高三化学一轮复习系统复习--碳元素及其化合物.docx

高考化学一轮系统复习-碳元素及其化合物学校:_姓名：_班级：_考号：_一、单选题1中国传统文化博大精深。下列常见古诗文对应化学知识错误的是选项古诗文化学知识A本草纲目“冬月灶所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”“碱”是指NaOHB本草经集注鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)：“以火烧之，紫青烟起，云是真硝石也。”鉴别硝石和朴硝利用了焰色反应C梦溪笔谈中对宝剑的记载：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。”剂钢为铁的合金，其硬度比纯铁的大D周礼记载“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房即牡蛎壳)，并把这种灰称为“蜃”“蜃”的主要成分为CaOAABBCCDD2如图是某元素常见物质的“价一类”二维图，f为钠盐。下列说法不正确的是A物质a既可被氧化，也可被还原B可存在abdef的转化关系C可通过灼热的氧化铜除去d中混有的少量cD向足量f溶液中加入少量稀盐酸，一定没有CO2产生3某些化学知识用数轴表示更形象直观、简明易记。下列用数轴表示不合理的是A向碳酸钠溶液中滴加盐酸反应BNa与加热反应的产物C向烧碱溶液通入后的产物D向溶液中逐滴滴加NaOH溶液，铝元素的存在形式AABBCCDD4“价-类”二维图可以表示元素化合价与物质类别之间的关系，图中的a、b、c、d、e代表常见的含碳物质，下列说法错误的是A由a得到e至少要经过三步化学反应Be可能难溶于水Cc和水反应生成dDb和氧气反应生成c5部分含碳物质的分类与相应碳元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是Aa中可能含有非极性键Bb存在多种同素异形体Cc不属于酸性氧化物Dd转化为e可通过化合反应实现6下列说法正确的是A氨气溶于水得到的氨水能导电，说明氨水是电解质BAgCl的水溶液导电能力很弱，说明AgCl是弱电解质C通入溶液中可发生离子反应，产生白色沉淀D室温下溶液，则第一步电离方程式为7元素X的单质及X与元素Y形成的化合物存在如图所示的关系(其中，且均为正整数)。下列说法正确的是AX一定是金属元素B若X为Fe，Y可能为C1、Br、ICm一定大于nD三个化合反应一定都是氧化还原反应8硫元素的很多化合物用途广泛。可用于制杀虫剂、发光漆等。高温下木炭和可以反应生成。在潮湿的空气中极易发生水解生成硫氢化钙、氢氧化钙和碱式硫氢化钙的混合物。与反应可以释放出。能与溶液发生复分解反应生成黑色沉淀。的水溶液暴露在空气中，因缓慢氧化生成硫而变浑浊。下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A具有漂白性，可作食品的抗氧化剂B溶液呈酸性，可用作杀菌剂C浓硫酸具有脱水性，可以用来干燥气体D木炭具有还原性，可用来冶炼铁矿石9我国承诺在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当，下列措施不利于实现“碳中和”的是A研究CO2转化为淀粉的技术B加强CO2的捕集和再利用C践行节能低碳的生活方式D加大化石能源的消费比重10下列物质的俗名与化学式不对应的是A石英Al2O3BNa2CO3苏打CCH3COOH冰醋酸DCuSO4·5H2O胆矾二、多选题11下列物质转化在给定条件下不能实现的是AFe Fe2O3 Fe2(SO4)3BSiO2 Na2SiO3 H2SiO3CFe FeCl3Fe(OH)3DMgCl2(aq) Mg(OH)2 MgO12“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示（部分条件及物质未标出）。下列有关该方法的叙述中正确的是（    ）A该方法的一大缺点是能耗较大B整个过程中，只有一种物质可以循环利用C该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品D“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发、结晶、过滤13设计实验证明酸性强弱顺序：HCl H2CO3H2SiO3，下列说法中正确的是A装置A中的分液漏斗，使用时只需打开活塞B装置B中的药品为浓硫酸，作用是吸收挥发出的氯化氢C该实验设计原理为强酸制弱酸D该装置可以不设计尾气处理装置14某兴趣小组用下列装置探究Na与CO2的反应产物，已知。下列说法正确的是A为了避免生成的CO2中混有HCl，最好用稀硫酸代替稀盐酸B装置的目的是除去HClC实验时先打开活塞a，再点燃酒精灯D装置出现黑色沉淀，则装置发生反应15下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是选项XYZANONO2HNO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3AABBCCDD三、工业流程题16超细碳酸钙可用于生产钙片、牙膏等产品。利用碳化法生产超细碳酸钙的主要流程示意如下：(1)石灰石主要成分的化学式为_。(2)乳化池中，生石灰与水发生反应，其化学方程式为_。(3)过筛的目的是拦截_(填“大于”或“小于”)筛孔直径的颗粒。碳化塔中反应的化学方程式为_。四、原理综合题17CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13，写出CO2与NaOH溶液反应的主要化学方程式_。(2)研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1= -53.7 kJ·mol-1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2某实验室控制CO2和H2初始投料比为12.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：【备注】Cat.1Cu/ZnO纳米棒；Cat.2Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比已知： CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1；H2O(l)= H2O(g) H3 =+44.0 kJ·mol-1请回答（不考虑温度对H的影响）：反应的H2 =_kJ·mol-1。研究证实，CO2可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的电极反应式是_。表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是_。(3)O2辅助的AlCO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式：_。电池的正极反应式：6O2+6e-=6O2-；6CO2+6O2-=3C2+6O2，反应过程中O2的作用是_。该电池的总反应式：_。18水煤气转化反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)   H=-a kJmol-1是一个重要的化工过程。已知：部分化学键的键能如表所示：化学键C=OH-HO-H键能/ kJmol-11072799436463回答下列问题：(1)a=_。(2)TK时，向体积相同的恒容恒温的密闭容器甲和恒容绝热的密闭容器乙中分别充入1mol CO(g)和1mol H2O(g)，只发生水煤气转化反应。甲容器中反应达到平衡时H2的物质的量分数为30%。则TK时甲容器中反应的平衡常数Kx=_(Kx为用物质的量分数表示的平衡常数)。平衡后改变条件，下列措施能提高CO的平衡转化率的是_(填序号)。A加入催化剂     B再充入1moLCO     C充入氩气     D降低温度两容器均达到平衡后，压强更大的是_(填“甲”或“乙”)，原因为_。(3)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_。试卷第7页，共7页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司参考答案：1A【详解】A本草纲目“冬月灶所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”， 该“碱”是指Na2CO3，A错误；B硝石(KNO3)中含有钾元素，K元素焰色试验显紫色(透过蓝色Co玻璃观察)，朴硝(Na2SO4)是钠盐，Na元素焰色试验显黄色，二者焰色试验现象不同，可以鉴别，B正确；C梦溪笔谈中对宝剑的记载：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。” 剂钢为铁的合金，铁合金的硬度比其成分金属纯铁的要大很多，C正确；D周礼记载“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房即牡蛎壳)，牡蛎壳主要成分是CaCO3，CaCO3高温煅烧，发生分解反应产生CaO、CO2，并把这种灰称为“蜃”，D正确；故合理选项是A。2D【分析】结合图示可知，a为CH4、b为C、c为CO、d为CO2、e为H2CO3，f为CO或HCO。【详解】Aa为CH4，碳元素化合价可升高，氢元素化合价可降低，物质a既可被氧化，也可被还原，故A正确；B 可存在abdef的转化关系：甲烷高温分解生成碳，碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳溶于水生成碳酸，与适量的碱生成盐，故B正确；C CO能被灼热的氧化铜氧化生成二氧化碳，可通过灼热的氧化铜除去d中混有的少量c，故C正确；D f可能为正盐或酸式盐，向足量f溶液中加入少量稀盐酸，正盐转化成酸式盐，可能没有CO2产生，酸式盐和盐酸，一定有二氧化碳产生，故D错误；故选D。3B【详解】A向碳酸钠溶液中滴加盐酸，当n(Na2CO3):n(HCl)=1:1时，二者反应生成碳酸氢钠和氯化钠；当n(Na2CO3):n(HCl)=1:2时，二者反应生成氯化钠、二氧化碳和水；则n(Na2CO3):n(HCl)1:1时，溶液中有碳酸氢钠、碳酸钠和氯化钠；n(Na2CO3):n(HCl)在1:2和1:1之间时，溶液中有碳酸氢钠、氯化钠；n(Na2CO3):n(HCl)1:2时，溶液中有氯化钠；该数轴表示合理，A不符合题意；BNa与O2加热反应的产物是过氧化钠，与反应物的物质的量之比无关，该数轴表示不合理，B符合题意；C烧碱溶液中通入少量二氧化碳反应生成碳酸钠，即n(CO2):n(NaOH)=1:2时，反应生成碳酸钠；通入过量二氧化碳生成碳酸氢钠，即n(NaOH):n(CO2)=1:1时，反应生成碳酸氢钠；则n(CO2):n(NaOH)1:2时，反应生成碳酸钠；n(NaOH):n(CO2)在2:1和1:1之间，反应生成碳酸钠和碳酸氢钠；n(CO2):n(NaOH)1:1时，反应生成碳酸氢钠；该数轴表示合理，C不符合题意；Dn(OH-):n(Al3+)=3:1时，铝元素都以Al(OH)3的形式存在； n(OH-):n(Al3+)=4:1时，铝元素都以的形式存在；则n(OH-):n(Al3+)3:1时，铝元素以Al(OH)3和Al3+的形式存在；n(OH-):n(Al3+)在3:1和4:1之间时，铝元素以Al(OH)3和的形式存在；n(OH-):n(Al3+)4:1时，铝元素都以的形式存在；该数轴表示合理，D不符合题意；答案选B。4A【详解】Aa是含碳元素的单质，e点所示物质是一种碳酸盐，从 a到e两步即可实现，即碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳，二氧化碳与碱反应即可得到碳酸盐，A错误；Be点所示物质是一种盐，其中碳元素显+4价，即是碳酸盐，碳酸盐中的碳酸钙、碳酸钡等难溶于水，B正确；Cc点所示的物质是二氧化碳，d点所示物质是一种酸，其中碳元素显+4价，所以该物质是碳酸，二氧化碳和水反应生成碳酸，C正确；Db、c均为含碳的氧化物，b中碳元素显+2价，所以b点表示的是一氧化碳，c中碳元素显+4价，所以c点所示的物质是二氧化碳，在点燃的条件下，一氧化碳与氧气反应生成二氧化碳，D正确；故选A。5A【分析】根据含碳物质化合价分析可知，a为CH4，b为碳单质（如：金刚石、石墨），c为CO，d为CO2，e为碳酸盐或碳酸氢盐；【详解】Aa为CH4，不含非极性共价键，故A符合题意；Bb为碳单质，比如：金刚石、石墨，存在多种同素异形体，故B不符合题意；Cc为CO，不属于酸性氧化物，故C不符合题意；D若e为NaHCO3，d转化为e则发生CO2+H2O+ Na2CO3=2NaHCO3，属于化合反应，故D不符合题意；综上，本题选A。6D【详解】A电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物，氨气溶于水得到的氨水为混合物，不属于电解质，A错误；BAgCl是难溶于水的沉淀，AgCl的水溶液中离子浓度小，故导电能力很弱；但是AgCl溶于水的那部分可完全电离，为强电解质，B错误；C可使碱性的溶液产生白色沉淀，但是不能与溶液反应，C错误；D室温下溶液，即，表明没有完全电离，为弱电解质，而多元弱酸分步电离，故第一步电离方程式为，D正确；故合理选项为D。7D【详解】A根据物质之间的转化关系可知：X应该有多种化合价。X可以是Fe；Y是Cl。Fe+HCl=FeCl2+H2，2FeCl2+Cl2= 2FeCl3；2FeCl3+Fe=3FeCl2。满足上述关系。当X是C，Y 是O时，C+H2OCO+ H2；2 CO+ O22CO2；C+ O2CO2；CO2+C2CO，也符合上述关系，A错误；B若X为Fe，Y可能为C1、Br，但不能是I，碘单质的氧化性弱于三价铁离子，不能生成碘化铁，B错误；C碳和氧化铜反应生成二氧化碳，CO2+C2CO，2 CO+ O22CO2，故m不一定大于n，C错误；D在这三个反应中元素的化合价都发生了变化，因此三个化合反应一定都是氧化还原反应，D正确；故选D。8D【详解】A具有还原性，可作食品的抗氧化剂，A项错误；B溶液中铜离子有一定的氧化性，可用作杀菌剂，B项错误；C浓硫酸具有吸水性，可以用来干燥气体，C项错误；D木炭具有还原性，可用来冶炼铁矿石，D项正确；故答案选D。9D【详解】A研究CO2转化为淀粉的技术，若技术成熟，就可以使CO2转化为有价值的淀粉，既降低了空气中CO2的浓度，也可以为动物提供食物，为化工生产提供原理和原料，有利于实现“碳中和”，A正确；B加强CO2的捕集和再利用，可以满足人们生产的原料，同时也降低了空气中CO2的浓度，有利于实现“碳中和”，B正确；C践行节能低碳的生活方式，就可以减少化石能源的开采与利用，因而有利于实现“碳中和”，C正确；D加大化石能源的消费比重，不仅会产生大量固体废弃物，同时也会产生大量CO2，导致空气中CO2的浓度大大增大，不利于实现“碳中和”，D错误；故合理选项是D。10A【详解】A石英化学式为SiO2而不是Al2O3，A错误；BNa2CO3俗称苏打，B正确；CCH3COOH为冰醋酸，对应关系正确，C正确；DCuSO4·5H2O俗称胆矾，对应关系正确，D正确；故答案选A。11AC【详解】A铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，而不是Fe2O3，故A不能实现；B二氧化硅与氢氧化钠反生成硅酸钠和水，硅酸钠和盐酸反应生成硅酸和水，故B能实现；C铁和盐酸反应生成FeCl2，而不是FeCl3，故C不能实现；D氯化镁溶液和氢氧化钙反应可生成氢氧化镁沉淀，煅烧氢氧化镁可得到氧化镁，故D可实现；答案选AC。12AC【分析】捕捉室内用烧碱来吸二氧化碳生成碳酸钠，分离室中生成碳酸钠溶液与氧化钙反应，生成烧碱和碳酸钙沉淀，烧碱可以重新使用，碳酸钙在高温反应炉中分解生成氧化钙和二氧化碳。【详解】A碳酸钙的分解在高温条件下进行，消耗大量能量，故A正确；B根据分析可知，循环利用的应该有CaO和NaOH 两种物质，故B错误；C工业上甲醇可用CO2制备，故C正确；D“反应分离”过程中分离物质的操作应该是过滤，目的是通过过滤得到碳酸钙沉淀，故D错误；故选：AC。13CD【详解】A装置A中的分液漏斗，使用时要想让液体流出，除去打开活塞外，还应打开瓶塞，A不正确；B为防止氯化氢对后续实验的干扰，装置B中的药品为饱和碳酸氢钠溶液，作用是吸收挥发出的氯化氢，B不正确；C该实验中，不管是用盐酸制取碳酸，还是用碳酸制取硅酸，设计原理都为强酸制弱酸，C正确；D该装置中，产生的尾气为CO2，对环境不造成污染，所以可以不设计尾气处理装置，D正确；故选CD。14CD【分析】在I中CaCO3与HCl反应产生CO2气体，在II中用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的杂质HCl，在装置中用浓硫酸干燥CO2气体，在装置中Na与CO2在加热时发生反应产生CO气体，在装置中发生反应：，据此分析解答。【详解】AH2SO4与CaCO3反应产生CaSO4是微溶于水的物质，覆盖在CaCO3表面，阻止反应的进一步发生，因此不能使用稀硫酸代替稀盐酸，A错误；B装置II的作用是除去CO2中的杂质HCl；在装置III则用浓硫酸干燥CO2气体，B错误；C实验时先打开活塞a，使I中CaCO3与HCl反应产生CO2气体，CO2将装置中的空气完全排尽后再点燃硬质玻璃管下面的酒精灯进行加热，防止Na与空气中的O2发生反应，C正确；D若装置出现黑色沉淀，说明Na与CO2反应产生了CO气体，则根据原子守恒、电子守恒，可知装置发生反应为：，D正确；故合理选项是CD。15AC【详解】ANO与O2反应生成NO2，NO2与水反应会生成HNO3，稀HNO3与Cu反应能生成NO，故A符合题意；BCu与浓硫酸在加热条件下能够生成CuSO4，CuSO4与碱反应能生成Cu(OH)2，Cu(OH)2无法直接生成Cu，故B不符合题意；CC与O2反应能够生成CO，CO与O2反应能生成CO2，CO2与Mg反应能生成C，故C符合题意；DSi与O2反应能生成SiO2，SiO2不能直接生成H2SiO3，故D不符合题意；故答案为：AC。16(1)CaCO3(2)CaOH2O=Ca(OH)2(3)     大于；     CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O【分析】流程的目的是得到超细的碳酸钙。原料石灰石在石灰窑中受热分解得到氧化钙合二氧化碳，氧化钙在乳化池中与水反应生成氢氧化钙，经过筛后的氢氧化钙在碳化塔中与二氧化碳反应得到想要的产品。（1）石灰石的主要成分是碳酸钙；（2）生石灰是氧化钙，与水反应生成氢氧化钙，反应方程式为CaOH2O=Ca(OH)2；（3）过筛即是过滤，根据过滤的目的知过筛的目的是拦截大于筛孔直径的颗粒。碳化塔中的物质是通入的CO2和生浆池中产生的氢氧化钙，反应的方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O。17     CO22NaOH=Na2CO3+H2O     +41.2     CO26e-6H+=CH3OHH2O     表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应I的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响     Al-3e-=Al3+     催化剂     2Al6CO2 =Al2(C2O4)3【分析】(1)反应后溶液显强碱性，说明CO2与NaOH反应产生Na2CO3、H2O；(2)根据盖斯定律，可得反应II的反应热；CO2在阴极得到电子被还原产生CH3OH，据此书写电极反应式；催化剂只能加快反应速率，不能使平衡发生移动，利用图示数据分析；(3)根据电极活动性，结合反应过程中物质的变化分析判断。【详解】(1)CO2可以被NaOH溶液捕获后所得溶液pH=13，碱性较强，溶质为Na2CO3，化学方程式为CO22NaOH=Na2CO3+H2O；(2)由CO和H2的标准燃烧热，可得：(i)CO(g)+O2(g)=CO2(g)  H(i)=-283.0 kJ·mol-1；(ii)H2(g)+O2(g)=H2O(l)  H(ii)=-285.8 kJ·mol-1结合(iii)H2O(l)= H2O(g)  H(iii)=+44.0 kJ·mol-1，根据盖斯定律，将(ii)-(i)+(iii)，整理可得：H2 =+41.2 kJ·mol-1；CO2可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，根据得失电子守恒和原子守恒可知，CO2在阴极得到电子被还原产生CH3OH，则生成甲醇的电极反应式是CO2 +6e-+6H+=CH3OH+H2O；表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应I的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响；(3)根据图示可知：铝为负极，失去电子变为Al3+，离子液体为AlCl3，故负极反应式为Al-3e-=Al3+；根据正极的两个反应式可知O2在反应中的作用是催化剂；将负极反应式和正极反应式相加，可得总电池总反应式：2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。【点睛】本题综合考查了盖斯定律与原电池反应原理。掌握盖斯定律的含义、弄清催化剂与反应速率和化学平衡的关系，结合图示中物质的变化是解题关键。18(1)36(2)     2.25     D     乙     正反应为放热反应，恒容绝热的密闭容器乙中温度高，则压强大(3)制成干冰用于人工降雨【解析】（1）-a=反应物的总键能-生成物的总键能=1072+2×463-2×799-436=-36，a=36。答案为：36；（2）对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，甲容器中反应达到平衡时H2的物质的量分数为30%，则CO2的物质的量分数也为30%，CO、H2O的物质的量分数都为20%，则TK时甲容器中反应的平衡常数Kx=2.25。A加入催化剂，平衡不发生移动，CO的平衡转化率不变；B再充入1moLCO，平衡正向移动，但CO的平衡转化率减小；C充入氩气，各物质的浓度不变，平衡不发生移动；D由于正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大；综合以上分析，D符合题意，故选D。两容器均达到平衡后，甲的温度恒定，乙绝热恒容，则乙中温度高，所以压强更大的是乙，原因为：正反应为放热反应，恒容绝热的密闭容器乙中温度高，则压强大。答案为：2.25；D；乙；正反应为放热反应，恒容绝热的密闭容器乙中温度高，则压强大；（3）基于CO2的物理性质，写出CO2的一种用途：制成干冰用于人工降雨。答案为：制成干冰用于人工降雨。【点睛】有两种反应物参加的可逆反应，增大一种反应物的浓度，平衡正向移动，该反应物的转化率减小，另一反应物的转化率增大。答案第13页，共7页