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第六单元　碳和碳的氧化物 素养评价
一、选择题(本题共7小题,每小题2分,共14分。每小题只有一个选项符合题目要求)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列行为不符合“低碳”理念的是( )。
A.提倡使用清洁能源 B.垃圾分类回收
C.减少使用一次性餐具 D.教室无人时未关灯
2.下列有关CO2实验的图示正确的是( )。
3.下列有关碳及其化合物的说法错误的是( )。
A.CO2可用作气体肥料
B.干冰用于人工增雨
C.紧闭门窗用木炭烤火易使人中毒
D.金刚石导电性能良好
4.下列物质的用途与其性质对应关系正确的是( )。
A.一氧化碳用于冶炼金属——CO具有可燃性
B.石墨用作电极——石墨具有润滑性
C.活性炭可用作电冰箱除味剂——活性炭具有吸附性
D.用炭黑墨汁书写的字经久不变色——炭黑是黑色
5.下列关于二氧化碳和一氧化碳的比较不正确的是( )。
A.组成:均由碳元素和氧元素组成
B.性质:都能溶于水
C.用途:二氧化碳可用于灭火,一氧化碳可作燃料
D.危害:二氧化碳会导致温室效应,一氧化碳会引起中毒
6.碳及其化合物存在如下转化关系:CCOCO2X(“”表示一种物质可以一步转化成另一种物质)。下列有关说法错误的是( )。
A.由C转化为CO2的过程中碳元素的化合价依次升高
B.CO只能通过与O2反应转化为CO2
C.CO2可通过与C反应转化为CO,化学方程式为C+CO22CO
D.X可能是碳酸
7.木炭还原氧化铜的实验中,实验装置及固体的质量随加热时间的变化如下图所示。下列分析错误的是( )。
　
图甲 图乙
A.M点时,澄清石灰水中有气泡冒出,说明反应开始发生
B.N点对应的硬质玻璃管中的固体物质有三种
C.M→P的过程中,硬质玻璃管里的固体中铜元素的质量分数增大
D.M→P的过程中,澄清石灰水增加的质量≤生成气体的质量
二、非选择题(本题共6小题,共46分)
8.(6分)到目前为止,碳纳米管是人类能造出来的最坚固的材料,它是制造太空天梯的理想材料。碳纳米管是碳单质的一种,请根据下图回答以下问题。
A　B　C　D　E
(1)图中A是碳原子的结构示意图,碳原子最外层电子数是　　　　。
(2)B、C、D三种碳单质中,硬度最大的物质是　　　　(写物质名称)。B、C所表示的物质物理性质差异大的原因是　　　　　　　　　　　　　　。若将物质C经过一定条件转变成物质B,该变化属于　　　　　　(填“物理变化”或“化学变化”)。
(3)D由　　　　(填“分子”或“原子”)构成,可用于超导、催化、能源及医学领域。
(4)E是新兴纳米材料石墨烯,请推测石墨烯可能具有的一条化学性质:　　　　　　　　。
9.(7分)洋溢着绿色与科技元素的北京冬奥会以中国式的传奇与浪漫惊艳了世界,同时实现了碳中和,体现了大国的责任与担当。
(1)运动服中高科技材料石墨烯的使用,解决了超低温户外环境下运动员的取暖难题。石墨烯是由　　　　元素组成的。
(2)仪式火种台采用丙烷作燃料,丙烷充分燃烧生成CO2和H2O,则丙烷中一定含有的元素是　　　　(填元素名称)元素。
(3)甲醇(CH3OH)充分燃烧的产物与丙烷相同,甲醇在空气中充分燃烧的化学方程式为　,
可用　　　　　　　　　来检验燃烧产物中含有CO2。
(4)为减少温室效应的危害,可将CO2“捕捉”或“转化”。
①利用CO2和NH3在高温、高压条件下生产尿素[CO(NH2)2],同时生成水,该反应的微观示意图如下,下列说法不正确的是　　　　(填字母)。
A.反应涉及的4种物质中,都属于氧化物
B.反应前后,原子的种类不变
C.尿素[CO(NH2)2]中碳、氧元素的质量比为3∶4
D.参加反应的CO2和NH3的分子个数比为1∶2
②我国科学家利用二氧化碳与氢气在一定条件下转化生成乙醇(C2H5OH)和水。如果用此方法处理44 g二氧化碳,使其完全反应,其化学方程式为　　　　　　　　　　　,生成乙醇的质量是　　　　g。
10.(6分)我国科研人员在月壤中发现了天然的少层石墨烯。石墨烯是目前最薄且已知强度最高的材料之一,可以通过物理方法从石墨中剥离出来。石墨烯具有很好的韧性,且可以弯曲。科研人员利用石墨烯制得超高表面积和孔隙度的全碳气凝胶,用于净化空气,处理石油泄漏。石墨烯还可作为电池电极材料。
基于已有的研究成果,石墨烯最先实现商业化应用的领域是移动设备、航空航天、新能源电池领域。生活中,5G平板电脑创新搭载了3D石墨烯散热技术。氧化石墨烯中的含氧基团能影响菌体的正常代谢,从而使菌体无法生存。实验人员研究了不同面料中掺加石墨烯后的抗菌效果,测得在其他条件相同时,四种面料对大肠杆菌等三种菌体的抑菌率结果如图。
(1)石墨烯能用于净化空气,处理石油泄漏,说明它具有较强的　　　　　性;可作为电池电极材料,说明它具有　　　　　性。
(2)氧化石墨烯中的　　　　　能影响菌体的正常代谢。
(3)根据上图可推断石墨烯棉混纺纱面料的抗菌性能比棉混纺纱面料　　　　(填“强”或“弱”)。
(4)下列关于石墨烯的相关认识正确的是　　　　(填字母)。
A.面料的抑菌率与菌体种类无关
B.抑菌率越高,表明抗菌性能越弱
C.应用于5G平板电脑,是利用了石墨烯的导热性
(5)碳单质还原氧化铜的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　。
11.(8分)用如图装置进行一氧化碳还原氧化铜的实验。请回答下列问题。
(1)装置C中玻璃管内产生的现象是　,
发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　,CuO发生了　　　　(填“还原”或“氧化”)反应。
(2)实验开始时的操作顺序是　　　　(填序号)。
①先点燃酒精灯,后通入一氧化碳
②先通入一氧化碳,后点燃酒精灯
(3)实验过程中,装置B和装置D中出现的现象分别为　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。
(4)从环保的角度考虑,该装置的缺点是　　　　　　　　　　,处理方法是　　　　　　　　　　　　　　。
12.(9分)化学兴趣小组的同学以助力碳中和为主题,设计开展了下列活动。
【活动一】制取二氧化碳
A　B　C　D　E　F
(1)图中仪器a的名称是　　　　　　。
(2)实验室制取CO2可选用的装置组合是　　　(填字母),请写出制取CO2的化学方程式:　。
(3)装置C的优点是　。
【活动二】探究家庭中二氧化碳气体的来源
同学们走进厨房,用两个相同的塑料瓶分别收集了使用燃气灶炒菜前后灶台旁的气体。设计如右图实验,放在阳光下照射,观察红墨水水柱的移动情况。
(4)红墨水水柱向　　　　(填“左”或“右”)边移动。
(5)请你结合温度和压强知识解释这一现象:
　。
【实验结论】炒菜后空气中二氧化碳含量增多,说明燃气燃烧产生了二氧化碳。
【活动三】探究CO2的性质
用右图实验验证CO2的性质。
(6)实验中,观察到塑料瓶内　　　　　　　　　　,可说明二氧化碳能与水反应。
(7)观察到短蜡烛熄灭后,关闭K,片刻后长蜡烛熄灭,由此得到的结论是　　　　　　　　　　　　　　　。
【活动四】碳转化
二氧化碳可以转化为汽油,主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。
(8)过程Ⅰ中CO2与X反应生成CO和另外一种生活中常见的氧化物,该化学方程式为　。
13.(10分)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,请回答下列问题。
【活动一】了解自然界中的碳循环
(1)自然界中消耗二氧化碳的途径有　　　　　　　　(写一条即可)。
(2)基于“碳循环”视角,实现碳中和可以从两方面进行:①减少碳排放,②　　　　　　　　。
【活动二】探究碳“捕捉”
为探究“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,实验过程中测得烧瓶内压强与时间的关系曲线如图2所示。
图1 图2
(3)图1中,甲、乙、丙注射器内的试剂分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠溶液,x的数值为　　　　,乙中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。分析图2可知,“捕捉”二氧化碳效果最好的是　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)。
(4)“碳封存”技术也是实现碳中和的重要途径之一。某实验基地通过一定技术将二氧化碳压缩存入地下,实现二氧化碳的封存。从微观角度分析,这一技术能够实现的原因是　。
【活动三】实现碳转化
图3
(5)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。研究发现,二氧化碳和某气体单质在一定条件下能生成甲醇(CH3OH)和水,该单质是　　　　(填化学式)。该反应在有、无分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图3所示,为提高甲醇的产率,合成甲醇应选择的最佳条件为　　　　　　　。
【活动四】聚力助低碳
(6)实现碳中和,可调整能源结构,开发使用新能源等。请写出一种新能源:　　　　。请从个人行为层面写出你的低碳行动:　。
第六单元素养评价
1.D　2.D　3.D　4.C　5.B　6.B　7.A
8.(1)4　(2)金刚石　碳原子的排列方式不同　化学变化　(3)分子　(4)可燃性(合理即可)
9.(1)碳(或C)
(2)碳、氢
(3)2CH3OH+3O22CO2+4H2O　澄清石灰水
(4)①A　②2CO2+6H2C2H5OH+3H2O　23
10.(1)吸附　导电　(2)含氧基团　(3)强　(4)C　(5)2CuO+C2Cu+CO2↑
11.(1)黑色粉末变成红色　CO+CuOCu+CO2　还原　(2)②　(3)装置B内无明显变化　装置D内澄清石灰水变浑浊　(4)缺少尾气处理装置　在D装置导管口处放一盏燃着的酒精灯(合理即可)
12.(1)试管　(2)BE或CE　CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑　(3)便于控制反应的发生和停止　(4)左　(5)右侧瓶内气体升温快,导致右侧压强大于左侧　(6)湿润紫色石蕊纸花变红色,而干燥紫色石蕊纸花不变色　(7)二氧化碳气体的密度比空气的大,且不能燃烧也不支持燃烧
(8)CO2+H2CO+H2O
13.(1)光合作用(或海水吸收)　(2)增加碳吸收(或增加二氧化碳消耗)　(3)30　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　丙　(4)加压情况下,分子间的间隔减小　(5)H2　温度控制在210 ℃,有分子筛膜　(6)风能(或太阳能等,合理即可)　随手关灯(或绿色出行等,合理即可)
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