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单元素养测评卷(第六单元)
(本试卷共14小题　满分50分　考试时长60分钟)
可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23　Mg-24　Al-27　P-31　S-32　Cl-35.5　K-39　Ca-40 Fe-56　Cu-64　Zn-65
第一部分　选择题(共10分)
　本部分共包括10小题,每小题1分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.激光打印机所用的墨粉主要成分是极细的碳粉。碳粉不具有的性质是( )
A.可燃性 B.能与某些氧化物反应
C.易溶于水 D.常温下稳定
2.下列关于金刚石、石墨和C60三种物质的说法不正确的是( )
A.元素组成不同 B.化学性质相似
C.硬度、导电性不同 D.原子的排列方式不同
3.(2024·秋·沈阳浑南区期末)下列关于二氧化碳的说法正确的是( )
A.二氧化碳有毒,不能供给呼吸
B.新鲜空气中不含二氧化碳
C.干冰可用于人工增雨
D.二氧化碳分子由碳原子和氧分子构成
4.金刚石和石墨是常见的碳单质,其结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.构成金刚石和石墨的原子大小不同
B.金刚石和石墨中原子排列方式相同
C.1 g金刚石和1 g石墨所含原子数相同
D.金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧
5.下列关于碳及其化合物的说法正确的是( )
A.金刚石、石墨和C60的性质相似
B.木炭在氧气中燃烧,生成物一定是二氧化碳
C.CO2灭火既利用了CO2的物理性质,又利用了其化学性质
D.在煤炉上放一壶水能防止一氧化碳中毒
6.如何减少温室气体二氧化碳的含量是科学家一直在探究的课题,最近中国科学技术大学的专家找到一种新型催化剂,可将二氧化碳转化为液体燃料甲酸(CH2O2),下列说法中,不正确的是( )
A.地球上二氧化碳含量上升的主要原因是植物的呼吸作用
B.二氧化碳能阻挡地面辐射,对地球有保温作用
C.二氧化碳转化为甲酸的过程属于化学变化
D.这种新型催化剂在反应前后质量不变
7.食品保鲜常常用到干冰。课外实践小组的同学们利用保鲜袋中的干冰设计并完成了如图所示的实验探究,有关实验现象或分析正确的是( )
A.(Ⅰ)静置,烧杯内气球无明显现象
B.(Ⅱ)加水后烧杯内只发生物理变化
C.(Ⅲ)形成白雾的原因是干冰升华吸热
D.(Ⅳ)紫色石蕊溶液不变色
8.实验室制取某些气体的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.装置②可以较好地控制反应速率
B.装置②和③组合可以用来制取氧气
C.装置②和④组合可以用来制取氧气
D.装置②和⑤组合可以用来制取二氧化碳
9.请将符合图示装置设计意图的序号选出( )
①证明一氧化碳能还原氧化铜
②证明一氧化碳有可燃性
③证明产物中有二氧化碳
④能有效防止一氧化碳污染空气
⑤该实验充分利用了能源
A.①②③④⑤　　B.②③　　C.①③④⑤　　D.①②④⑤
10.下列除去少量杂质(括号内为杂质)的方法合理的是( )
选项 混合物 试剂或方法
A CuO( ) 隔绝空气加强热
B CO(CO2) 将混合气体通过灼热的氧化铜
C CO2(CO) 点燃混合气体
D N2(O2) 通过灼热的铜丝网
第二部分　非选择题(共40分)
　本部分共包括4小题。
11.(11分)化学是一门以实验为基础的科学。
Ⅰ.二氧化碳的制取
(1)实验准备:装入试剂前,应 。
(2)反应原理:实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为 。
(3)装置选择:实验室制取二氧化碳时,为了获得稳定的气流,选用的发生装置是 (填图中字母序号)。
(4)气体收集:不选择装置F收集二氧化碳的原因是 ,验证二氧化碳已收集满的方法是 。
Ⅱ.验证二氧化碳的性质
小组同学将制得的二氧化碳净化后,进行如图实验。
(1)A中放置的是紫色石蕊溶液染成的湿润纸花,用化学方程式表示通入CO2时纸花变红的原因: 。再用酒精灯加热该试管,观察到溶液的颜色变化为 。
(2)B中观察到的现象是 。反应的化学方程式为 。
(3)C中观察到先熄灭的是 (填“低处蜡烛”或“高处蜡烛”),由此获得启示二氧化碳可用于 。
12.(10分)化学兴趣小组以“助力碳中和”为主题,设计并开展了如下项目式探究活动。
探究一:碳中和
(1)“碳中和”中的“碳”是指 (填“碳元素”或“二氧化碳”)。
(2)我国政府提出在2060年前实现“碳中和”,下列做法符合“碳中和”理念的是 。
A.植树造林　　B.焚烧秸秆　　C.节能减排　　D.燃放烟花
探究二:碳封存
将CO2注入地壳油气层起到驱油作用,既提高油的采收率,又实现碳封存。
(3)用如图1装置模拟油气田封存CO2,连接A、B装置,将CO2从 (填“a”或“b”)端通入装有油的广口瓶中封存,油被压入烧杯中。
探究三:碳捕集
(4)自然界有多种途径吸收CO2,请写出一种自然界吸收二氧化碳的途径: 。
探究四:碳利用
(5)CO2在加热条件下转化为炭黑回收利用的反应机理如图2所示,依次发生过程Ⅰ和Ⅱ,“→”表示从反应物到生成物。回答下列问题。
①反应过程Ⅰ的化学方程式为 。
②反应过程Ⅱ属于的基本反应类型为 。
③该过程中能循环使用的物质是 。
④理论上,8 kg CO2最多可得到氧气的质量为 。
(6)使用催化转化法可以将二氧化碳和水转化为甲烷和氧气,催化剂的催化效率和甲烷的生成速率随温度的变化关系如图3所示。
①催化剂的催化效率受温度影响,最佳的温度约为 ℃。
②300~400℃,甲烷生成速率加快的原因可能是 。
13.(8分)阅读下面文章。
石墨烯——改变世界的神奇新材料
如果将石墨逐层剥离,直到最后只形成一个单层,即厚度只有一个碳原子的单层石墨,就是石墨烯。石墨烯的厚度只有0.335 nm,如果把20万层石墨烯堆叠在一起,厚度也只与一根头发丝的直径相当。石墨烯具有优良的导电性、光学性和热传导性等,是目前人类已知强度最高的物质。它是构成其他新型碳材料的基本组成单元(如图1),被认为是一种未来革命性的材料。
科学家提出,给石墨烯“打上”许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜,可进行海水淡化,其工作原理(如图2)所示。
纺织领域是石墨烯应用的新兴领域,纺织面料掺入石墨烯后,在低温情况下,可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。
实际上石墨烯本来就存在于自然界中,只是难以剥离出单层结构。工业上可采用甲烷(CH4)在高温和Cu-Pd催化下分解制取石墨烯,同时产生氢气。
随着科技水平的提升,石墨烯的应用前景会十分广阔。
依据所给材料,回答下列问题。
(1)从微观角度分析,石墨烯是由 (填具体粒子的名称)构成的。
(2)石墨烯的物理性质有 、 (答两点)。
(3)“如果把20万层石墨烯堆叠在一起,厚度也只与一根头发丝的直径相当”,说明构成物质的粒子具有的性质是 。
(4)石墨烯海水淡化膜允许 (填粒子名称)通过,该过程类似于 (填一种化学操作名称)操作。
(5)含有石墨烯的纺织面料制的衣服,在低温情况下对人体的好处是
。
(6)工业上制取石墨烯反应的化学方程式为 。
14.(11分)某兴趣小组在学习了二氧化碳制取的研究课题时,对二氧化碳的溶解性和收集方法进行了探究。
活动一:探究二氧化碳的溶解
实验①:如图所示,取1瓶充满CO2且气密性良好的软塑料瓶,打开瓶盖,加入体积约为塑料瓶容积的蒸馏水,旋紧瓶盖后充分振荡,观察现象。
实验②:如图所示,取2支医用注射器分别抽取10 mL CO2和蒸馏水,用乳胶管连接,交替推动2支注射器的活塞,反复多次至体积不再减少为止。充分混合后,气、液总体积约为12 mL。
(1)实验①中观察到软塑料瓶变 (填“瘪”或“胀”),说明CO2能溶于水。
(2)实验②中气、液总体积减少的原因是 (填“气体”或“液体”)体积减少,在实验室条件下,1体积水最多能溶解 体积的CO2。
(3)实验①中充分振荡和实验②中反复交替推动注射器活塞的作用是 。
实验③:两瓶250 mL的烧瓶内收集满CO2气体,注射器内各装有85 mL的水和澄清石灰水,连接好装置和压强传感器。打开活塞1和2,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞1,一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图所示。
(4)图像中,表示注入的是澄清石灰水的是曲线 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(5)图像中,AB段压强上升的原因是 。最终C点压强大于A点,由此你的解释是 。
活动二:探究二氧化碳的收集方法
【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集
【作出猜想】Ⅰ.不能用排水法收集;Ⅱ.能够用排水法收集。
【查阅资料】1.CO2不与碳酸氢钠反应,且难溶于饱和的碳酸氢钠溶液,碳酸氢钠能吸收氯化氢。
2.CO2能与氢氧化钠溶液发生反应(氢氧化钠溶液与石灰水性质相似)。
【实验设计与操作】步骤一:小组同学用图1所示装置进行CO2气体的制取,在相同条件下,用如下3种方法,分别在三个规格相同的锥形瓶中收集产生的CO2气体。
方法①:当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后,用排水法收集CO2备用,并记录从收集到集满一瓶CO2所需的时间t;
方法②:当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后,采取与方法①相同时间t,用向上排空气法收集一瓶CO2备用;
方法③:当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后,用向上排空气法收集,将燃着的木条放在瓶口验满后,立即盖上玻璃片备用。
(1)当气体发生装置开始产生CO2气体15s后,再开始收集气体的原因是 ;
步骤二:将装有50 mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接,再插入已经收集好CO2气体的锥形瓶中(如图2所示)。将注射器的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中,观察瓶内压强变化情况。
【实验分析与结论】
(2)用压强传感器测得密闭容器内压强随时间的变化关系如图3所示,根据实验结果可知,猜想 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立;
(3)用燃着的木条验满CO2的方法 (填“可靠”或“不可靠”);
(4)从收集的气体纯度考虑,方法 (填“①”“②”或“③”)更好。 单元素养测评卷(第六单元)
(本试卷共14小题　满分50分　考试时长60分钟)
可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　Na-23　Mg-24　Al-27　P-31　S-32　Cl-35.5　K-39　Ca-40 Fe-56　Cu-64　Zn-65
第一部分　选择题(共10分)
　本部分共包括10小题,每小题1分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1.激光打印机所用的墨粉主要成分是极细的碳粉。碳粉不具有的性质是(C)
A.可燃性 B.能与某些氧化物反应
C.易溶于水 D.常温下稳定
2.下列关于金刚石、石墨和C60三种物质的说法不正确的是(A)
A.元素组成不同 B.化学性质相似
C.硬度、导电性不同 D.原子的排列方式不同
3.(2024·秋·沈阳浑南区期末)下列关于二氧化碳的说法正确的是(C)
A.二氧化碳有毒,不能供给呼吸
B.新鲜空气中不含二氧化碳
C.干冰可用于人工增雨
D.二氧化碳分子由碳原子和氧分子构成
4.金刚石和石墨是常见的碳单质,其结构如图所示。下列说法正确的是(C)
A.构成金刚石和石墨的原子大小不同
B.金刚石和石墨中原子排列方式相同
C.1 g金刚石和1 g石墨所含原子数相同
D.金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧
5.下列关于碳及其化合物的说法正确的是(C)
A.金刚石、石墨和C60的性质相似
B.木炭在氧气中燃烧,生成物一定是二氧化碳
C.CO2灭火既利用了CO2的物理性质,又利用了其化学性质
D.在煤炉上放一壶水能防止一氧化碳中毒
6.如何减少温室气体二氧化碳的含量是科学家一直在探究的课题,最近中国科学技术大学的专家找到一种新型催化剂,可将二氧化碳转化为液体燃料甲酸(CH2O2),下列说法中,不正确的是(A)
A.地球上二氧化碳含量上升的主要原因是植物的呼吸作用
B.二氧化碳能阻挡地面辐射,对地球有保温作用
C.二氧化碳转化为甲酸的过程属于化学变化
D.这种新型催化剂在反应前后质量不变
7.食品保鲜常常用到干冰。课外实践小组的同学们利用保鲜袋中的干冰设计并完成了如图所示的实验探究,有关实验现象或分析正确的是(C)
A.(Ⅰ)静置,烧杯内气球无明显现象
B.(Ⅱ)加水后烧杯内只发生物理变化
C.(Ⅲ)形成白雾的原因是干冰升华吸热
D.(Ⅳ)紫色石蕊溶液不变色
8.实验室制取某些气体的装置如图所示,下列说法正确的是(B)
A.装置②可以较好地控制反应速率
B.装置②和③组合可以用来制取氧气
C.装置②和④组合可以用来制取氧气
D.装置②和⑤组合可以用来制取二氧化碳
9.请将符合图示装置设计意图的序号选出(A)
①证明一氧化碳能还原氧化铜
②证明一氧化碳有可燃性
③证明产物中有二氧化碳
④能有效防止一氧化碳污染空气
⑤该实验充分利用了能源
A.①②③④⑤　　B.②③　　C.①③④⑤　　D.①②④⑤
10.下列除去少量杂质(括号内为杂质)的方法合理的是(D)
选项 混合物 试剂或方法
A CuO(C) 隔绝空气加强热
B CO(CO2) 将混合气体通过灼热的氧化铜
C CO2(CO) 点燃混合气体
D N2(O2) 通过灼热的铜丝网
第二部分　非选择题(共40分)
　本部分共包括4小题。
11.(11分)化学是一门以实验为基础的科学。
Ⅰ.二氧化碳的制取
(1)实验准备:装入试剂前,应　检查装置气密性　。
(2)反应原理:实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为　CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　。
(3)装置选择:实验室制取二氧化碳时,为了获得稳定的气流,选用的发生装置是　C　(填图中字母序号)。
(4)气体收集:不选择装置F收集二氧化碳的原因是　二氧化碳能溶于水且能和水反应　,验证二氧化碳已收集满的方法是　把燃着的木条放在集气瓶口,如果木条熄灭,证明二氧化碳已集满　。
Ⅱ.验证二氧化碳的性质
小组同学将制得的二氧化碳净化后,进行如图实验。
(1)A中放置的是紫色石蕊溶液染成的湿润纸花,用化学方程式表示通入CO2时纸花变红的原因:　H2O+CO2===H2CO3　。再用酒精灯加热该试管,观察到溶液的颜色变化为　由红色变为紫色　。
(2)B中观察到的现象是　澄清石灰水变浑浊　。反应的化学方程式为　Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O　。
(3)C中观察到先熄灭的是　低处蜡烛　(填“低处蜡烛”或“高处蜡烛”),由此获得启示二氧化碳可用于　灭火　。
12.(10分)化学兴趣小组以“助力碳中和”为主题,设计并开展了如下项目式探究活动。
探究一:碳中和
(1)“碳中和”中的“碳”是指　二氧化碳　(填“碳元素”或“二氧化碳”)。
(2)我国政府提出在2060年前实现“碳中和”,下列做法符合“碳中和”理念的是　AC　。
A.植树造林　　B.焚烧秸秆　　C.节能减排　　D.燃放烟花
探究二:碳封存
将CO2注入地壳油气层起到驱油作用,既提高油的采收率,又实现碳封存。
(3)用如图1装置模拟油气田封存CO2,连接A、B装置,将CO2从　b　(填“a”或“b”)端通入装有油的广口瓶中封存,油被压入烧杯中。
探究三:碳捕集
(4)自然界有多种途径吸收CO2,请写出一种自然界吸收二氧化碳的途径:　光合作用(合理即可)　。
探究四:碳利用
(5)CO2在加热条件下转化为炭黑回收利用的反应机理如图2所示,依次发生过程Ⅰ和Ⅱ,“→”表示从反应物到生成物。回答下列问题。
①反应过程Ⅰ的化学方程式为　CO2+6FeO2Fe3O4+C　。
②反应过程Ⅱ属于的基本反应类型为　分解反应　。
③该过程中能循环使用的物质是　FeO(或氧化亚铁)　。
④理论上,8 kg CO2最多可得到氧气的质量为　5.8 kg　。
(6)使用催化转化法可以将二氧化碳和水转化为甲烷和氧气,催化剂的催化效率和甲烷的生成速率随温度的变化关系如图3所示。
①催化剂的催化效率受温度影响,最佳的温度约为　250　℃。
②300~400℃,甲烷生成速率加快的原因可能是　温度越高,分子运动越快,分子碰撞结合生成甲烷分子的概率增大　。
13.(8分)阅读下面文章。
石墨烯——改变世界的神奇新材料
如果将石墨逐层剥离,直到最后只形成一个单层,即厚度只有一个碳原子的单层石墨,就是石墨烯。石墨烯的厚度只有0.335 nm,如果把20万层石墨烯堆叠在一起,厚度也只与一根头发丝的直径相当。石墨烯具有优良的导电性、光学性和热传导性等,是目前人类已知强度最高的物质。它是构成其他新型碳材料的基本组成单元(如图1),被认为是一种未来革命性的材料。
科学家提出,给石墨烯“打上”许多特定大小的孔,制成单层纳米孔二维薄膜,可进行海水淡化,其工作原理(如图2)所示。
纺织领域是石墨烯应用的新兴领域,纺织面料掺入石墨烯后,在低温情况下,可将来自远红外线的热量传送给人体,改善人体微循环系统,促进新陈代谢。
实际上石墨烯本来就存在于自然界中,只是难以剥离出单层结构。工业上可采用甲烷(CH4)在高温和Cu-Pd催化下分解制取石墨烯,同时产生氢气。
随着科技水平的提升,石墨烯的应用前景会十分广阔。
依据所给材料,回答下列问题。
(1)从微观角度分析,石墨烯是由　碳原子　(填具体粒子的名称)构成的。
(2)石墨烯的物理性质有　优良的导电性　、　光学性(合理即可)　(答两点)。
(3)“如果把20万层石墨烯堆叠在一起,厚度也只与一根头发丝的直径相当”,说明构成物质的粒子具有的性质是　体积小　。
(4)石墨烯海水淡化膜允许　水分子　(填粒子名称)通过,该过程类似于　过滤　(填一种化学操作名称)操作。
(5)含有石墨烯的纺织面料制的衣服,在低温情况下对人体的好处是
　改善人体微循环系统,促进新陈代谢(合理即可)　。
(6)工业上制取石墨烯反应的化学方程式为　CH4C+2H2　。
14.(11分)某兴趣小组在学习了二氧化碳制取的研究课题时,对二氧化碳的溶解性和收集方法进行了探究。
活动一:探究二氧化碳的溶解
实验①:如图所示,取1瓶充满CO2且气密性良好的软塑料瓶,打开瓶盖,加入体积约为塑料瓶容积的蒸馏水,旋紧瓶盖后充分振荡,观察现象。
实验②:如图所示,取2支医用注射器分别抽取10 mL CO2和蒸馏水,用乳胶管连接,交替推动2支注射器的活塞,反复多次至体积不再减少为止。充分混合后,气、液总体积约为12 mL。
(1)实验①中观察到软塑料瓶变　瘪　(填“瘪”或“胀”),说明CO2能溶于水。
(2)实验②中气、液总体积减少的原因是　气体　(填“气体”或“液体”)体积减少,在实验室条件下,1体积水最多能溶解　0.8　体积的CO2。
(3)实验①中充分振荡和实验②中反复交替推动注射器活塞的作用是　使CO2快速充分溶解(或使水和CO2充分接触)　。
实验③:两瓶250 mL的烧瓶内收集满CO2气体,注射器内各装有85 mL的水和澄清石灰水,连接好装置和压强传感器。打开活塞1和2,同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中,关闭活塞1,一段时间后,同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图所示。
(4)图像中,表示注入的是澄清石灰水的是曲线　Ⅱ　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(5)图像中,AB段压强上升的原因是　迅速注入烧瓶的液体,使气体的容积减少,造成压强迅速增大　。最终C点压强大于A点,由此你的解释是　加入水的体积大于溶解的CO2体积,压强增大　。
活动二:探究二氧化碳的收集方法
【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集
【作出猜想】Ⅰ.不能用排水法收集;Ⅱ.能够用排水法收集。
【查阅资料】1.CO2不与碳酸氢钠反应,且难溶于饱和的碳酸氢钠溶液,碳酸氢钠能吸收氯化氢。
2.CO2能与氢氧化钠溶液发生反应(氢氧化钠溶液与石灰水性质相似)。
【实验设计与操作】步骤一:小组同学用图1所示装置进行CO2气体的制取,在相同条件下,用如下3种方法,分别在三个规格相同的锥形瓶中收集产生的CO2气体。
方法①:当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后,用排水法收集CO2备用,并记录从收集到集满一瓶CO2所需的时间t;
方法②:当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后,采取与方法①相同时间t,用向上排空气法收集一瓶CO2备用;
方法③:当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后,用向上排空气法收集,将燃着的木条放在瓶口验满后,立即盖上玻璃片备用。
(1)当气体发生装置开始产生CO2气体15s后,再开始收集气体的原因是　排净装置内的空气　;
步骤二:将装有50 mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接,再插入已经收集好CO2气体的锥形瓶中(如图2所示)。将注射器的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中,观察瓶内压强变化情况。
【实验分析与结论】
(2)用压强传感器测得密闭容器内压强随时间的变化关系如图3所示,根据实验结果可知,猜想　Ⅱ　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立;
(3)用燃着的木条验满CO2的方法　不可靠　(填“可靠”或“不可靠”);
(4)从收集的气体纯度考虑,方法　①　(填“①”“②”或“③”)更好。

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