔孔径分布(nm)
吸附条件
吸附量(mmol/g)
温度(℃)
压力(bar)
0.5~0.63
25
0.15
1.27
0.5~0.7
25
1
2.29
0.52~0.84
25
1
2.78
0.4~0.6
0
1
7.1
0.43~0.78
0
1
8.3
0.48~0.79
0
1
5.84
0
1
8.2
0
1
6.08
依据上文,回答问题。
(1)烟气中捕获的常用方法有吸收法、吸附法和膜分离法,吸附法的主要优点是 。
(2)活性炭作为吸附剂的主要原因是 。
(3)大量研究表明,活性炭比表面积、总孔体积与吸附容量之间并未呈现出明显的线性关系,则比表面积与总孔体积大小 (填“是”“不是”)影响活性炭吸附容量的关键因素。
(4)已知工业烟气中的动力学直径为0.33nm,吸附剂孔径一般为吸附质动力学直径的1.7~3倍,因此适于吸附剂的活性炭孔径为 。
(5)我国科学家在相同温度和压强下研究了三种不同尺寸(0.5nm、2.0nm、20nm)孔径的活性炭对的吸附行为,其中对的吸附更具优势的是 。总压越低,窄孔径活性炭对吸附量的贡献 。
(6)制备竹基活性炭常使用的化学活化剂有、、、等,其中属于碱的是 ;其它条件相同时,分别使用、活化制备的竹基活性炭,对吸附量较小的是 。
【答案】(1)工艺过程简单、能耗低、成本低、适用范围广
(2)热与化学稳定性好、比表面积和孔容大、成本低等
(3)不是
(4)
(5)0.5nm 孔径的活性碳 越大
(6)、 或磷酸
【解析】(1)阅读第一段材料可知,吸附法捕获工艺过程简单、能耗低、成本低、适用范围广,是捕集可行的应用技术之一;
(2)活性炭热与化学稳定性好、比表面积和孔容大、成本低等,这是活性炭作为吸附剂的主要原因;
(3)大量研究表明,活性炭比表面积、总孔体积与吸附容量之间并未呈现出明显的线性关系,则比表面积与总孔体积大小不是影响活性炭吸附容量的关键因素;
(4)已知工业烟气中的动力学直径为,吸附剂孔径一般为吸附质动力学直径的1.7~3倍,因此适于吸附剂的活性碳孔径为;由表中数据可知,总压越低,窄孔径活性碳对吸附量的贡献越大;
(5)我国科学家在相同温度和压强下研究了三种不同尺寸(0.5nm、2.0nm、20nm)孔径的活性碳对的吸附行为,其中对的吸附更具优势的是孔径的活性碳;
(6)制备竹基活性炭常使用的化学活化剂有、、、等,其中属于碱的是、;其它条件相同时,分别使用,活化制备的竹基活性炭,对吸附量较小的是,碱性活化剂的用量显著影响竹基活性炭窄微孔孔径分布,使用活化制备竹基活性炭比表面积为,在、25℃条件下对吸附量高达,而使用活化制备活性炭比表面积为,孔体积为,存在大量介孔结构,在25℃、条件下,吸附量仅为仅为。
17.(2025·广东佛山·二模)I:CO2的实验室制取与性质实验
(1)图中仪器a的名称是 ;
(2)实验室制取CO2的化学反应方程式为 ,与A装置相比,发生装置B的优点是 ;
(3)用C测量生成的CO2的体积,水面上覆盖一层植物油,作用是 ;用D装置收集CO2,验满时,应将燃着的木条放在导管 (填“b”或“c”)口;
Ⅱ:制作喷气船
(4)要使小船的运动速率加快,应 (填“增大”或“减小”)分液漏斗中溶液的溶质质量分数;
(5)图中乙为加装在小船A处的桅杆,一段时间后,可观察到试纸 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)变红,说明 (填化学性质);
(6)实验结束后,整个装置将会 (填“上浮一些”、“保持不变”或“下沉一些”)。
【答案】(1)锥形瓶
(2) 可以控制反应的发生和停止
(3)防止二氧化碳溶于水且与水反应 c
(4)增大
(5)Ⅱ 二氧化碳能与水反应
(6)上浮一些
【解析】(1)由图可知,仪器a的名称是锥形瓶。
(2)实验室常用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,碳酸钙与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。B装置中有多孔塑料隔板和弹簧夹,关闭弹簧夹,装置内压强增大,液体被压回长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止;打开弹簧夹,气体排出,压强减小,液体流下,固体和液体接触,反应进行,所以与A装置相比,发生装置B的优点是可以控制反应的发生和停止。
(3)二氧化碳能溶于水且能与水反应,水面上覆盖一层植物油,作用是防止二氧化碳溶于水且与水反应。 二氧化碳的密度比空气大,用D装置收集二氧化碳时,二氧化碳从长管b进入,空气从短管c排出,验满时,应将燃着的木条放在导管c处,若木条熄灭,说明已收集满。
(4)要使小船的运动速率加快,应增大分液漏斗中溶液的溶质质量分数,因为溶质质量分数越大,反应速率越快,产生二氧化碳的速率越快,小船运动速率越快。
(5)二氧化碳密度比空气大,且二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试纸变红,所以一段时间后,可观察到试纸Ⅱ变红。该现象说明二氧化碳能与水反应。
(6)实验结束后,由于碳酸钙与稀盐酸反应产生的CO2逸散到空气中,导致装置总质量减小,重力减小,与重力相平衡的浮力也减小,则装置排开水的体积变小,所以整个装置会上浮一些。
18.(2025·广东汕头·二模)某小组以“探秘温室气体的温室效应”为主题开展项目式学习。
【任务一】实验室制取CO2
(1)选择试剂。写出实验室制取CO2反应的化学方程式 。为制取CO2,需将100g36%的浓盐酸稀释至9%,则所加蒸馏水(密度为1g/mL)的体积为 mL,若量取蒸馏水时仰视量筒读数,所得稀盐酸溶质的质量分数 (填“>”“<”或“=”)9%。
(2)选择装置。仪器A的名称是 ,组装一套可控制反应速率并收集CO2的装置,应从上图中选择的仪器组合是 。验满时应采取的操作是 (填字母)。
A.观察集气瓶瓶口
B.用带火星的小木条放在集气瓶瓶口
C.用燃着的小木条放在集气瓶瓶口
【任务二】热成像验证温室气体
【资料】CO2引起温室效应的原因:阳光发出的短波辐射可穿透CO2,把热量输送到地面;而地面发出的长波辐射容易被CO2吸收(难穿透),没有被吸收的易反射回地面,形成保温作用,如图1。
辐射源通过装有不同气体的扁玻璃瓶后,在热成像仪成像(如图2),得到热成像图的温度结果如下:
待测气体
干燥的CO2
干燥的O2
干燥的空气
湿润的空气
干燥的CH4
热成像图的温度/℃
64.0
81.6
82.6
72.4
X
注:穿透扁玻璃瓶(待测气体)后的长波辐射越强,热成像的温度越高
(3)由上表可知CO2、O2、H2O三种气体吸收长波辐射的能力最小的为 。
(4)已知CH4是一种温室气体,则X可能是___________。
A.81.2 B.84.3 C.62.8
【任务三】碳中和方案
(5)碳中和,从我做起,你的低碳行动是 。
【答案】(1) 300 <
(2)锥形瓶 ADFG C
(3)氧气/O2
(4)C
(5)骑自行车上学(合理即可)
【解析】(1)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
解:设需要加水的体积为x,根据稀释前后溶质的质量不变,可得:,x=300mL;
若量取蒸馏水时仰视量筒读数,读取数值小于实际数值,会导致量取水的体积偏大,所得稀盐酸溶质的质量分数<9%;
(2)由图可知,仪器A的名称是:锥形瓶;
实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,且需要控制反应速率,则发生装置中的仪器可以选择ADG,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选F,故填:ADFG;
二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳验满:将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,说明已经集满。
故选C;
(3)穿透扁玻璃瓶(待测气体)后的长波辐射越强,热成像的温度越高,湿润的空气中含水,由表中数据可知,干燥的二氧化碳、干燥的氧气,湿润的空气三者中,辐射源通过装有干燥的氧气的扁玻璃瓶后,热成像图的温度最高,说明三种气体吸收长波辐射的能力最小的为O2;
(4)甲烷是一种温室气体,温室气体对长波辐射吸收能力比较强,透过扁平塑料瓶的长波辐射较少,热成像仪温度应该比干燥氧气、干燥空气和湿润空气低。
故选C;
(5)碳中和,从我做起,日常生活中的低碳行动有:骑自行车上学,减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放。
19.(2024·广东揭阳·二模)化学兴趣小组以“助力碳中和”为主题,设计并开展如下项目式探究活动。
项目一:探究厨房中的温室效应
【查阅资料】Ⅰ. CO2、CH4等气体能产生温室效应;
Ⅱ.相同条件下,阳光照射时,温室气体含量越高环境升温越快;
Ⅲ.点燃天然气后,周围空气中的CO2含量会升高。
【进行实验】
(1)小组同学利用厨房用品中的纯碱和 反应制CO2,并用塑料瓶A收集,该反应的实质是 。再用相同的塑料瓶B,收集一瓶使用天然气前厨房中的空气样品,按图1连接装置(气密性良好)。
(2)标记塑料管内红墨水停留的位置,将装置移至室外,置于阳光下照射一段时间后,观察到红墨水处于标记位置的 (填“左”或“右”)侧。小组同学得出结论:能增强温室效应,并可用该装置验证;将装置拿回厨房,点燃天然气一段时间后,用排尽CO2的塑料瓶A收集炉灶周围的空气。冷却至室温后连接装置,重复(2)实验,观察到相同现象。
【分析讨论】
(3)部分同学认为一定是天然气燃烧产生的CO2增强了厨房中的温室效应。有同学认为该说法不严谨,理由是 。
【得出结论】使用天然气会增强厨房中的温室效应。
项目二:探究使用不同物质吸收CO2的可行性
【进行实验】同学们分别使用等体积的H2O、Ca(OH)2饱和溶液和溶质质量分数为40%的NaOH 溶液,利用图2装置分别进行3次实验,测得瓶内压强随时间变化的曲线如图3所示:
(4)CO2与NaOH溶液反应化学方程式为 。
(5)结合图3数据分析,实验使用三种物质中,对吸收效果最好是 。
【分析讨论】
(6)有同学提出,反应中的能量变化也会导致压强变化。于是,小组同学将压强传感器更换为温度传感器,重新进行了部分实验,实验数据如图4所示。由数据可知,与NaOH 溶液的反应是 (填“吸热反应”或“放热反应”)。
(7)结合图4数据综合分析,图3中NaOH 溶液对应曲线在100s-300s内压强变化的原因是 。
【得出结论】吸收CO2时,要多角度考虑其方案的可行性。
【答案】(1)食醋(或醋酸) 氢离子和碳酸根离子结合生成水分子和二氧化碳分子
(2)右
(3)天然气燃烧可能产生甲烷等其他温室气体,也会增强温室效应
(4)
(5)40%的NaOH溶液
(6)放热反应
(7)反应初期,NaOH溶液与CO2反应使瓶内压强减小,同时反应放热使瓶内气体受热膨胀导致压强增大,气体减少的影响较大;后期反应逐渐停止,温度恢复至室温,压强主要受气体减少影响而继续减小
【解析】(1)纯碱(碳酸钠)与食醋(含醋酸)反应可制CO2;
该反应是复分解反应,实质是氢离子和碳酸根离子结合生成水分子和二氧化碳分子。
(2)塑料瓶A中CO2含量比塑料瓶B中高,根据资料 Ⅱ,相同条件下,阳光照射时,温室气体含量越高环境升温越快,A瓶内温度升高更快,压强更大,所以红墨水处于标记位置的右侧。
(3)天然气主要成分是甲烷,燃烧除生成CO2,还可能有未完全燃烧的甲烷等,甲烷也是温室气体,所以不能确定一定是CO2增强了温室效应。
(4)二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,化学方程式为。
(5)由图 3 可知,用溶质质量分数为40%的NaOH溶液时,瓶内压强下降幅度最大,说明40%的NaOH溶液对CO2吸收效果最好。
(6)由图 4 可知,CO2与NaOH溶液反应时,温度升高,所以该反应是放热反应。
(7)反应初期,NaOH溶液与CO2反应使瓶内压强减小,同时反应放热使瓶内气体受热膨胀导致压强增大,气体减少的影响较大;后期反应逐渐停止,温度恢复至室温,压强主要受气体减少影响而继续减小。
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