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化学
第六单元 碳和碳的氧化物
第六单元 碳和碳的氧化物
1.(2024·芜湖29中一模)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料,2024年1月,天津大学天津纳米颗粒与纳米系统国际研究中心(以下简称纳米中心)的科研团队公布科研成果,造出了世界首个由石墨烯制成的半导体。这种半导体石墨烯表现出了10倍于硅的性能,并且拥有硅材料所不具备的独特性质。下列说法不正确的是( )
A.石墨烯常温下化学性质稳定 B.石墨烯是含碳的化合物
C.石墨烯燃烧能生成二氧化碳 D.石墨烯可作电极
B
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2.(2024·安师联盟一模)中国向世界承诺将于2030年左右二氧化碳排放达到峰值,并争取早日实现。为控制空气中二氧化碳的含量,以下建议不可行的是( )
A.开发新能源 B.禁止使用化石燃料
C.大力植树造林 D.发展公共交通
B
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3.(2024·包河区一模)2023年11月30日,国际顶级学术期刊《自然》发表了我国化学家最新科研成果,世界首次成功精准合成了芳香性环型碳C10和C14,下列说法错误的是( )
A.C10和C14均属于单质
B.C10和C14由同种分子构成
C.C10和C14物理性质不同
D.C10和C14充分燃烧生成物相同
B
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4.(2024·太和一模)同学们对同一封闭容器中两支燃着的高低不同的蜡烛,哪支会先熄灭产生了好奇,于是进行了如图实验,密闭容器内高处和低处各放置一个氧气浓度传感器,所得曲线如图。下列有关说法错误的是( )
A.容器内高的蜡烛先熄灭矮的蜡烛后熄灭
B.蜡烛燃烧后,密闭容器中气体质量减少了
C.物质燃烧时氧气必须达到一定浓度
D.该实验说明,火灾发生时“要往低处逃生”
B
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5.(2024·黄山二模)用下图装置进行碳粉还原氧化铜的实验,说法正确的是( )
A.当A中黑色粉末变红时,证明碳粉与氧化
铜发生了反应
B.当B中开始出现气泡时,证明碳粉与氧化铜开始反应
C.结束反应时,将导管移出试管再熄灭酒精喷灯主要是为了防止热的铜重新被氧化
D.反应后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量
A
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6.(2024·黄山二模)在如图气密性良好的装置中充满了二氧化碳气体,往2支试管中分别缓缓注入5 mL紫色石蕊溶液和5 mL澄清石灰水。下列有关叙述不正确的是( )
A.左边试管内液体变红色
B.右边试管内石灰水有浑浊现象产生
C.充分反应后,U形管中的液面左边
高于右边
D.相同体积的水和石灰水,石灰水吸收的二氧化碳较多
C
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7.(2024·临沂)下列关于碳和碳的化合物的说法中不正确的是( )
A.金刚石是天然存在的最硬的物质
B.一氧化碳和二氧化碳分子构成不同,化学性质不同
C.二氧化碳灭火器可用来扑灭图书、档案等物的失火
D.二氧化碳和葡萄糖(C6H12O6)都属于有机化合物
D
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8.(2024·泸州)向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸,注入适量的蒸馏水,盖上玻璃片,上下振荡,再将其倒置(如图)。把手移开,玻璃片没有掉下来,蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。依据现象一定能得出对应结论的是( )
A.玻璃片没有掉下,证明瓶内气压大于大气压
B.玻璃片没有掉下,证明CO2与水发生了反应
C.振荡后试纸变红,证明CO2与水反应产生了酸
D.振荡后试纸变红,证明CO2能与石蕊反应使之变红
C
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9.(2023·霍邱县二模)实验室制取一氧化碳发生的化学反应是HCOOH(甲酸)H2O+CO↑。用如图所示的装置制取一氧化碳并还原氧化铜,下列说法正确的是( )
A.实验过程中应先加热氧化铜后将甲酸滴加到
热的浓硫酸中
B.反应过程中a处红色粉末逐渐变成黑色
C.澄清石灰水的主要作用是检验二氧化碳和吸收未反应完的一氧化碳
D.大气球的作用是收集一氧化碳,防止其污染空气
D
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10.(2024·C20三模)阅读下列短文,回答问题。
中国政府明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。目前汽车普遍使用的燃料是汽油和柴油,不仅产生大量二氧化碳,还因燃烧不充分释放了一氧化碳、颗粒物以及氮氧化物等有害物质,既造成资源浪费,又污染环境和加剧温室效应(全球平均气温及大气中二氧化碳浓度变化曲线如图所示)。开发
能够取代汽油的新能源,生产和使用环保
型、零污染的绿色汽车是实现“碳中和”
的有效措施。
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发展绿色环保汽车,主要有以下途径:一是改进现有车型,采用铝合金、钛合金、塑料等轻量化材料,为汽车“减肥”,从而降低燃油消耗;改进发动机的燃烧方式,使汽油能充分燃烧;使用催化净化装置,将尾气中的有害物质转化为无害物质再排放等。二是开发汽车代用燃料,主要包括天然气、乙醇、生物柴油、氢气等,实现能源多元化。三是大力发展电动汽车,电动汽车具有效率高、“零排放”的特点,尤其是氢燃料电池汽车,受到人们的广泛关注。开发利用电动汽车已成为发展绿色环保汽车的重要途径。
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(1)文中涉及到的材料中属于金属材料的是 。
(2)“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”是指 (填字母)。
A.碳单质 B.碳元素 C.二氧化碳
(3)车用催化净化装置,可将汽车尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为空气中含有的两种无害物质,其中一种物质的化学式是 。
N2(或CO2)
C
铝合金、钛合金
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(4)在汽油中加入适量的乙醇,得到的燃油称为乙醇汽油,乙醇汽油作为汽车燃料的优点是________________________
。
(5)二氧化碳是引起温室效应的主要气体,请根据材料所给曲线图写出支持这一结论的信息:______________________
。
二氧化碳浓度的增加而升高
全球平均气温随大气中
(合理即可)
节省石油资源,更加环保
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(1)仪器①的名称为 。
(2)实验室中制取二氧化碳的化学方程式为
。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
11.(2024·定准卷)实验室开放日,某化学兴趣小组的同学在老师的指导下设计了如图所示的装置进行二氧化碳的制取和性质探究实验。回答下列问题。
分液漏斗
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(3)同学们观察到图1中紫色石蕊溶液变红,小明认为是二氧化碳与水反应产生的碳酸使溶液变红,小红则认为使溶液变红的原因还有________________________________________
。
(4)该小组想要制得干燥的二氧化碳,请你帮助他们补全图2中装有浓硫酸的试剂瓶内导管的长度。
溶液,使紫色石蕊溶液变红
稀盐酸挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸
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(1)写出仪器a的名称: 。
(2)写出A中发生反应的化学方程式:___________________
。
CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3+2HCl===
12.(2024·合肥联考一模)碳及其氧化物与生活密切相关,某兴趣小组同学利用如图装置探究其性质。
锥形瓶
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(3)B装置可以干燥二氧化碳,发生的是 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(4)D中反应完全的现象是 。
(5)此实验装置的不足之处是 。
没有尾气处理装置
黑色固体变红
物理变化
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13.(2024·庐江县三模)学习小组在进行“二氧化碳的实验室制取”实验时,发现随着反应的进行,生成二氧化碳的速率会变慢,重新加入稀盐酸后,反应速率又有所加快,某兴趣小组同学进行如下探究。
【查阅资料】
①盐酸属于酸,由HCl气体溶解在水中形成,浓盐酸会挥发出HCl气体,浓度越大,挥发性越强。二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
Ⅰ.检验不同浓度的盐酸与石灰石的反应速率
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(1)a瓶盛放的试剂应选择 (填序号)。
①氢氧化钠溶液 ②水
③饱和碳酸氢钠溶液
(2)盐酸与石灰石反应的化学方程式为__________________________
。
H2O+CO2↑
CaCO3+2HCl===CaCl2+
【实验1】如图所示,用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳。记录集气瓶中收集满二氧化碳气体的时间,结果如表所示。
③
盐酸的浓度(%) 收集满瓶的时间(s)
37 20
32 23
26 25
20 26
14 66
8 144
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Ⅱ.探究盐酸浓度对制取的二氧化碳的影响
【实验2】如下图所示(夹持仪器已省略),用不同浓度的盐酸分别制取二氧化碳,将气体分别通入到紫色石蕊溶液中,然后加热。结果如下:
盐酸的
浓度(%) 紫色石蕊溶
液的变化 变红的石蕊溶液
的变化(加热后)
37 变红 不变
32 不变
26 变成紫色
20 变成紫色
14 变成紫色
8 变成紫色
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(3)盐酸的浓度为32%以上时,变红的石蕊溶液加热后颜色不变的原因是________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________。
加热时碳酸分解,但是由较浓盐酸制得的二氧化碳气体中含有较多的氯化氢气体,氯化氢溶于水形成盐酸且加热时不分解,使石蕊溶液变红色且加热后颜色不变
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【实验3】如图所示,用浓度为0.05%的极稀盐酸与
碳酸钙进行实验探究。观察到锥形瓶内无气泡产生,
玻璃管内液面不移动;将锥形瓶中的液体过滤,滤
液放在蒸发皿中加热浓缩并蒸干,发现有白色固体出现。重复上述实验,结果相同。
(4)滤液蒸干后出现白色固体,猜测该白色固体可能是
(填化学式)。
CaCl2
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Ⅲ.实验结论
(5)对比【实验1】和【实验3】,从化学反应的角度,给你的启示是 。
(6)根据上述实践活动,请你给老师建议:在课堂上制取二氧化碳所使用的盐酸,最适宜的浓度范围是 。
20%~26%
反应物的浓度越高,反应速率越大
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14.(2024·瑶海区三模)碳封存、碳捕捉与碳转化助力实现碳中和目标。
(1)碳封存:二氧化碳可被压缩成液态封存在地质结构中,从微观角度解释这一过程:___________________________________
。
(2)碳转化的方法之一是将二氧化碳转化为燃料甲醇(CH3OH),反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O。计算要得到6.4 kg甲醇,理论上可吸收二氧化碳的质量。(写出计算过程)
隔变小
二氧化碳被压缩成液态后,分子间间
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解:设要得到6.4 kg甲醇,理论上可吸收二氧化碳的质量为x。
CO2+3H2CH3OH+H2O
44 32
x 6.4 kg
x=8.8 kg
答:理论上可吸收二氧化碳的质量为8.8 kg。
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