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1.4 碳和碳的氧化物
【基础作业】
1.为使我国能在2060年前实现“碳中和”,下列做法不可取的是 ( )
A.加快开发清洁能源
B.荒漠上多植树种草
C.工业废气高空排放
D.减少化石燃料使用
2.(改编)碳及其化合物存在如下转化关系:C→CO CO X(“→”表示一种物质会一步
2
转化成另一种物质)。下列有关说法错误的是 ( )
A.由C转化为CO 的过程中碳元素的化合价依次升高
2
B.CO只能通过与O 反应转化为CO
2 2
C.CO 可通过与C反应转化为CO,化学方程式为C+CO 2CO
2 2
D.X可能是酸或盐
3.国家规定教室内空气中二氧化碳的最高允许浓度为0.15%。下列是某学习小组对教室内二
氧化碳浓度的检测和相应结果处理的措施,不正确的是 ( )
A.从教室不同位置多点采集空气样品
B.将盛有澄清石灰水的烧杯置于教室一段时间进行测定
C.测得二氧化碳浓度为0.28%,说明二氧化碳浓度超标
D.为避免二氧化碳浓度超标,教室应多通风换气
4.(改编)化学与生活息息相关,下列说法正确的是 ( )
A.人体适当补充铁元素可以预防骨质疏松
B.金属制品生锈后可回收利用以节约金属资源
C.冬季在室内用煤炉取暖时,可以放一盆水来防止煤气中毒
D.用汽油除去衣服上的油污是因为汽油具有乳化功能
5.碳及其化合物普遍存在于我们的日常生活中,请结合生活经验和已有知识回答下列问题。
(1)用炭黑制成的墨汁写绘的字画能从古代保存至今而不褪色,是因为常温下碳的化学性质很
(选填“稳定”或“不稳定”)。
(2)煤、石油和天然气属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。为检测厨
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房中天然气是否泄漏,应将报警器装在 (选填“厨房地面”“燃气灶上”或
“厨房中上部”)处。
(3)工业上常利用反应C+H O CO+H 来制取氢气,该反应属于 (填基
2 2
本反应类型)。
6.(改编·教材素材)含碳物质是一个庞大的家族,无论是碳单质还是含碳化合物的种类都很多,
请根据学过的知识回答下列问题:
(1)下图是碳的几种单质的结构示意图,图中小圆圈均代表碳原子。
甲 乙 丙
①甲、乙分别为金刚石、石墨,其硬度差异很大的原因是 。
②由乙在一定条件下制取甲,发生的变化属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
③丙是一种由五边形和六边形组成的形似足球的化学物质,称为“足球烯”(化学式为
C ),C 是由 (选填“分子”或“原子”)构成的。
60 60
(2)科学家采用新技术,使CO 在一定条件下发生反应:2CO +6X 4HO+C H,则X
2 2 2 2 4
的化学式是 。
(3)一氧化碳和二氧化碳是碳的两种氧化物,下列关于二氧化碳和一氧化碳的描述,完全正确
的是 (填字母)。
A.转化:CO 、CO之间可以通过一步反应互相转化
2
B.性质:CO 、CO均能溶于水
2
C.用途:CO 可用于制汽水;CO可用于冶炼金属
2
D.危害:CO 会导致酸雨;CO会引起煤气中毒
2
7.(2024·陕西模拟)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图,回答有关问题:
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(1) 实 验 室 常 用 石 灰 石 和 稀 盐 酸 制 取 CO 气 体 , 其 反 应 的 化 学 方 程 式 是
2
。
(2)为了得到干燥、纯净的CO 气体,产生的气流应依次通过装置 、 (填装置编
2
号),收集CO 气体选用的装置是 (填装置编号)。
2
(3)有人对气体发生装置A作如下改进:在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试
管中,如图H所示。改进后的优点: 。
8.生活中含碳物质种类繁多、应用广泛。根据下图回答问题。
(1)图1中物质的类别未包括 (填字母)。
a.酸 b.碱c.盐 d.有机物
(2)图1中物质转化可通过分解反应实现的是 (填序号)。
(3)CO与CO 性质有很大不同的微观解释是 。
2
(4)图 2 实验能否证明二氧化碳与水发生了化学反应?判断并说明理由:
。
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(5)用熟石灰吸收CO 可以固碳。请根据化学方程式计算,吸收8.8 g CO 至少需要熟石灰的质
2 2
量。
【素养作业】
9.(2024·泸州)向一集满CO 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
2
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CO 与水发生了反应
2
C.振荡后试纸变红,证明CO 与水反应产生了酸
2
D.振荡后试纸变红,证明CO 能与石蕊反应变红
2
10.如图所示,杠杆已调至平衡,向集气瓶内缓慢通入一定量的CO 气体,稍后再倒入浓NaOH
2
溶液(液面不接触乒乓球)。下列说法正确的是 ( )
A.通入CO 气体后,左端乒乓球下降
2
B.整个过程中乒乓球位置始终没有变化
C.倒入浓NaOH溶液后,杠杆逐渐恢复原状
D.其他条件不变,将CO 换成H 也会产生相同现象
2 2
11.(2024·陕西模拟)多彩的“碳”装点多姿的生活。让我们一起走进“碳”的世界,了解碳及
其化合物。
(1)图1中的A、B、C分别表示三种不同的碳单质,其中物质B的名称为 。
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A B C
图1
(2)构建知识关联结构图,有利于系统掌握化学知识,图2是碳及其部分化合物的转化关系,其
中X、Y表示相应转化中的其他反应物。下列说法错误的是 (填字母)。
A.X只能是单质
B.Y可以用于实验室检验CO
2
C.①②反应均实现了有机物向无机物的转化
(3)写出碳酸钙转化为二氧化碳的化学方程式: (只
写一个)。
12.(2024·深圳改编)化学兴趣小组同学在实验室完成制取二氧化碳实验:
(1)实验室制取CO 的化学方程式: 。
2
(2)制取二氧化碳的发生和收集装置为 (填字母)。
(3)干燥CO 气体,从E中的 (选填“a”或“b”)口通入。
2
(4)模拟海洋生态系统
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①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和 作用参与碳循环;
②俊宇向生态箱中通入CO,一段时间后烧杯中出现的现象为 ;
2
③测得生态箱内pH下降,原因是 ;
④请你举一条减少大气中CO 排放量的具体措施: (结合生活实际)。
2
13.CO 作为一种碳资源,被广泛应用于工农业生产。
2
Ⅰ.植物气肥
(1)在蔬菜大棚内增大CO 浓度,有利于植物进行 ,促进生长。
2
Ⅱ.生产化肥
(2)二氧化碳和氨气可以生产尿素[CO(NH)]和碳酸氢铵。
2 2
①合成尿素的反应为CO+2NH CO(NH)+X,X的化学式是 。
2 3 2 2
②合成碳酸氢铵的反应为CO+NH+H O NH HCO ,该反应需在较 (选填“高”或
2 3 2 4 3
“低”)温度下进行。
(3)理论上,相同质量的NH 分别生产CO(NH) 和NH HCO ,消耗CO 的质量比为 。
3 2 2 4 3 2
Ⅲ.催化重整
(4)CH 与CO 在催化剂作用下可得到合成气(CO和H),反应过程中催化剂表面还同时存在
4 2 2
积碳反应和消碳反应,原理如图1所示。
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①消碳反应的产物“ ”是 。
②为减少催化剂表面的积碳,可在原料气中加入适量 气体。
③其他条件不变,催化剂表面的积碳量随温度变化如图2所示。温度高于600 ℃,催化剂表面
积碳量减少的原因可能是 。
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答案
1.C
2.B 【解析】A.碳元素由0价升高到+2价,再由+2价升高到+4价,由C转化为CO 的过程
2
中碳元素的化合价依次升高,故正确;B.CO与氧化铜在高温条件下,反应生成铜和二氧化碳,并
非只能通过与O 反应转化为CO,故错误;C.CO 可通过与C反应转化为CO,化学方程式为
2 2 2
C+CO 2CO,故正确;D.二氧化碳与水反应生成碳酸,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,
2
因此X可能是酸或盐,故正确。
3.B 【解析】A.为使测定的结果更准确,从教室不同位置多点采集空气样品,故选项措施正
确;B.由于空气中二氧化碳的量少,氢氧化钙又微溶于水,现象不明显,故选项措施不正确;C.由
于国家规定教室内空气中二氧化碳的最高允许浓度为0.15%,现测得教室内二氧化碳浓度为
0.28%,说明二氧化碳浓度超标,故选项说法正确;D.为避免二氧化碳浓度超标,教室应多通风
换气,故选项措施正确。
4.B 【解析】A.人体适当补充铁元素可以预防贫血,而不是预防骨质疏松,故选项说法错
误;B.金属制品生锈后可回收利用以节约金属资源,故选项说法正确;C.因为一氧化碳难溶于
水,所以放一盆水不能防止煤气中毒,故选项说法错误;D.汽油除去衣服上的油污属于溶解现
象,而不是因为汽油具有乳化功能,故选项说法错误。
5.(1)稳定 (2)不可再生 厨房中上部 (3)置换反应
6.(1)①碳原子的排列方式不同 ②化学 ③分子
(2)H (3)AC
2
7.(1)CaCO +2HCl CaCl +H O+CO↑ (2)D C
3 2 2 2
E (3)能防止气体从长颈漏斗中逸出(或形成液封,控制反应的速率,合理即可)
【解析】(1)实验室中常用石灰石与盐酸反应制取二氧化碳,石灰石的主要成分是碳酸钙,碳
酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式是 CaCO +2HCl
3
CaCl +H O+CO↑。
2 2 2
(2)制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体、水蒸气,除去氯化氢气体可用饱和碳酸氢钠溶液,
除去水蒸气可用浓硫酸,要注意水蒸气要放在最后去除,否则会再次引入水蒸气。为了得到干
燥、纯净的CO 气体,产生的气流应依次通过装置D、C。二氧化碳密度比空气大,能溶于水,
2
应用向上排空气法收集,收集CO 气体选用的装置是E。
2
(3)在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试管中,如图H所示。改进后的优点是
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能形成液封,防止气体从长颈漏斗中逸出能通过加入稀盐酸的快慢,控制反应的速率。
8.(1)b (2)⑥⑧ (3)1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子(或分子构成不同、
分子结构不同) (4)不能,缺少CO 能否使石蕊变红的对比实验
2
(5)解:设吸收8.8 g CO 至少需要熟石灰的质量为x。
2
Ca(OH) +CO CaCO +H O
2 2 3 2
74 44
x 8.8 g
74 x
=
44 8.8g
x=14.8 g
答:吸收8.8 g CO 至少需要熟石灰的质量为14.8 g。
2
【解析】(1)图1中的物质中,一氧化碳和二氧化碳属于氧化物,甲烷属于有机物,碳酸钙属于
盐,碳酸属于酸,则图1中物质的类别未包括碱,故选b。
(2)反应⑥可以是碳酸钙在高温的条件下分解,生成氧化钙和二氧化碳,反应⑧是碳酸分解生
成水和二氧化碳,则图1中物质转化可通过分解反应实现的是⑥⑧。
(3)由分子构成的物质,分子是保持物质化学性质的最小粒子,分子构成不同,化学性质不同,则
CO与CO 性质有很大不同的微观解释是1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原
2
子。
(4)图2实验不能证明二氧化碳与水发生了化学反应,因为缺少CO 能否使石蕊变红的对比实
2
验,可以将干燥的石蕊纸花放入二氧化碳中进行对比。
9.C 【解析】A.向一集满CO 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
2
玻璃片,上下振荡,再将其倒置,把手移开,玻璃片没有掉下来,证明瓶内气压小于大气压,故选项
说法错误。B.玻璃片没有掉下,不能证明CO 与水发生了反应,也可能是CO 溶于水造成的,
2 2
故选项说法错误。C.向一集满CO 的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸,蓝色石蕊试纸不变红,
2
说明CO 不能与石蕊反应变红;蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红,证明CO 与水反应
2 2
产生了酸,故选项说法正确。D.向一集满CO 的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸,蓝色石蕊试
2
纸不变红,说明CO 不能与石蕊反应变红,故选项说法错误。
2
10.C 【解析】A.通入CO 气体后,二氧化碳的密度比空气的大,左端乒乓球上升,故选项说
2
法错误;B.整个过程中乒乓球位置会发生变化,通入CO 气体后,二氧化碳的密度比空气的大,
2
左端乒乓球上升;稍后再倒入浓NaOH溶液,二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,
二氧化碳被吸收,杠杆逐渐恢复平衡,故选项说法错误;C.倒入浓NaOH溶液后,二氧化碳被吸
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收,杠杆逐渐恢复原状,故选项说法正确;D.其他条件不变,氢气的密度比空气的小,不与氢氧化
钠溶液反应,将CO 换成H 不会产生相同现象,故选项说法错误。
2 2
11.(1)石墨 (2)AC
(3)CaCO+2HCl CaCl +H O+CO↑
3 2 2 2
【解析】(1)物质B的名称为石墨。
(2)A.X可能是单质,例如氧气,也可能是化合物,例如氧化铁,该选项说法不正确;B.Y可以用于
实验室检验CO,该选项说法正确;C.反应①实现了有机物向无机物的转化,反应②实现了无
2
机物之间的相互转化,该选项说法不正确。
(3)碳酸钙转化为二氧化碳,可以是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化
学方程式是CaCO +2HCl CaCl +H O+CO↑。
3 2 2 2
12.(1)CaCO +2HCl CaCl +H O+CO↑ (2)BC
3 2 2 2
(3)a (4)①光合 ②澄清石灰水变浑浊 ③CO 与水反应生成碳酸 ④绿色出行
2
【解析】(1)碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO +2HCl
3
CaCl +H O+CO↑。
2 2 2
(2)实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体,反应条件是常温,二氧化碳密度比空气大,溶
于水,所以制取二氧化碳的发生和收集装置为BC。
(3)洗气除杂应该是长进短出,所以干燥CO 气体,从E中的a口通入。
2
(4)①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和光合作用参与碳循环;②俊宇向生态箱中通入
CO,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以一段时间后烧杯中出现的现象为澄
2
清石灰水变浑浊;③测得生态箱内pH值下降,原因是CO 与水反应生成碳酸;④绿色出行减
2
少大气中CO 的排放量。
2
13.(1)光合作用 (2)①HO ②低 (3)1∶2 (4)①CO ②二氧化碳 ③碳和二氧化碳在高温
2
的条件下反应生成一氧化碳
【解析】(1)在蔬菜大棚内增大CO 浓度,有利于植物进行光合作用,促进生长。
2
(2)①合成尿素的反应为CO+2NH CO(NH)+X,反应物中有1个碳原子、2个氧原子、2
2 3 2 2
个氮原子、6个氢原子,生成物中有1个碳原子、1个氧原子、2个氮原子、4个氢原子,所以
X的化学式是HO。
2
②合成碳酸氢铵的反应为CO+NH+H O NH HCO ,碳酸氢铵在加热的条件下反应生成氨
2 3 2 4 3
气、水和二氧化碳,该反应需在较低温度下进行。
(3)CO +2NH CO(NH)+H O
2 3 2 2 2
44 34
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CO+NH+H O NH HCO
2 3 2 4 3
44 17
88 34
理论上,相同质量的NH 分别生产CO(NH) 和NH HCO ,消耗CO 的质量比为1∶2。
3 2 2 4 3 2
(4)CH 与CO 在催化剂作用下可得到合成气(CO和H),反应过程中催化剂表面还同时存在
4 2 2
积碳反应和消碳反应,原理如图1所示。①消碳反应的产物“ ”是CO。②为减少催化
剂表面的积碳,可在原料气中加入适量二氧化碳气体。③其他条件不变,催化剂表面的积碳量
随温度变化如图2所示。温度高于600 ℃,催化剂表面积碳量减少的原因可能是碳和二氧化
碳在高温的条件下反应生成一氧化碳。
11
