高考二轮复习知识点:含碳化合物的性质和应用

试卷更新日期:2023-07-29 类型:二轮复习

一、选择题

  • 1. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、 实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是(   )
    A、将重质油裂解为轻质油作为燃料 B、大规模开采可燃冰作为新能源 C、通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D、研发催化剂将 CO2 还原为甲醇
  • 2. 下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是(   )
    A、向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失:Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4 B、澄清的石灰水久置后出现白色固体:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O C、Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色:2Na2O2=2Na2O+O2 D、向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀:3Mg(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3MgCl2
  • 3. 2020年9月22日,中国向全世界宣布,努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中 CO2 减少的是(   )
    A、用氨水捕集废气中的 CO2 ,将其转化为氮肥 B、大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源 C、大力推广使用干冰实现人工增雨,缓解旱情 D、通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的 CO2
  • 4. 化学链甲烷干重整联合制氢部分工艺的原理如图所示:

    将1molCO23molCH4充入干重整反应器,发生:

    重整反应:CH4+CO22CO+2H2

    积炭反应:CH4__C+2H2

    研究发现,增大n(FeO)能减少积炭,并增大n(H2)n(CO)的值。下列说法错误的是

    A、X的化学式为Fe3O4 , 被还原后可循环利用 B、增大n(FeO)能增大n(H2)n(CO) , 推测发生FeO+CH4=Fe+CO+2H2 C、减少n(FeO),Fe上的积炭会导致蒸汽反应器中产生的H2纯度降低 D、干重整反应器中存在:n(CO2)+n(CH4)+n(CO)=4mol
  • 5. 硅与碳同主族,是构成地壳的主要元素之一,下列说法正确的是
    A、单质硅和金刚石中的键能:SiSi<CC B、CH4SiH4v0化合价均为-4价 C、SiO2中Si原子的杂化方式为sp D、碳化硅硬度很大,属于分子晶体
  • 6. 2021 年9月,我国科学家团队在实验室中利用二氧化碳人工合成淀粉获得成功。如图是合成过程的相关反应路径(部分反应条件、产物等均已略去)。下列有关说法正确的是(   )

    A、人工合成淀粉的化学式可表示为(C6H12O6)n B、反应①、②、③的原子利用率均为100% C、CO2→CH3OH→ HCHO的转化过程中碳元素均被还原 D、过氧化氢酶使H2O2及时分解,防止其氧化其它酶,同时增大O2的利用率
  • 7. 2022年1月,国务院办公厅印发了《中央生态环境保护整改工作办法》,凸显了国家治理环境的决心和力度。下列说法错误的是(   )
    A、工业上用氨水消除燃煤烟气中的SO2 B、纳米铁粉主要通过物理吸附除去污水中的Cu2+Hg2+Ag+等重金属离子 C、中国空间站宇航员采用多次蒸馏的方法,从尿液中分离出纯净水,实现了水的再生循环 D、中国科学院在国际上首次实现了从CO2到淀粉的全合成,有利于促进“碳中和”
  • 8. 北京冬奥会彰显了我国的科技实力。下列有关说法错误的是(   )
    A、开幕式“演出服”用到的新型材料石墨烯,既能导热又能导电 B、吉祥物“冰墩墩”的毛绒材质主要是聚酯纤维,其属于合成纤维 C、速滑馆“冰丝带”采取CO2跨临界直冷制冰,利用了CO2的化学性质 D、场馆大面积使用的“碲化镉”发电玻璃,可将光能高效转化为电能
  • 9. 二氧化碳的过量排放可对海洋环境造成影响,原理如图所示。下列叙述错误的是(   )

    A、海水酸化引起HCO3浓度增大 B、海水酸化促进CaCO3的溶解、珊瑚礁减少 C、CO2引起海水酸化主要因为HCO3HCO32 D、使用太阳能等新能源有利于改善海洋环境
  • 10. 二氧化碳是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是(   )
    A、雷电作用下降雨 B、风力发电 C、化石燃料的燃烧 D、碳酸盐的沉积
  • 11. 氧化物在生产生活中有广泛应用。下列有关氧化物的性质与用途具有对应关系的是(   )
    A、CO有还原性,可用于高炉炼铁 B、SiO2硬度高,可用作半导体材料 C、Al2O3具有两性,可用作耐火材料 D、ClO2易溶于水,可用于自来水消毒
  • 12. 甲、乙、丙、丁为中学化学常见的物质,其相互转化关系如图(水作为溶剂的未在图上标出),下列组合错误的是(   )

    A

    CO2

    NaHCO3

    Na2CO3

    B

    Fe

    FeCl2

    FeCl3

    C

    H2S

    S

    SO2

    D

    AlCl3

    Al(OH)3

    NaAlO2

    A、A   B、B   C、C   D、D
  • 13. 化学与生活、生产和科技密切相关。下列说法错误的是(   )
    A、利用32P等放射性同位素释放的射线育种 B、火灾现场有大量活泼金属存放时,用泡沫灭火器灭火 C、耐高温的氮化硼陶瓷基复合材料用于建设“天宫”空间站 D、水果保鲜可利用浸有高锰酸钾溶液的硅藻土吸收其释放出的乙烯
  • 14. 向下列溶液中通入过量 CO2 ,  最终会有固体析出的是(   )
    A、澄清石灰水 B、氯化钙溶液 C、饱和碳酸钠溶液 D、硝酸钡溶液
  • 15. 化学与生产、生活和科技密切相关.下列说法不正确的是(   )
    A、2022年北京冬奥会标志性场馆——速滑馆,采用的是二氧化碳跨临界制冷方式制冰 B、新冠疫苗一般冷藏存放以避免蛋白质变性 C、北京冬奥会采用光伏发电有利于实现“碳中和” D、“天和号”推进器上的氮化硼陶瓷属于传统无机非金属材料
  • 16. 铜基催化剂在二氧化碳加氢合成甲醇中起了关键作用、转化过程如图。下列说法错误的是(   )

    A、总反应化学方程式为 CO2+3H2催化剂__CH3OH+H2O B、步骤②有机物发生了还原反应 C、步骤④有极性键的断裂与形成 D、铜基催化剂的使用可以提高二氧化碳合成甲醇的平衡转化率
  • 17. 研究表明,大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生光化学烟雾,其中部分反应历程如图所示。下列说法错误的是(   )

    A、整个过程中O3作催化剂和氧化剂 B、反应Ⅲ的方程式为 CH2=CHCH3 +2O3→HCHO+CH3CHO+2O2 C、光化学烟雾中含甲醛、乙醛等有机物 D、反应Ⅰ、反应Ⅲ均属于氧化还原反应
  • 18. 用如下装置模拟汽车尾气系统中CO与NO的反应。下列有关该实验的说法错误的是(   )

    A、反应前需排尽装置中的空气 B、NO和CO在装置a中进行了预混合 C、可观察到装置d中澄清石灰水变浑浊 D、实验中的有害尾气均可用碱石灰吸收
  • 19. 中国努力争取2060年前实现碳中和。利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的 CO2 ,反应过程如图所示。下列说法错误的是(   )
    A、捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收 CO2 B、环节a中物质分离的基本操作是蒸发结晶 C、反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质 D、可用 Na2CO3 溶液代替NaOH溶液捕捉 CO2
  • 20. 化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关,下列说法错误的是(   )
    A、燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施有利于减少 SO2 排放和酸雨形成 B、用纳米技术催化 CO2 合成可降解塑料聚碳酸酯,可实现“碳”的循环利用 C、中国正积极推动可再生能源国际合作,氢能属于一次能源 D、2021年3月20日三星堆5号祭祀坑出土的黄金面具材料属于合金
  • 21. CO2 的过度排放会引发一系列环境问题,科学家成功将空气中捕获的 CO2 直接转化为甲醇燃料,向未来的甲醇经济迈出重要的一步,过程如图所示。下列关于该过程的说法错误的是(   )

    A、化石燃料的大量使用会导致温室效应 B、 可重复捕获二氧化碳 C、过程①只涉及化学键的断裂 D、二氧化碳转化为甲醇的反应为 CO2+3H2催化剂CH3OH+H2O
  • 22. 中科院研制出一种多功能催化剂,首次实现将CO2转化为汽油(主要成分是C5~C11的烃类混合物),过程示意图如下。下列说法错误的是( )

    A、该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景 B、该多功能催化剂能降低反应的活化能 C、a和b的一氯代物均有4种 D、反应①的产物中含有水,反应②只有碳氢键的形成
  • 23. 科研工作者研究出二氧化碳催化氢化制甲酸的反应过程如图所示(其中M为过渡金属,R表示烷基)。

    下列说法错误的是(   )

    A、 是反应的中间产物 B、二氧化碳催化氢化反应的原子利用率为100% C、反应过程中M的成键数目保持不变 D、存在反应
  • 24. 甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去),下列各组物质中不能实现如图所示关系转化的是(   )

    选项

    物质间的转化

    A

    CuO

    CO2

    CO

    C

    B

    Fe

    Fe(NO3)2

    Fe(NO3)3

    HNO3

    C

    AlCl3

    Al(OH)3

    NaAlO2

    NH3·H2O

    D

    CO2

    NaHCO3

    Na2CO3

    NaOH

    A、A   B、B   C、C   D、D
  • 25. 《本草纲目》中的“石碱”条目下写道:“采蒿蓼之属……晒干烧灰,以原水淋汁……久则凝淀如石……浣衣发面,甚获利也。”下列说法中错误的是(   )
    A、“石碱”的主要成分易溶于水 B、“石碱”俗称烧碱 C、“石碱”可用作洗涤剂 D、“久则凝淀如石”的操作为结晶

二、非选择题

  • 26. 捕集CO2的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题。
    (1)、I.国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

    碳原子核外有种能量不同的电子。H2O分子空间构型为。已知上述反应中,反应物能量总和大于生成物能量总和,则该反应为反应。(填“放热”或“吸热”)

    (2)、II.将CO2富集、活化、转化为具有高附加值的化学品对实现碳中和有重要意义。回答下列问题。

    一种富集烟气中CO2的方法示意图如图:

    写出“解吸”过程产生CO2的化学方程式:

    (3)、CO2性质稳定,使其活化是实现转化的重要前提。

    ①使用过渡金属作催化剂,提供空轨道接受(填“C”或“O”)原子的孤电子对,破坏CO2的结构使其活化。

    ②采用电化学、光化学等手段,使CO2(填“提供”或“接受”)电子转化为CH3OH。

    (4)、III.小组同学对比K2CO3和KHCO3的性质,进行了如下实验。回答下列问题。

    向相同体积、相同浓度的K2CO3和KHCO3溶液中分别滴加0.1mol·L-1的盐酸,溶液pH变化如图。

    (填“甲”或“乙”)是K2CO3的滴定曲线。A'~B'发生反应的离子方程式为

    (5)、下列说法正确的是(填序号)。

    a.K2CO3和KHCO3溶液中所含微粒种类相同

    b.A、B、C均满足:c(K+)+c(H+)=2c(CO32)+c(HCO3)+c(OH-)

    c.水的电离程度:A<B<C

    d.通过焰色试验能区别K2CO3和KHCO3溶液

  • 27. 膦(PH3)在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,可用作高效熏蒸杀虫剂。以氟磷灰石[主要成分为Ca10(PO4)6Fx]、焦炭、石英砂为原料制备膦的一种工艺流程如下图所示。

    查阅资料:

    ①白磷(P4)外观为白色或浅黄色半透明性固体,暴露空气中在暗处产生绿色磷光和白烟,在湿空气中约40℃着火,不溶于水。

    ②H3PO2属于一元中强酸、强还原剂,加热到130℃时分解成磷酸和磷化氢。

    回答下列问题:

    (1)、Ca10(PO4)6Fx中,x的值为
    (2)、将固体原料精细研磨的目的是 , 如果固体原料恰好完全反应,所得还原产物与氧化产物的物质的量之比为
    (3)、从P4(g)和CO的气体混合物中分离得到P4 (s),应选择下列试剂中的_______(填标号)。
    A、冷水 B、热水 C、空气
    (4)、P4(s)与足量氢氧化钾溶液反应的离子方程式为
    (5)、H3PO2在130℃时分解的化学方程式为
    (6)、已知:11PH3+24CuSO4+12H2O=8Cu3P+3H3PO4+24H2SO4 , 该反应原理可用于磷化氢中毒时,口服硫酸铜溶液催吐、解毒。消耗1. 1mol PH3时转移电子数目为
  • 28.           
    (1)、I.碳元素作为一种形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物具有广泛的用途。

    储能材料是当今科学研究的热点,C60(结构如图)可用作储氢材料。继C60后,科学家又合成了Si60、N60 , 下列有关说法正确的是

    a.C60、Si60、N60都属于新型化合物

    b.C60、Si60、N60互为同分异构体

    c.已知N60结构与C60相似,由于N-N键能小于N≡N,故N60的稳定性弱于N2

    d.已知金刚石中C-C键长154pm,C60中C-C键长145-140pm,故C60熔点高于金刚石

    (2)、II.玻璃生产离不开碳酸盐,原料在熔炉里发生的主要反应如下:2Na2CO3+CaCO3+3SiO2 熔融 2Na2SiO3+CaSiO3+3CO2

    上述反应中,反应物之一在熔融状态下不导电,该物质属于晶体。写出气体产物的电子式 , 其属于分子(填“极性”或“非极性”)。

    (3)、上述反应中,在周期表中相邻的两种元素的原子半径>(填元素符号);处于第三周期的元素名称是;金属性最强的短周期元素原子核外有种不同能级的电子,其单质在O2中燃烧,生成的产物可能有(写化学式)。
    (4)、III.碳元素能形成多种酸,如常见的碳酸、草酸(H2C2O4)等。已知下列3个变化: CO32- →CO2C2O42- →CO2、Fe3+→Fe2+

    找出其中一个变化与“ MnO4- →Mn2+”组成一个反应,写出该反应的离子方程式并配平

    (5)、上述反应中的高锰酸钾在不同条件下可发生如下反应: MnO4- +5e+8H+→Mn2++4H2O; MnO4- +3e+2H2O→MnO2+4OH-MnO4- +e→ MnO42-

    ①由此可知,高锰酸根离子( MnO4- )反应后的产物与有关。

    ②高锰酸钾溶液与硫化亚铁发生如下反应:10FeS+6KMnO4+24H2SO4→3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S↓+24H2O,已知该反应进行一段时间后,固体的质量减少了2.8g,则硫元素与KMnO4之间发生电子转移的数目为个。

  • 29. 碳酸锶(SrCO3)被广泛应用于电子工业、彩色显像管、陶瓷等行业,工业上以天青石矿(SrSO4)为原料制备碳酸锶的操作流程如下图:

    已知:①碳粉在高温下的产物为CO

    ②浸取液中主要含有硫化锶(SrS)。

    回答下列问题:

    (1)、矿石粉碎的目的是
    (2)、写出焙烧反应的化学方程式
    (3)、操作a的名称是 , 滤渣主要含有(填物质名称)。
    (4)、向浸取液中通入CO2 , 还会产生一种有毒气体,该气体是(填化学式),写出该反应的化学方程式
    (5)、由于此法产率较低,且产生有毒气体,近年来以复分解法生产成为了研究热点,该法以碳酸铵与矿粉共煮,一定条件下即可生成碳酸锶(SrSO4+CO32SrCO3+SO42),试从平衡移动的角度分析其中的原理(已知Ksp(SrSO4)=3.2×10-7Ksp(SrCO3)=1.1×10-10)。
  • 30. 工业上 CH4-CO2 催化重整制合成气反应为: CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH
    (1)、标准摩尔生成焓指由元素最稳定的单质生成 1mol 纯化合物时的反应焓变。

    已知几种物质的标准摩尔生成焓 (ΔH/kJ·mol1) 如表所示:

    物质

    CH4(g)

    CO(g)

    CO2(g)

    H2(g)

    生成焓 (ΔH/kJ·mol-1)

    75.0

    110.5

    394

    0

    计算反应 CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) 的△H= kJmol1

    (2)、镍是 CH4-CO2 催化重整中最有效的催化剂之一,其催化活性受积炭影响非常大。

    ①甲烷转化率较高时,积炭主要由吸附在催化剂表面的 CO 歧化反应产生,产生积碳的化学方程式为

    ②消炭是把碳单质转化为气态碳化合物,有关积炭和消炭的说法正确的是(填标号)。

    A.在一定的温度下,甲烷的裂解也会产生积炭

    B.MgO 对 CO2 有吸附作用,镍催化剂添加 MgO 助剂有利于消炭

    C.通入足量的 O2 也可消除积炭

    (3)、在炭催化剂重整制合成气时, CH4CO2 的转化率受炭催化剂的颗粒大小、 CH4CO2 流量比、温度、时间等因素的影响。(已知:目数越大表示颗粒越小。)

    ①图 1 可知要提高甲烷转化率可以适当 , 可能原因是

    ②图 2 中,FCH4CO2 的流量比,①②③为 CO2 的转化率随时间变化曲线,④⑤⑥为 CH4 的转化率随时间变化的曲线。综合考虑 CH4CO2 的转化率, CH4CO2 最理想的流量比F=

    (4)、CO2 转化为醋酸的厌氧微生物电解池装置如图所示,其阴极的电极反应式为

  • 31. 李克强总理在十三届全国人民代表大会第四次会议上作政府工作报告时指出:优化产业结构和能源结构,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。碳中和是指一个组织在一年内的二氧化碳排放通过二氧化碳去除技术达到平衡。
    (1)、科研人员借助太阳能用二氧化碳制备甲醇等燃料的催化转化是迄今为止最接近光合作用的方法,并且实现了二氧化碳的循环(如图所示),下列说法错误的是___________(填字母)。

    A、图中能量转化形式有两种 B、使用催化剂可以提高单位时间内反应物的转化率 C、利用太阳能开发甲醇等液态燃料有利于环境保护 D、该工艺中的H2目前只能由电解水获得
    (2)、CO2加氢还可制备甲酸(HCOOH)。

    ①工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:

    反应CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)的焓变△H=kJ·mol-1

    ②温度为T1℃时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)  K=2。

    实验测得:v=kc(CO2)·c(H2),v=kc(HCOOH),k、k为速率常数。T1℃时,k=k

    ③温度为T2℃时,k=1.9k , 则T2℃时平衡压强(填“>”“<”或“=”)T1℃时平衡压强,理由是

    (3)、工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧时产生的温室气体CO2 , 其产物之一是NH4HCO3。已知常温下碳酸的电离常数Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11 , NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5 , 写出NH4HCO3水解反应的化学方程式: , 选用上述数据计算该反应的平衡常数Kh=(保留三位有效数字)。
    (4)、某光电催化反应器如图所示,A极是Pt/CNT电极,B极是TiO2电极。写出A极由CO2制异丙醇的电极反应式:

  • 32. 草酸(H2C2O4)是二元弱酸,其工业合成方法有多种。

    I.甲酸钠钙化法

    (1)、CO和NaOH溶液在2MPa、200℃时生成甲酸钠(HCOONa),化学方程式是
    (2)、“加热”后,甲酸钠脱氢变为草酸钠。则“钙化”时,加入的试剂a是
    (3)、若将草酸钠直接用H2SO4酸化制备草酸,会导致结晶产品不纯,其中含有的杂质主要是
    (4)、“酸化”过程中加入H2SO4的目的是
    (5)、II.一氧化碳偶联法

    分三步进行:

    i.偶联反应:

    ii.水解反应:……

    iii.再生反应:4NO+4CH3OH+O2→4CH3ONO+2H2O

    酸性条件下,“水解反应”的化学方程式是

    (6)、从原子经济性的角度评价偶联法制备草酸的优点是
  • 33. 合成气(CO、H2)是一种重要的化工原料气。合成气制取有多种方法,如煤的气化、天然气部分氧化等。回答下列问题:
    (1)、I.合成气的制取

    煤的气化制取合成气。

    已知:①H2O(g)=H2O(l)     △H=-44kJ/mol;

    ②部分物质的燃烧热:

    则反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的△H=kJ/mol。

    (2)、天然气部分氧化制取合成气。

    如果用O2(g)、H2O(g)、CO2(g)混合物氧化CH4(g),欲使制得的合成气中CO和H2的物质的量之比为1︰2,则原混合物中H2O(g)与CO2(g)的物质的量之比为

    (3)、Ⅱ.利用合成气合成乙醇

    在一定条件下,向容积为2L的恒容密闭容器中投入2molCO和4molH2 , 发生反应:2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)。

    写出该反应的平衡常数表达式__。

    (4)、下列情况能作为判断反应体系达到平衡的标志是       (填序号)。
    A、压强不再变化 B、平均摩尔质量不再变化 C、密度不再变化
    (5)、反应起始压强记为p1、平衡后记为p2 , 平衡时H2的转化率为。(用含p1、p2的代数式表示)
    (6)、Ⅲ.合成乙醇的条件选择

    为探究合成气制取乙醇的适宜条件,某科研团队对不同温度、不同Rh质量分数的催化剂对CO的吸附强度进行了研究,实验数据如图。CO的非离解吸附是指CO尚未乙醇化,离解吸附是指CO已经乙醇化。

    结合图像从低温区、高温区分析温度对CO吸附强度的影响;以及催化剂对CO吸附强度的影响

    (7)、用Rh作催化剂,合成气制取乙醇的适宜温度是