内容正文:
姓名_________ 日期_____ 等第_____
第三节 碳达峰与碳中和
第1课时 碳循环 二氧化碳的性质
【新知梳理】
1. 碳循环:一方面,生物的 作用、生物体被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃烧等都会产生二氧化碳。另一方面,绿色植物的 作用又消耗了二氧化碳产生碳水化合物;江河湖海的水体也会溶解二氧化碳。
2. 导致温室效应(即全球气候变暖)的气体主要是 ,还有甲烷、臭氧等。温室效应可能导致的危害有使冰川融化、海平面升高、生物圈受到影响、使土地沙漠化、农业减产等。实现“双碳”目标,一方面要从源头上减少 的利用,控制二氧化碳的产生,从而减少二氧化碳的排放,另一方面,加大力度促进二氧化碳的 。
3. 二氧化碳的物理性质:通常状况下,二氧化碳是一种 的气体,密度比空气 , 溶于水。在一定条件下,二氧化碳能变成固体,俗称“ ”。
4. 二氧化碳的化学性质:
(1) 二氧化碳既不 ,一般也不 。
(2) 二氧化碳能与水反应生成 ,反应的化学方程式为 ,碳酸不稳定,易分解,反应的化学方程式为 。
(3) 二氧化碳能与澄清石灰水反应,生成 和水,反应的化学方程式为 ,此反应可以用来 。
5. 二氧化碳的主要用途有 、 、 、 等。
【随堂练习】
1. 下列关于CO2的说法,不正确的是 ( )
A. 组成:CO2由碳元素和氧元素组成 B. 结构:CO2由碳原子和氧分子构成
C. 性质:CO2不能燃烧,一般也不支持燃烧 D. 用途:CO2可用于生产碳酸饮料
2. 根据二氧化碳的性质,下列实验过程中无明显现象的是 ( )
3. 关于二氧化碳的用途,下列说法中错误的是 ( )
A. 灭火 B. 人工降雨 C. 作气体肥料 D. 填充探空气球
4. 要除去CO中混有的少量CO2,采用的方法最好是 ( )
A. 点火燃烧 B. 从一个容器倒入另一个容器中
C. 通入足量的澄清石灰水中 D. 通入水中
5. 自然界的碳循环如图所示。下列说法错误的是 ( )
A. 植树造林有利于吸收大气中的二氧化碳
B. 二氧化碳是最好的气体肥料
C. 大气中二氧化碳含量持续偏高,会导致海洋酸化
D. 同一年度中,夏季二氧化碳的含量会明显高于冬季
6. 如图所示的实验的目的是 ( )
A. 检验二氧化碳气体 B. 探究二氧化碳能否与水反应
C. 探究二氧化碳能否溶于水 D. 探究水的组成
7. 甲、乙、丙三种纯净物,甲为黑色固体,乙、丙为无色气体。点燃时,甲既能生成乙,又能生成丙;丙点燃也能生成乙。下列关于这三种物质推断的叙述,正确的是 ( )
A. 甲是一种化合物 B. 乙是一氧化碳 C. 丙是一氧化碳 D. 丙是二氧化碳
8. 2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”,是我国实现绿色发展的重要目标。为达成这一目标,一方面要减少碳排放,另一方面要尽量捕获、封存和利用不可避免的碳排放。
(1) “碳减排”。写出生活中能做到“碳减排”的一种措施: 。
(2) “碳捕获”。利用海水吸收CO2是实现“碳捕获”的方法之一。其所得的产物是 (填名称)。
(3) “碳封存”。矿物质碳化封存的化学反应之一是MgO+CO2X,物质X的化学式为 。
(4) “碳利用”。中国科学家已实现由CO2到淀粉的全人工合成,主要过程如图Ⅰ:
第一阶段反应的微观过程如图Ⅱ所示,其中丙为甲醇(化学式为CH3OH),甲醇中碳、氢、氧元素的质量比为 ;这一反应的化学方程式为 。
【基础过关】
1. 关于自然界中的碳循环、氧循环,下列说法不正确的是 ( )
A. 自然界中的二氧化碳主要来自动植物的呼吸作用
B. 二氧化碳和氧气能相互转化
C. 大气中二氧化碳含量过高会加剧温室效应
D. 碳—氧循环失衡会导致人类生存环境恶化
2. 下列关于二氧化碳物理性质的叙述不正确的是 ( )
A. 二氧化碳不易溶于水 B. 常温常压下,二氧化碳是无色、无味的气体
C. 固体二氧化碳俗称“干冰”,易升华 D. 相同条件下,二氧化碳的密度比空气大
3. 实验室中常用于检验二氧化碳的物质是 ( )
A. 水 B. 食盐水 C. 酒精 D. 澄清石灰水
4. “碳达峰”和“碳中和”已被写入政府工作报告,政府承诺2030年前,CO2的排放量达到峰值(即碳达峰)之后逐步降低,最终产生和消耗的CO2平衡,实现CO2的零排放(即碳中和)。下列做法不利于实现这一目标的是 ( )
A. 废气净化后再排放 B. 使用煤、石油、天然气作燃料
C. 植树造林 D. 开发新能源
5. 在下列有关实验中,只能证明CO2物理性质的是 ( )
6. 如图是验证CO2的性质的实验装置。图中a、c处为用紫色石蕊试液润湿的小纸花,b处为用紫色石蕊试液染成紫色的干燥小纸花。
(1) 若观察到a、c处小纸花变红,b处不变红的现象,可验证CO2的性质是 。
(2) 用热吹风机烘干a处变红的小纸花,发现其变为紫色,原因是 (用化学方程式表示)。
(3) 若验证CO2的密度大于空气,则预测观察到的现象是 。
7. 在含有14.8g氢氧化钙的石灰水里,至少通入质量为多少的二氧化碳,才能使氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀?
【能力进阶】
8. 下列关于二氧化碳的认识,正确的是 ( )
① 二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子 ② 二氧化碳可供绿色植物进行光合作用
③ 久未开启的菜窖内二氧化碳的含量比空气中的高 ④ 二氧化碳能使石蕊试液变红
A. ①②③ B. ②③ C. ②③④ D. ①②③④
9. 二氧化碳的下列用途与其性质对应关系不正确的是 ( )
A. 二氧化碳能用于灭火——降低可燃物的着火点
B. 干冰能用于人工降雨——升华吸收热量
C. 二氧化碳能用来生产汽水等碳酸饮料——能溶于水且能与水反应生成碳酸
D. 二氧化碳用作气体肥料——是植物进行光合作用的原料之一
10. 某化学兴趣小组的同学用如图所示装置做有关CO2气体性质的实验。
(1) 甲同学将集气瓶中的二氧化碳缓缓倒入烧杯中(如图Ⅰ),观察到的现象是 ,该现象说明二氧化碳具有的性质:① ;② 。
(2) 乙同学将收集满CO2气体的试管倒插入石蕊试液里(如图Ⅱ),并轻轻振荡试管。
① 描述产生的现象: 。
② 写出反应的化学方程式: 。
(3) 如图Ⅲ,丙同学将胶头滴管中的澄清石灰水挤入烧瓶中,振荡,看到澄清石灰水变浑浊且 ,产生这种现象的原因是 (用化学方程式表示)。
11. 国内首个以“碳中和”为主题的博览会于2023年6月11日至14日在上海国家会展中心召开。
(1) 工业上大量排放二氧化碳,大气中的二氧化碳过多会造成 (填字母)。
A. 雾霾天气 B. 臭氧层空洞 C. 全球气温上升
(2) 植树造林是达成“碳中和”目标的重要途径之一,其原理是利用绿色植物的 作用吸收二氧化碳,同时产生有机物和 (填物质名称)。
(3) 二氧化碳的捕集也是实现“碳中和”的重要途径。
① 物理吸附:可以利用固态吸附剂来分离回收二氧化碳,吸附剂可能具有 (填“疏松多孔”或“坚实致密”)的结构。
② 化学吸附:CaO可以通过如图所示的流程进行二氧化碳的捕集与释放,反应Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
③ 反应Ⅰ每生成1t碳酸钙,可以消耗二氧化碳的质量为 。
(4) 实现“碳中和”,从我做起。下列不符合“低碳生活”理念的是 (填字母)。
A. 随手关灯 B. 骑自行车上学 C. 自备购物布袋 D. 大量使用一次性餐具
第2课时 二氧化碳的实验室制取
【新知梳理】
1. 实验室通常用 与 反应来制取二氧化碳,反应的化学方程式为 。
2. 实验室制取二氧化碳是用块状固体和液体在常温下反应,可选择与用 制取氧气相同的发生装置。
3. 收集二氧化碳通常采用 法,原因是 。
4. 检验气体是否是二氧化碳的方法是 。
5. 检验二氧化碳是否已经集满的方法是 。
6. 实验室制取气体的装置包括 装置和 装置两部分,其中发生装置主要由 和 决定,收集装置主要考虑所制气体的 和 。
【随堂练习】
1. 实验室制取二氧化碳,下列做法可行的是 ( )
A. 用镊子夹取块状石灰石固体 B. 将鼻孔凑到瓶口闻酸液的气味
C. 将用剩的酸液倒回原瓶 D. 用稀盐酸与粉末状石灰石制取二氧化碳
2. 实验室用大理石和稀盐酸制备CO2。下列措施可使反应速率加快的是 ( )
A. 降低反应温度 B. 用稀硫酸代替稀盐酸
C. 粉碎大理石 D. 加水稀释稀盐酸
3. 下列有关实验室制取二氧化碳气体的操作图示正确的是 ( )
4. 用如图装置在实验室收集一瓶CO2,进行性质实验,据图回答下列问题:
(1) 写出仪器的名称:A ,B 。
(2) 检查装置气密性的操作和现象:先用止水夹夹住胶皮管,再向A中加水至淹没A的下端管口且在A中形成一段水柱,静置,若观察到 ,则说明装置气密性良好。
(3) 用向上排空气法收集CO2的原因是 。
(4) 检验CO2是否收集满的操作和现象是 。
【基础过关】
1. 检验集气瓶中是否收集满CO2,正确的操作方法是 ( )
A. 倒入澄清石灰水 B. 用燃着的木条接近瓶口
C. 把燃着的木条伸入瓶中 D. 用带火星的木条接近瓶口
2. 实验室选择制取气体的装置时,可以不考虑的因素是 ( )
A. 反应物的状态 B. 所制气体的性质 C. 所制气体的颜色 D. 反应的条件
3. 实验室制取二氧化碳一般有如下五步:① 收集气体;② 检查装置的气密性;③ 按要求连接好仪器;④ 向锥形瓶中放入几小块大理石;⑤ 向漏斗中注入稀盐酸。正确的操作顺序是 ( )
A. ②③⑤④① B. ③②⑤④① C. ③②④⑤① D. ②③④⑤①
4. 下列实验室用大理石固体和稀盐酸制取二氧化碳的实验操作中,正确的是 ( )
5. 图中甲装置可作为实验室制取CO2的发生装置,下列说法正确的是( )
A. M所指仪器的名称是广口瓶
B. 仪器a、b插入双孔橡皮塞的先后顺序是先a后b
C. 甲装置不可以用作实验室制氧气的发生装置
D. 将甲中仪器a换成仪器乙,优点是能控制反应的速率
6. 利用塑料瓶等用品设计如图装置制取和检验二氧化碳。
(1) 塑料瓶①相当于实验室中的 (填仪器名称)。
(2) 用稀盐酸与大理石制取二氧化碳,反应的化学方程式为 。
(3) 检查装置A的气密性,方法是 。
(4) 用装置B检验二氧化碳,应盛放的试剂是 。
(5) 用装置C收集二氧化碳并验满,此过程体现二氧化碳的性质有 。
【能力进阶】
7. 用如图装置进行CO2的制取、收集和验满实验,利用传感器和数据采集器测定CO2的体积分数并观察木条的燃烧状况,记录如表(不考虑空气中原有CO2及木条燃烧产生的气体对实验结果的影响)。下列说法错误的是 ( )
CO2的体积分数/%
36.3
39.2
43.1
44.3
木条的燃烧状况
正常燃烧
火焰变小
火焰变小
熄灭
A. 采用分液漏斗可以节约试剂、控制反应速率
B. 若木条正常燃烧,则瓶内体积分数最大的气体是N2
C. 当O2的体积分数为20%时,瓶口的木条熄灭
D. 该实验说明要收集较纯净的CO2,需在木条熄灭后继续通入CO2一段时间
8. 下列实验室制取二氧化碳的发生装置中,不能控制反应随时发生或停止的是 ( )
9. 实验小组在实验室里进行制取气体的实验探究。实验台上给的有高锰酸钾、过氧化氢溶液、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸,以及如图所示仪器。
(1) 实验小组首先打算制取二氧化碳,小组成员应选择的仪器有 (填序号),应选择的试剂是 。
(2) 若实验小组打算选用与(1)不同的试剂,但用与(1)相同的装置制取其他气体,请书写制取该气体的化学方程式: 。
(3) 在制取二氧化碳的实验过程中,长颈漏斗的末端要始终 ,以防止气体从漏斗口逸出。
10. 实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳。现取25g大理石于烧杯中,缓慢加入稀盐酸(大理石中的杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应),剩余固体质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。
(1) 25g大理石中碳酸钙的质量为 。
(2) 求恰好完全反应时生成二氧化碳的质量。
参考答案
第三节 碳达峰与碳中和
第1课时 碳循环 二氧化碳的性质
【新知梳理】
1. 呼吸 光合 2. 二氧化碳 化石燃料 吸收和转化 3. 无色、无味 大 能 干冰 4. (1) 燃烧 支持燃烧 (2) 碳酸 CO2+H2OH2CO3 H2CO3H2O+CO2↑ (3) 碳酸钙 CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O 检验二氧化碳 5. 灭火 作气体肥料 作工业原料 干冰用于人工降雨(合理答案均可)
【随堂练习】
1. B 2. A 3. D 4. C 5. D 6. C 7. C 8. (1) 乘坐公共交通工具出行(合理答案均可) (2) 碳酸 (3) MgCO3 (4) 3∶1∶4 3H2+CO2CH3OH+H2O
【基础过关】
1. A 2. A 3. D 4. B 5. D 6. (1) CO2能与水反应生成酸性物质 (2) H2CO3CO2↑+H2O (3) c处的小纸花先变红,a处的小纸花后变红
7. 解:设需要二氧化碳的质量为x。
+CaCO3↓+H2O
= x=8.8g
答:至少需要通入二氧化碳的质量为8.8g。
【能力进阶】
8. B 9. A 10. (1) 下层的蜡烛先熄灭,上层的蜡烛后熄灭 ① 不燃烧、一般也不支持燃烧 ② 密度比空气大 (2) ① 试管内液面上升,试管内溶液变红 ② H2O+CO2H2CO3 (3) 气球逐渐膨胀 CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O 11. (1) C (2) 光合 氧气 (3) ① 疏松多孔 ② CaCO3CaO+CO2↑ ③ 0.44t (4) D
第2课时 二氧化碳的实验室制取
【新知梳理】
1. 石灰石 稀盐酸 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 2. 过氧化氢溶液 3. 向上排空气 二氧化碳的密度比空气大且能溶于水 4. 将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明该气体是二氧化碳 5. 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条火焰熄灭,则说明二氧化碳已集满 6. 发生 收集 反应物的状态 反应条件 密度 溶解性
【随堂练习】
1. A 2. C 3. A 4. (1) 长颈漏斗 集气瓶 (2) A中水柱不下降 (3) 二氧化碳的密度比空气大且能溶于水 (4) 将燃着的木条放在集气瓶口,若火焰熄灭,则说明二氧化碳已收集满
【基础过关】
1. B 2. C 3. C 4. D 5. D 6. (1) 集气瓶 (2) CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O (3) 连接仪器,关闭K1,向装置A左侧塑料瓶中加水,当玻璃管左侧液面高于右侧时停止加水,能形成稳定的液面差则气密性良好 (4) 澄清石灰水 (5) 密度比空气大,不燃烧,一般也不支持燃烧
【能力进阶】
7. C 解析:采用分液漏斗可以节约试剂,还可以控制添加试剂的速度,进而控制反应速率,A正确;若木条正常燃烧,此时装置内二氧化碳的体积分数为36.3%,瓶中空气的体积分数为1-36.3%=63.7%,则氮气的体积分数为 63.7%×78%≈49.69%,所以此时瓶内氮气的体积分数最大,B正确;木条熄灭时,装置中二氧化碳的体积分数为44.3%,装置中空气的体积分数为1-44.3%=55.7%,则氧气的体积分数为55.7%×21%≈11.70%,C错误;木条熄灭时,装置内CO2的体积分数为44.3%,因此要收集较纯净的CO2,需在木条熄灭后的一段时间内继续通入CO2,D正确。故本题选C。
8. B 解析:关闭止水夹,U形管右侧压强增大,液体被压入漏斗中,固液分离;打开止水夹后,固液接触,反应进行,能控制反应随时发生或停止,A正确。大理石放在锥形瓶中,加入稀盐酸后,酸和固体不能分离,不能控制反应随时发生或停止,B错误。关闭止水夹,试管内压强增大,液体被压回长颈漏斗中,固液分离;打开止水夹后,固液接触,反应进行,能控制反应随时发生或停止,C正确。可以通过抽动铜丝,上下移动铜网,控制大理石与稀盐酸的接触与分离,能控制反应随时发生或停止,D正确。故本题选B。
9. (1) ①②⑦⑧ 石灰石和稀盐酸 (2) 2H2O22H2O+O2↑ (3) 伸入液面以下
10. (1) 20g (2) 解:设恰好完全反应时生成二氧化碳的质量为x。
+2HClCaCl2+H2O+↑
= x=8.8g
答:恰好完全反应时生成二氧化碳的质量为8.8g。
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