第六单元 碳和碳的氧化物（复习讲义）（天津专用）2026年中考化学一轮复习讲练测

第六单元 碳和碳的氧化物 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·知识导航·网络构建 5 03·考点解析·知识通关 6 考点一 碳单质 实验 木炭与氧化铜反应 考点二 一氧化碳和二氧化碳 实验 一氧化碳还原氧化铁 实验 二氧化碳物理、化学性质实验 考点三 常见气体的制取 实验 二氧化碳的实验室制取 考点四 二氧化碳对生活和环境的影响 跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 04·题型洞悉·考向预测 16 题型一 碳单质 考向01 碳单质物理性质及用途 考向02 碳单质化学性质 考向03 木炭还原氧化铜实验 题型二 一氧化碳和二氧化碳 考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途 考向02 二氧化碳的性质实验 考向03 一氧化碳和二氧化碳的对比 题型三 常见气体的制取 考向01 实验室制取气体的仪器和原理 考向02 发生装置和收集装置的选择 考向03 气体的检验和验满及性质验证 考向04 万能瓶的使用 题型四 二氧化碳对生活和环境的影响 考向01 碳中和与低碳行动 考向02 碳循环 考向03 二氧化碳的资源化利用 05·优题精选·练能提分 40 考点要求 2025年 2024年 2023年 课标要求 碳单质 T16 T9 T9 通过实验探究认识二氧化碳的主要性质，认识物质的性质与用途的关系；初步学习二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法；以自然界中的氧循环和碳循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。 一氧化碳和二氧化碳 T13、19 T6、T13 T13 常见气体的制取 T22 T22 T22 命题预测 碳和碳的氧化物是天津中考的必考内容。选择题、填空题、实验探究题均有涉及。预计2026年中考仍以碳和碳的化合物的性质和用途，二氧化碳的制取，低碳生活为考查重点，且以填空题、实验探究题为主要题型进行考查。气体的制取、检验与净化是中考实验探究题常考题型，主要考查常见气体二氧化碳、氧气（有时也会拓展考查氢气和氨气等）的制备，并且常见气体的检验和净化也常穿插其中，常考题型是实验探究题，有时也会以选择题的形式考查。 考点一 碳单质 一、碳单质的物理性质和用途 结构 构成微粒 性质 用途 物理性质不同的原因 金刚石 无色透明的的固体。天然存在的最 的物质。 特殊条件下制备的金刚石薄膜 、 大； 好。 制装饰品(钻石)；制钻头、 、 ； 金刚石薄膜用作 ；用于 。 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 石墨 的有金属光泽的固体；很 ，有 ；熔点高，有良好的 。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 C60 有特殊的物理性质 用于 、 、材料科学等领域 二、无定形碳 1．焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是 ，结构与 类似。 木炭、活性炭有 的结构，因此有 ，活性炭的 比木炭强。 2．活性炭的应用：可用于 中除去毒气、制糖业中 以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 3．活性炭、木炭的吸附性是 性质。 三、碳单质的化学性质 1．碳单质的化学性质 （1）常温下 强（古代字画能长久保存的原因）。 （2） ：(O2充足)完全燃烧生成CO2： ；（O2不足）不完全燃烧生成CO： 。 （3）还原性： （置换反应）（现象：黑色粉末逐渐变成 ，石灰水变 ）。 （现象：红棕色粉末逐渐变成 ，石灰水变浑浊） 应用：冶金工业。 2．实验：木炭与氧化铜反应 实验仪器 试管、酒精灯、金属网罩、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、橡胶塞、导管、升降台、火柴 实验试剂 木炭、氧化铜、澄清石灰水。 实验原理 实验装置 实验步骤 a.连接仪器，检查装置的气密性； b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中； d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟； e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。 实验现象 大试管中的固体由 色变为 色；小试管中的澄清石灰水 。 实验结论 木炭能够还原氧化铜生成 单质和 ；该实验说明木炭具有 性。 实验注意 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 ②火焰加金属网罩的目的： ， 。 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的： 。 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因： 。 ⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应。 计算思维辨析 固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为 。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是 。 1．金刚石、石墨都是由 构成的，C60是由C60分子构成的，一个C60分子由 构成。 2．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是 。 3．木炭、活性炭、焦炭和炭黑都属于 ，这些物质的主要成分是碳单质，结构与石墨类似。木炭、活性炭都是疏松多孔的结构，具有吸附性（ ），活性炭的吸附性更强。 1.(2024·天津模拟·)根据图示，分析下列说法，其中描述错误的是（ ） A．四种物质都是由碳原子构成的 B．四种物质均可以在氧气中燃烧 C．碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点 D．金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同 2.(2024·天津模拟·)石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体（如图），图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。关于石墨烯，下列说法不正确的是（　　） A．石墨烯和金刚石都由碳元素组成 B．石墨烯的导电性比银强 C．石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用 D．从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化 3.(21-22九上·天津红桥区·期中)阅读下列短文，回答问题： 石墨、石墨烯、碳纳米管都是碳单质。1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯。石墨烯具有非同寻常的导电性，强度能超出钢铁数十倍，有极好的透光性。石墨烯将成为硅的替代品，用来生产超级计算机和新能源电池。 （1）石墨烯可用于制作新能源电池，利用石墨烯的 性。 （2）石墨、石墨烯、碳纳米管物理性质差异较大，原因是 。 （3）下列说法正确的是 (填字母)。 A．石墨烯与硅的性质完全相同 B．石墨烯在常温下化学性质稳定 C．1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯，说明碳原子很小 （4）由碳元素还能组成其它的单质。如“钻石恒久远，一颗永流传”体现了碳 的化学性质；水的净化过程中通常会利用活性炭的 性除去色素和异味。 考点二 一氧化碳和二氧化碳 一、一氧化碳 1．物理性质： 、 的 气体， 溶于水，密度比空气 。 2．化学性质 （1）可燃性：2CO+O22CO2 点燃CO，产生 ，放出热量。 （2）毒性：是指它极易与人体血液中的 结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合， ，造成生物体内 ，而发生中毒现象；因此冬天用煤炉取暖时，一定要 。 （3）还原性 实验：一氧化碳还原氧化铁 实验仪器 硬质玻璃管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、铁架台、酒精灯、酒精喷灯、玻璃导管 实验试剂 一氧化碳、氧化铁、澄清石灰水 实验原理 实验装置 实验步骤 a.组装仪器，并检查装置的气密性； b.装入药品，固定装置； c.点燃酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳； d.点燃酒精喷灯； e.反应完成后，熄灭酒精喷灯； f.硬质玻璃管冷却后，停止通入一氧化碳； g.熄灭酒精灯。 实验现象 与原理 （1） 玻璃管内：红棕色粉末 。反应的化学方程式： （2） 试管内：澄清石灰水 。反应的化学方程式： （3） 酒精灯处：气体 。反应的化学方程式： 实验注意 1.装置尾部酒精灯的作用是 。 2.实验开始时，要先 ，一段时间后再 ，目的是 。 3.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却，才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是 。 4.在CO还原Fe2O3的反应中，CO具有 性，作 剂。 5.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，同时防止 。 6.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替，但需在火焰外加金属网罩，使 ，提高 。 （4）用途 ①作燃料：CO具有 ，将煤转化为煤气可使燃烧更充分，对环境污染程度小。 ②冶炼金属：CO具有还原性，用于 。 二、二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 （1）二氧化碳的物理性质 无色、 味的气体， 溶于水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为 （用途制冷剂、 、食物储运、制造舞台烟雾效果）。 （2）探究二氧化碳物理性质的两个实验 倾倒二氧化碳 溶解性实验 实验装置图 实验操作 向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。 向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。 实验现象 蜡烛 塑料瓶 实验分析 二氧化碳 （物理性质）； 二氧化碳 ，也 （化学性质）。 原因： 。 2．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能 ，也不 。 （2）与水反应：CO2+H2O===H2CO3，生成的碳酸能使紫色蕊溶液变 。碳酸易分解，发生反应的化学方程式为：H2CO3===H2O+CO2↑。 （3）与碱反应： ①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O，观察到有 生成，因此实验室通常用澄清石灰水 ； ②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O，应用：实验室通常用氢氧化钠溶液 二氧化碳。 （4）二氧化碳与水反应的实验探究 实验操作 喷稀醋酸 直接喷水 直接放入CO2中 喷水后放入CO2中 烘干第四朵花 现象 小花变红色 小花不变色 小花不变色 小花变红色 红色褪去 分析 水不能使紫色石蕊变色 二氧化碳不能使紫色石蕊变色 结论 a.二氧化碳能与水反应生成碳酸， ，显酸性。 b.生成的碳酸 ，很容易分解生成 和 。 实验改进 ①操作示意图（a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花，垂直固定装璃管的装置末画出）； ②现象：d处棉花比a处棉花 ，b、c处棉花 ； ③结论：根据棉花变红的顺序，可得出二氧化碳的密度比空气 ，温润的棉花 ，干燥的棉花 ，可得出二氧化碳能与水反应。 3．二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途： ① ：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。 ②用于 ：利用干冰升华吸热的原理。 ③制造舞台烟雾效果。 （2）灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（ ），又利用二氧化碳的化学性质（ ）。 （3）农业生产中的 。 （4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。 4．一氧化碳和二氧化碳的比较 一氧化碳 二氧化碳 物理性质 色态味 无色、无臭气体 无色、无臭气体 密度 比空气 比空气 水溶性 溶于水 溶于水 化学性质 可燃性 在一般情况下，既 与某些氧化物反应 不反应 与水反应 不反应 与石灰水反应 不反应 毒性 无毒 主要用途 燃料、冶炼金属 灭火、温室肥料、化工原料等 相互转化 1.(23-24九上·天津·练习)下列关于碳和碳的氧化物的说法正确的是（ ） A．所有的单质碳具有相同的性质 B．二氧化碳可用于灭火，既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质 C．在CO和CO2浓度过大环境中，都可以致人死亡，所以两种气体都有毒 D．一氧化碳能用于冶炼金属，是因为一氧化碳具有可燃性 2.(24-25九上·天津北辰区·期末)下列对CO和CO2的认识正确的是（ ） A．CO和CO2都能溶于水 B．CO和CO2都可以与氧化铜反应 C．CO和CO2都可以通过碳与氧气反应制备 D．CO和CO2的分子构成不同，但化学性质相似 3.(24-25九上·天津滨海区·二模)下列说法正确的是（ ） A．金刚石和石墨是由不同原子构成的 B．和CO具有相同的分子种类 C．仅含碳、氧两种元素的物质一定属于纯净物 D．和CO在一定条件下可以相互转化 考点三 常见气体的制取 一、实验室制取气体的装置 装置 类型 选择依据 拓展装置 发生装置 固体加热型 反应物是固体； 反应条件需要加热。 —— 固液不加热型 反应物是固体和液体； 反应条件不加热。 分液漏斗可以控制反应速率，节约药品。 收集装置 排水法 适合溶解性小； 不与水反应的气体 气体从短管进集气瓶，水从长管排出 向上排空气法 适合密度大于空气的气体； 且不与空气各成分反应 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 向下排空气法 适合密度小于空气的气体； 且不与空气各成分反应 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出 各种装 置气密 性检查 将导管伸入 中，手紧握容器外壁，观察导管口有　 冒出，松手后 ，则装置不漏气，反之漏气 用弹簧夹夹住乳胶管，往长颈漏斗内注入 ，若长颈漏斗下端形成　 ，则装置不漏气 向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中，用手捂容器外壁，伸入水中的导管口有气泡产生，则气密性良好 当缓缓拉活塞时，观察到 ，则气密性良好；当缓缓推活塞时，观察到 ，则气密性良好 关闭分液漏斗活塞，缓缓拉注射器活塞，松手后， ，说明装置气密性良好 装置拓展 固液常温型装置 二、二氧化碳的制取 制取方法 实验室制法 工业制法 制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 反应原理 CaCO3CaO+CO2↑ 装置 依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度 型 （反应物状态为固体和液体，反应条件为常温） 法 （二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大） 实验步骤 （1）“组”：组装仪器。 （2）“查”：检查装置的气密性。 （3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。 （4）“集”：用向上排空气法收集。 （5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。 （6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。 检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变 ，证明生成的气体是二氧化碳。 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若观察到 ，证明二氧化碳已经收集满。 净化装置 制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气，实验室常将制取的气体先通过 除去HCl气体，再通过 除去水蒸气。 三、二氧化碳与氧气实验室制法的比较 二氧化碳的实验室制法 氧气的实验室制法 反应原理 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ 发生装置 过氧化氢制氧气 收集方法 向上排空气法 向上排空气法或排水法 检验 将气体通入澄清石灰水，若其变浑浊，则该气体是CO2 用带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则为O2 验满 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若燃着的木条立即熄灭，则CO2已集满 将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则O2已集满 四、实验室制取气体的一般思路和方法 1．确定制取气体的化学反应原理 （1）要研究在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等)，可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。 （2）还要考虑以下几个方面的因素：原料要容易获得；实验条件要易于控制；实验装置易于装配；实验操作安全可靠；实验速度适中；易于收集纯净的气体。 2．确定制取气体时应采用的实验装置 （1）发生装置的确定：一般根据反应条件和反应物的状态设计发生装置，如下图所示： ①固体+液体气体，选择上图中的装置B或装置C，如实验室制取二氧化碳。 ②固体+固体气体，选择上图中的装置A，如实验室用高锰酸钾制取氧气。 温馨提示 有时发生装置具有多样性，特别是固液常温型的反应，因为反应容器可选用试管，也可选用锥形瓶、烧瓶，橡皮塞可用单孔橡皮塞，也可用双孔橡皮塞，用双孔橡皮塞时添加液体的仪器可选长颈漏斗，也可选分液漏斗或注射器，那么组装起来的装置就有很多种。 （2）收集装置的确定 所收集气体的性质 难溶(或不溶)于水 密度小于空气的(相对分子质量小于29) 密度大于空气的(相对分子质量大于29) 收集装置 收集方法的特点[ 所收集气体较纯，但有少量水蒸气 所收集气体常混有空气，仅凭观察难以判定气体是否集满，操作简单 注意事项 集气瓶事先要装满水，导管置于瓶口处 导管应伸入到集气瓶底部，在瓶口验证气体是否集满 3．实验室制取气体的实验操作顺序 实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般顺序为： ①组装仪器：一般按从下到上，从左到右的顺序进行组装； ②检查装置气密性； ③装药品：若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体； ④准备收集装置：若用排水法收集气体，应在制取气体之前将集气瓶盛满水； ⑤制取气体； ⑥收集气体并验满； ⑦拆洗仪器。 1．药品的选择：①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应，是因为稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发）。②也不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 2．①反应容器中的导管不能伸入过长，应稍露出橡皮塞。 ②若使用双孔橡皮塞，长颈漏斗下端的管口应伸入到液面以下，以免产生的气体从长颈漏斗逸散到空气中。 ③收集气体时，集气瓶口朝上，导管伸入到集气瓶的底部，以收集到较纯净的气体。 3．用排空气法收集气体时，注意集气瓶口的方向。集气瓶口朝上，表明空气从上方排出，为向上排空气法；集气瓶口朝下，表明空气从下方排出，为向下排空气法； 4．气体检验：检验二氧化碳只能用澄清石灰水，不能用燃烧的木条，因为使燃烧的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳气体，还可能是氮气等。 5．气体验满：验满时燃着的木条应放在集气瓶口，不能伸入集气瓶中。 1.(22-23九上·天津和平十一中学·期末)实验室制取CO2有以下几个步骤：①按装置图连接好仪器②向长颈漏斗中加入稀盐酸③向锥形瓶内加入块状石灰石④检查装置的气密性⑤收集反应生成的气体。以上操作的排列顺序正确的是（ ） A．①②③④⑤ B．②①④③⑤ C．①②④③⑤ D．①④③②⑤ 2.(24-25九上·天津南开·三模)根据下列装置图回答问题 （1）仪器a的名称为 。 （2）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为 (填字母)，该反应的化学方程式为 。 （3）实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为 (填字母)。 （4）制取二氧化碳时，一般有5个步骤：①检查装置的气密性；②按要求组装好仪器；③向长颈漏斗中注入稀盐酸；④收集气体；⑤向锥形瓶中放入几小块石灰石。正确的操作顺序是 (填序号)。 （5）装置B中试管口略向下倾斜的原因是 。 3.(24-25九上·天津·检测)二氧化碳的实验室制取 制取装置： （1）反应药品：实验室制取CO2常选用 和 。 （2）反应原理： 。 （3）实验步骤：仪器连接→ →装入大理石→加入稀盐酸→收集气体 （4）气体检验：将待测气体通入 中，若 ，则证明该气体是CO2。 （5）气体收集：CO2气体只能用 收集，是因为 。 （6）气体验满：将燃着的木条放在 ，若 ，则证明已满。 考点四 二氧化碳对生活和环境的影响 1．自然界中的二氧化碳循环 绿色植物的光合作用 二氧化碳 氧气人和动植物的呼吸， 化石燃料的燃烧等 （1）CO2的来源： 。 （2）消耗二氧化碳的途径： 。 2．二氧化碳对人体和环境的影响 （1）CO2对人体健康的影响：CO2 ，但CO2不能供给呼吸。当空气中CO2超过正常含量时，会对人体健康造成影响，因此室内一定要注意通风换气。进入久未开启的菜窖和山洞、深井前，需做 。 （2）CO2对环境的影响：空气中CO2含量过高，会使 加剧，造成全球变暖等。 3．低碳行动 （1）减少CO2的排放：减少使用 ，更多地利用太阳能、风能等清洁能源。 （2）增大CO2的吸收：大力 ，严禁乱砍滥伐森林；采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存CO2等。 1．CO2不是空气污染物，但大气中CO2含量过高，会使温室效应加剧。 2．能产生温室效用的气体有：CO2、O3、CH4（甲烷）、N2O（一氧化二氮）、氟氯代烷等。 1.(24-25九上·天津·检测)“节能减排”是我们每个公民应尽的责任和义务，为保护人类的家园“地球”，我们应作出一份努力。 （1）自然界中二氧化碳的循环如图所示，下列过程放在X处不合理的是 (填字母)。 A．人和动植物的呼吸作用 B．绿色植物的光合作用 C．化石燃料的燃烧 D．死亡动植物的腐烂 （2）CO2过多排放导致的环境问题是 。 （3）为减少CO2的排放，可以将CO2进行转化。我国科学家已成功合成新型催化剂，将CO2高效转化为甲醇(CH3OH)，该反应的微观过程如图所示： ①该反应的化学方程式为 。 ②该反应 (填“属于”或“不属于”)分解反应。 2.(24-25九下·天津第二南开学校·月考)要实现“化学让生活更美好”，必须保护环境，但导绿色生活。试回答下列问题： （1）氢气是一种无污染的燃料，研究发现：利用硫——碘循环可分解水制氢气。其中主 要涉及下列反应（反应条件已略）： Ⅰ、；Ⅱ、，Ⅲ、 请回答：循环分解水的过程中产生和的质量比为 。 （2）酸雨也是环境问题之一： ①酸雨的pH值 （填“>”、“<”或者“=”）5.6。 ②若A是造成酸雨的主要物质。工业生产硫酸过程中通过下列反应得到A：在空气中，A发生以下系列转化，最终形成酸雨：转化“A→B”的化学方程式为 。 （3）如图是利用缺铁性氧化物进行再资源化研究的示意图。 上图所示两个转化过程均属于 （填“物理”或“化学”）变化，如该研究成熟并广泛应用，能改善的环境问题是 。 3.(24-25·天津部分区·一模)环境保护和能源利用是人类共同关注的问题。 （1）我国向世界承诺2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，其中的“碳”是指 （填序号）。 A．碳单质 B．一氧化碳 C．二氧化碳 （2）近年我国科学家合成了一种新型催化剂，可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇和水，该反应的化学方程式为 。 （3）乙醇可作燃料。现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成32.4g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物48g，参加反应的乙醇的质量为 g，混合物中一氧化碳与二氧化碳的分子个数比为 （填最简比）。 跨学科实践活动5 基于碳中和设计低碳行动方案 1．（2024·广东）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。 2．我国承诺：2030 年“碳达峰”，2060年“碳中和”，体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2，被人为努力和自然过程所吸收。 I.碳排放： （1）查阅图 1，动植物呼吸 (选填“能”或“不能”)释放CO2。 Ⅱ.碳中和： （2）自然吸收：查阅图 1，CO2的自然吸收途径有 (填图中序号)。 （3）人为努力：工业上一种利用NaOH溶液实现“碳捕集”技术的流程如图2所示。 ①操作1用到玻璃棒的作用是： 。 ②大气中二氧化碳含量过高时可能会形成 效应。 ③反应、分离室中发生的复分解反应的化学方程式为 。 ④高温反应室中发生的化学反应方程式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。 ⑤流程中可循环利用的物质有CaO、 。 题型一 碳单质 ►考向01 碳单质的物理性质及用途 【典例】（2023·黑龙江大庆）近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是（ ） A．石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质 B．石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用 C．石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯 D．金刚石、石墨和里碳原子的排列方式不同，因此在性质和用途上存在明显差异 【变式1】（2023·吉林）下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是（ ） A．都是碳的单质 B．都由碳元素组成 C．物理性质相同 D．碳原子排列方式不同 【变式2】（2024·湖南长沙）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（ ） A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D． ►考向02 碳单质的化学性质 【典例】（2023·湖北十堰）《中国书法大会》书写时代精神。唐怀素《自叙帖》保存至今仍不变色，主要是因为书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑（ ） A．是黑色固体 B．具有吸附性 C．常温下性质稳定 D．具有还原性 【变式】（2025·天津南开·一模）科学家从石墨中分离出单层石墨（即石墨烯），用石墨烯制成“筛子”，海水流过该膜时，独立的水分子可以通过，钠离子和氯离子因被水分子包裹而不能通过。下列有关说法正确的是（ ） A．海水淡化后，水分子的体积变小 B．金刚石和石墨烯中碳原子排列方式不同 C．石墨烯是一种新型化合物 D．通过该膜后海水中氯化钠质量增大 ►考向03 木炭还原氧化铜实验 【典例】（2023·西藏）我国提出2060年前实现碳中和，体现了构建人类命运共同体的大国担当。碳中和是指的排放总量和减少总量相当。丁仲礼院士认为碳中和是让人为排放的被人为努力和自然过程所吸收。 （1）实现碳中和人人有责。为了减少排放，同学们改进了木炭还原氧化铜实验装置，改进前和改进后装置如图所示。请问装置B的作用是 。   【实验操作及现象】 按如图改进后装置进行实验，观察到如下实验现象 现象1：加热一段时间后，试管中部分黑色固体变红； 现象2：装置A中澄清石灰水变浑浊。 【实验结论】 （2）现象1说明木炭具有 性；现象2说明生成了 气体。 【实验反思】 （3）老师告诉同学们实验中还会产生少量的CO，于是同学们按如图所示增加小气球以此完善实验装置。请问小气球的作用是 。    【思考延伸】 （4）随着工业生产的高速发展和人民生活水平的提高，排入大气中的越来越多，导致温室效应加剧。下列措施有助于实现碳中和的有 (填字母)。 A．植树造林 B．用清洁燃料代替化石燃料 C．利用人工途径将合成为淀粉 【变式】(25-26九上·天津经济开发区第一中学·期中)用木炭还原氧化铜的实验如图所示，回答下列问题： （1）酒精灯加网罩的目的，集中火焰， 温度。 （2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但澄清石灰水不变浑浊，原因是刚开始排出的是 。 （3）继续加热，观察到试管①中产生的现象是 ，试管①中反应的化学方程式是 ；试管②中反应的化学方程式是 。 （4）实验结束，停止加热时的操作是 （填字母）。 A．先熄灭酒精灯，再将导管从试管②中撤出 B．先将导管从试管②中撤出，再熄灭酒精灯 这样操作的目的是 。 题型二 一氧化碳和二氧化碳 ►考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途 【典例】（2024·辽宁）二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是（ ） A．作燃料 B．参与光合作用 C．固态二氧化碳用于人工降雨 D．制碳酸饮料 【变式1】（2024·山东临沂）下列关于碳和碳的化合物说法中不正确的是（ ） 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（）都属于有机化合物 【变式2】（2024·云南）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 ►考向02 二氧化碳的性质实验 【典例】（2024·四川泸州）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能与石蕊反应变红 【变式1】（2024·四川内江）如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是（ ） A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成 B．该反应中，失去氧的物质是CO C．CO具有可燃性 D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小 【变式2】（2024·北京）用如图所示装置和干燥紫色石蕊纸花进行实验，验证的性质。 （1）观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 ；由该实验还可以得出分子具有的性质是 。 （2）为验证能与水反应，需进行的操作及现象是 。 ►考向03 一氧化碳和二氧化碳的对比 【典例】（2023·湖南益阳）化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是（ ） A．元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物 B．分类观：CO和CO2都属于氧化物 C．变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化 D．结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似 【变式】（2023·辽宁营口）下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是（ ） A．一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成，能相互转化 B．一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，都可作为燃料 C．一氧化碳和二氧化碳都能与水反应，都能使紫色石蕊溶液变红 D．一氧化碳和二氧化碳都是温室气体，含量增多都能导致温室效应增强 题型三 常见气体的制备 ►考向01 实验室制取气体的仪器和原理 【典例】（2024·四川德阳）化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。 I．根据图1回答下列问题： （1）写出装置A中任意一种仪器的名称 。 （2）实验室制取CO2的装置可选择 （填标号）来组装，发生装置中反应的化学方程式为 。 II．根据图2回答下列问题： （3）若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。 （4）加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。 a．吸收杂质提纯O2 b．观察O2产生的速率 c．加快O2的生成 d．保证供给O2的湿度需求 （5）调节供氧流速可以 （填具体操作）。 【变式】(24-25·天津和平益中学校·一模)化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置回答问题。 （1）写出仪器①的名称 。 （2）实验室选用A装置制取氧气，反应的化学方程式为 ，固定装置时试管口略向下倾斜的原因是 。 （3）若用G装置收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入集气瓶。 （4）实验室制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，选用B装置作为发生装置的优点是 ，请指出C装置中存在的一处错误是 。 （5）甲烷(CH4)是难溶于水的无色气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得，实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是 (从A~F装置中选择)。 ►考向02 发生装置和收集装置的选择 【典例】（2024·内蒙古通辽）化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验装置图回答问题。 实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气。氢气是密度比空气小，难溶于水的可燃气体。 （1）实验室制取一瓶干燥的氢气，应选择的发生装置是 ( 从“A~E” 中选择，填字母序号， 下同)，收集装置是 。 （2）若用装置F 干燥氢气，应从导管口 (填“m” 或 “n”) 通入气体。 （3）新型材料纳米铁粉用途广泛，它比普通铁粉更容易与氧气反应，其制备的主要流程如下图所示。 FeCl2和H2 → 高温反应器→氯化氢和纳米铁粉 向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气的原因是 (写出一条即可)。 【变式1】（2024·江苏盐城）我国向世界承诺：努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等，达到相对零排放，为人类社会可持续发展贡献中国力量。 （3）实验室制备。根据下列仪器装置，回答问题。 ①写出标号仪器的名称：a． ，b． 。 ②制取可在A~E中选用装置 ；装置F是在装置B基础上的改进，其优点是 。 【变式2】（2024·四川内江）图中A～F是实验室制取气体的常用装置，请回答有关问题。 （1）写出图中标注的仪器名称：① ；② 。 （2）加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气，应选 (填装置标号)作发生装置，若选F作收集装置，验满时带火星的木条应放在 (填“a”或“b”)口。 （3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 ，B、C都可作该实验的发生装置、其中更利于控制反应速率的是 (填装置标号)，收集装置不选E的原因是 。 （4）实验室常将浓氨水滴入生石灰(CaO)中快速制取氨气，利用了生石灰与水反应 (填“放热”或“吸热”)，使氨气的溶解度 (填“增大”或“减小”)的原理。 ►考向03 气体的检验和验满及性质验证 【典例】（2025·天津·中考真题）利用下图所示实验装置制取气体，并用制得的气体进行性质实验。 （1）仪器a的名称为 。 （2）实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气，应选用 装置（填序号），其反应的化学方程式为 。 （3）探究氧气的性质时，为使木炭与集气瓶内的氧气充分反应，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上加热至发红，将其由瓶口向下 （填“快速”或“缓慢”）插入充满氧气的集气瓶中，观察到木炭燃烧更剧烈。 （4）实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用 装置（填序号），其反应的化学方程式为 。 【变式】（2024·新疆）如图所示A-E为实验室常见的气体发生和收集装置，请回答下列问题。 （1）写出仪器①的名称： 。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，反应的基本类型是 。采用排水法收集氧气，停止加热时，应该 ，以防止水槽中的水倒吸，使试管炸裂。 （3）实验室制取二氧化碳的发生和收集装置组合为 (填字母)。为验证二氧化碳的性质，将产生的气体由导管口 (填“a”或“b”)通入到装置F中，观察到试管中的紫色石蕊试液变为红色，是因为二氧化碳与水反应生成了 。 ►考向04 万能瓶的使用 【典例】（2024·四川广安）化学兴趣小组的同学们在进行气体制取过程中，从实验员处领取了如下实验仪器： （1）仪器B （填“能”或“不能”）直接加热。 （2）若用大理石与稀盐酸来制取CO2，为组装气体发生装置，应选择的仪器是 、E、C（填字母）；若用如图所示装置收集CO2，应从 端进气（填“a”或“b”）。 （3）若用KClO3和MnO2制取O2，除用上述部分仪器外，还必需补充的仪器是 （填仪器名称）。该反应的化学方程式为 。 【变式】（2024·广东深圳）思考乐俊宇同学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。 题型四 低碳生活与资源化利用 ►考向01 碳中和、低碳行动 【典例】（2024·山东烟台）我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当。“碳中和”的“碳”是指（ ） A．二氧化碳 B．碳元素 C．碳原子 D．所有含碳物质 【变式】（2024·内蒙古赤峰）社会发展需要人与自然和谐共生。生活中的下列做法，符合低碳环保理念的是（ ） ①积极植树种草 ②乘公交车出行 ③废弃电池深埋 ④践行光盘行动 ⑤随意丢弃垃圾 ⑥自备购物布袋 A．①②④⑥ B．①③④⑤ C．②③④⑥ D．②④⑤⑥ ►考向02 碳循环 【典例】（2024·山东淄博）我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了大国担当。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法错误的是（ ） A．碳中和是指用碱中和产生的 B．途径①表示植物的光合作用 C．途径②中部分最终转变为碳酸盐 D．化石燃料燃烧使排放量增加 【变式】（2023·山东泰安）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大本要循环。    请结合图示回答相关问题： （1）化石燃料主要包括 、石油和天然气；从物质分类角度看，属于 。 （2）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。 （3）绿色植物通过光合作用将太阳能转化为 能；在⑤、⑦两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是 。 （4）从空气中捕捉二氧化碳并转化为燃料，是实现“碳中和”的一个研究方向。一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示：        则反应的化学方程式为 。 ►考向03 二氧化碳的资源化利用 【典例】（2024·重庆）杭州亚运会火炬使用“零碳甲醇()”。我国科研人员研制出一种新型催化剂，能将转化成甲醇，其转化过程如下图所示(M为单质、部分产物省略)。下列说法不正确的是（ ） A．M的化学式为 B．该成果可为碳中和提供科学方案 C．Ⅰ中反应不是化合反应 D．该转化中和M的分子数目比为1：2 【变式1】（2023·江苏镇江）如图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是 A．转化①中反应物全部转化为尿素 B．转化②中CO2分子间的间隔变小 C．转化③有利于减少“白色污染” D．自然界中转化④是无机化合物向有机化合物的转化 【变式2】（2024·江苏镇江）助力“碳中和”，CO2的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。 （1）CO2的产生：化石燃料的燃烧排放大量CO2。 ①化石燃料主要包括 、石油和天然气。 ②大气中CO2的含量过高，会造成 （填环境问题）。 （2）CO2的捕集：工业上可用氨水、K2CO3溶液等化学物质捕集烟气中的CO2。 氨水捕集CO2的实验流程如下。 ①转化中可循环使用的物质X的化学式为 。 ②氨水吸收室中反应温度不宜过高，原因是 。 （3）CO2的利用：CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图所示。 ①整个转化过程中Ni/CaO的作用为 。 ②生成CH4的总反应化学方程式为 。 1.（25-26九年级上·天津河东·月考）如图所示有关二氧化碳的实验中，只与二氧化碳物理性质有关的实验是（ ） A． B． C． D． 2.（25-26九年级上·天津·月考）推理是一种重要的学习方法。下列推理得出的相关结论正确的是（ ） A．二氧化碳能使燃烧的木条熄灭，所以能使燃烧木条熄灭的气体一定是二氧化碳 B．单质中只含有一种元素，所以只含有一种元素的物质一定是单质 C．氧化物中一定含有氧元素，所以含有氧元素的物质一定是氧化物 D．含碳元素的物质充分燃烧会生成CO2，所以燃烧生成CO2的物质一定含碳元素 3.（2025·天津滨海新·二模）下列说法正确的是（ ） A．金刚石和石墨是由不同原子构成的 B．和CO具有相同的分子种类 C．仅含碳、氧两种元素的物质一定属于纯净物 D．和CO在一定条件下可以相互转化 4.（2025·天津河西·一模）下列有关实验室制取二氧化碳的步骤中，对应正确的是（ ） A．选择制备反应的试剂 B．选择发生的装置 C．选择收集的方法 D．检验气体集满与否 5.（2025·天津南开·二模）下列说法正确的是（ ） A．红磷燃烧时，产生大量的白雾 B．做木炭在氧气中燃烧实验时，要把红热的木炭迅速放入集气瓶底部 C．铁、硫在氧气中燃烧，集气瓶底预留少量的水，目的都是吸收生成的有害气体 D．一氧化碳燃烧放出大量的热，火焰呈蓝色 6.（25-26九年级上·天津武清·月考）写出下列反应的化学方程式。 （1）镁条在氧气中燃烧 。 （2）二氧化碳与澄清石灰水反应 。 （3）铁丝在氧气中燃烧 。 （4）碳和二氧化碳在高温下反应 。 7.（25-26九年级上·天津河东·月考）如下图是验证二氧化碳性质的实验： （1）在A处能观察到两支蜡烛 (填序号)熄灭。 A．自下而上 B．自上而下 C．同时 （2）根据实验A的现象可得出二氧化碳的什么物理性质： ；还可得出 的化学性质。因此在一般情况下可用CO2来作 。 （3）在B处能观察到塑料瓶变瘪的同时，还能观察到澄清石灰水 的现象，请用化学方程式表示该反应： 。 8.（25-26九年级上·天津西青·月考）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大重要循环。 （1）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。 （2）过程⑤为绿色植物的光合作用，其化学方程式为，则X= ，过程⑦为海水吸收CO2，其反应的化学方程式是 。 【拓展视野】“碳中和”是指二氧化碳的排放和吸收要实现“收支相抵”。 （3）从空气中捕捉二氧化碳并转化为燃料，是实现“碳中和”的一个研究方向。一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示： 二氧化碳转化为甲醇的化学方程式为 。 9.（2025·天津·模拟预测）水是生命之源，人类的日常生活离不开水。 （1）图1是简易的净水装置，装置中活性炭吸附水中的异味和色素属于 变化（填“物理”或者“化学”）。 （2）常用净化水的方法有：①过滤、②加明矾吸附沉降、③蒸馏、④消毒杀菌。要将混有泥沙的天然水净化为生活用的自来水。应选用的方法和顺序为 （填下面的选项）。 A．①②③④ B．②④①③ C．①③④ D．②①④ （3）图2是电解水的装置图，试管a收集的气体是最理想的清洁能源，写出其燃烧时的化学方程式 。 （4）图3实验中，冷水从 （选填“A”或“B”）进入c仪器。 （5）下列实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的是 （填字母序号）。 A．氢气在氧气中燃烧 B．水的蒸发 C．水的电解 D．水的净化 10.（2025·天津津南·三模）化学是一门以实验为基础的科学。请结合下列装置回答问题。 （1）用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气，选择的发生装置为 （填字母），该反应的化学方程式为 。 （2）用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 ，发生装置C优于装置B的原因是 。 （3）①实验室若用图1装置收集氧气，则气体应从 （填“a”或“b”）口进入。 ②若要收集一定体积的二氧化碳，应选用 （填“图1”“图2”或“图3”）装置。 1.（25-26九年级上·天津南开·月考）下列说法正确的是（ ） A．120g尿素与150g硝酸铵中氮元素的质量相等 B．要使、中含有相同质量的氧元素，则与的分子个数比为2:3 C．密闭容器中CO和混合气体5g与足量的CuO反应，得到6.6g，则混合气体中C元素与O元素的质量比为2:3 D．氧化钙和碳酸钙的固体混合物质量为120g，将其高温煅烧至碳酸钙完全分解，称得剩余固体的质量为84g。则原固体混合物中钙元素的质量分数为50% 2.（2025·天津宝坻·模拟预测）下列说法中，正确的是（ ） A．质量相等的二氧化硫和三氧化硫中，氧元素的质量比为6：5 B．铜和氧化铜的混合物5.6g，与过量的一氧化碳充分反应后，得到固体物质为4.8g，则原混合物中铜单质的质量分数为28.6% C．将铁和碳的混合物ag，在氧气中充分灼烧，冷却后称量剩余固体的质量仍为ag，则混合物中碳的质量分数为30.0% D．高温煅烧含碳酸钙80%的石灰石(杂质不含钙元素，且高温不分解)，当剩余固体中钙元素质量分数为40%时，已分解的碳酸钙占原碳酸钙质量的64% 3.（双选）（25-26九年级上·天津河西·月考）构建元素化合价和物质类别的二维图是学习化学的重要方法。如图是碳元素的“价类二维图”。下列说法正确的是（ ） A．A常温下一定是黑色固体 B．的反应条件一定是点燃 C．的转化可用于除去CO中混有的CO2 D．的转化可为发电、冶炼金属等提供能量 4.（25-26九年级上·天津河西·月考）A、B、C、D是初中化学常见的物质，这四种物质中均含有同一种元素。其中A为无色气体单质，B、C为氧化物，且B为有毒气体，D是石灰石的主要成分。它们之间的部分转化关系如图所示（图中反应条件及部分反应物、生成物已省略）。回答下列问题： （1）写出下列物质的化学式：A ；D 。 （2）写出由物质C转化为物质B的化学方程式 ，它是 反应（填“吸热”或“放热”）。 （3）写出B和A反应的现象 。 5.（25-26九年级上·天津河西·月考）阅读下面科普短文，回答问题。 自然界中，天然金刚石较少。2024年4月，科学家在一个标准大气压、条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷气体，硅（Si）与甲烷反应生成四氢化硅和石墨（C），石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。 （1）从宏观上看，甲烷由 元素组成。从微观上看，金刚石由 构成。 （2）图1生成石墨的化学方程式为 ，图2所示的两种物质物理性质存在明显差异的原因是 。 （3）石墨转化为金刚石的过程属于 变化（填“物理”或“化学”）。 6.（2025·天津·一模）环境保护和能源利用是人类共同关注的问题。 （1）我国向世界承诺2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，其中的“碳”是指 （填序号）。 A．碳单质 B．一氧化碳 C．二氧化碳 （2）近年我国科学家合成了一种新型催化剂，可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇和水，该反应的化学方程式为 。 （3）乙醇可作燃料。现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成32.4g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物48g，参加反应的乙醇的质量为 g，混合物中一氧化碳与二氧化碳的分子个数比为 （填最简比）。 7.（25-26九年级上·天津河西·月考）实验室制取气体是初中重要化学实验之一，根据要求回答问题。 （1）写出仪器①的名称 。 （2）B装置相对A装置来说具有的优点是 。 （3）用C装置收集时应将气体从 （填“m”或“n”）管口处通入。 （4）将二氧化碳通入D装置，观察到 ；该实验证明 。 （5）用图中发生装置制取氧气的化学方程式为 。 （6）现有100g含碳酸钙80%的石灰石样品（杂质中不含钙元素），高温煅烧一段时间后，测得剩余固体中钙元素质量分数为40%，则反应后生成二氧化碳的质量为 。 8.（25-26九年级上·天津河西·月考）我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动。 【活动一】调查碳循环 自然界中碳循环如图所示，箭头表示碳的输送途径。 （1）途径①消耗空气中的 。 （2）途径②可使空气中含量 （填“增加”或“减少”）。 【活动二】探究碳“捕捉” 根据二氧化碳的性质，可以用水和碱溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图1所示实验，装置a端连接压强传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图2所示。 （3）图1中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，X的值为 。分析图2可知，“捕捉”二氧化碳效果最好的是 （填装置序号）。 【活动三】认识碳转化的途径 基于元素守恒，小组同学推测可以将二氧化碳转化为更高价值的物质，实现二氧化碳的再利用。我国科研人员研制出一种新型多功能复合催化剂，在这种催化剂的作用下，可以转化成汽油，X是一种常温下为气态的单质，转化过程如图所示。 （4）①在一定条件下，I中反应生成的另一种物质是生活中常见的氧化物，请写出该反应的方程式 。 ②下列说法正确的是 。 A．中碳、氢原子数目比为1:2    B．反应Ⅱ的生成物只有一种 C．物质X具有可燃性                    D．一种物质可以作为多种化学反应的催化剂 【活动四】计算碳转化 （5）我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇（）的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为。若用此方法处理44 t二氧化碳，计算理论上最多可生成乙醇的质量 t。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六单元 碳和碳的氧化物 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·知识导航·网络构建 5 03·考点解析·知识通关 6 考点一 碳单质 实验 木炭与氧化铜反应 考点二 一氧化碳和二氧化碳 实验 一氧化碳还原氧化铁 实验 二氧化碳物理、化学性质实验 考点三 常见气体的制取 实验 二氧化碳的实验室制取 考点四 二氧化碳对生活和环境的影响 跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 04·题型洞悉·考向预测 16 题型一 碳单质 考向01 碳单质物理性质及用途 考向02 碳单质化学性质 考向03 木炭还原氧化铜实验 题型二 一氧化碳和二氧化碳 考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途 考向02 二氧化碳的性质实验 考向03 一氧化碳和二氧化碳的对比 题型三 常见气体的制取 考向01 实验室制取气体的仪器和原理 考向02 发生装置和收集装置的选择 考向03 气体的检验和验满及性质验证 考向04 万能瓶的使用 题型四 二氧化碳对生活和环境的影响 考向01 碳中和与低碳行动 考向02 碳循环 考向03 二氧化碳的资源化利用 05·优题精选·练能提分 40 考点要求 2025年 2024年 2023年 课标要求 碳单质 T16 T9 T9 通过实验探究认识二氧化碳的主要性质，认识物质的性质与用途的关系；初步学习二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法；以自然界中的氧循环和碳循环为例，认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。 一氧化碳和二氧化碳 T13、19 T6、T13 T13 常见气体的制取 T22 T22 T22 命题预测 碳和碳的氧化物是天津中考的必考内容。选择题、填空题、实验探究题均有涉及。预计2026年中考仍以碳和碳的化合物的性质和用途，二氧化碳的制取，低碳生活为考查重点，且以填空题、实验探究题为主要题型进行考查。气体的制取、检验与净化是中考实验探究题常考题型，主要考查常见气体二氧化碳、氧气（有时也会拓展考查氢气和氨气等）的制备，并且常见气体的检验和净化也常穿插其中，常考题型是实验探究题，有时也会以选择题的形式考查。 考点一 碳单质 一、碳单质的物理性质和用途 结构 构成微粒 性质 用途 物理性质不同的原因 金刚石 碳原子 无色透明的的固体。天然存在的最硬的物质。 特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大；导热性好。 制装饰品(钻石)；制钻头、切割大理石、裁玻璃； 金刚石薄膜用作光学窗口和透镜的涂层；用于集成电路基板散热。 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 原子的排列方式不同 石墨 碳原子 灰黑色的有金属光泽的固体；很软，有滑腻感；熔点高，有良好的导电性。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 C60 C60分子 有特殊的物理性质 用于超导、催化、材料科学等领域 二、无定形碳 1．焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。 木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭强。 2．活性炭的应用：可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 3．活性炭、木炭的吸附性是物理性质。 三、碳单质的化学性质 1．碳单质的化学性质 （1）常温下稳定性强（古代字画能长久保存的原因）。 （2）可燃性：(O2充足)完全燃烧生成CO2：C+O2CO2 ；（O2不足）不完全燃烧生成CO：2C+O22CO。 （3）还原性：C+2CuO 2Cu+CO2↑（置换反应）（现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊）。3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊） 应用：冶金工业。 2．实验：木炭与氧化铜反应 实验仪器 试管、酒精灯、金属网罩、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、橡胶塞、导管、升降台、火柴 实验试剂 木炭、氧化铜、澄清石灰水。 实验原理 C＋2CuO2Cu＋CO2↑。 实验装置 实验步骤 a.连接仪器，检查装置的气密性； b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中； d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟； e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。 实验现象 大试管中的固体由 黑 色变为 红 色；小试管中的澄清石灰水 变浑浊 。 实验结论 木炭能够还原氧化铜生成 铜 单质和 二氧化碳 ；该实验说明木炭具有 还原 性。 实验注意 ①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 ②火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。 ③实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。 ④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化。 ⑤木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应。 计算思维辨析 固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为生成的二氧化碳质量。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是氧化铜中氧元素的质量。 1．金刚石、石墨都是由碳原子构成的，C60是由C60分子构成的，一个C60分子由60个碳原子构成。 2．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。 3．木炭、活性炭、焦炭和炭黑都属于混合物，这些物质的主要成分是碳单质，结构与石墨类似。木炭、活性炭都是疏松多孔的结构，具有吸附性（物理性质），活性炭的吸附性更强。 1.(2024·天津模拟·)根据图示，分析下列说法，其中描述错误的是（ ） A．四种物质都是由碳原子构成的 B．四种物质均可以在氧气中燃烧 C．碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点 D．金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同 【答案】A 【解析】A、金刚石、石墨、碳纳米管都是由碳原子构成的，是由分子构成的，说法错误，符合题意； B、金刚石、石墨、碳纳米管、都属于碳单质，均可以在氧气中燃烧，说法正确，不符合题意； C、碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点，说法正确，不符合题意； D、金刚石和石墨性质存在差异的原因是碳原子的排列方式不同，说法正确，不符合题意。故选：A。 2.(2024·天津模拟·)石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体（如图），图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。关于石墨烯，下列说法不正确的是（　　） A．石墨烯和金刚石都由碳元素组成 B．石墨烯的导电性比银强 C．石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用 D．从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化 【答案】D 【解析】A、石墨烯和金刚石都由碳元素组成，故A说法正确； B、由题意可知，石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，所以石墨烯的导电性比银强，故B说法正确； C、由石墨烯的结构可知，石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用，故C说法正确。 D、石墨与石墨烯是不同种物质，因此从石墨中剥离出石墨烯属于化学变化，故说法D不正确。故该题选D。 3.(21-22九上·天津红桥区·期中)阅读下列短文，回答问题： 石墨、石墨烯、碳纳米管都是碳单质。1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯。石墨烯具有非同寻常的导电性，强度能超出钢铁数十倍，有极好的透光性。石墨烯将成为硅的替代品，用来生产超级计算机和新能源电池。 （1）石墨烯可用于制作新能源电池，利用石墨烯的 性。 （2）石墨、石墨烯、碳纳米管物理性质差异较大，原因是 。 （3）下列说法正确的是 (填字母)。 A．石墨烯与硅的性质完全相同 B．石墨烯在常温下化学性质稳定 C．1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯，说明碳原子很小 （4）由碳元素还能组成其它的单质。如“钻石恒久远，一颗永流传”体现了碳 的化学性质；水的净化过程中通常会利用活性炭的 性除去色素和异味。 【答案】（1）导电（2）碳原子排列方式不同（3）BC（4）稳定 吸附 【解析】（1）石墨烯可用于制作新能源电池，利用石墨烯的导电性； （2）石墨、石墨烯、碳纳米管物理性质差异较大，原因是碳原子排列方式不同； （3）A、石墨烯与硅的性质不完全相同，该选项不正确； B、在常温下，石墨烯化学性质稳定，该选项正确； C、1mm厚的石墨大约包含300万层石墨烯，说明碳原子很小，该选项正确。故答案为：BC。 （4）“钻石恒久远，一颗永流传”体现了碳稳定的化学性质；水的净化过程中通常会利用活性炭的吸附性除去色素和异味。 考点二 一氧化碳和二氧化碳 一、一氧化碳 1．物理性质：无色、无味的有毒气体，难溶于水，密度比空气略小。 2．化学性质 （1）可燃性：2CO+O22CO2 点燃CO，产生蓝色火焰，放出热量。 （2）毒性：是指它极易与人体血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合，失去了携氧能力，造成生物体内缺氧，而发生中毒现象；因此冬天用煤炉取暖时，一定要注意通风。 （3）还原性 实验：一氧化碳还原氧化铁 实验仪器 硬质玻璃管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、铁架台、酒精灯、酒精喷灯、玻璃导管 实验试剂 一氧化碳、氧化铁、澄清石灰水 实验原理 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 实验装置 实验步骤 a.组装仪器，并检查装置的气密性； b.装入药品，固定装置； c.点燃酒精灯，向玻璃管中通入一氧化碳； d.点燃酒精喷灯； e.反应完成后，熄灭酒精喷灯； f.硬质玻璃管冷却后，停止通入一氧化碳； g.熄灭酒精灯。 实验现象 与原理 （1） 玻璃管内：红棕色粉末逐渐变黑。反应的化学方程式： Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 （2） 试管内：澄清石灰水变浑浊。反应的化学方程式： CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O （3） 酒精灯处：气体燃烧并产生蓝色火焰。反应的化学方程式： 2CO＋O2 2CO2 实验注意 1.装置尾部酒精灯的作用是点燃尾气，防止污染空气。 2.实验开始时，要先通入CO，一段时间后再点燃酒精喷灯，目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸。 3.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却，才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是生成的铁在高温时会重新被氧化。 4.在CO还原Fe2O3的反应中，CO具有还原性，作还原剂。 5.实验结束，停止加热后，要继续通CO直至玻璃管冷却，同时防止石灰水发生倒吸现象。 6.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替，但需在火焰外加金属网罩，使火焰集中，提高温度。 （4）用途 ①作燃料：CO具有可燃性，将煤转化为煤气可使燃烧更充分，对环境污染程度小。 ②冶炼金属：CO具有还原性，用于冶金工业。 二、二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 （1）二氧化碳的物理性质 无色、无味的气体，能溶于水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为干冰（用途制冷剂、人工降雨、食物储运、制造舞台烟雾效果）。 （2）探究二氧化碳物理性质的两个实验 倾倒二氧化碳 溶解性实验 实验装置图 实验操作 向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。 向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。 实验现象 蜡烛自下而上依次熄灭 塑料瓶变瘪了 实验分析 二氧化碳密度比空气大（物理性质）； 二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧（化学性质）。 原因：二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。 2．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）与水反应：CO2+H2O===H2CO3，生成的碳酸能使紫色蕊溶液变红色。碳酸易分解，发生反应的化学方程式为：H2CO3===H2O+CO2↑。 （3）与碱反应： ①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O，观察到有白色沉淀生成，因此实验室通常用澄清石灰水检验二氧化碳； ②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O，应用：实验室通常用氢氧化钠溶液吸收或去除二氧化碳。 （4）二氧化碳与水反应的实验探究 实验操作 喷稀醋酸 直接喷水 直接放入CO2中 喷水后放入CO2中 烘干第四朵花 现象 小花变红色 小花不变色 小花不变色 小花变红色 红色褪去 分析 酸能使紫色石蕊变红 水不能使紫色石蕊变色 二氧化碳不能使紫色石蕊变色 二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红 碳酸不稳定，容易分解 结论 a.二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，显酸性。 b.生成的碳酸不稳定，很容易分解生成二氧化碳和水。 实验改进 ①操作示意图（a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花，垂直固定装璃管的装置末画出）； ②现象：d处棉花比a处棉花 先变红 ，b、c处棉花 不变红 ； ③结论：根据棉花变红的顺序，可得出二氧化碳的密度比空气 大 ，温润的棉花 变红 ，干燥的棉花 不变红 ，可得出二氧化碳能与水反应。 3．二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途： ①制冷剂：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。 ②用于人工增雨：利用干冰升华吸热的原理。 ③制造舞台烟雾效果。 （2）灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（密度比空气大），又利用二氧化碳的化学性质（不能燃烧，也不支持燃烧）。 （3）农业生产中的气体肥料。 （4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。 4．一氧化碳和二氧化碳的比较 一氧化碳 二氧化碳 物理性质 色态味 无色、无臭气体 无色、无臭气体 密度 比空气略小 比空气大 水溶性 难溶于水 能溶于水 化学性质 可燃性 2CO+O22CO2 在一般情况下，既不燃烧也不支持燃烧 与某些氧化物反应 CO+CuOCu+CO2 不反应 与水反应 不反应 CO2+H2O==H2CO3 与石灰水反应 不反应 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O 毒性 剧毒 无毒 主要用途 燃料、冶炼金属 灭火、温室肥料、化工原料等 相互转化 2CO+O22CO2 ；C+ CO22CO 1.(23-24九上·天津·练习)下列关于碳和碳的氧化物的说法正确的是（ ） A．所有的单质碳具有相同的性质 B．二氧化碳可用于灭火，既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质 C．在CO和CO2浓度过大环境中，都可以致人死亡，所以两种气体都有毒 D．一氧化碳能用于冶炼金属，是因为一氧化碳具有可燃性 【答案】B 【解析】A、所有的单质碳具有相似的化学性质，但由于原子排列方式的不同，它们的物理性质存在着差异，选项错误； B、二氧化碳可用于灭火，利用了二氧化碳不燃烧也不支持燃、密度比空气大，前者属于化学性质，后者属于物理性质，选项正确； C、在CO和CO2浓度过大环境中，都可以致人死亡，但二氧化碳无毒，选项错误； D、一氧化碳可用于冶炼金属，是因为一氧化碳具有还原性，而不是可燃性，选项错误。故选B。 2.(24-25九上·天津北辰区·期末)下列对CO和CO2的认识正确的是（ ） A．CO和CO2都能溶于水 B．CO和CO2都可以与氧化铜反应 C．CO和CO2都可以通过碳与氧气反应制备 D．CO和CO2的分子构成不同，但化学性质相似 【答案】C 【解析】A、一氧化碳难溶于水，二氧化碳能溶于水，说法错误，不符合题意； B、一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳与氧化铜不反应，说法错误，不符合题意； C、碳在氧气中不充分燃烧生成一氧化碳，碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，因此、都可以通过碳与氧气反应制备，说法正确，符合题意； D、由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，、的分子构成不同，所以它们的化学性质不同，说法错误，不符合题意。 故选：C。 3.(24-25九上·天津滨海区·二模)下列说法正确的是（ ） A．金刚石和石墨是由不同原子构成的 B．和CO具有相同的分子种类 C．仅含碳、氧两种元素的物质一定属于纯净物 D．和CO在一定条件下可以相互转化 【答案】D 【解析】A、金刚石和石墨均是碳元素形成的单质，均是由碳原子构成的，错误； B、CO2和CO分别是由二氧化碳分子、一氧化碳分子构成的，分子种类不同，错误； C、仅含碳、氧两种元素的物质不一定属于纯净物，如CO2和CO的混合物，错误； D、CO和CO2在一定条件下可以相互转化，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，正确。故选D。 考点三 常见气体的制取 一、实验室制取气体的装置 装置 类型 选择依据 拓展装置 发生装置 固体加热型 反应物是固体； 反应条件需要加热。 —— 固液不加热型 反应物是固体和液体； 反应条件不加热。 分液漏斗可以控制反应速率，节约药品。 收集装置 排水法 适合溶解性小； 不与水反应的气体 气体从短管进集气瓶，水从长管排出 向上排空气法 适合密度大于空气的气体； 且不与空气各成分反应 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 向下排空气法 适合密度小于空气的气体； 且不与空气各成分反应 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出 各种装 置气密 性检查 将导管伸入水 中，手紧握容器外壁，观察导管口有　气泡冒出，松手后导管有一段液柱，则装置不漏气，反之漏气 用弹簧夹夹住乳胶管，往长颈漏斗内注入水，若长颈漏斗下端形成　一段稳定液柱，则装置不漏气 向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中，用手捂容器外壁，伸入水中的导管口有气泡产生，则气密性良好 当缓缓拉活塞时，观察到有气泡产生，则气密性良好；当缓缓推活塞时，观察到长颈漏斗中形成一段液柱，则气密性良好 关闭分液漏斗活塞，缓缓拉注射器活塞，松手后，活塞回到原处，说明装置气密性良好 装置拓展 固液常温型装置 二、二氧化碳的制取 制取方法 实验室制法 工业制法 制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 石灰石 反应原理 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3CaO+CO2↑ 装置 依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度 固体加热型 （反应物状态为固体和液体，反应条件为常温） 向上排空气法 （二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大） 实验步骤 （1）“组”：组装仪器。 （2）“查”：检查装置的气密性。 （3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。 （4）“集”：用向上排空气法收集。 （5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。 （6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。 检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若观察到木条熄灭，证明二氧化碳已经收集满。 净化装置 制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气，实验室常将制取的气体先通过饱和NaHCO3溶液除去HCl气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。 三、二氧化碳与氧气实验室制法的比较 二氧化碳的实验室制法 氧气的实验室制法 反应原理 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ 发生装置 过氧化氢制氧气 收集方法 向上排空气法 向上排空气法或排水法 检验 将气体通入澄清石灰水，若其变浑浊，则该气体是CO2 用带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则为O2 验满 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若燃着的木条立即熄灭，则CO2已集满 将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则O2已集满 四、实验室制取气体的一般思路和方法 1．确定制取气体的化学反应原理 （1）要研究在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等)，可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。 （2）还要考虑以下几个方面的因素：原料要容易获得；实验条件要易于控制；实验装置易于装配；实验操作安全可靠；实验速度适中；易于收集纯净的气体。 2．确定制取气体时应采用的实验装置 （1）发生装置的确定：一般根据反应条件和反应物的状态设计发生装置，如下图所示： ①固体+液体气体，选择上图中的装置B或装置C，如实验室制取二氧化碳。 ②固体+固体气体，选择上图中的装置A，如实验室用高锰酸钾制取氧气。 温馨提示 有时发生装置具有多样性，特别是固液常温型的反应，因为反应容器可选用试管，也可选用锥形瓶、烧瓶，橡皮塞可用单孔橡皮塞，也可用双孔橡皮塞，用双孔橡皮塞时添加液体的仪器可选长颈漏斗，也可选分液漏斗或注射器，那么组装起来的装置就有很多种。 （2）收集装置的确定 所收集气体的性质 难溶(或不溶)于水 密度小于空气的(相对分子质量小于29) 密度大于空气的(相对分子质量大于29) 收集装置 收集方法的特点[ 所收集气体较纯，但有少量水蒸气 所收集气体常混有空气，仅凭观察难以判定气体是否集满，操作简单 注意事项 集气瓶事先要装满水，导管置于瓶口处 导管应伸入到集气瓶底部，在瓶口验证气体是否集满 3．实验室制取气体的实验操作顺序 实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般顺序为： ①组装仪器：一般按从下到上，从左到右的顺序进行组装； ②检查装置气密性； ③装药品：若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体； ④准备收集装置：若用排水法收集气体，应在制取气体之前将集气瓶盛满水； ⑤制取气体； ⑥收集气体并验满； ⑦拆洗仪器。 1．药品的选择：①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应，是因为稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发）。②也不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 2．①反应容器中的导管不能伸入过长，应稍露出橡皮塞。 ②若使用双孔橡皮塞，长颈漏斗下端的管口应伸入到液面以下，以免产生的气体从长颈漏斗逸散到空气中。 ③收集气体时，集气瓶口朝上，导管伸入到集气瓶的底部，以收集到较纯净的气体。 3．用排空气法收集气体时，注意集气瓶口的方向。集气瓶口朝上，表明空气从上方排出，为向上排空气法；集气瓶口朝下，表明空气从下方排出，为向下排空气法； 4．气体检验：检验二氧化碳只能用澄清石灰水，不能用燃烧的木条，因为使燃烧的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳气体，还可能是氮气等。 5．气体验满：验满时燃着的木条应放在集气瓶口，不能伸入集气瓶中。 1.(22-23九上·天津和平十一中学·期末)实验室制取CO2有以下几个步骤：①按装置图连接好仪器②向长颈漏斗中加入稀盐酸③向锥形瓶内加入块状石灰石④检查装置的气密性⑤收集反应生成的气体。以上操作的排列顺序正确的是（ ） A．①②③④⑤ B．②①④③⑤ C．①②④③⑤ D．①④③②⑤ 【答案】D 【解析】制取气体时，应首先按图连接实验装置，然后检查气密性，在气密性良好的前提下开始装药品，当有固体药品和液体药品时，先装固体药品再装液体药品，然后收集气体。实验室制取二氧化碳用的是固体石灰石和液体稀盐酸，故实验室制取CO2的步骤为①按装置图连接好仪器，④检查装置的气密性，③向锥形瓶内加入块状石灰石，②向长颈漏斗中加入稀盐酸，⑤收集反应生成的气体，故选D。 2.(24-25九上·天津南开·三模)根据下列装置图回答问题 （1）仪器a的名称为 。 （2）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为 (填字母)，该反应的化学方程式为 。 （3）实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为 (填字母)。 （4）制取二氧化碳时，一般有5个步骤：①检查装置的气密性；②按要求组装好仪器；③向长颈漏斗中注入稀盐酸；④收集气体；⑤向锥形瓶中放入几小块石灰石。正确的操作顺序是 (填序号)。 （5）装置B中试管口略向下倾斜的原因是 。 【答案】（1）铁架台（2）BD或BE （3）AD （4）②①⑤③④（5）防止冷凝水倒流，炸裂试管 【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是：铁架台； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选B，氧气不易溶于水，密度比空气略大，可用排水法或向上排空气法收集，收集装置可选D或E，故填：BD或BE； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选A，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D，故填：AD； （4）制取二氧化碳的实验步骤为：组装仪器，检查装置的气密性；先向锥形瓶中放入几块石灰石，然后向长颈漏斗中注入稀盐酸，最后收集气体，故操作顺序是：②①⑤③④； （5）装置B中试管口略向下倾斜的原因是：防止冷凝水倒流，炸裂试管。 3.(24-25九上·天津·检测)二氧化碳的实验室制取 制取装置： （1）反应药品：实验室制取CO2常选用 和 。 （2）反应原理： 。 （3）实验步骤：仪器连接→ →装入大理石→加入稀盐酸→收集气体 （4）气体检验：将待测气体通入 中，若 ，则证明该气体是CO2。 （5）气体收集：CO2气体只能用 收集，是因为 。 （6）气体验满：将燃着的木条放在 ，若 ，则证明已满。 【答案】（1）大理石(或石灰石) 稀盐酸（2）（3）检查气密性 （4）澄清石灰水 石灰水变浑浊（5）向上排空气法 二氧化碳能溶于水且密度比空气大 （6）集气瓶口 木条熄灭 【解析】（1）实验室制取CO2常选用大理石或石灰石与稀盐酸反应。 （2）碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式是：； （3）实验步骤：仪器连接，为了能顺利收集气体因此先检查装置的气密性，然后装药品，加入稀盐酸后反应收集气体，故填：检查装置的气密性； （4）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此将待测气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明该气体是CO2 （5）CO2气体密度比空气大且能溶于水，因此只能用向上排空气法收集； （6）二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，能使燃着的木条复燃，因此验满方法是将燃着的木条平置于集气瓶口，木条熄灭，则已满。 考点四 二氧化碳对生活和环境的影响 1．自然界中的二氧化碳循环 绿色植物的光合作用 二氧化碳 氧气人和动植物的呼吸， 化石燃料的燃烧等 （1）CO2的来源：燃料的燃烧、人和动植物的呼吸作用、汽车工厂排放的废气。 （2）消耗二氧化碳的途径： 绿色物的光合作用、海水吸收。 2．二氧化碳对人体和环境的影响 （1）CO2对人体健康的影响：CO2无毒，但CO2不能供给呼吸。当空气中CO2超过正常含量时，会对人体健康造成影响，因此室内一定要注意通风换气。进入久未开启的菜窖和山洞、深井前，需做灯火实验。 （2）CO2对环境的影响：空气中CO2含量过高，会使温室效应加剧，造成全球变暖等。 3．低碳行动 （1）减少CO2的排放：减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源。 （2）增大CO2的吸收：大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存CO2等。 1．CO2不是空气污染物，但大气中CO2含量过高，会使温室效应加剧。 2．能产生温室效用的气体有：CO2、O3、CH4（甲烷）、N2O（一氧化二氮）、氟氯代烷等。 1.(24-25九上·天津·检测)“节能减排”是我们每个公民应尽的责任和义务，为保护人类的家园“地球”，我们应作出一份努力。 （1）自然界中二氧化碳的循环如图所示，下列过程放在X处不合理的是 (填字母)。 A．人和动植物的呼吸作用 B．绿色植物的光合作用 C．化石燃料的燃烧 D．死亡动植物的腐烂 （2）CO2过多排放导致的环境问题是 。 （3）为减少CO2的排放，可以将CO2进行转化。我国科学家已成功合成新型催化剂，将CO2高效转化为甲醇(CH3OH)，该反应的微观过程如图所示： ①该反应的化学方程式为 。 ②该反应 (填“属于”或“不属于”)分解反应。 【答案】（1）B（2）温室效应增强（3） 不属于 【解析】（1）由图可知X处应该是消耗氧气生成二氧化碳； A、人和动植物的呼吸作用能够消耗氧气生成二氧化碳，故A不符合题意； B、绿色植物的光合作用能够消耗二氧化碳释放氧气，故B符合题意； C、化石燃料的燃烧能够消耗氧气生成二氧化碳，故C不符合题意； D、死亡动植物的腐烂能够消耗氧气生成二氧化碳，故D不符合题意。故填：B； （2）二氧化碳过多排放导致温室效应增强，全球气候变暖，故填：温室效应增强； （3）①由反应的微观过程图可知，该反应是二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇和水，反应的化学式表达式为。故填：； ②该反应不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，故填：不属于。 2.(24-25九下·天津第二南开学校·月考)要实现“化学让生活更美好”，必须保护环境，但导绿色生活。试回答下列问题： （1）氢气是一种无污染的燃料，研究发现：利用硫——碘循环可分解水制氢气。其中主 要涉及下列反应（反应条件已略）： Ⅰ、；Ⅱ、，Ⅲ、 请回答：循环分解水的过程中产生和的质量比为 。 （2）酸雨也是环境问题之一： ①酸雨的pH值 （填“>”、“<”或者“=”）5.6。 ②若A是造成酸雨的主要物质。工业生产硫酸过程中通过下列反应得到A：在空气中，A发生以下系列转化，最终形成酸雨：转化“A→B”的化学方程式为 。 （3）如图是利用缺铁性氧化物进行再资源化研究的示意图。 上图所示两个转化过程均属于 （填“物理”或“化学”）变化，如该研究成熟并广泛应用，能改善的环境问题是 。 【答案】（1）8:1（2）< （3）化学 温室效应 【解析】（1）由循环分解水的反应可知，生成的O2和H2的关系是O2～2H2，则生成的O2和H2的质量比是（16×2）：（1×4）=8：1； （2）①正常雨水的pH值为5.6，酸雨的pH值小于5.6，故填：<； ②根据质量守恒定律可知，反应前后元素不变，各种原子种类和数目不变，反应前铁、硫、氧原子个数分别为：4、8、22，反应前铁、硫、氧原子个数分别为：4、0、6，缺少8个硫原子和16个氧原子，所以A是SO2；二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫与水反应生成硫酸，所以B得化学式是SO3，“A→B”是二氧化硫和氧气在催化剂的作用下反应生成三氧化硫，反应的化学方程式为： （3）①上图所示反应Ⅰ是缺铁性氧化物和反应生成四氧化三铁和碳，反应Ⅱ是四氧化三铁在太阳能条件下反应生成缺铁性氧化物和氧气，两个转化过程是均有新物质生成，属于化学变化，如该研究成熟并广泛应用，能吸收大量的二氧化碳，能改善的环境问题是温室效应。 3.(24-25·天津部分区·一模)环境保护和能源利用是人类共同关注的问题。 （1）我国向世界承诺2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，其中的“碳”是指 （填序号）。 A．碳单质 B．一氧化碳 C．二氧化碳 （2）近年我国科学家合成了一种新型催化剂，可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇和水，该反应的化学方程式为 。 （3）乙醇可作燃料。现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成32.4g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物48g，参加反应的乙醇的质量为 g，混合物中一氧化碳与二氧化碳的分子个数比为 （填最简比）。 【答案】（1）C（2）（3）27.6 【解析】（1）“碳达峰”“碳中和”中的“碳”主要是指二氧化碳，二氧化碳的过量排放会导致全球气候变暖等环境问题，控制二氧化碳的排放是实现这些目标的关键；故选：C。 （2）二氧化碳和氢气在新型催化剂作用下反应生成甲醇和水，化学方程式为； （3）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类和质量不变，根据氢元素守恒，乙醇中氢元素的质量等于生成水中氢元素的质量：，则参加反应的乙醇的质量为； 乙醇中碳元素的质量为，根据碳元素质量守恒，则一氧化碳和二氧化碳混合物中碳元素质量也为14.4g，所以一氧化碳和氧化铜的混合物中，碳与氧的质量比为14.4g：（48g-14.4g）=3：7，设一氧化碳的分子个数为x，二氧化碳的分子个数为y，则有 ，解得x：y=1：3，故一氧化碳与二氧化碳的分子个数比为1：3。 跨学科实践活动5 基于碳中和设计低碳行动方案 1．（2024·广东）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】减少一次性餐具的使用 人工降雨 乙醇 不能 光合 【解析】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。 2．我国承诺：2030 年“碳达峰”，2060年“碳中和”，体现大国担当。丁仲礼院士认为“碳中和”是让人为排放的CO2，被人为努力和自然过程所吸收。 I.碳排放： （1）查阅图 1，动植物呼吸 (选填“能”或“不能”)释放CO2。 Ⅱ.碳中和： （2）自然吸收：查阅图 1，CO2的自然吸收途径有 (填图中序号)。 （3）人为努力：工业上一种利用NaOH溶液实现“碳捕集”技术的流程如图2所示。 ①操作1用到玻璃棒的作用是： 。 ②大气中二氧化碳含量过高时可能会形成 效应。 ③反应、分离室中发生的复分解反应的化学方程式为 。 ④高温反应室中发生的化学反应方程式为 ，该反应的基本反应类型是 反应。 ⑤流程中可循环利用的物质有CaO、 。 【答案】（1）能（2）④⑥（3）引流 温室效应 分解 氢氧化钠/NaOH 【解析】（1）查阅图 1，动植物呼吸能释放CO2； （2）查阅图 1，CO2的自然吸收途径有植物光合作用、海水吸收等，故选填：④⑥； （3）①操作1后得到固体和液体，则操作1为过滤操作，用到玻璃棒的作用是引流； ②二氧化碳是温室气体，大气中二氧化碳含量过高时可能会形成温室效应； ③反应、分离室中发生的反应为：（化合反应）； （复分解反应）； 则复分解反应的化学方程式为； ④高温反应室中碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳，反应的化学方程式为； 该反应是一种物质反应生成两种物质，符合“1变多”的特征，属于分解反应； ⑤流程中CaO、NaOH既是反应物，又是生成物，则可循环利用的物质除了CaO，还有NaOH。 题型一 碳单质 ►考向01 碳单质的物理性质及用途 【典例】（2023·黑龙江大庆）近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是（ ） A．石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质 B．石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用 C．石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯 D．金刚石、石墨和里碳原子的排列方式不同，因此在性质和用途上存在明显差异 【答案】A 【解析】A、石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，但是石墨很软，符合题意； B、石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用，具有重要的应用前景，不符合题意； C、铅笔芯是石墨粉和黏土粉末按一定比率混合而成的，因为石墨质软，且是灰黑色，容易留下痕迹，不符合题意； D、金刚石和石墨均是由碳原子构成，C60由C60分子构成，C60分子由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，因此它们在性质和用途上存在明显差异，不符合题意。故选A。 【变式1】（2023·吉林）下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是（ ） A．都是碳的单质 B．都由碳元素组成 C．物理性质相同 D．碳原子排列方式不同 【答案】C 【解析】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，故A正确； B、金刚石和石墨都是由碳元素组成的，故B正确； C、金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的物理性质差异较大，故C错误； D、金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，故D正确。故选C。 【变式2】（2024·湖南长沙）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（ ） A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D． 【答案】A 【解析】A、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，用于去除冰箱、汽车中的异味，故正确； B、金刚石无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； C、石墨无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； D、C60不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误。故选A。 ►考向02 碳单质的化学性质 【典例】（2023·湖北十堰）《中国书法大会》书写时代精神。唐怀素《自叙帖》保存至今仍不变色，主要是因为书写作品时所用的墨汁中含有的炭黑（ ） A．是黑色固体 B．具有吸附性 C．常温下性质稳定 D．具有还原性 【答案】C 【解析】A、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳是黑色固体无关，故选项错误； B、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的吸附性无关，故选项错误； C、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，故选项正确； D、用墨汁写的字不易褪色，是因为常温下墨汁中碳的化学性质稳定，与碳的还原性无关，故选项错误。故选C。 【变式】（2025·天津南开·一模）科学家从石墨中分离出单层石墨（即石墨烯），用石墨烯制成“筛子”，海水流过该膜时，独立的水分子可以通过，钠离子和氯离子因被水分子包裹而不能通过。下列有关说法正确的是（ ） A．海水淡化后，水分子的体积变小 B．金刚石和石墨烯中碳原子排列方式不同 C．石墨烯是一种新型化合物 D．通过该膜后海水中氯化钠质量增大 【答案】B 【解析】A、水分子的体积不会因物理分离而改变，淡化仅改变浓度而非分子大小，故错误； B、金刚石是立体网状结构，石墨烯为单层平面六边形结构，碳原子排列方式不同，故正确； C、石墨烯是碳的单质，而非化合物（化合物需含不同元素），故错误； D、膜仅允许水分子通过，钠离子和氯离子被截留，通过膜后的海水（淡水）中氯化钠质量应减少，故错误。 故选B。 ►考向03 木炭还原氧化铜实验 【典例】（2023·西藏）我国提出2060年前实现碳中和，体现了构建人类命运共同体的大国担当。碳中和是指的排放总量和减少总量相当。丁仲礼院士认为碳中和是让人为排放的被人为努力和自然过程所吸收。 （1）实现碳中和人人有责。为了减少排放，同学们改进了木炭还原氧化铜实验装置，改进前和改进后装置如图所示。请问装置B的作用是 。   【实验操作及现象】 按如图改进后装置进行实验，观察到如下实验现象 现象1：加热一段时间后，试管中部分黑色固体变红； 现象2：装置A中澄清石灰水变浑浊。 【实验结论】 （2）现象1说明木炭具有 性；现象2说明生成了 气体。 【实验反思】 （3）老师告诉同学们实验中还会产生少量的CO，于是同学们按如图所示增加小气球以此完善实验装置。请问小气球的作用是 。    【思考延伸】 （4）随着工业生产的高速发展和人民生活水平的提高，排入大气中的越来越多，导致温室效应加剧。下列措施有助于实现碳中和的有 (填字母)。 A．植树造林 B．用清洁燃料代替化石燃料 C．利用人工途径将合成为淀粉 【答案】（1）吸收二氧化碳（2）还原 二氧化碳/CO2（3）吸收一氧化碳防止排放到空气中（4）ABC 【解析】（1）根据二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，因此如图B中的浓氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化碳，减少其排放； （2）根据，现象1是加热一段时间后，试管中部分黑色固体变红即木炭粉和氧化铜反应生成了红色的铜，因此说明木炭粉具有还原性；现象2是装置A中澄清石灰水变浑浊，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故说明反应生成了二氧化碳气体； （3）由于一氧化碳有毒污染空气，因此用气球收集尾气，故填：吸收一氧化碳，防止排放到空气中； （4）A、植树造林，增加光合作用消耗二氧化碳，符合题意； B、用清洁燃料代替化石燃料，减少二氧化碳的排放，符合题意； C、利用人工途径将 CO2 合成为淀粉，消耗了多余的二氧化碳，符合题意；故选：ABC。 【变式】(25-26九上·天津经济开发区第一中学·期中)用木炭还原氧化铜的实验如图所示，回答下列问题： （1）酒精灯加网罩的目的，集中火焰， 温度。 （2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但澄清石灰水不变浑浊，原因是刚开始排出的是 。 （3）继续加热，观察到试管①中产生的现象是 ，试管①中反应的化学方程式是 ；试管②中反应的化学方程式是 。 （4）实验结束，停止加热时的操作是 （填字母）， A．先熄灭酒精灯，再将导管从试管②中撤出 B．先将导管从试管②中撤出，再熄灭酒精灯 这样操作的目的是 。 【答案】（1）提高（2）试管内的空气（3）黑色粉末变红色 （4）B 防止试管②中的液体倒吸入热的试管底部，使试管炸裂 【解析】（1）酒精灯加网罩的目的是集中火焰，提高温度； （2）木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但澄清石灰水不变浑浊，原因是刚开始排出的是试管内的空气； （3）木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，则观察到试管①中产生的现象是黑色粉末变红色；发生反应的化学方程式为；试管②中二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为； （4）实验结束，停止加热时的操作是先将导管从试管②中撤出，再熄灭酒精灯，故填：B；这样操作的目的是防止试管②中的液体倒吸入热的试管底部，使试管炸裂。 题型二 一氧化碳和二氧化碳 ►考向01 一氧化碳、二氧化碳的性质及用途 【典例】（2024·辽宁）二氧化碳在生产生活中应用广泛。下列不属于二氧化碳用途的是（ ） A．作燃料 B．参与光合作用 C．固态二氧化碳用于人工降雨 D．制碳酸饮料 【答案】A 【解析】二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，不能用作燃料；二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，固态二氧化碳升华吸热可用于人工降雨，二氧化碳与水反应生成碳酸，可用于制碳酸饮料；故选：A。 【变式1】（2024·山东临沂）下列关于碳和碳的化合物说法中不正确的是（ ） 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（）都属于有机化合物 【答案】D 【解析】A、金刚石是天然存在最硬的物质，故说法正确； B、同种分子性质相同，不同分子性质不同，CO和CO2的分子构成不同，化学性质不同，故说法正确； C、二氧化碳灭火器可用来扑灭图书、档案等物的失火，因为二氧化碳灭火器灭火不会留下痕迹，故说法正确； D、二氧化碳虽然含碳元素，但其性质和无机物相似，不属于有机化合物，故说法错误。故选D。 【变式2】（2024·云南）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。 ►考向02 二氧化碳的性质实验 【典例】（2024·四川泸州）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能与石蕊反应变红 【答案】C 【解析】A、玻璃片没有掉下，证明瓶内气压小于大气压，A错误； B、玻璃片没有掉下，证明瓶内气压小于大气压，不能证明CO2与水发生了反应，B错误； C、蓝色石蕊试纸遇酸变红，注入水之前CO2与石蕊试纸接触，但不能使石蕊试纸变红，倒置且振荡后CO2与水充分接触，而此时石蕊试纸变红，说明CO2与水反应产生了酸，酸使蓝色石蕊试纸变红，C正确； D、注入水之前CO2与石蕊试纸接触，但不能使石蕊试纸变红，说明CO2不能与石蕊反应变红，D错误。 故选：C。 【变式1】（2024·四川内江）如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是（ ） A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成 B．该反应中，失去氧的物质是CO C．CO具有可燃性 D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小 【答案】B 【解析】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，故选项说法正确； B、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应中，失去氧的物质是氧化铁，故选项说法错误； C、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，常在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯，是为了点燃尾气，利用的是一氧化碳具有可燃性，故选项说法正确； D、一氧化碳具有还原性，高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，随着反应的进行，硬质玻璃管中固体质量逐渐减小，故选项说法正确；故选：B。 【变式2】（2024·北京）用如图所示装置和干燥紫色石蕊纸花进行实验，验证的性质。 （1）观察到澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为 ；由该实验还可以得出分子具有的性质是 。 （2）为验证能与水反应，需进行的操作及现象是 。 【答案】（1） 分子在不断运动 （2）先将干燥紫色石蕊纸花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，将纸花取出喷水后再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花变红 【解析】（1）澄清石灰水变浑浊发生反应为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；该实验中，二氧化碳和澄清石灰水没有直接接触，一段时间后，澄清石灰水变浑浊，说明分子在不断运动，当二氧化碳分子运动到澄清石灰水处时，二氧化碳和氢氧化钙反应，澄清石灰水变浑浊； （2）验证二氧化碳能与水反应，可先将干燥紫色石蕊纸花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变色，将纸花取出喷水后再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花变红，说明二氧化碳和水发生了反应，故填：先将干燥紫色石蕊纸花放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花不变色，将纸花取出喷水后再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，纸花变红。 ►考向03 一氧化碳和二氧化碳的对比 【典例】（2023·湖南益阳）化学观念是化学课程要培养的核心素养之一、下列从不同化学观念角度对CO和CO2的认识错误的是（ ） A．元素观：CO和CO2都是由碳、氧两种元素组成的化合物 B．分类观：CO和CO2都属于氧化物 C．变化观：CO和CO2在一定条件下可以相互转化 D．结构观：CO和CO2都是由碳原子和氧原子构成，化学性质相似 【答案】D 【解析】A、由化学式可知，一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的纯净物，均属于化合物，不符合题意； B、一氧化碳和二氧化碳均是由C、O元素组成的化合物，均属于氧化物，不符合题意； C、一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故CO和CO2在一定条件下可以相互转化，不符合题意； D、一氧化碳和二氧化碳均是由分子构成，一氧化碳分子和二氧化碳分子均是由碳原子和氧原子构成，一氧化碳和二氧化碳分子构成不同，化学性质不同，符合题意。故选D。 【变式】（2023·辽宁营口）下列关于一氧化碳和二氧化碳的说法中正确的是（ ） A．一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成，能相互转化 B．一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，都可作为燃料 C．一氧化碳和二氧化碳都能与水反应，都能使紫色石蕊溶液变红 D．一氧化碳和二氧化碳都是温室气体，含量增多都能导致温室效应增强 【答案】A 【解析】A、一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素组成，在高温条件下，二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，一氧化碳燃烧又生成了二氧化碳；所以，在一定条件下二氧化碳和一氧化碳可以互相转化，正确； B、一氧化碳具有可燃性，可做燃料；二氧化碳不能燃烧，不能作燃料，错误； C、二氧化碳能与水化合生成碳酸，碳酸是一种酸，能使紫色石蕊溶液变为红色；一氧化碳不能与水反应，错误； D、二氧化碳含量上升会导致温室效应增强；一氧化碳会引起中毒，不是温室气体，错误；故选A。 题型三 常见气体的制备 ►考向01 实验室制取气体的仪器和原理 【典例】（2024·四川德阳）化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。 I．根据图1回答下列问题： （1）写出装置A中任意一种仪器的名称 。 （2）实验室制取CO2的装置可选择 （填标号）来组装，发生装置中反应的化学方程式为 。 II．根据图2回答下列问题： （3）若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。 （4）加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。 a．吸收杂质提纯O2 b．观察O2产生的速率 c．加快O2的生成 d．保证供给O2的湿度需求 （5）调节供氧流速可以 （填具体操作）。 【答案】（1）铁架台/酒精灯/导气管/试管（2）BD CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （3）2H2O22H2O+O2↑（4）abd（5）向下推动注射器的快慢 【解析】（1）由图可知，装置A的仪器有铁架台、酒精灯、导气管和试管，故填：铁架台或酒精灯或导气管或试管； （2）实验室制取CO2属于固液常温型，选择的发生装置为B，二氧化碳的密度空气大，能溶于水，只能采用向上排空气法收集，选择的收集装置为D；实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，即石灰石或大理石（主要成分碳酸钙）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↑，故填：BD；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （3）若试剂甲为MnO2，反应仓是在固液常温条件下制取氧气，即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，故填：2H2O22H2O+O2↑； （4）a．加湿过滤仓中的H2O能溶解一些可能存在的杂质气体，可以提纯O2，故选项符合题意； b．可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率，故选项符合题意； c．加湿过滤仓中的H2O不能加快生成氧气的速率，故选项不符合题意； d．加湿过滤仓有保证供给O2的湿度需求的作用，故选项符合题意；故选abd； （5）可以通过向下推动注射器的快慢，控制液体滴加速率，来调节供氧流速，故填：向下推动注射器的快慢。 【变式】(24-25·天津和平益中学校·一模)化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置回答问题。 （1）写出仪器①的名称 。 （2）实验室选用A装置制取氧气，反应的化学方程式为 ，固定装置时试管口略向下倾斜的原因是 。 （3）若用G装置收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入集气瓶。 （4）实验室制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，选用B装置作为发生装置的优点是 ，请指出C装置中存在的一处错误是 。 （5）甲烷(CH4)是难溶于水的无色气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得，实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是 (从A~F装置中选择)。 【答案】（1）铁架台（2） 防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管 （3）a（4） 控制反应速率(控制药品滴加的量或节约药品) 长颈漏斗下端未伸入液面以下(长颈漏斗末端没有液封)（5）AE或AF 【解析】（1）由图可知，仪器①为铁架台； （2）A装置为固体加热型发生装置，管口有棉花团，应选用高锰酸钾制氧，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故化学方程式为：； 为防止冷凝水倒流到热的试管底部，引起试管的炸裂，所以加热固体药品试管口应略向下倾斜； （3）氧气的密度比空气大，若用G装置收集氧气，气体应长进短出，因此从a端通入； （4）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳，故方程式为：； B装置可以通过注射器控制液体滴加速度，从而控制反应速率，产生平稳的气流（合理即可）； C装置长颈漏斗下端未伸入液面以下，产生的气体会从长颈漏斗逸出，应伸入液面以下进行液封； （5）实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制取甲烷，应选用固体加热型发生装置，甲烷(CH4)难溶于水，相对分子质量16小于29，密度比空气小，所以可采用排水法或向下排空气法收集，故填：AF或AE。 ►考向02 发生装置和收集装置的选择 【典例】（2024·内蒙古通辽）化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验装置图回答问题。 实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气。氢气是密度比空气小，难溶于水的可燃气体。 （1）实验室制取一瓶干燥的氢气，应选择的发生装置是 ( 从“A~E” 中选择，填字母序号， 下同)，收集装置是 。 （2）若用装置F 干燥氢气，应从导管口 (填“m” 或 “n”) 通入气体。 （3）新型材料纳米铁粉用途广泛，它比普通铁粉更容易与氧气反应，其制备的主要流程如下图所示。 FeCl2和H2 → 高温反应器→氯化氢和纳米铁粉 向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气的原因是 (写出一条即可)。 【答案】（1） A C（2）n（3）防止氢气不纯，发生爆炸 【解析】（1）锌和硫酸的反应为固液常温反应，发生装置选A；排空气法收集的氢气较干燥，且氢气密度比空气小，收集装置选C。 （2）若想收集干燥的氢气，则F为浓硫酸，将氢气直接通入浓硫酸中，可干燥氢气，则将氢气从n口通入。 （3）氢气具有可燃性，不纯会发生爆炸，则向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气。 【变式1】（2024·江苏盐城）我国向世界承诺：努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等，达到相对零排放，为人类社会可持续发展贡献中国力量。 （3）实验室制备。根据下列仪器装置，回答问题。 ①写出标号仪器的名称：a． ，b． 。 ②制取可在A~E中选用装置 ；装置F是在装置B基础上的改进，其优点是 。 【答案】（3）试管 集气瓶 BC 可以控制反应发生与停止 【解析】（3）①图中可知，仪器a是试管，仪器b是集气瓶，故填：试管；集气瓶； ②实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，选择固液常温型发生装置，二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，二氧化碳的密度比空气的密度大，选择向上排空气法收集，故填：BC；多孔隔板可以将固体放在试管中部，通过开关止水夹控制固体液体接触和分离，当止水夹打开，固液接触，反应发生，当止水夹夹紧，装置内生成气体导致压强增大，将液体挤回长颈漏斗，液面降到多孔隔板以下与固体分离，反应停止，装置的优点是可以控制反应的发生与停止，故填：可以控制反应的发生与停止。 【变式2】（2024·四川内江）图中A～F是实验室制取气体的常用装置，请回答有关问题。 （1）写出图中标注的仪器名称：① ；② 。 （2）加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气，应选 (填装置标号)作发生装置，若选F作收集装置，验满时带火星的木条应放在 (填“a”或“b”)口。 （3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 ，B、C都可作该实验的发生装置、其中更利于控制反应速率的是 (填装置标号)，收集装置不选E的原因是 。 （4）实验室常将浓氨水滴入生石灰(CaO)中快速制取氨气，利用了生石灰与水反应 (填“放热”或“吸热”)，使氨气的溶解度 (填“增大”或“减小”)的原理。 【答案】（1）酒精灯 集气瓶（2）A b（3）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ B 二氧化碳能溶于水（4）放热 减小 【解析】（1）图中标注的仪器名称：①是酒精灯，②是集气瓶； （2）加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气，该反应为固体加热型，选择的发生装置为A；氧气的密度大于空气，若选F作收集装置，收集氧气时应从长管通入，当短管处有氧气逸出时，说明氧气集满，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，其验满的方法是将带火星的木条放到b（短）端管口，若木条复燃，则已集满； （3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，大理石中的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↑；B、C都可作该实验的发生装置、其中B中分液漏斗可以控制液体滴加速率，更利于控制反应速率；收集装置不选E是因为二氧化碳能溶于水； （4）因为气体溶解度随温度的升高而减小，生石灰与水反应放热，使氨气的溶解度减小。 ►考向03 气体的检验和验满及性质验证 【典例】（2025·天津·中考真题）利用下图所示实验装置制取气体，并用制得的气体进行性质实验。 （1）仪器a的名称为 。 （2）实验室用加热高锰酸钾的方法制取并收集氧气，应选用 装置（填序号），其反应的化学方程式为 。 （3）探究氧气的性质时，为使木炭与集气瓶内的氧气充分反应，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上加热至发红，将其由瓶口向下 （填“快速”或“缓慢”）插入充满氧气的集气瓶中，观察到木炭燃烧更剧烈。 （4）实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用 装置（填序号），其反应的化学方程式为 。 【答案】（1）铁架台（2）B （3）缓慢（4） A 【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是：铁架台； （2）实验室用加热高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，氧气不易溶于水，可用排水法收集，故应选择装置B；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）探究氧气的性质时，为使木炭与集气瓶内的氧气充分反应，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上加热至发红，将其由瓶口向下缓慢插入充满氧气的集气瓶中，这样反应充分，现象明显； （4）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液不加热反应，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，故可以选择A装置；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：。 【变式】（2024·新疆）如图所示A-E为实验室常见的气体发生和收集装置，请回答下列问题。 （1）写出仪器①的名称： 。 （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ，反应的基本类型是 。采用排水法收集氧气，停止加热时，应该 ，以防止水槽中的水倒吸，使试管炸裂。 （3）实验室制取二氧化碳的发生和收集装置组合为 (填字母)。为验证二氧化碳的性质，将产生的气体由导管口 (填“a”或“b”)通入到装置F中，观察到试管中的紫色石蕊试液变为红色，是因为二氧化碳与水反应生成了 。 【答案】（1）锥形瓶（2） 分解反应 先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯（3）BC a 碳酸/H2CO3 【解析】（1）由图可知，仪器①的名称：锥形瓶； （2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应；采用排水法收集氧气，停止加热时，应该先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸，使试管炸裂； （3）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，发生装置可选B，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C，故填：BC；为验证二氧化碳的性质，将产生的气体由导管口a通入到装置F中，这样反应比较充分，现象比较明显；试管中的紫色石蕊试液变为红色，是因为二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸显酸性。 ►考向04 万能瓶的使用 【典例】（2024·四川广安）化学兴趣小组的同学们在进行气体制取过程中，从实验员处领取了如下实验仪器： （1）仪器B （填“能”或“不能”）直接加热。 （2）若用大理石与稀盐酸来制取CO2，为组装气体发生装置，应选择的仪器是 、E、C（填字母）；若用如图所示装置收集CO2，应从 端进气（填“a”或“b”）。 （3）若用KClO3和MnO2制取O2，除用上述部分仪器外，还必需补充的仪器是 （填仪器名称）。该反应的化学方程式为 。 【答案】（1）能（2）D a（3）酒精灯 【解析】（1）仪器B为试管，能直接加热； （2）大理石是固体，稀盐酸是液体，反应条件是常温，发生装置是固液常温型，故选择的仪器是D、E、C； 二氧化碳密度比空气大，应从长管a端进入； （3）氯酸钾制取氧气的发生装置是固体加热型，需要补充的仪器是酒精灯；反应的化学方程式为：。 【变式】（2024·广东深圳）思考乐俊宇同学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。 【答案】（1）（2）BC（3）a 【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。 题型四 低碳生活与资源化利用 ►考向01 碳中和、低碳行动 【典例】（2024·山东烟台）我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当。“碳中和”的“碳”是指（ ） A．二氧化碳 B．碳元素 C．碳原子 D．所有含碳物质 【答案】A 【解析】“碳中和”是指某个地区在一定时间内，人类活动直接和间接排放的碳总量，与通过植树造林、工业固碳等方式吸收的碳总量相互抵消，实现碳“净零排放”，这里的“碳”指的是二氧化碳；故选A。 【变式】（2024·内蒙古赤峰）社会发展需要人与自然和谐共生。生活中的下列做法，符合低碳环保理念的是（ ） ①积极植树种草 ②乘公交车出行 ③废弃电池深埋 ④践行光盘行动 ⑤随意丢弃垃圾 ⑥自备购物布袋 A．①②④⑥ B．①③④⑤ C．②③④⑥ D．②④⑤⑥ 【答案】A 【解析】①积极植树种草，符合低碳环保理念，符合题意； ②乘公交车出行，有利于节约资源，符合低碳环保理念，符合题意； ③废弃电池含有有毒物质，统一回收处理，不能深埋，否则会造成土壤和地下水污染，不符合题意低碳环保理念，不符合题意； ④践行光盘行动，符合低碳环保理念，符合题意； ⑤随意丢弃垃圾，污染环境，不符合题意低碳环保理念，不符合题意； ⑥自备购物布袋，节约资源，且能减少白色污染，符合低碳环保理念，符合题意；故选：A。 ►考向02 碳循环 【典例】（2024·山东淄博）我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了大国担当。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法错误的是（ ） A．碳中和是指用碱中和产生的 B．途径①表示植物的光合作用 C．途径②中部分最终转变为碳酸盐 D．化石燃料燃烧使排放量增加 【答案】A 【解析】A、人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，即为碳中和。选项错误； B、植物光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，选项正确； C、二氧化碳与水反应生成碳酸，最终部分碳酸会最终转化成碳酸盐，选项正确； D、 化石燃料燃烧使二氧化碳排放量增加，选项正确。故选A。 【变式】（2023·山东泰安）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大本要循环。    请结合图示回答相关问题： （1）化石燃料主要包括 、石油和天然气；从物质分类角度看，属于 。 （2）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。 （3）绿色植物通过光合作用将太阳能转化为 能；在⑤、⑦两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是 。 （4）从空气中捕捉二氧化碳并转化为燃料，是实现“碳中和”的一个研究方向。一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示：        则反应的化学方程式为 。 【答案】（1）煤 氧化物（非金属氧化物或化合物）（2）水 （3）化学 反应条件不同（4） 【解析】（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气；二氧化碳是由一种物质组成的，属于纯净物，又是由氧元素和碳元素组成的化合物，又属于氧化物，由于碳元素是非金属元素，所以又属于非金属氧化物。故填：煤；氧化物（非金属氧化物或化合物）。 （2）“水循环”主要是由水分子的运动引起的，发生的是物理变化；自然界“碳循环”中的“碳”是指二氧化碳发生的化学变化；“氧循环”是指氧气发生的化学变化。所以以物质变化及分子角度看，水循环与另外两种循环有本质区别。故填：水。 （3）绿色植物在光照的条件下，水和二氧化碳共同作用，生成植物生长所需要的养分，同时放出氧气。因此植物光合作用是将太阳能转化为化学能；在⑤中绿色植物在光照的条件下，水和二氧化碳共同作用，生成植物生长所需要的养分，同时放出氧气。在⑦中二氧化碳常温下和水反应生成碳酸，即在⑤、⑦两个反应中，反应物相同，产物不同的原因是反应条件不同。故填：化学；反应条件不同。 （4）据微观示意图可知，甲是H2，乙是CO2，丙是CH3OH，丁是H2O。即H2与CO2在催化剂作用下，生成CH3OH和H2O。反应的化学方程式为。 ►考向03 二氧化碳的资源化利用 【典例】（2024·重庆）杭州亚运会火炬使用“零碳甲醇()”。我国科研人员研制出一种新型催化剂，能将转化成甲醇，其转化过程如下图所示(M为单质、部分产物省略)。下列说法不正确的是（ ） A．M的化学式为 B．该成果可为碳中和提供科学方案 C．Ⅰ中反应不是化合反应 D．该转化中和M的分子数目比为1：2 【答案】D 【解析】A、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成物甲醇中含有碳、氢、氧三种元素，反应物二氧化碳中含有碳、氧两种元素，而反应物M为单质，M中一定含有氢元素，则M为氢气，化学式为H2，故A说法正确； B、该成果可有效利用二氧化碳，减少二氧化碳的排放，可为碳中和提供科学方案，故B说法正确； C、I中二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成一氧化碳，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则一定还有含有氢元素的生成物，故该反应的生成物不只一种，不符合“多变一”的特点，不属于化合反应，故C说法正确； D、根据流程，二氧化碳和氢气在催化剂的作用下生成甲醇，根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，则还会生成水，化学方程式为：，故该转化中 CO2 和M的分子数目比为1：3，故D说法错误；故选：D。 【变式1】（2023·江苏镇江）如图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是 A．转化①中反应物全部转化为尿素 B．转化②中CO2分子间的间隔变小 C．转化③有利于减少“白色污染” D．自然界中转化④是无机化合物向有机化合物的转化 【答案】A 【解析】A、由质量守射定律可知，反应前后原子的种类和数目均不变，若转化①中CO2和NH3转化为CO（NH2）2，而产物中各原子的个数比与反应物中不同，转化①中反应物不可能全部转化为尿素，故选项说法错误； B、转化②中二氧化碳由气体变为固体，CO2分子间的间隔变小，故选项说法正确； C、转化③能生成无毒、易降解的塑料，有利于减少“白色污染”，故选项说法正确； D、二氧化碳虽含碳元素，但其性质与无机物类似，属于无机化合物；葡萄糖是含碳元素的化合物，属于有机化合物，则自然界中转化④是无机化合物向有机化合物的转化，故选项说法正确。故选A。 【变式2】（2024·江苏镇江）助力“碳中和”，CO2的产生、捕集与资源化利用是重要研究课题。 （1）CO2的产生：化石燃料的燃烧排放大量CO2。 ①化石燃料主要包括 、石油和天然气。 ②大气中CO2的含量过高，会造成 （填环境问题）。 （2）CO2的捕集：工业上可用氨水、K2CO3溶液等化学物质捕集烟气中的CO2。 氨水捕集CO2的实验流程如下。 ①转化中可循环使用的物质X的化学式为 。 ②氨水吸收室中反应温度不宜过高，原因是 。 （3）CO2的利用：CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图所示。 ①整个转化过程中Ni/CaO的作用为 。 ②生成CH4的总反应化学方程式为 。 【答案】（1）煤 温室效应（2）NH3 氨水易分解，温度过高，氨水又分解成氨气 （3）催化 【解析】（1）①化石燃料主要包括煤、石油和天然气，故填写：煤。 ②二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能，二氧化碳在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来，因此，二氧化碳也被称为温室气体，能引起温室效应，大气中二氧化碳含量的增加是导致温室效应的主要原因，故填写：温室效应。 （2）①由氨水捕集CO2的实验流程图可知，富含CO2的烟气，进入氨水吸收室，生成碳酸铵和碳酸氢铵，碳酸铵和碳酸氢铵加热分解，生成X和高纯CO2，X能被氨水吸收塔吸收，根据质量守恒定律宏观实质：化学反应前后，元素种类不变可知，反应前碳酸铵和碳酸氢铵中含有碳、氢、氧元素，加热分解，生成X和高纯CO2（含有碳元素和氧元素），X中可能含有氮元素和氢元素，X能被氨水吸收塔吸收，说明X能与水反应，生成氨水，因此，X为氨气，化学式为：NH3，故填写：NH3。 ②氨水吸收室中反应温度不宜过高，原因是氨水易分解，温度过高，氨水又分解成氨气和水，故填写：氨水易分解，温度过高，氨水又分解成氨气。 （3）①由CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理示意图可知，该反应过程中Ni/CaO的化学性质不变，起到过渡作用，符合催化剂的性质，因此，整个转化过程中Ni/CaO的作用为催化作用，故填写：催化。 ②由CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理示意图可知，生成CH4的总反应是二氧化碳和氢气，在Ni/CaO的催化下，生成甲烷和水，总反应方程式为：，故填写：。 1.（25-26九年级上·天津河东·月考）如图所示有关二氧化碳的实验中，只与二氧化碳物理性质有关的实验是（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳，二氧化碳密度大，聚集在烧杯底部，又因为二氧化碳不支持燃烧，所以下方的蜡烛先灭，既有二氧化碳的化学性质，也有二氧化碳的物理性质，此选项错误； B、二氧化碳能溶于水且和水反应，二氧化碳与氢氧化钙溶液也能发生反应，既有二氧化碳的化学性质，也有二氧化碳的物理性质，此选项错误； C、二氧化碳与水反应生成碳酸，故使紫色石蕊试液变红，有二氧化碳的化学性质，此选项错误； D、天平倾斜体现二氧化碳密度比空气大，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，仅与物理性质有关，此选项正确。故选：D。 2.（25-26九年级上·天津·月考）推理是一种重要的学习方法。下列推理得出的相关结论正确的是（ ） A．二氧化碳能使燃烧的木条熄灭，所以能使燃烧木条熄灭的气体一定是二氧化碳 B．单质中只含有一种元素，所以只含有一种元素的物质一定是单质 C．氧化物中一定含有氧元素，所以含有氧元素的物质一定是氧化物 D．含碳元素的物质充分燃烧会生成CO2，所以燃烧生成CO2的物质一定含碳元素 【答案】D 【解析】A.能使燃烧木条熄灭的气体不只有二氧化碳，氮气等不支持燃烧的气体也能做到，故A选项错误； B.只含有一种元素的物质不一定是单质，比如氧气（O2）和臭氧（O3）的混合物，只含氧元素但属于混合物，不是单质，故B选项错误； C.含有氧元素的物质不一定是氧化物，氧化物是由两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物，例如氯酸钾（KClO3）含有氧元素，但它由三种元素组成，不属于氧化物，故C选项错误； D.根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，通常的燃烧是可燃物和氧气反应，氧气能提供氧元素，不能提供其他元素，含碳元素的物质充分燃烧生成CO2，那么燃烧生成CO2的物质必定含有碳元素，故D选项正确；故选D。 3.（2025·天津滨海新·二模）下列说法正确的是（ ） A．金刚石和石墨是由不同原子构成的 B．和CO具有相同的分子种类 C．仅含碳、氧两种元素的物质一定属于纯净物 D．和CO在一定条件下可以相互转化 【答案】D 【解析】A、金刚石和石墨均是碳元素形成的单质，均是由碳原子构成的，错误； B、CO2和CO分别是由二氧化碳分子、一氧化碳分子构成的，分子种类不同，错误； C、仅含碳、氧两种元素的物质不一定属于纯净物，如CO2和CO的混合物，错误； D、CO和CO2在一定条件下可以相互转化，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，正确。故选D。 4.（2025·天津河西·一模）下列有关实验室制取二氧化碳的步骤中，对应正确的是（ ） A．选择制备反应的试剂 B．选择发生的装置 C．选择收集的方法 D．检验气体集满与否 【答案】A 【解析】A、实验室采用大理石和稀盐酸为原料制取二氧化碳，故A正确； B、大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应适用于固-液常温型，故B错误； C、二氧化碳的密度比空气大，能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法进行收集，故C错误； D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，则验满的方法为将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明已经收集满，不能将燃着的木条伸入集气瓶中，故D错误。故选A。 5.（2025·天津南开·二模）下列说法正确的是（ ） A．红磷燃烧时，产生大量的白雾 B．做木炭在氧气中燃烧实验时，要把红热的木炭迅速放入集气瓶底部 C．铁、硫在氧气中燃烧，集气瓶底预留少量的水，目的都是吸收生成的有害气体 D．一氧化碳燃烧放出大量的热，火焰呈蓝色 【答案】D 【解析】A、红磷燃烧生成五氧化二磷固体小颗粒，这些固体小颗粒分散在空气中形成白烟，而白雾是小液滴悬浮在空气中形成的。所以红磷燃烧产生的是大量白烟，不是白雾，错误； B、做木炭在氧气中燃烧实验时，若将红热的木炭迅速放入集气瓶底部，木炭燃烧产生的热量会使氧气受热逸出，不利于木炭与氧气充分接触并持续燃烧，应将红热的木炭由瓶口向下缓慢伸入集气瓶中，错误； C、铁在氧气中燃烧，集气瓶底预留少量水是为了防止高温熔融物溅落炸裂瓶底；硫在氧气中燃烧，集气瓶底预留少量水是为了吸收生成的二氧化硫有害气体，防止污染空气，二者目的不同，错误； D、一氧化碳具有可燃性，燃烧时会放出大量的热，火焰呈蓝色，正确。故选D。 6.（25-26九年级上·天津武清·月考）写出下列反应的化学方程式。 （1）镁条在氧气中燃烧 。 （2）二氧化碳与澄清石灰水反应 。 （3）铁丝在氧气中燃烧 。 （4）碳和二氧化碳在高温下反应 。 【答案】（1）（2）（3）（4） 【解析】（1）镁条在氧气中燃烧生成氧化镁，该反应的化学方程式为：； （2）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：； （3）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为：； （4）碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：。 7.（25-26九年级上·天津河东·月考）如下图是验证二氧化碳性质的实验： （1）在A处能观察到两支蜡烛 (填序号)熄灭。 A．自下而上 B．自上而下 C．同时 （2）根据实验A的现象可得出二氧化碳的什么物理性质： ；还可得出 的化学性质。因此在一般情况下可用CO2来作 。 （3）在B处能观察到塑料瓶变瘪的同时，还能观察到澄清石灰水 的现象，请用化学方程式表示该反应： 。 【答案】（1）A（2）二氧化碳的密度比空气大 二氧化碳不燃烧也不支持燃烧 灭火剂 （3）变浑浊 【解析】（1）根据二氧化碳的性质：不燃烧、不支持燃烧，密度比空气大，所以两支蜡烛自下而上熄灭，故选：A； （2）实验中出现的现象是下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，此现象可得出二氧化碳的物理性质是：二氧化碳的密度比空气大；还可得出二氧化碳不燃烧也不支持燃烧的化学性质；可以用作灭火剂； （3）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成不溶性的碳酸钙，所以会出现澄清石灰水变浑浊的现象，同时塑料瓶变瘪，反应的化学方程式为：。 8.（25-26九年级上·天津西青·月考）“氧循环”、“碳循环”、“水循环”是自然界存在的三大重要循环。 （1）从物质变化及分子角度看， 循环与另外两种循环有本质区别。 （2）过程⑤为绿色植物的光合作用，其化学方程式为，则X= ，过程⑦为海水吸收CO2，其反应的化学方程式是 。 【拓展视野】“碳中和”是指二氧化碳的排放和吸收要实现“收支相抵”。 （3）从空气中捕捉二氧化碳并转化为燃料，是实现“碳中和”的一个研究方向。一种纳米纤维催化剂可将二氧化碳转化成液体燃料甲醇，其微观示意图如图所示： 二氧化碳转化为甲醇的化学方程式为 。 【答案】（1）水/H2O（2）6 （3） 【解析】（1）由图可知，碳循环和氧循环均属于化学变化，分子种类改变，但水循环主要为状态的改变，属于物理变化，分子种类不变，故水循环与另外两种循环有本质区别。 （2） 反应前后氧原子的个数不变，等号左边氧原子的个数为6×2+6=18，则； 海水吸收二氧化碳时，二氧化碳和水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：。 （3）由图可知，CO2和H2在催化剂作用下生成CH3OH和H2O，反应的化学方程式为：。 9.（2025·天津·模拟预测）水是生命之源，人类的日常生活离不开水。 （1）图1是简易的净水装置，装置中活性炭吸附水中的异味和色素属于 变化（填“物理”或者“化学”）。 （2）常用净化水的方法有：①过滤、②加明矾吸附沉降、③蒸馏、④消毒杀菌。要将混有泥沙的天然水净化为生活用的自来水。应选用的方法和顺序为 （填下面的选项）。 A．①②③④ B．②④①③ C．①③④ D．②①④ （3）图2是电解水的装置图，试管a收集的气体是最理想的清洁能源，写出其燃烧时的化学方程式 。 （4）图3实验中，冷水从 （选填“A”或“B”）进入c仪器。 （5）下列实验能证明水是由氢元素和氧元素组成的是 （填字母序号）。 A．氢气在氧气中燃烧 B．水的蒸发 C．水的电解 D．水的净化 【答案】（1）物理（2）D（3）（4）B（5）AC 【解析】（1）活性炭吸附水中的异味和色素，只是将异味和色素吸附在其表面，没有新物质生成，属于物理变化，故填写：物理。 （2）加明矾吸附沉降可以使水中悬浮的小颗粒杂质凝聚成大颗粒，便于后续过滤除去，所以第一步是②加明矾吸附沉降；过滤能除去水中不溶性固体杂质，即①过滤；消毒杀菌是为了杀死水中的细菌和病毒等微生物，保证饮用水安全，即④消毒杀菌；蒸馏得到的是纯水，自来水不需要达到纯水的程度，所以一般不采用蒸馏操作，故应选用的方法和顺序为②①④，故填写：D。 （3）在电解水实验中，与电源负极相连的试管收集到的气体是氢气，氢气是最理想的清洁能源，氢气燃烧生成水，其燃烧时的化学方程式为：，故填写：。 （4）在蒸馏实验中，为了使冷凝效果更好，冷水应从下口进入，即从B进入c仪器（冷凝管），故填写：B。 （5）A.氢气在氧气中燃烧生成水，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故符合题意； B.水的蒸发只是水的状态发生改变，由液态变为气态，没有发生化学变化，不能证明水的组成，故不符合题意； C.水在通电条件下分解生成氢气和氧气，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，可证明水是由氢元素和氧元素组成的，故符合题意； D.水的净化过程中只是除去水中的杂质，没有涉及水的组成的探究，故不符合题意，故填写：AC。 10.（2025·天津津南·三模）化学是一门以实验为基础的科学。请结合下列装置回答问题。 （1）用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气，选择的发生装置为 （填字母），该反应的化学方程式为 。 （2）用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 ，发生装置C优于装置B的原因是 。 （3）①实验室若用图1装置收集氧气，则气体应从 （填“a”或“b”）口进入。 ②若要收集一定体积的二氧化碳，应选用 （填“图1”“图2”或“图3”）装置。 【答案】（1）A （2） 可以控制反应的发生和停止（3）b 图2 【解析】（1）用氯酸钾和二氧化锰固体制取氧气时，反应为固体加热反应，发生装置选择A，氯酸钾在二氧化锰的催化下，加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：； （2）大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为：，装置C通过控制导管上活塞的开关来控制反应的开始和结束，将弹簧夹打开酸液就会和石灰石接触发生反应，生成二氧化碳，当关闭活塞产生的气体就无法导出会对液体形成压强，从而将酸液向下压，当液体与固体分离时，停止反应，故发生装置C优于装置B的原因是装置C可以控制反应的开始和停止； （3）①因为氧气密度略大于空气，故用图1收集氧气时，氧气应从短管b通入； ②要收集一定体积的二氧化碳气体，应该选用量筒，且因为二氧化碳可溶于水与水反应，所以需要用植物油起隔离作用，故选图2。 1.（25-26九年级上·天津南开·月考）下列说法正确的是（ ） A．120g尿素与150g硝酸铵中氮元素的质量相等 B．要使、中含有相同质量的氧元素，则与的分子个数比为2:3 C．密闭容器中CO和混合气体5g与足量的CuO反应，得到6.6g，则混合气体中C元素与O元素的质量比为2:3 D．氧化钙和碳酸钙的固体混合物质量为120g，将其高温煅烧至碳酸钙完全分解，称得剩余固体的质量为84g。则原固体混合物中钙元素的质量分数为50% 【答案】D 【解析】A、120g尿素中氮元素的质量为，150g硝酸铵中氮元素的质量为，故120g尿素与150g硝酸铵中氮元素的质量不相等，说法错误，不符合题意； B、若要使、中含有相同质量的氧元素，则所含的氧原子个数相同，设、的分子个数分别是x、y，一个分子中含有2个氧原子，一个分子中含有3个氧原子，则，解得，故与的分子个数比为3:2，说法错误，不符合题意； C、密闭容器中CO和混合气体5g与足量的CuO反应，得到6.6g，一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，设混合气体中CO的质量为a，则生成的二氧化碳的质量为， 故混合气体中CO的质量为2.8g、二氧化碳的质量为，则混合气体中C元素的质量为、O元素的质量为，故混合气体中C元素与O元素的质量比为，说法错误，不符合题意； D、氧化钙和碳酸钙的固体混合物质量为120g，将其高温煅烧至碳酸钙完全分解，称得剩余固体的质量为84g，碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，则剩余固体为氧化钙，其质量为84g，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则剩余固体中钙元素的质量等于原固体混合物中钙元素的质量，即，故原固体混合物中钙元素的质量分数为，说法正确，符合题意。故选：D。 2.（2025·天津宝坻·模拟预测）下列说法中，正确的是（ ） A．质量相等的二氧化硫和三氧化硫中，氧元素的质量比为6：5 B．铜和氧化铜的混合物5.6g，与过量的一氧化碳充分反应后，得到固体物质为4.8g，则原混合物中铜单质的质量分数为28.6% C．将铁和碳的混合物ag，在氧气中充分灼烧，冷却后称量剩余固体的质量仍为ag，则混合物中碳的质量分数为30.0% D．高温煅烧含碳酸钙80%的石灰石(杂质不含钙元素，且高温不分解)，当剩余固体中钙元素质量分数为40%时，已分解的碳酸钙占原碳酸钙质量的64% 【答案】B 【解析】A、设二氧化硫和三氧化硫的质量均为m，则氧元素的质量比为：，该选项说法不正确； B、氧化铜和一氧化碳在加热条件下生成铜和二氧化碳，设原混合物中氧化铜的质量为x，则 解得x=4g则混合物中铜单质的质量分数为，该选项说法正确； C、碳燃烧生成二氧化碳，铁燃烧生成四氧化三铁，反应前后固体质量不变，则说明消耗的碳的质量等于生成的四氧化三铁中的氧元素的质量，则混合物中碳的质量分数为，该选项说法不正确； D、碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，反应前后钙元素质量不变，设混合物的质量为m，则其中碳酸钙的质量为80%m，其中钙元素的质量为，则反应后剩余固体质量为，则固体质量减小的质量为m-0.8m=0.2m，设分解的碳酸钙的质量为y，则 解得y=则已分解的碳酸钙占原碳酸钙质量的，该选项说法不正确。故选B。 3.（双选）（25-26九年级上·天津河西·月考）构建元素化合价和物质类别的二维图是学习化学的重要方法。如图是碳元素的“价类二维图”。下列说法正确的是（ ） A．A常温下一定是黑色固体 B．的反应条件一定是点燃 C．的转化可用于除去CO中混有的CO2 D．的转化可为发电、冶炼金属等提供能量 【答案】CD 【解析】A、由图可知，A为碳单质，碳单质常温下不一定是黑色固体，如金刚石常温下是无色的，不符合题意； B、B属于氧化物，且碳元素显+2价，故B为一氧化碳，C属于氧化物，且碳元素显+4价，故C为二氧化碳，一氧化碳可与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，一氧化碳也能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，不符合题意； C、C为二氧化碳，D属于酸，且碳元素显+4价，故D为碳酸，C→D的转化，即二氧化碳和水反应生成碳酸，一氧化碳不溶于水，可用于除去CO中混有的CO2，符合题意； D、A为碳单质，C为二氧化碳，碳燃烧生成二氧化碳，放出热量，可为发电、冶炼金属等提供能量，符合题意。故选：CD。 4.（25-26九年级上·天津河西·月考）A、B、C、D是初中化学常见的物质，这四种物质中均含有同一种元素。其中A为无色气体单质，B、C为氧化物，且B为有毒气体，D是石灰石的主要成分。它们之间的部分转化关系如图所示（图中反应条件及部分反应物、生成物已省略）。回答下列问题： （1）写出下列物质的化学式：A ；D 。 （2）写出由物质C转化为物质B的化学方程式 ，它是 反应（填“吸热”或“放热”）。 （3）写出B和A反应的现象 。 【答案】（1） O2 CaCO3（2） 吸热（3）发出蓝色火焰、放出热量 【分析】A、B、C、D均含有同一种元素，其中A为无色气体单质，氧气是一种常见的无色气体单质，假设A为氧气，B、C为氧化物，可以通过反应相互转化，且B为有毒气体，根据反应：碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳有毒；一氧化碳燃烧生成二氧化碳；高温条件下，二氧化碳和碳反应生成一氧化碳。故B为一氧化碳，C为二氧化碳。D是大理石的主要成分，故D为碳酸钙，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，高温条件下，碳酸钙分解生成二氧化碳和氧化钙，因此A、B、C、D分别是氧气、一氧化碳、二氧化碳和碳酸钙，代入验证，推理正确。 【解析】（1）由上述分析可知，A为氧气，化学式为O2，D为碳酸钙，化学式为CaCO3； （2）物质C为二氧化碳，物质B为一氧化碳，二氧化碳可以和碳单质在高温条件下反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为：；该反应在高温条件下进行，需要吸收热量，属于吸热反应； （3）A为氧气，B为一氧化碳，一氧化碳在氧气中燃烧，发出蓝色火焰、放出热量。 5.（25-26九年级上·天津河西·月考）阅读下面科普短文，回答问题。 自然界中，天然金刚石较少。2024年4月，科学家在一个标准大气压、条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷气体，硅（Si）与甲烷反应生成四氢化硅和石墨（C），石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。 （1）从宏观上看，甲烷由 元素组成。从微观上看，金刚石由 构成。 （2）图1生成石墨的化学方程式为 ，图2所示的两种物质物理性质存在明显差异的原因是 。 （3）石墨转化为金刚石的过程属于 变化（填“物理”或“化学”）。 【答案】（1） 碳元素和氢元素 碳原子（2） 碳原子排列方式不同（3）化学 【解析】（1）宏观上物质是由元素组成的，由甲烷的化学式可知，甲烷是由碳元素和氢元素组成； 金刚石是由碳元素组成的单质，由碳原子直接构成； （2）由图1可知，生成石墨的反应为硅和甲烷在一定条件下反应生成四氢化硅和石墨，该反应的化学方程式为：；图2可知，金刚石和石墨物理性质差异大的原因是碳原子排列方式不同； （3）石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，石墨和金刚石是两种不同的物质，有新物质生成，属于化学变化。 6.（2025·天津·一模）环境保护和能源利用是人类共同关注的问题。 （1）我国向世界承诺2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标，其中的“碳”是指 （填序号）。 A．碳单质 B．一氧化碳 C．二氧化碳 （2）近年我国科学家合成了一种新型催化剂，可将二氧化碳和氢气转化为清洁的液体燃料甲醇和水，该反应的化学方程式为 。 （3）乙醇可作燃料。现有一定量乙醇与一定量氧气混合于密闭容器内，在一定条件下反应生成32.4g水，同时得到一氧化碳和二氧化碳的混合物48g，参加反应的乙醇的质量为 g，混合物中一氧化碳与二氧化碳的分子个数比为 （填最简比）。 【答案】（1）C（2）（3）27.6 【解析】（1）“碳达峰”“碳中和”中的“碳”主要是指二氧化碳，二氧化碳的过量排放会导致全球气候变暖等环境问题，控制二氧化碳的排放是实现这些目标的关键；故选：C。 （2）二氧化碳和氢气在新型催化剂作用下反应生成甲醇和水，化学方程式为； （3）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类和质量不变，根据氢元素守恒，乙醇中氢元素的质量等于生成水中氢元素的质量：，则参加反应的乙醇的质量为； 乙醇中碳元素的质量为，根据碳元素质量守恒，则一氧化碳和二氧化碳混合物中碳元素质量也为14.4g，所以一氧化碳和氧化铜的混合物中，碳与氧的质量比为14.4g：（48g-14.4g）=3：7，设一氧化碳的分子个数为x，二氧化碳的分子个数为y，则有 ，解得x：y=1：3，故一氧化碳与二氧化碳的分子个数比为1：3。 7.（25-26九年级上·天津河西·月考）实验室制取气体是初中重要化学实验之一，根据要求回答问题。 （1）写出仪器①的名称 。 （2）B装置相对A装置来说具有的优点是 。 （3）用C装置收集时应将气体从 （填“m”或“n”）管口处通入。 （4）将二氧化碳通入D装置，观察到 ；该实验证明 。 （5）用图中发生装置制取氧气的化学方程式为 。 （6）现有100g含碳酸钙80%的石灰石样品（杂质中不含钙元素），高温煅烧一段时间后，测得剩余固体中钙元素质量分数为40%，则反应后生成二氧化碳的质量为 。 【答案】（1）锥形瓶（2）可以控制反应速率（3）m （4） a处纸花不变色，b、c处纸花均变红，且c处比b处先变红 二氧化碳能与水反应，密度比空气大 （5）（6）20g 【解析】（1）据图可知，仪器①的名称为：锥形瓶； （2）相对A装置来说，B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率； （3）二氧化碳的密度比空气大，用C装置收集CO2时，二氧化碳气体从m管口处通入； （4）将二氧化碳通入D装置，二氧化碳不能使石蕊变色，故a处纸花不变色，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，故b、c处纸花变红，二氧化碳的密度比空气大，故c处纸花先变红； （5）图中的发生装置不需要加热，可用于过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：； （6）根据质量守恒定律可知，剩余固体的质量为：，所以生成的二氧化碳质量为100g-80g=20g。 8.（25-26九年级上·天津河西·月考）我国提出努力争取在2060年前实现“碳中和”，充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动。 【活动一】调查碳循环 自然界中碳循环如图所示，箭头表示碳的输送途径。 （1）途径①消耗空气中的 。 （2）途径②可使空气中含量 （填“增加”或“减少”）。 【活动二】探究碳“捕捉” 根据二氧化碳的性质，可以用水和碱溶液“捕捉”二氧化碳。为比较“捕捉”效果，小组同学设计如图1所示实验，装置a端连接压强传感器，测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图2所示。 （3）图1中，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液，X的值为 。分析图2可知，“捕捉”二氧化碳效果最好的是 （填装置序号）。 【活动三】认识碳转化的途径 基于元素守恒，小组同学推测可以将二氧化碳转化为更高价值的物质，实现二氧化碳的再利用。我国科研人员研制出一种新型多功能复合催化剂，在这种催化剂的作用下，可以转化成汽油，X是一种常温下为气态的单质，转化过程如图所示。 （4）①在一定条件下，I中反应生成的另一种物质是生活中常见的氧化物，请写出该反应的方程式 。 ②下列说法正确的是 。 A．中碳、氢原子数目比为1:2    B．反应Ⅱ的生成物只有一种 C．物质X具有可燃性                    D．一种物质可以作为多种化学反应的催化剂 【活动四】计算碳转化 （5）我国科学家在利用二氧化碳直接合成乙醇（）的研究上已取得重大突破，其转化的化学方程式为。若用此方法处理44 t二氧化碳，计算理论上最多可生成乙醇的质量 t。 【答案】（1）氧气（2）减少（3）30 丙（4） ACD（5）23 【解析】（1）途径①是动物和人的呼吸作用，消耗空气中的氧气； （2）途径②植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，可使空气中含量减少； （3）该实验比较水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液“捕捉”二氧化碳的效果，根据控制变量唯一的原则，则X的值为30； 由图2可知，丙烧瓶内压强变化最大，“捕捉“二氧化碳效果最好； （4）①由流程图可知，反应II中一氧化碳与单质X在催化剂作用下反应生成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则单质X为氢气，则反应I中二氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成一氧化碳和另一种生活中常见的氧化物，即水，故该反应的化学方程式为； ②A、中碳、氢原子数目比为，说法正确，符合题意； B、由上述分析可知，单质X为氢气，则反应II中一氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则该反应还会生成含氧元素的物质，故反应Ⅱ的生成物不止一种，说法错误，不符合题意； C、由上述分析可知，单质X为氢气，氢气具有可燃性，说法正确，符合题意； D、一种物质可以作为多种化学反应的催化剂，如氯酸钾分解制取氧气和过氧化氢分解制取氧气的反应中，均可用二氧化锰作催化剂，说法正确，符合题意。故选：ACD； （5）设理论上最多生成乙醇的质量为x， 故若用此方法处理44t二氧化碳，理论上最多可生成乙醇的质量为23t。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $