内容正文:
第七讲 碳和碳的化合物
1.(2024·聊城)核心素养是学科育人价值的集中体现。下列对核心素养中的有关内容认识正确的是 ( )
A.化学观念:在化学变化过程中,原子的种类、数目和质量不变
B.科学思维:铝比铁更易与氧气反应,所以在空气中铝制品比铁制品更易被腐蚀
C.科学探究与实践:利用滴加少量稀盐酸的方法检验氢氧化钠溶液是否变质
D.科学态度与责任:为实现碳中和,严禁使用化石燃料,积极研发绿色能源
2.(2025·眉山改编)我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。为实现该目标,下列措施可行的是( )
A.就地焚烧农作物秸秆
B.植树造林
C.高空喷洒氢氧化钙溶液
D.大力发展火力发电
3.(2024·扬州)自然界存在多种元素及物质的循环。如图表示的是自然界中的 ( )
A.氮循环 B.硫循环
C.碳循环 D.水循环
4.(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能与石蕊反应变红
5.(2025·黑龙江龙东地区)化学观念和科学思维是化学学科核心素养的重要内容。下列认识不正确的是 ( )
A.守恒观:某物质在氧气中燃烧有水生成,证明该物质中含有氢、氧两种元素
B.微粒观:变瘪的乒乓球放在热水中鼓起来,原因是分子间隔发生改变
C.转化观:“碳循环”和“氧循环”有利于维持大气中二氧化碳和氧气含量的相对稳定
D.组成观:物质都是由元素组成的
6.(2024·德阳)大量排放的CO2造成了碳循环的失衡,导致大气温室效应加剧,修复大气中CO2含量的平衡必定要“降碳”。下列说法错误的是 ( )
A.大规模开采和利用化石燃料,会导致大气中CO2含量持续升高
B.将CO2压入地下实现碳封存,CO2分子间隔变小、运动停止
C.CO2被绿色植物光合作用吸收,CO2分子变成了其他分子
D.江河湖海的水体吸收CO2过程中既有物理变化,又有化学变化
7.(2025·泸州)华东理工大学某团队在《科学》杂志上发表了一项重大研究成果:用石墨烯-聚合物机械增强钙钛矿(CaTiO3)的新方法,解决了光伏电池不稳定性难题。下列有关说法错误的是 ( )
A.CaTiO3中Ti元素化合价为+2
B.石墨烯具有导电性
C.光伏电池是将太阳能转化为电能
D.石墨烯-聚合物是复合材料固体
8.(2025·长沙)物质的性质很大程度上决定了物质的用途。下列有关二氧化碳的性质说法正确的是 ( )
A.有刺激性气味
B.难溶于水
C.能使澄清石灰水变浑浊
D.具有可燃性
9.(2024·呼和浩特)利用CH4和CO2在催化剂的作用下反应可得到合成气(CO和H2),是实现“双碳”经济的有效途径之一。催化剂表面同时发生积碳反应和消碳反应,原理如图1。当催化剂表面的积碳量变大,会影响催化剂与反应物接触而使反应减慢。其他条件相同时,积碳量与温度的关系如图2。下列说法错误的是 ( )
A.积碳反应的化学方程式为CH4 2H2+C
B.消碳反应的产物是CO
C.500600 ℃积碳量增加的原因是积碳反应产生的碳量高于消碳反应消耗的碳量
D.在催化剂作用下,CH4和CO2得到合成气的反应适宜在600 ℃时进行
10.(2025·深圳)伟杰同学通过针筒改变试管内压强如图1,如图2为少闯同学发现的pH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变大,发生了反应②
C.当气压小到一定程度时,瓶内pH会大于7
D.将剩余的水换成NaOH时,CO2质量会减少
11.(2025·广安)阅读下列科普短文,根据文中内容回答问题。
人类每年排放的370亿吨CO2搅乱了全球气候。为此,科学家正在寻找各种方法把多余的CO2从空气中清除。而大自然为我们提供了天然的帮手——海洋,如果适当调节海洋的化学环境,是否能让它吸收更多的CO2并将其封存在海洋中呢?
科学家们研究了多种“海洋二氧化碳去除”技术,如“海洋碱度增强”“直接海洋去除”。“海洋碱度增强”是向海洋中撒入碾碎的碱性物质提高海水的碱度(中和酸的能力),使其将更多溶解的CO2转化为碳酸氢根离子和碳酸根离子,从而进一步从空气中吸收CO2,让它能在水体中保留数千年之久。“直接海洋去除”是通过水泵将海水引入陆上设施中,从中提取CO2并储存。处理过的水再被泵回海洋,使其能够继续吸收空气中的CO2。
目前,“海洋二氧化碳去除”技术的实施尚面临诸多挑战。我们既要研究如何清除已经排放的CO2,也要从源头上减少排放。
(选自《环球科学》总301期 有删改)
(1)进入海洋中的CO2会与H2O发生化学反应,请写出该反应的化学方程式:
。
(2)海洋中含有丰富的钠离子、镁离子、氯离子,请写出碳酸根离子在海洋中可能形成的化合物的化学式:
(任写一种)。
(3)CO2在海洋中的溶解性除受温度、压强影响外,还受到 的影响。
(4)CO2与生产生活息息相关,下列关于CO2的用途说法错误的是 (填字母)。
A.冶炼金属
B.灭火
C.光合作用的原料
12.(2025·辽宁节选)某活性炭再生工艺流程中,活性炭微观结构变化示意图如下(流程中排出物质的后续处理未标注):
(1)活性炭疏松多孔,具有 性,使用后因孔隙被堵塞而失效。
(2)“干燥”过程中排出的物质W是 。
(3)“炭化”时分解产物中含CO、CO2、CH4,其中氧化物有 种。
(4)“加水活化”后孔隙增多,此过程中反应之一是C+H2O H2+CO,该反应属于 (填“置换”“化合”“分解”或“复分解”)反应。
(5)失效活性炭可填埋、再生或焚烧处理,再生处理的优势是 (写一条)。
13.(2025·东营一模)“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的重要循环。请结合图示回答下列问题:
(1)图中⑤⑥所指的过程中,包含着两层含义:分别是 , 。
(2)在⑤⑧两个反应中,反应物相同,产物不同的原因是 。从微观的角度解释氧气和臭氧的性质不同 。
(3)“滴水穿石”告诉我们只要有恒心、坚持不懈地努力,我们一定可以克服困难,实现我们的理想。从化学视角看,其形成的原理是石头中的碳酸钙与二氧化碳和水反应生成溶于水的碳酸氢钙,写出该反应的化学方程式: 。
(4)结合图示,下列关于碳、氧循环的认识不正确的是 (填字母序号)。
A.能吸收二氧化碳的自然资源主要有海洋、森林
B.碳、氧循环过程中各元素守恒,其化合价不变
C.碳循环是自然界物质和能量循环的重要组成部分
D.空气中的二氧化碳和氧气处于动态平衡
(5)化石燃料的燃烧是自然界中碳氧循环的重要途径之一,请写出天然气(主要成分为甲烷)完全燃烧的化学方程式:
。
14.(2025·威海)走进碳家族。
Ⅰ.碳的单质
(1)有人提出:可将碳加入金属活动性顺序中,其位置位于铝和锌之间。在高温条件下,碳可以将排在它后面的金属从其氧化物中置换出来,同时生成二氧化碳。
请列举一例说明:
(用化学方程式表示)。
(2)天然金刚石资源稀少,价格昂贵,人工合成金刚石一直是人们的梦想。
请对比甲烷分子结构模型、金刚石结构模型(如图),从微观角度分析用甲烷制金刚石的可行性:
。
Ⅱ.碳的化合物
(3)二氧化碳的调控
我国承诺力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。要实现这些目标,主要有以下两种路径:
①从源头上减少CO2排放
能从源头上减少CO2排放的措施有
(答一条)。
②促进CO2的吸收与转化
可将CO2注入深海,实现高压封存,但该方法会使海水的pH (填“增大”“减小”或“不变”),请解释原因:
。
植树造林能增加二氧化碳的吸收,绿色植物的光合作用能够将二氧化碳转化为葡萄糖,反应的化学方程式为 。“液态阳光”技术以二氧化碳和氢气为原料,在催化剂作用下合成甲醇(CH3OH)和水。利用该技术生产6.4 t甲醇,能消耗二氧化碳的质量是 t。
(4)乙炔的制取
乙炔是有机合成的重要原料之一,常温常压下为无色气体,难溶于水,密度比空气小。实验室常用块状电石(主要成分CaC2)和水在常温下制取乙炔。制取该气体的发生装置是 (填字母编号),若采用F装置收集乙炔气体,则气体应从 (填“a”或“b”)端导入。
15.(2025·甘肃)下图是实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室使用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是 ,请指出该装置中的一处错误: ,反应的化学方程式为 。若使用C装置收集氧气,说明氧气具有 的性质,当观察到 时,开始收集气体。
(3)实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从 (填“a”或“b”)导管通入。
(4)如图F,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊试液,观察到的现象是 。
第七讲 碳和碳的化合物
基础练
1.A 2.B 3.C 4.C 5.A 6.B 7.A 8.C 9.D 10.C
拔高练
11.(1)CO2+H2O H2CO3 (2)Na2CO3(合理即可)
(3)海洋碱度 (4)A
12.(1)吸附 (2)水(或H2O)
(3)两(或二或2) (4)置换
(5)资源回收再利用(或“减少污染”等,合理即可)
13.(1)植物的光合作用 植物的呼吸作用
(2)反应条件不同 分子构成不同
(3)CaCO3+CO2+H2O Ca(HCO3)2
(4)B
(5)CH4+2O2 CO2+2H2O
14.(1)2CuO+C 2Cu+CO2↑(合理即可)
(2)甲烷分子和金刚石中都含有碳原子,且原子间的结合方式相似
(3)①用新能源替代化石燃料(合理即可)
②减小 二氧化碳与水反应生成碳酸,使海水酸性增强6CO2+6H2O C6H12O6+6O2 8.8
(4)A b
15.(1)锥形瓶
(2)B 未在试管口塞一团棉花
2KMnO4 K2MnO4 +MnO2+O2↑
不易溶于水且与水不反应 导管口气泡连续均匀冒出
(3)2HCl+CaCO3 CaCl2+CO2↑+H2O a
(4)溶液变红
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