1.2 碳及其氧化物-2026年中考化学一轮复习专题分类训练（上海专用）

主题一 身边的化学物质 1.2 碳及其氧化物 模块一：认识碳单质 1．属于化学变化的是 。 A．干冰升华 B．天然气燃烧 C．活性炭吸附 D．石墨导电 2．物质的性质和用途对应关系错误的是 。 A．活性炭有吸附性——可作防护口罩 B．金刚石质地坚硬——可用于裁玻璃 C．碳酸钠是白色粉末——可去除油污 D．干冰升华能吸热——可用作制冷剂 3．水处理过程中加入活性炭去除异味，是利用了活性炭的___________性；加入硫酸钙，可补充钙离子，硫酸钙的化学式为___________。 4．石墨、金刚石都是由碳元素组成的不同单质，但它们的物理性质有很大的差异，原因是______________________________________。 5．生命吸管中活性炭的主要作用是　 　。 6．某包脱氧剂的主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等，其中黑色固体是 。 脱氧剂 生命吸管 铜暖手炉的使用与防锈 我国古代工匠用铜制做各种暖手炉，其中一款的结构如下图所示。 7．点燃木炭，观察到的现象是 。 A．发出耀眼白光 B．发出红色的光 C．生成无色液滴 D．生成白色的烟 8．打开炉盖和铜网，将燃烧的木炭放入炉身内，盖上铜网。若木炭在炉中完全燃烧，化学方程式为 。若木炭不完全燃烧，则会生成 （填物质的名称）。 9．氧化铜可用于炼铜。实验室将8.0 g氧化铜与足量的木炭粉混合，在高温条件下生成铜和二氧化碳，通过该反应理论上能得到多少克铜？（根据化学方程式列式计算） 模块二：二氧化碳和一氧化碳 1．CO2中碳元素的化合价为 价。 A．+ 1 B．+ 2 C．+ 4 D．- 4 2．下列说法错误的是 。 A．CO2能与水反应，可生产碳酸饮料 B．CO2参与光合作用，可用作气体肥料 C．干冰升华会吸热，可用于人工降雨 D．CO2密度小于空气，可用于灭火 3．煤主要含碳元素，还含有少量氮、硫等元素。直接燃烧煤可能会产生的空气污染物 是 。（不定项） A．CO B．CO2 C．SO2 D．PM10 4．某同学利用图甲、图乙探究鱼缸中的碳氧循环。 图甲 图乙 pH检测计 光照4小时 传感器 31.9℃ 250mL水 水草 a b （1）如图甲，鱼缸中水的pH在白天和夜晚有轻微波动。该同学分析主要是因为水中溶解的气体含量发生了周期性变化。该气体是 。 A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．水蒸气 （2）如图乙，实验中测得4小时后a中含氧量为8.32g/L，b中含氧量为6.23g/L。从氧循环的角度分析，氧含量不同的原因是 。 （3）若要维持该鱼缸正常氧循环，除了补充光照外，还有的做法有 （写一种）。 5．雁鱼铜灯设计的绝妙之处是将烟气通入清水，避免直接将燃烧后的物质排放入空气。 （1）写出烟气中的二氧化碳与水反应的化学方程式。 （2）二氧化碳通入水后，所得的溶液呈___________（选填“酸性”或“碱性”）。 6．发酵过程中产生了二氧化碳，实验室用于检验二氧化碳的试剂名称是___________。 7．某啤酒厂测定了不同温度及压强下，每100 mL啤酒中最多溶解的二氧化碳的质量（g），结果见下表。 压强（kPa） 温度（℃） 101 202 303 5 0.95 1.56 2.18 15 0.69 1.09 1.49 25 0.43 0.83 1.23 若甲车间控制的生产条件为0℃、202 kPa，乙车间控制的生产条件为20℃、303 kPa。请分析哪个车间生产的啤酒中溶解的二氧化碳更多并说明理由。 “碳酸泉”的形成 “碳酸泉”是由地壳中的二氧化碳溶于水形成的。 8．二氧化碳属于 。（不定项） A．单质 B．化合物 C．酸 D．氧化物 9．二氧化碳与水反应生成碳酸，该反应属于 。 A．分解反应 B．化合反应 C．置换反应 D．复分解反应 10．“碳酸泉”的溶剂是 。 A．二氧化碳 B．碳酸 C．碳酸钠 D．水 用下图所示的装置，在实验室中模拟“碳酸泉”的形成。 11．将二氧化碳通入水一段时间后，取少量烧杯中的液体于试管中，滴加紫色石蕊试液，观察到的实验现象为 。 12．上述实验现象可能是盐酸挥发导致的，挥发性属于 。 A．物理性质 B．化学性质 13．自然界中的“碳酸泉”温度一般都较低，在实验室模拟装置的烧杯中加入热水，也不易形成“碳酸泉”，原因是 。 煤炭的利用 我国很早就有关于挖掘、使用煤炭的记载，并发现煤层上方往往存在“毒气”（与煤共生的一氧化碳和天然气）。煤等化石燃料为我们带来便利的同时，也会引发一些环境问题。现在，人们通过减少污染物排放、提高能源利用效率、将煤转化为清洁燃料等实现煤炭环保化、高效化使用。 14．关于“毒气”的说法正确的是_________。（不定项） A．“毒气”是混合物 B．“毒”主要指一氧化碳有毒 C．天然气可以用水吸收 D．煤矿矿井中须严禁烟火，防止“毒气”爆炸 模块三：二氧化碳的制备 1．下列反应均能生成CO2。 ①木炭燃烧； ②碳酸钠粉末与稀硫酸反应； ③石灰石高温分解； ④碳与氧化铜在高温下反应。 其中最适合于实验室制取CO2的是 （填序号），理由是 。 2．写出大理石与稀盐酸反应的化学方程式 。 3．干冰是固态二氧化碳。 （1）写出实验室制取二氧化碳的化学方程式。 （2）实验室收集二氧化碳用向上排空气法，该方法是利用了二氧化碳的哪一种物理性质？ （3）请从微观粒子角度分析，干冰升华后体积变大的原因。 4．实验室常用大理石（主要成分是 CaCO3）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，收集二氧化碳时，只能选用向上排气法的理由是 。 5．用饱和碳酸氢钠溶液可以除去二氧化碳中混有的氯化氢。 （1）碳酸氢钠的俗称是 。 A．纯碱 B．苏打 C．小苏打 D．生石灰 （2）碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，写出该反应的化学方程式： 。 （3）下列装置中均盛有饱和碳酸氢钠溶液，能除去二氧化碳中氯化氢的是 。 A B C D 6．实验室用块状石灰石和稀盐酸反应制取CO2，从A-F中选择一组制取装置 （填编号）；用G装置收集CO2，气体从 （填“m”或“n”）端通入，用此装置收集二氧化碳，检验CO2收集满的方法。（写明操作、现象和结论） A B C D E F G 7．二氧化碳的制取和性质。 （1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，写出反应的化学方程式______________。 （2）如右图进行实验，观察到蜡烛由下而上依次熄灭，下列说法错误的是__________。 A．二氧化碳的密度比空气大 B．二氧化碳能使石蕊试液变红色 C．二氧化碳不燃烧也不支持燃烧 D．二氧化碳可用澄清石灰水检验 （3）右图二氧化碳能从塑料瓶大量进入烧杯的原因是____________________________。 模块四：碳中和与可持续发展 1．要实现“碳达峰”“碳中和”的目标，可以从源头上减少CO2排放：请写出一条具体措施 。 2．二氧化碳的捕集与利用。 （1）自然固碳：地球本身具备一定固碳能力，如水能吸收二氧化碳。写出水与二氧化碳的化学方程式__________________________________________。 （2）人工固碳如下图：利用氨水与二氧化碳在一定温度下会反应生成碳酸氢铵。当温度升高至38℃-60℃，碳酸氢铵会分解。“吸收塔”中采用喷淋的方式目的是______________，该反应温度不宜过高的原因是____________________________。 富含CO2 的废气 喷淋 吸收塔 氨水 分离器 （3）利用：我国自主研发的“液态太阳能燃料合成技术”得到的氢气可将二氧化碳转化为甲醇（CH3OH）等物质，甲醇可作为燃料。流程如下图所示。请说明该流程可实现“零碳”排放的理由。 燃烧 催化合成 H2 CO2 H2O CH3OH 3．利用太阳能、风能等能源制取的绿氢与工业捕集的CO2反应，可生产碳排放为零的甲醇 （化学式：CH3OH），右图是甲醇制备及燃烧流程图。 （1）根据质量守恒定律，推理催化室制备甲醇的反应中，X是 。 A．CH4 B．C C．CO D．H2O （2）在燃烧室中需对甲醇进行雾化处理，目的是 。 （3）分析上述流程，说法正确的是 。（不定项） A．该流程过程中，CO2可重复利用 B．该流程过程中，“碳排放”与“碳吸收”相等 C．二氧化碳中碳元素质量分数等于甲醇中碳元素质量分数 D．燃烧室的甲醇中氧元素质量等于生成二氧化碳和水中的氧元素质量总和 4．用下图所示装置做二氧化碳的性质实验。 （1）将一小块干冰放入装置，塞紧橡皮塞，装置恢复室温后，观察到气体体积变大。从微观角度分析，该过程中发生变化的是 。（不定项） A．二氧化碳分子的间距 B．二氧化碳分子的质量 C．二氧化碳分子的运动速度 D．二氧化碳分子的个数 （2）打开止水夹，将氢氧化钠溶液注入装置，关闭止水夹，轻轻振荡，观察到气球的体积 。 A．不变 B．增大 C．减小 （3）写出上述过程中发生反应的化学方程式 。 （4）利用二氧化碳制燃料甲醇（化学式：CH3OH）的微观示意图如下： ① 反应中发生变化的微观粒子是 （填“分子”或“原子”）。 ② 该反应的应用价值是 。（一条即可） 碳中和 党的二十大报告提出，要“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。 5．识“碳”：碳达峰碳中和中的“碳”是指 。 A．碳元素 B．碳原子 C．碳单质 D．二氧化碳 6．寻“碳”：写出一条大气中二氧化碳的主要来源 。 7．固“碳” （1）自然界中有多种途径捕集CO2，下图中的I是利用植物 进行捕集。 自然界中的碳循环简图 Ⅰ 燃烧 （2）有研究表明每年约20亿吨的二氧化碳被海洋吸收，二氧化碳除了溶于水，还能与水 反应，写出该反应的化学方程式 。 用“碳” 2023年杭州亚运会主火炬燃料为“零碳”甲醇（CH3OH），它是CO2资源化利用的有效途径，利用废气中的CO2热催化加氢合成，反应的基本原理为：CO2+3H2 CH3OH+H2O。其制备和燃烧的循环过程如下图所示。催化剂 8．甲醇（CH3OH）中碳元素的质量分数为 。 9．图3中光伏发电是将太阳能转化为 能。 10．根据图3中信息，写出甲醇燃烧的化学方程式 。 11．若消耗12 t氢气，理论上能捕集的CO2质量是多少？（根据化学方程式列式计算） 12．“零碳”甲醇被称为“零碳”的原因是 。 13．甲烷和二氧化碳都是温室气体。下表为两种气体的温室效应指数及对地球温室效应的贡献百分比。 温室效应气体 温室效应指数 对温室效应贡献百分比 阳光 阳光 二氧化碳 1 55% 甲烷 21 15% 备注：温室效应指数是指以二氧化碳为基准，测定一定大气压每单位体积的气体所吸收的热量。 （1）用图4装置探究甲烷和二氧化碳两种气体的温室效果，相同体积的气体在相同的光照下照射一段时间后，水柱的变化情况是 。 A．向左移动 B．向右移动 C．保持不变 （2）二氧化碳的温室效应指数虽低于甲烷，但对地球温室效应的贡献却大于甲烷，主要原因在于 。 碳捕集是实现“碳中和”的措施之一，采用化学吸收法可实现二氧化碳的“捕集”。为比较“捕捉”效果，设计如图甲所示实验，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和氢氧化钙溶液、饱和氢氧化钠溶液，测得烧瓶内压强与时间的关系如图乙所示。 图甲 图乙 14．钠离子的符号是 。 A．Na B．Na+ C．Na2 D． 15．（1）图甲中，丙中X的数值应为 ，写出丙中发生的反应的化学方程式 。 （2）请从验证生成物的角度设计方案证明丙中物质发生了化学反应。 操作 现象 结论 取样于试管中，加入足量________ __________________ 丙中物质发生了化学反应 （3）分析图7可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是 （填装置序号），你的判断依据是 。 二氧化碳的转化利用 科学家研发了一种吸收 CO₂ 的技术，每年能从空气中吸收 CO₂ 约100万吨，相当于约35万辆普通汽车每年的排放量。该工艺流程如下图所示。 16．写出反应 I 的化学方程式 。 17．该工艺流程中，反应 I ~ IV 涉及的基本反应类型有 。（不定项） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 18．下列CO₂的用途只利用了其物理性质的是 。 A．生产化肥 B．生产碳酸饮料 C．灭火 D．冷藏食物 19．上图的流程中，在保持 NaOH 浓度合适的情况下，为了更充分地吸收空气中的 CO₂， 写出可以采取的合理措施，并说明理由。 学科网（北京）股份有限公司 $ 主题一 身边的化学物质 1.2 碳及其氧化物 模块一：认识碳单质 1．属于化学变化的是 。 A．干冰升华 B．天然气燃烧 C．活性炭吸附 D．石墨导电 【答案】B 【解析】A 干冰升华是固态二氧化碳直接变成气态，没有新物质生成，属于物理变化。 B 天然气燃烧生成二氧化碳和水，有新物质生成，属于化学变化。 C 活性炭吸附是利用其多孔结构将色素或异味分子吸在表面，没有新物质生成，属于物理变化。 D 石墨导电是电子定向移动，没有新物质生成，属于物理变化。 2．物质的性质和用途对应关系错误的是 。 A．活性炭有吸附性——可作防护口罩 B．金刚石质地坚硬——可用于裁玻璃 C．碳酸钠是白色粉末——可去除油污 D．干冰升华能吸热——可用作制冷剂 【答案】C 【解析】A 活性炭有吸附性，可以吸附空气中的颗粒物，因此可作防护口罩的滤材，对应关系正确。 B 金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于裁玻璃，对应关系正确。 C 碳酸钠是白色粉末，这是它的物理性质，但用于去除油污是利用了其水溶液呈碱性，能与油污发生皂化反应，这是化学性质。对应关系错误。 D 干冰升华吸热，能使周围环境温度降低，可用作制冷剂，对应关系正确。 3．水处理过程中加入活性炭去除异味，是利用了活性炭的___________性；加入硫酸钙，可补充钙离子，硫酸钙的化学式为___________。 【答案】吸附；CaSO₄ 【解析】活性炭用于去除异味，是利用了它的吸附性。硫酸钙中，钙元素显+2价，硫酸根显-2价，根据化合价规则，其化学式为CaSO₄。 4．石墨、金刚石都是由碳元素组成的不同单质，但它们的物理性质有很大的差异，原因是______________________________________。 【答案】碳原子的排列方式不同 【解析】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（金刚石是正四面体网状结构，石墨是层状结构），导致它们的物理性质（如硬度、导电性等）有巨大差异。 5．生命吸管中活性炭的主要作用是　 　。 【答案】吸附色素和异味 【解析】在生命吸管中，活性炭的主要作用是吸附水中的异味、余氯和一些有机杂质，改善口感。 6．某包脱氧剂的主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等，其中黑色固体是 。 脱氧剂 生命吸管 【答案】活性炭 【解析】脱氧剂中，铁粉是灰黑色的，氯化钠是白色颗粒，而活性炭是黑色的固体，因此其中的黑色固体是活性炭。 铜暖手炉的使用与防锈 我国古代工匠用铜制做各种暖手炉，其中一款的结构如下图所示。 7．点燃木炭，观察到的现象是 。 A．发出耀眼白光 B．发出红色的光 C．生成无色液滴 D．生成白色的烟 【答案】B 【解析】木炭在空气中燃烧，现象是持续红热，发出红色的光，无烟无焰。生成无色气体二氧化碳，不会生成液滴或白烟。发出耀眼白光的是镁条燃烧的现象。 8．打开炉盖和铜网，将燃烧的木炭放入炉身内，盖上铜网。若木炭在炉中完全燃烧，化学方程式为 。若木炭不完全燃烧，则会生成 （填物质的名称）。 【答案】C + O₂ CO₂；一氧化碳 【解析】木炭（主要成分碳）完全燃烧生成二氧化碳，化学方程式为C + O₂ CO₂。当氧气不足时，碳不完全燃烧，会生成有毒的一氧化碳。 9．氧化铜可用于炼铜。实验室将8.0 g氧化铜与足量的木炭粉混合，在高温条件下生成铜和二氧化碳，通过该反应理论上能得到多少克铜？（根据化学方程式列式计算） 【答案】解：设理论上能得到铜的质量为x。 C + 2CuO 2Cu + CO₂↑ 160 128 8.0g x 160/128 = 8.0g/x x = (128 × 8.0g) / 160 = 6.4g 答：理论上能得到6.4g铜。 【解析】本题是根据化学方程式的简单计算。先写出正确的化学方程式，找出氧化铜与铜之间的质量关系，然后列出比例式求解。注意计算过程和结果的准确性。 模块二：二氧化碳和一氧化碳 1．CO2中碳元素的化合价为 价。 A．+ 1 B．+ 2 C．+ 4 D．- 4 【答案】C 【解析】在CO₂中，氧元素通常显-2价，设碳元素的化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原则，有：x + (-2)×2 = 0，解得x = +4。 2．下列说法错误的是 。 A．CO2能与水反应，可生产碳酸饮料 B．CO2参与光合作用，可用作气体肥料 C．干冰升华会吸热，可用于人工降雨 D．CO2密度小于空气，可用于灭火 【答案】D 【解析】A CO₂能与水反应生成碳酸，可生产碳酸饮料，说法正确。 B CO₂是光合作用的原料，可用作气体肥料，说法正确。 C 干冰升华会吸热，使水蒸气冷凝，可用于人工降雨，说法正确。 D CO₂的密度比空气大，才能覆盖在可燃物表面用于灭火。若密度小于空气，则无法覆盖。说法错误。 3．煤主要含碳元素，还含有少量氮、硫等元素。直接燃烧煤可能会产生的空气污染物 是 。（不定项） A．CO B．CO2 C．SO2 D．PM10 【答案】ACD 【解析】煤中含有碳、氮、硫等元素。 A 若煤燃烧不充分，会产生一氧化碳（CO），是空气污染物。 B 二氧化碳（CO₂）是温室气体，但不是通常所说的空气污染物。 C 煤中的硫燃烧会生成二氧化硫（SO₂），是导致酸雨的主要污染物。 D 煤燃烧会产生大量可吸入颗粒物（PM₁₀），是空气污染物。 4．某同学利用图甲、图乙探究鱼缸中的碳氧循环。 图甲 图乙 pH检测计 光照4小时 传感器 31.9℃ 250mL水 水草 a b （1）如图甲，鱼缸中水的pH在白天和夜晚有轻微波动。该同学分析主要是因为水中溶解的气体含量发生了周期性变化。该气体是 。 A．氧气 B．二氧化碳 C．氮气 D．水蒸气 【答案】B 【解析】白天，水草进行光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气，水中二氧化碳含量减少；夜晚，水草进行呼吸作用，吸收氧气，释放二氧化碳，水中二氧化碳含量增加。二氧化碳溶于水形成碳酸，影响水的pH。因此，导致pH波动的主要气体是二氧化碳。 （2）如图乙，实验中测得4小时后a中含氧量为8.32g/L，b中含氧量为6.23g/L。从氧循环的角度分析，氧含量不同的原因是 。 【答案】a瓶中有水草，在光照下进行光合作用产生氧气，使含氧量升高；b瓶中无植物，只进行呼吸作用消耗氧气（或没有光合作用产生氧气），因此含氧量较低。 【解析】这是一个对比实验，变量是是否有植物（水草）。a瓶含氧量高于初始，b瓶含氧量低于初始，说明植物的光合作用对维持水体氧含量至关重要。 （3）若要维持该鱼缸正常氧循环，除了补充光照外，还有的做法有 （写一种）。 【答案】增加水草数量/定期通入空气/使用增氧泵等（合理即可） 【解析】维持鱼缸氧循环，核心是补充氧气或增加产氧的生物。增加光照是为了促进光合作用，除此之外，还可以通过物理方法增氧或增加能进行光合作用的生物量。 5．雁鱼铜灯设计的绝妙之处是将烟气通入清水，避免直接将燃烧后的物质排放入空气。 （1）写出烟气中的二氧化碳与水反应的化学方程式。 【答案】CO₂ + H₂O === H₂CO₃ 【解析】二氧化碳与水反应生成碳酸，这是二氧化碳的一个重要化学性质。 （2）二氧化碳通入水后，所得的溶液呈___________（选填“酸性”或“碱性”）。 【答案】酸性 【解析】二氧化碳与水反应生成的碳酸是一种弱酸，因此所得溶液呈酸性。 6．发酵过程中产生了二氧化碳，实验室用于检验二氧化碳的试剂名称是___________。 【答案】澄清石灰水（或氢氧化钙溶液） 【解析】实验室通常用澄清石灰水（氢氧化钙溶液）来检验二氧化碳气体，因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊（生成碳酸钙白色沉淀）。 7．某啤酒厂测定了不同温度及压强下，每100 mL啤酒中最多溶解的二氧化碳的质量（g），结果见下表。 压强（kPa） 温度（℃） 101 202 303 5 0.95 1.56 2.18 15 0.69 1.09 1.49 25 0.43 0.83 1.23 若甲车间控制的生产条件为0℃、202 kPa，乙车间控制的生产条件为20℃、303 kPa。请分析哪个车间生产的啤酒中溶解的二氧化碳更多并说明理由。 【答案】乙车间生产的啤酒中溶解的二氧化碳更多。因为由表中数据可知，在相同压强下，温度越低，二氧化碳溶解得越多；在相同温度下，压强越大，二氧化碳溶解得越多。乙车间的压强（303kPa）大于甲车间（202kPa），虽然乙车间的温度（20℃）高于甲车间（0℃），但对比表中15℃、202kPa时溶解度为1.09g，与25℃、303kPa时溶解度为1.23g，可以推断出0℃、202kPa时的溶解度（参考5℃、202kPa为1.56g，0℃应大于1.56g）可能大于或小于1.23g。但为了严谨，应比较气体溶解度的规律：温度影响更大，低温高压溶解度高。从数据趋势看，0℃、202kPa的溶解度应远大于1.09g（15℃，202kPa），接近1.56g（5℃，202kPa）或更高；而20℃、303kPa的溶解度介于1.49g（15℃，303kPa）和1.23g（25℃，303kPa）之间，约1.3-1.4g。因此甲车间（0℃，202kPa）溶解的CO₂更多。 （注：此题数据表格无0℃数据，需根据温度与溶解度的变化趋势合理推断。综合来看，甲车间条件更有利于CO₂溶解。） 【解析】本题考查影响气体溶解度的因素。气体的溶解度随温度升高而减小，随压强增大而增大。需要综合考虑两个因素来比较溶解度的大小。 “碳酸泉”的形成 “碳酸泉”是由地壳中的二氧化碳溶于水形成的。 8．二氧化碳属于 。（不定项） A．单质 B．化合物 C．酸 D．氧化物 【答案】BD 【解析】二氧化碳（CO₂）是由碳和氧两种元素组成的纯净物。 A 单质是由同种元素组成的纯净物，CO₂由两种元素组成，不是单质。 B 化合物是由不同种元素组成的纯净物，CO₂属于化合物。 C 酸是电离时产生的阳离子全部是氢离子的化合物，CO₂本身不是酸，是酸性氧化物。 D 氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，CO₂符合定义，属于氧化物。 9．二氧化碳与水反应生成碳酸，该反应属于 。 A．分解反应 B．化合反应 C．置换反应 D．复分解反应 【答案】B 【解析】二氧化碳与水反应生成碳酸，反应物是两种，生成物是一种，符合“多变一”的特征，属于化合反应。 10．“碳酸泉”的溶剂是 。 A．二氧化碳 B．碳酸 C．碳酸钠 D．水 【答案】D 【解析】溶液是由溶质和溶剂组成的。“碳酸泉”是二氧化碳气体溶于水形成的溶液，其中水是溶剂，二氧化碳是溶质。 用下图所示的装置，在实验室中模拟“碳酸泉”的形成。 11．将二氧化碳通入水一段时间后，取少量烧杯中的液体于试管中，滴加紫色石蕊试液，观察到的实验现象为 。 【答案】紫色石蕊试液变红 【解析】二氧化碳与水反应生成的碳酸是一种酸，酸能使紫色石蕊试液变红。 12．上述实验现象可能是盐酸挥发导致的，挥发性属于 。 A．物理性质 B．化学性质 【答案】A 【解析】挥发性是物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质，如酒精、盐酸的挥发，属于物理性质。 13．自然界中的“碳酸泉”温度一般都较低，在实验室模拟装置的烧杯中加入热水，也不易形成“碳酸泉”，原因是 。 【答案】因为气体的溶解度随温度升高而减小，热水温度高，二氧化碳的溶解度变小，不易溶于水形成碳酸。 【解析】本题考查气体溶解度的影响因素。温度升高，气体溶解度减小，因此用热水难以模拟形成“碳酸泉”。 煤炭的利用 我国很早就有关于挖掘、使用煤炭的记载，并发现煤层上方往往存在“毒气”（与煤共生的一氧化碳和天然气）。煤等化石燃料为我们带来便利的同时，也会引发一些环境问题。现在，人们通过减少污染物排放、提高能源利用效率、将煤转化为清洁燃料等实现煤炭环保化、高效化使用。 14．关于“毒气”的说法正确的是_________。（不定项） A．“毒气”是混合物 B．“毒”主要指一氧化碳有毒 C．天然气可以用水吸收 D．煤矿矿井中须严禁烟火，防止“毒气”爆炸 【答案】ABD 【解析】A “毒气”是与煤共生的一氧化碳和天然气的混合物，说法正确。 B “毒气”中的一氧化碳能与血红蛋白结合，使人中毒，因此“毒”主要指一氧化碳有毒，说法正确。 C 天然气的主要成分是甲烷，甲烷难溶于水，不能用用水吸收，说法错误。 D “毒气”中的甲烷和一氧化碳都是可燃性气体，混有一定量空气时遇明火可能爆炸，因此矿井中须严禁烟火，说法正确。 模块三：二氧化碳的制备 1．下列反应均能生成CO2。 ①木炭燃烧； ②碳酸钠粉末与稀硫酸反应； ③石灰石高温分解； ④碳与氧化铜在高温下反应。 其中最适合于实验室制取CO2的是 （填序号），理由是 。 【答案】②；反应速率适中，便于收集，且制得的气体较纯净。 【解析】①木炭燃烧法虽然能生成CO₂，但需要点燃，操作复杂，且气体中混有N₂等杂质，不易收集。 ②碳酸钠粉末与稀硫酸反应速率太快，不易控制，且成本较高，但对比其他选项，它在实验室中仍可用（通常用大理石）。 ③石灰石高温分解需要高温条件，实验室不易达到，操作复杂。 ④碳与氧化铜高温反应也需要高温，且反应复杂，不易控制。 综合比较，实验室最常用的是大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，但选项中无此条。在给定选项中，②相对更适合，因为反应不需加热，通过控制滴加速度可以控制反应速率。本题意在让学生理解选择实验室制气方法的原则：反应条件易满足、速率适中、气体纯、易于收集。 2．写出大理石与稀盐酸反应的化学方程式 。 【答案】CaCO₃ + 2HCl === CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 【解析】大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，这是实验室制取二氧化碳的常用原理。 3．干冰是固态二氧化碳。 （1）写出实验室制取二氧化碳的化学方程式。 【答案】CaCO₃ + 2HCl === CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 【解析】实验室制取二氧化碳的化学方程式。 （2）实验室收集二氧化碳用向上排空气法，该方法是利用了二氧化碳的哪一种物理性质？ 【答案】二氧化碳的密度比空气大 【解析】向上排空气法适用于收集密度比空气大的气体，因为气体会沉在瓶底，将空气从上方排出。 （3）请从微观粒子角度分析，干冰升华后体积变大的原因。 【答案】干冰升华后，二氧化碳分子间的间隔变大 【解析】干冰是固态二氧化碳，升华变成气态时，分子本身大小不变，但分子间的间隔急剧增大，导致体积变大。 4．实验室常用大理石（主要成分是 CaCO3）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，收集二氧化碳时，只能选用向上排气法的理由是 。 【答案】CaCO₃ + 2HCl === CaCl₂ + H₂O + CO₂↑；二氧化碳能溶于水且密度比空气大 【解析】实验室制取二氧化碳的化学方程式。因为二氧化碳能溶于水并与水反应，所以不能用排水法收集；因为其密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集。 5．用饱和碳酸氢钠溶液可以除去二氧化碳中混有的氯化氢。 （1）碳酸氢钠的俗称是 。 A．纯碱 B．苏打 C．小苏打 D．生石灰 【答案】C 【解析】A 纯碱是碳酸钠的俗称。 B 苏打也是碳酸钠的俗称。 C 小苏打是碳酸氢钠的俗称。 D 生石灰是氧化钙的俗称。 （2）碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，写出该反应的化学方程式： 。 【答案】NaHCO₃ + HCl === NaCl + H₂O + CO₂↑ 【解析】碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。 （3）下列装置中均盛有饱和碳酸氢钠溶液，能除去二氧化碳中氯化氢的是 。 A B C D 【答案】B 【解析】洗气装置用于除杂时，气体应“长进短出”，即从长导管通入液体中，与洗涤液充分接触反应，杂质气体被吸收，纯净气体从短导管导出。装置B符合“长进短出”的原则。A是“短进长出”，C和D都会将洗涤液压出或无法充分接触。 6．实验室用块状石灰石和稀盐酸反应制取CO2，从A-F中选择一组制取装置 （填编号）；用G装置收集CO2，气体从 （填“m”或“n”）端通入，用此装置收集二氧化碳，检验CO2收集满的方法。（写明操作、现象和结论） A B C D E F G 【答案】B；n；将燃着的木条放在m管口，若木条熄灭，则证明CO₂已收集满。 【解析】实验室用块状石灰石和稀盐酸反应制取CO₂，是固液不加热反应，应选择发生装置B（或A，但A中长颈漏斗末端未液封，会导致气体逸出，B更规范）。G装置是万能瓶，用于向上排空气法收集密度比空气大的CO₂时，应“短进长出”，即气体从n端通入，空气从m端排出。验满时，将燃着的木条放在m端管口，如果木条熄灭，说明CO₂已满。 7．二氧化碳的制取和性质。 （1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，写出反应的化学方程式______________。 【答案】CaCO₃ + 2HCl === CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 【解析】实验室制取二氧化碳的化学方程式。 （2）如右图进行实验，观察到蜡烛由下而上依次熄灭，下列说法错误的是__________。 A．二氧化碳的密度比空气大 B．二氧化碳能使石蕊试液变红色 C．二氧化碳不燃烧也不支持燃烧 D．二氧化碳可用澄清石灰水检验 【答案】B 【解析】A 蜡烛由下而上依次熄灭，说明二氧化碳先聚集在底部，然后上升到上层，证明其密度比空气大，且不燃烧也不支持燃烧。A和C说法正确。 B 二氧化碳能使紫色石蕊试液变红，是因为它与水反应生成碳酸，而不是二氧化碳本身使石蕊变红。该说法本身不严谨，且图中实验并未涉及石蕊，因此说法错误。 D 二氧化碳可用澄清石灰水检验，说法正确。 （3）右图二氧化碳能从塑料瓶大量进入烧杯的原因是____________________________。 【答案】氢氧化钠溶液吸收了烧杯中的二氧化碳，导致烧杯内气压减小，塑料瓶中的二氧化碳气体被压入烧杯。 【解析】这是一个关于压强差的实验。氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，使烧杯内气体减少，压强降低，外界大气压将二氧化碳气体从塑料瓶压入烧杯。 模块四：碳中和与可持续发展 1．要实现“碳达峰”“碳中和”的目标，可以从源头上减少CO2排放：请写出一条具体措施 。 【答案】减少化石燃料的使用/开发新能源/植树造林等（合理即可） 【解析】减少CO₂排放的措施可以从能源结构调整（如使用清洁能源）、提高能源效率、减少能源消耗等方面考虑。 2．二氧化碳的捕集与利用。 （1）自然固碳：地球本身具备一定固碳能力，如水能吸收二氧化碳。写出水与二氧化碳的化学方程式__________________________________________。 【答案】CO₂ + H₂O === H₂CO₃ 【解析】自然界中水吸收二氧化碳的反应。 （2）人工固碳如下图：利用氨水与二氧化碳在一定温度下会反应生成碳酸氢铵。当温度升高至38℃-60℃，碳酸氢铵会分解。“吸收塔”中采用喷淋的方式目的是______________，该反应温度不宜过高的原因是____________________________。 富含CO2 的废气 喷淋 吸收塔 氨水 分离器 【答案】增大氨水与二氧化碳的接触面积，使其充分反应；防止温度过高导致生成的碳酸氢铵分解。 【解析】喷淋可以使液体分散成小液滴，增大反应物之间的接触面积，使反应更充分。根据信息，碳酸氢铵在38℃-60℃会分解，所以反应温度不能过高是为了防止产物分解。 （3）利用：我国自主研发的“液态太阳能燃料合成技术”得到的氢气可将二氧化碳转化为甲醇（CH3OH）等物质，甲醇可作为燃料。流程如下图所示。请说明该流程可实现“零碳”排放的理由。 燃烧 催化合成 H2 CO2 H2O CH3OH 【答案】因为该流程中，燃烧甲醇生成的二氧化碳，又被捕集用于催化合成甲醇，实现了二氧化碳的循环利用，没有向大气中排放新的二氧化碳。 【解析】“零碳”并不是没有碳排放，而是指在整个生产和消耗的循环过程中，排放的二氧化碳与吸收的二氧化碳总量相抵为零。此流程中，甲醇燃烧产生的CO₂被捕获并重新用于合成甲醇，形成了闭环。 3．利用太阳能、风能等能源制取的绿氢与工业捕集的CO2反应，可生产碳排放为零的甲醇 （化学式：CH3OH），右图是甲醇制备及燃烧流程图。 （1）根据质量守恒定律，推理催化室制备甲醇的反应中，X是 。 A．CH4 B．C C．CO D．H2O 【答案】D 【解析】根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应前（CO₂ + 3H₂）有C、2O、6H；反应后（CH₃OH）有C、4H、O。所以X应提供2H和1O，即H₂O。 （2）在燃烧室中需对甲醇进行雾化处理，目的是 。 【答案】增大甲醇与氧气的接触面积，使燃烧更充分。 【解析】雾化是将液体变成小液滴，可以增大反应物的接触面积，加快反应速率，使燃烧更充分。 （3）分析上述流程，说法正确的是 。（不定项） A．该流程过程中，CO2可重复利用 B．该流程过程中，“碳排放”与“碳吸收”相等 C．二氧化碳中碳元素质量分数等于甲醇中碳元素质量分数 D．燃烧室的甲醇中氧元素质量等于生成二氧化碳和水中的氧元素质量总和 【答案】AB 【解析】A 流程图中，甲醇燃烧生成的CO₂又被捕集送回催化室，说明CO₂可重复利用，说法正确。 B 该流程实现了碳的循环，“碳排放”与“碳吸收”在理想状态下相等，说法正确。 C CO₂中碳元素质量分数为12/44≈27.3%，甲醇（CH₃OH）中碳元素质量分数为12/32=37.5%，两者不相等，说法错误。 D 根据质量守恒定律，燃烧室中甲醇和氧气共同提供氧元素，因此甲醇中氧元素质量并不等于生成物中氧元素质量总和，说法错误。 4．用下图所示装置做二氧化碳的性质实验。 （1）将一小块干冰放入装置，塞紧橡皮塞，装置恢复室温后，观察到气体体积变大。从微观角度分析，该过程中发生变化的是 。（不定项） A．二氧化碳分子的间距 B．二氧化碳分子的质量 C．二氧化碳分子的运动速度 D．二氧化碳分子的个数 【答案】AC 【解析】干冰升华变成气态二氧化碳，恢复室温后体积变大。这是物理变化，分子本身不变，因此分子的质量（B）和个数（D）都不变。改变的是分子间的间隔（A）变大，同时温度恢复室温，分子运动速度（C）也比低温时加快。 （2）打开止水夹，将氢氧化钠溶液注入装置，关闭止水夹，轻轻振荡，观察到气球的体积 。 A．不变 B．增大 C．减小 【答案】C 【解析】氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，使装置内气体减少，压强减小，在大气压作用下，气球体积减小。 （3）写出上述过程中发生反应的化学方程式 。 【答案】2NaOH + CO₂ === Na₂CO₃ + H₂O 【解析】氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。 （4）利用二氧化碳制燃料甲醇（化学式：CH3OH）的微观示意图如下： ① 反应中发生变化的微观粒子是 （填“分子”或“原子”）。 【答案】分子 【解析】化学变化中，分子分成原子，原子重新组合成新的分子，所以发生变化的微观粒子是分子，原子是化学变化中的最小粒子，没有发生变化。 ② 该反应的应用价值是 。（一条即可） 【答案】将温室气体二氧化碳转化为燃料，既减少了碳排放，又获得了新能源。（合理即可） 【解析】从环保和能源两个角度回答。 碳中和 党的二十大报告提出，要“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。 5．识“碳”：碳达峰碳中和中的“碳”是指 。 A．碳元素 B．碳原子 C．碳单质 D．二氧化碳 【答案】D 【解析】碳达峰碳中和中的“碳”指的是二氧化碳，目标是减少二氧化碳的排放，最终实现排放与吸收的平衡。 6．寻“碳”：写出一条大气中二氧化碳的主要来源 。 【答案】化石燃料的燃烧/动植物的呼吸作用等（合理即可） 【解析】大气中二氧化碳的来源主要有自然来源（如呼吸作用、火山喷发）和人为来源（主要是化石燃料的燃烧）。 7．固“碳” （1）自然界中有多种途径捕集CO2，下图中的I是利用植物 进行捕集。 自然界中的碳循环简图 Ⅰ 燃烧 【答案】光合作用 【解析】自然界中，植物通过光合作用吸收二氧化碳，是重要的固碳途径。 （2）有研究表明每年约20亿吨的二氧化碳被海洋吸收，二氧化碳除了溶于水，还能与水 反应，写出该反应的化学方程式 。 【答案】CO₂ + H₂O === H₂CO₃ 【解析】海洋吸收二氧化碳，除了物理溶解，还有化学变化：二氧化碳与水反应生成碳酸。 用“碳” 2023年杭州亚运会主火炬燃料为“零碳”甲醇（CH3OH），它是CO2资源化利用的有效途径，利用废气中的CO2热催化加氢合成，反应的基本原理为：CO2+3H2 CH3OH+H2O。其制备和燃烧的循环过程如下图所示。催化剂 8．甲醇（CH3OH）中碳元素的质量分数为 。 【答案】37.5% 【解析】甲醇（CH₃OH）的相对分子质量为12+1×4+16=32。碳元素的质量分数为 (12/32) × 100% = 37.5%。 9．图3中光伏发电是将太阳能转化为 能。 【答案】电 【解析】光伏发电是将太阳能转化为电能的过程。 10．根据图3中信息，写出甲醇燃烧的化学方程式 。 【答案】2CH₃OH + 3O₂ 2CO₂ + 4H₂O 【解析】甲醇燃烧生成二氧化碳和水，配平后得到化学方程式。 11．若消耗12 t氢气，理论上能捕集的CO2质量是多少？（根据化学方程式列式计算） 【答案】解：设理论上能捕集CO₂的质量为x。 CO₂ + 3H₂ CH₃OH + H₂O 44 6 x 12t 6/44 = 12t/x x = (44 × 12t) / 6 = 88t 答：理论上能捕集CO₂ 88吨。 【解析】根据题干给出的反应原理CO₂+3H₂ CH₃OH+H₂O，找出H₂与CO₂的质量关系，代入数据进行计算。 12．“零碳”甲醇被称为“零碳”的原因是 。 【答案】因为制备甲醇所需的二氧化碳，来自于工业生产中捕集的二氧化碳，而甲醇燃烧后生成的二氧化碳又可以被重新捕集利用，整个循环过程中没有向大气中排放新的二氧化碳，所以称为“零碳”。 【解析】结合流程图，解释“零碳”指的是碳的循环利用，净排放为零。 13．甲烷和二氧化碳都是温室气体。下表为两种气体的温室效应指数及对地球温室效应的贡献百分比。 温室效应气体 温室效应指数 对温室效应贡献百分比 阳光 阳光 二氧化碳 1 55% 甲烷 21 15% 备注：温室效应指数是指以二氧化碳为基准，测定一定大气压每单位体积的气体所吸收的热量。 （1）用图4装置探究甲烷和二氧化碳两种气体的温室效果，相同体积的气体在相同的光照下照射一段时间后，水柱的变化情况是 。 A．向左移动 B．向右移动 C．保持不变 【答案】A 【解析】甲烷的温室效应指数是21，远高于二氧化碳的1，说明相同体积的甲烷吸收热量的能力更强。在相同光照下，甲烷气体温度升高更多，导致气体膨胀更明显，推动水柱向A侧（左侧）移动。 （2）二氧化碳的温室效应指数虽低于甲烷，但对地球温室效应的贡献却大于甲烷，主要原因在于 。 【答案】大气中二氧化碳的含量远高于甲烷。 【解析】温室效应的贡献百分比不仅取决于单个分子的温室效应能力（指数），还取决于该气体在大气中的总量。虽然甲烷指数高，但二氧化碳总量巨大，因此总体贡献更大。 碳捕集是实现“碳中和”的措施之一，采用化学吸收法可实现二氧化碳的“捕集”。为比较“捕捉”效果，设计如图甲所示实验，甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和氢氧化钙溶液、饱和氢氧化钠溶液，测得烧瓶内压强与时间的关系如图乙所示。 图甲 图乙 14．钠离子的符号是 。 A．Na B．Na+ C．Na2 D． 【答案】B 【解析】钠离子带一个单位的正电荷，其离子符号是在元素符号Na的右上角标“+”，即Na⁺。 15．（1）图甲中，丙中X的数值应为 ，写出丙中发生的反应的化学方程式 。 【答案】5；2NaOH + CO₂ === Na₂CO₃ + H₂O 【解析】控制变量实验中，除了研究的变量（试剂种类），其他条件应相同。因此，甲、乙、丙注射器内的液体体积应相等，丙中X的数值应为5mL。丙中饱和氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。 （2）请从验证生成物的角度设计方案证明丙中物质发生了化学反应。 操作 现象 结论 取样于试管中，加入足量________ __________________ 丙中物质发生了化学反应 【答案】稀盐酸（或氯化钙/氯化钡溶液）；产生气泡（或产生白色沉淀） 【解析】证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应，可以通过检验生成物碳酸钠来实现。方法一：取样，加入足量稀盐酸，若有气泡产生，说明生成了碳酸钠。方法二：取样，加入氯化钙或氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，说明生成了碳酸钠。注意操作和现象要对应。 （3）分析图7可知“捕捉”二氧化碳效果最好的是 （填装置序号），你的判断依据是 。 【答案】丙；由图乙可知，丙装置烧瓶内压强下降得最多（或最终压强最低），说明丙中试剂吸收二氧化碳的效果最好。 【解析】图乙反映的是烧瓶内压强的变化。二氧化碳被吸收得越快、越多，烧瓶内压强下降得就越快、越低。丙的曲线下降幅度最大，最终压强最低，说明饱和氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果最好。 二氧化碳的转化利用 科学家研发了一种吸收 CO₂ 的技术，每年能从空气中吸收 CO₂ 约100万吨，相当于约35万辆普通汽车每年的排放量。该工艺流程如下图所示。 16．写出反应 I 的化学方程式 。 【答案】2NaOH + CO₂ === Na₂CO₃ + H₂O 【解析】从流程图看，反应I是NaOH溶液吸收CO₂，生成Na₂CO₃和H₂O。 17．该工艺流程中，反应 I ~ IV 涉及的基本反应类型有 。（不定项） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 【答案】ABD 【解析】分析流程： 反应I：2NaOH + CO₂ === Na₂CO₃ + H₂O，两种化合物交换成分？不，不是复分解。是两种物质反应生成两种物质，不属于基本反应类型中的任何一种（若视为碱性氧化物与碱的反应，则不归类于初中四大基本反应类型。但若要选，此题可能将其看作复分解反应？严格说不属于。反应II：CaO + H₂O === Ca(OH)₂，是化合反应。 反应III：Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ === CaCO₃↓ + 2NaOH，是复分解反应。 反应IV：CaCO₃ CaO + CO₂↑，是分解反应。 因此，涉及的基本反应类型有化合反应（II）、分解反应（IV）、复分解反应（III）。反应I不属于基本反应类型。 18．下列CO₂的用途只利用了其物理性质的是 。 A．生产化肥 B．生产碳酸饮料 C．灭火 D．冷藏食物 【答案】D 【解析】A 生产化肥（如合成尿素），利用了CO₂的化学性质。 B 生产碳酸饮料，利用了CO₂与水反应生成碳酸的化学性质。 C 灭火，既利用了CO₂密度比空气大的物理性质，也利用了其不燃烧也不支持燃烧的化学性质。 D 冷藏食物，是利用干冰升华吸热的物理性质。 19．上图的流程中，在保持 NaOH 浓度合适的情况下，为了更充分地吸收空气中的CO₂， 写出可以采取的合理措施，并说明理由。 【答案】可以采取喷淋的方式。理由：喷淋可以增大氢氧化钠溶液与空气（或二氧化碳）的接触面积，使吸收更充分、更快速。 【解析】在化工生产中，为了加快或提高气体与液体的反应效率，常采用喷淋、搅拌等方式增大接触面积。 学科网（北京）股份有限公司 $