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第六单元碳和碳的氧化物
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．对下列宏观事实的微观解释不合理的是
A．稀有气体可作保护气——稀有气体原子的最外层电子达到相对稳定结构
B．水通电分解生成氢气和氧气——化学变化中分子可以分，原子不能再分
C．6000 L氧气加压后可装入40 L钢瓶——氧气分子的体积大幅缩小
D．金刚石和石墨物理性质差异较大——碳原子排列方式不同
2．下列过程中不发生化学变化的是（　　）
A． B．
C． D．
3．未来黑科技——空气取水净水器，适用于户外活动、野外作业以及干旱地区、海岛等，可收集空气中的水蒸气净化处理得到饮用水。其主要工作原理如图所示，其中RO反渗透膜，能截留水中细菌、病毒以及多种金属离子，从而降低水的硬度。
下列说法不正确的是
A．取水过程中，利用活性炭的物理性质—吸附性除去水中的异味和色素
B．空气中的水蒸气冷凝成液态水，其体积减小是因为水分子的体积变小
C．RO反渗透膜可以降低水的硬度，说明它能截留水中的钙离子或镁离子
D．空气中水蒸气含量较低，该方法取水速率较慢，难以满足大规模用水需求
4．与金刚石互为同素异形体的物质是
A．石墨 B．木炭 C．一氧化碳 D．大理石
5．金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法错误的是
A．金刚石、石墨都是由原子构成的
B．金刚石、石墨的物理性质不同
C．金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳
D．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为碳不与任何物质反应
6．空气是人类宝贵的自然资源。下列对空气的认识正确的是
A．造成空气污染的主要气体有、、、等
B．雨后空气清新，正常的雨水显酸性
C．可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量
D．氮气可被填充在灯管中，用于制造多种用途的电光源
7．近年来我国很多地区经常发生雾霾天气，所以治理污染刻不容缓。
(1)PM2.5是指大气中微粒直径小于2.5微米的颗粒物。你认为下列会形成PM2.5的是______。
A．焚烧秸秆 B．汽车尾气排放 C．太阳能发电
(2)“低碳”是一种生活理念，也是一种生活态度。下列做法中符合“低碳”要求的是______
A．节约纸张 B．大量使用化石燃料
C．提倡使用节约技术和节能产品 D．少乘私家车，尽量乘坐公交车
(3)李兵同学编写的化学小报中有如下标题，其中某标题下文章中的主角是一氧化碳。该标题可能是______。
A．PM2.5与雾霾天气 B．新装修房屋内空气中的杀手
C．形成酸雨的罪魁祸首 D．燃气热水器安装在居室内的危险
8．自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法不正确的是
A．水的天然循环是通过其三态变化实现的
B．水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配
C．碳、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．三大循环过程中元素守恒，元素化合价不变
9．通过对宏观现象的观察推理，可以建立起对微观粒子的认识。下列对于宏观事实的微观解释错误的是
A．金刚石和石墨物理性质不同——碳原子排列方式不同
B．和化学性质不同——分子种类不同
C．黄豆和小米混合后总体积变小——微观粒子之间有空隙
D．氢气在氯气中燃烧生成氯化氢——化学变化中分子分为原子，原子又结合成新的分子
10．科学思维是化学核心素养的重要组成部分，下列示例说法正确的是
A．比较：二氧化碳能溶于水，一氧化碳也能溶于水
B．分类：二氧化碳能引起温室效应，属于空气污染物
C．分析：一氧化碳使用前要验纯，因为不纯时使用可能会爆炸
D．推理：单质是由同种元素组成的，所以由同种元素组成的物质一定是单质
11．下列物质的用途不适当的是
A．氧气用于医疗急救 B．聚氯乙烯用于导线外皮
C．空气用于保存食品 D．石墨用于导电材料
12．下列有关空气及其成分的说法错误的是
A．空气污染指数越大，空气质量状况越差
B．二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
C．稀有气体是混合物
D．氧气具有助燃性，常用作燃料
二、填空题
13．我国科学家利用ZnGa2O4作催化剂，将CO2和H2转化成某种燃料，转化的微观过程如图所示。
(1)该反应前后种类和数目不变的是___________(填“分子”或“原子”)。
(2)反应中参与反应的甲和生成的丁的分子个数比为___________。
(3)若反应中消耗了22 g甲和4 g乙，则会得到___________g丙和18 g丁。
(4)写出甲在生产生活中的一种用途：___________。
(5)从环境保护角度考虑，你认为该反应的意义是___________。
14．A、B、C、D、E为初中化学常见物质，它们之间有如下转化关系。其中A、B为两种黑色粉末，D为红色固体单质，且B、C、E中都含有氧元素。
请回答：

（1）请写出C的化学式：______。
（2）写出反应①的方程式：______，该反应属于______反应。
15．某化学兴趣小组收集到一瓶浑浊的河水，他们要模拟自来水厂的净水过程，最终制成蒸馏水。其实验过程如图所示，请回答以下问题。
(1)为了加速沉淀过程，最常加入的A物质的名称是_____。
(2)操作①的名称为_____。
(3)操作②可以除去色素和异味，应选用的物质是____（填名称）。该过程后得到液体D无色透明，其是否为纯净物，请说明理由_____。
16．金刚石除用作珠宝外，还在工业和高科技领域有着广泛用途。华为公司与哈尔滨工业大学成功将金刚石和硅集成在一起，制造的芯片散热更好，提高了芯片的运算性能和稳定性。金刚石还可用于人造关节表面处理，相比于传统金属关节，其耐磨性和耐腐蚀性更强，可减少炎症发生。
现阶段已有多种方法人工制备金刚石。早期方法是将石墨转化为金刚石，主要有爆炸法、高温高压法等，而中科院科研团队发现一种在金刚石晶种中通入甲烷，在较低能量作用下培育金刚石的新方法，如图所示。
依据上文，回答下列问题。
(1)请将下列物质、结构、性质以连线方式关联。
(2)金刚石的用途有______，（写一点），金刚石与石墨物理性质差异较大的原因是______。
(3)中科院团队用甲烷（）在一定条件下培育金刚石，同时生成另一种单质，其化学方程式为__________，该反应属于______反应（填基本反应类型），该方法的优点是______。
17．下列对于宏观事实的微观解释正确的是( )
A．酒香不怕巷子深—分子的数量变多
B．水银温度计汞柱升高或降低—汞分子间有间隔
C．金刚石和石墨物理性质不同—碳原子排列方式不同
D．一氧化碳与二氧化碳化学性质不同—_________
三、实验题
18．某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易“制氧机”，如图1所示，在反应仓中加入过碳酸钠固体、二氧化锰粉末和水产生氧气；图2是实验室制氧气的常用装置，根据所学知识回答下列问题。
(1)若在实验室用简易“制氧机”的药品制取氧气，发生装置可选用_______(填字母)；若用D装置来收集O2，气体应从______端(填m或n)进入集气瓶。
(2)某化学兴趣小组用BC装置探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，设计的方案和记录的数据如下表所示：
实验序号 过氧化氢溶液 催化剂 收集50mLO2所用时间
实验1 30mL2% 粉末状MnO2 0.2g 21s
实验2 30mL2% 粉末状CuO ag 47s
①表格中a的值为_______。
②结论：MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好，得出该结论的依据是_______。
③CuO可以作为过氧化氢的催化剂，写出该反应的符号表达式为_______。
④图中C装置可用来测量生成氧气的体积，进行操作前，集气瓶未装满水是否影响实验结果______。(选填“是”或“否”)
四、综合应用题
19．下列是实验室常用仪器，可供设计制取不同气体的装置时选择。
(1)写出仪器⑤的名称_______。
(2)实验室可用高锰酸钾制氧气，反应的化学方程式为_______。该实验可选用④⑨⑩组装成排水法收集氧气的装置，氧气能用排水法收集的原因是_______。
(3)实验室利用上述提供的仪器进行制取二氧化碳，为了方便添加稀盐酸，发生装置可以选择②和(填序号)_______组装。
(4)制取气体的过程包括：a.选择合适的装置；b.验证所制得的气体；c.选择适当的反应。实验室制取气体的一般思路为_______(填“甲”、“乙”或“丙”)。
甲：a→b→c 　　　　乙：b→a→c 　　 丙：c→a→b
(5)足量稀盐酸与25g碳酸钙反应，生成二氧化碳的质量是多少？(写出计算过程)
《第六单元碳和碳的氧化物》参考答案
1．C
【详解】A、稀有气体原子的最外层电子达到相对稳定结构，因此稀有气体可作保护气，故选项微观解释正确。
B、水通电分解生成氢气和氧气，水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子构成氢分子，氧原子构成氧分子，故选项微观解释正确；
C、氧气加压后可装入钢瓶，是因为压强增大，氧分子间的间隔变小，而分子大小不变，故选项微观解释不正确；
D、金刚石和石墨物理性质差异较大，原因是碳原子排列方式不同，故选项微观解释正确。
故选C。
2．D
【详解】A、CO2与澄清石灰水反应有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
B、木炭在氧气中燃烧，生成二氧化碳，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
C、CO2与水反应有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
D、这是过滤水的简易装置，没有新物质生成，不属于化学变化，符合题意；
故选D。
3．B
【详解】A、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，该性质不需要通过化学变化就能体现出来，属于物理性质，该选项说法正确；
B、水蒸气冷凝成液态水过程中，水分子不变，水分子的体积也不变，但水分子间的间隔减小，该选项说法不正确；
C、硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物，RO能降低水的硬度，则说明它能截留水中的钙离子或镁离子，该选项说法正确；
D、空气中水蒸气含量较低，则制取的饮用水较少，故难以满足大规模用水需求，该选项说法正确。
故选B。
4．A
【分析】同素异形体是指由同种元素组成的不同单质，互为同素异形体的物质要符合以下两个条件：同种元素形成，不同单质；据此进行分析判断。
【详解】A、石墨和金刚石均是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故选项正确；
B、木炭的主要成分是碳，属于混合物，与金刚石不属于同素异形体，故选项错误；
C、一氧化碳属于化合物，与金刚石不属于同素异形体，故选项错误；
D、大理石的主要成分是碳酸钙，属于混合物，与金刚石不属于同素异形体，故选项错误。
故选：A。
5．D
【详解】A、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的碳单质，该选项说法正确；
B、金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，则物理性质不同，该选项说法正确；
C、金刚石和石墨均为碳单质，则充分燃烧产物只有二氧化碳，该选项说法正确；
D、书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下，碳的化学性质不活泼，该选项说法错误。
故选D。
6．B
【详解】A、一氧化碳有毒，二氧化硫、二氧化氮均能与水反应生成酸性物质，均会导致酸雨的发生，均属于空气污染物，二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，不符合题意；
B、正常雨水中溶有空气中的，与水反应生成碳酸，因此正常雨水显弱酸性，符合题意；
C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后压强变化不大，无法测定空气中氧气的含量，不能用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量，不符合题意；
D、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可被填充在灯管中，用于制造多种用途的电光源，不符合题意。
故选B。
7．(1)AB
(2)ACD
(3)D
【详解】（1）A、PM2.5是指大气中微粒直径小于2.5微米的颗粒物。焚烧秸秆产生烟尘，造成悬浮颗粒，会形成PM2.5。A符合题意。
B、PM2.5是指大气中微粒直径小于2.5微米的颗粒物。汽车尾气排放产生烟尘，造成悬浮颗粒，会形成PM2.5。B符合题意。
C、PM2.5是指大气中微粒直径小于2.5微米的颗粒物。太阳能发电不会产生烟尘，造成悬浮颗粒，不会会形成PM2.5。C不符合题意。
综上所述：选择AB。
（2）A、低碳就是较低的二氧化碳排放。节约纸张即减少树木的砍伐，树木的光合作用大大降低了二氧化碳的排放。A符合题意。
B、低碳就是较低的二氧化碳排放。大量使用化石燃料，会排放大量二氧化碳。B不符合题意。
C、低碳就是较低的二氧化碳排放。提倡使用节约技术和节能产品，即提高材料利用率，又减少了二氧化碳的排放。C符合题意。
D、低碳就是较低的二氧化碳排放。少乘私家车，尽量乘坐公交车，即是节约了能源，又减少了二氧化碳的排放。D符合题意。
综上所述：选择ACD。
（3）A、PM2.5与雾霾天气 ，与空气中的悬浮颗粒有关，与一氧化碳无关。A不符合题意；
B、新装修房屋内空气中的杀手 ，主要是装修材料中的甲醛等有害气体，与一氧化碳无关。B不符合题意；
C、形成酸雨的罪魁祸首，酸雨主要与二氧化硫，二氧化碳，二氧化氮有关，与一氧化碳无关。C不符合题意；
D、燃气热水器安装在居室内的危险就是燃气燃烧不充分产生有毒的一氧化碳。D符合题意。
综上所述：选择D。
8．D
【详解】A、水循环通过物理三态变化实现，该选项不符合题意。
B、水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配，该选项不符合题意。
C、碳、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，该选项不符合题意。
D、三大循环过程中元素守恒，但元素化合价可能改变，例如碳循环和氧循环中的光合作用（二氧化碳和水生成葡萄糖和氧气，氧元素化合价变化）或呼吸作用（葡萄糖氧化，碳和氧元素化合价变化），因此说法不正确，该选项符合题意。
故选D。
9．C
【详解】A、金刚石和石墨物理性质不同，是因为碳原子的排列方式不同，故选项微观解释正确；
B、CO是由一氧化碳原子构成，CO2是由二氧化碳分子构成，由于它们的分子构成分子种类不同，则它们的化学性质不同，故选项微观解释正确；
C、黄豆和小米属于宏观物质，黄豆和小米混合后总体积变小，不能说明微观粒子之间有空隙，故选项微观解释不正确；
D、氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，是因为化学变化中分子分为原子，原子又结合成新的分子，故选项微观解释正确。
故选C。
10．C
【详解】A、二氧化碳能溶于水，而一氧化碳难溶于水，该选项说法错误。故选项A错误；
B、二氧化碳能引起温室效应，但它是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，该选项说法错误。故选项B错误；
C、一氧化碳是可燃性气体，与空气混合达到一定比例时，遇明火等可能会发生爆炸，所以使用前要验纯，该选项说法正确。故选项C正确；
D、单质是由同种元素组成的纯净物，但由同种元素组成的物质不一定是单质，例如氧气和臭氧的混合物，是由氧元素组成的，但属于混合物，不是单质，该选项说法错误。故选项D错误。
故选C。
11．C
【详解】A、氧气具有氧化性，能供给呼吸，可用于医疗急救，不符合题意；
B、聚氯乙烯通常用于导线外皮，因为它具有良好的化学稳定性和绝缘性能，不符合题意；
C、氮气化学性质稳定，可填充于食品包装中，用于防腐，用于保存食品，不是空气，符合题意；
D、石墨具有良好的导电性，可用于导电材料，不符合题意。
故选C。
12．D
【详解】A、空气污染指数越大，说明污染物含量越多，空气质量状况越差，该选项说法正确；
B、二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质，该选项说法正确；
C、稀有气体包含氦气、氖气等多种气体，是混合物，该选项说法正确；
D、氧气具有助燃性，但不具有可燃性，不能用作燃料，该选项说法错误。
故选：D。
13．(1)原子
(2)1:2
(3)8
(4)灭火
(5)缓解温室效应
【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，故填：原子；
（2）由微观示意图可知，甲为二氧化碳、乙为氢气、丙为甲烷、丁为水，该反应为二氧化碳与氢气在作催化剂和一定条件下反应生成甲烷和水，化学方程式为，则反应中参与反应的甲和生成的丁的分子个数比为1:2；
（3）根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，若反应中消耗了22g甲和4g乙，则会得到丙和18g丁；
（4）由微观示意图可知，甲为二氧化碳，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，可用于灭火；
（5）二氧化碳排放过多会造成温室效应，该反应消耗二氧化碳，故从环境保护角度考虑，该反应的意义是缓解温室效应。
14． CO2 置换反应
【分析】A、B、C、D、E为初中化学常见物质，其中A、B为两种黑色粉末，D为红色固体单质，且B、C、E中都含有氧元素。A能与B在高温下反应生成C和D，可推出A为碳，B为氧化铜，D为铜，C为二氧化碳，向二氧化碳中通入澄清石灰水，得到E，E可能为碳酸钙或水，代入验证，符合题意。
【详解】（1）由分析可知，C为CO2；
（2）反应①为碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应。
15．(1)明矾
(2)过滤
(3) 活性炭 不是，水中还含有可溶性杂质
【详解】（1）明矾溶于水形成的胶状物，可以吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降，所以为了加速沉淀过程，最常加入的A物质是明矾；
（2）操作①是分离难溶性固体与液体的方法，即过滤操作，
（3）活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，所以操作②可以除去色素和异味，应选用的物质是活性炭；该过程后得到液态D无色透明，但是水中含有可知杂质，说以不属于纯净物，属于混合物。
16．(1)
(2) 切割玻璃等（合理即可） 碳原子排列方式不同
(3) 分解 降低能耗（合理即可）
【详解】（1）金刚石为正八面体形状的固体，呈三维网状结构，硬度大、耐磨、耐腐蚀；石墨为细磷片状固体，呈层状结构，质软、有滑腻感、导电，故连线为；
（2）金刚石硬度大，可用于切割玻璃等；
金刚石与石墨物理性质差异较大的原因是碳原子排列方式不同；
（3）中科院团队用甲烷（）在一定条件下培育金刚石（C），同时生成另一种单质，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，则该单质为氢气，其化学方程式为，该反应是一种物质生成两种物质，属于分解反应；该方法是在较低能量条件下即可制备金刚石，优点是降低了能耗。
17． C 分子的构成不同或分子种类不同
【详解】A、酒香不怕巷子深，是因为分子在不断运动，使人能闻到酒香，故选项解释错误；
B、水银即金属汞，是由汞原子直接构成的，水银温度计的汞柱升高或降低，是因为汞原子间有间隔，温度升高间隔变大，温度降低间隔变小，故选项解释错误；
C、金刚石和石墨物理性质不同，是因为碳原子排列方式不同，故选项解释正确；
D、一氧化碳与二氧化碳化学性质不同，是因为分子的构成不同或分子种类不同。
故填：C；分子的构成不同或分子种类不同。
18．(1) B m
(2) 0.2 二氧化锰作为催化剂时，收集等体积的氧气所需要的时间更短 否
【详解】（1）简易“制氧机”的原理是在反应仓中加入过碳酸钠固体、二氧化锰粉末和水产生氧气，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，故在实验室用简易“制氧机”的药品制取氧气，发生装置可选用B；
若用D装置来收集O2，由于氧气的密度比空气略大，所以气体应从m端进入集气瓶；
（2）①该实验探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，变量为催化剂的种类，其他条件均相同，则表格中a的值为0.2；
②由表格数据可知，加入二氧化锰的实验中，收集等体积的氧气所需要的时间更短，说明MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好，故得出该结论的依据是二氧化锰作为催化剂时，收集等体积的氧气所需要的时间更短；
③过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气，符号表达式为；
④图中C装置可用来测量生成氧气的体积，通入氧气后，集气瓶内压强变大，水被压入量筒中，进入量筒的水即为氧气的体积，故进行操作前，集气瓶未装满水不会影响实验结果，故填：否。
19．(1)长颈漏斗
(2) 氧气不易溶于水且与水不反应
(3)⑤⑦
(4)丙
(5)设足量稀盐酸与25g碳酸钙反应，生成二氧化碳的质量是x，
x=11g，
答：足量稀盐酸与25g碳酸钙反应，生成二氧化碳的质量是11g。
【详解】（1）据图可知，仪器⑤的名称是：长颈漏斗；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；
该实验可选用④⑨⑩组装成排水法收集氧气的装置，氧气能用排水法收集的原因是：氧气不易溶于水且与水不反应；
（3）为方便添加稀盐酸，发生装置可选择②和⑤⑦组装，可通过长颈漏斗添加稀盐酸；
（4）制取气体的一般思路为：选择适当的反应，选择合适的装置，验证所制得的气体，故为c→a→b，故选丙；
（5）见答案。

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