專題七、碳和碳的氧化物（原卷版）目錄專題五、自然界的水【四大題型】【題型1碳的單質的性質及用途】 3【題型2二氧化碳、一氧化碳的性質與用途】 4【題型3二氧化碳的實驗室制取及性質探究】 5【題型4溫室效應與低碳生活】 71.碳和碳的氧化物是中考的必考內容，分值為3~8分。選擇題、填空題、實驗探究題均有涉及，物質的性質和用途，有新意又有創意性的題型為考查重點。2.預計2024年中考仍以碳和碳的化合物的性質和用途，二氧化碳的制取，低碳生活為考查重點，且以填空題、實驗探究題為主要題型進行考查。【知識點1碳的單質的性質及用途】1．同種元素可以組成不同單質。金剛石和石墨都是由碳元素組成，性質確有差異的原因：碳原子的排列方式不同。2．木炭和活性炭都有疏松多孔的結構，因此它們都具有吸附性。吸附異味和色素是物理變化。3．金剛石是無色透明的固體，是天然存在最硬的物質，可用作劃玻璃。4．C60分子是一種由60個碳原子構成的分子。在常溫下，碳的化學性質穩定。5．碳與氧化銅反應實驗現象：黑色粉末變紅，生成使澄清石灰水變渾濁氣體：化學方程式：C+2CuO2Cu+CO2↑ 該反應中發生氧化反應的是C，具有還原性可用于冶煉金屬。【知識點2二氧化碳、一氧化碳的性質與用途】1.CO2的物理性質：無色無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水。2.CO2的化學性質：①不支持燃燒可用于滅火；②與水反應，生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3碳酸使石蕊試液變紅；同時碳酸不穩定易分解：H2CO3=CO2↑+H2OCO2使澄清石灰水變渾濁的化學方程式：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O3.CO的物理性質：無色，無味的氣體，難溶于水，密度略小于空氣。4.CO的化學性質：①CO具有可燃性可用作燃料：CO燃燒現象：產生藍色的火焰，放出大量熱。化學方程式為：2CO+O22CO2。②CO有還原性：CO能把CuO還原成Cu，本身被氧化成CO2，化學方程式：CO+CuOCu+CO2，CO具有還原性可用于冶金工業。③CO具有毒性：CO能與血液中的血紅蛋白結合，使氧氣不能和其結合，造成生物體缺氧而中毒。【知識點4二氧化碳的溫室效應和對環境的影響】1.實驗室制取二氧化碳（1）原料：大理石或石灰石、稀鹽酸。（2）反應原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（3）發生裝置：同分解過氧化氫溶液制取氧氣的發生裝置（固體和液體混合，在常溫下反應生成氣體）（4）收集裝置：向上排空氣法收集氣體的裝置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空氣密度大）（5）檢查裝置的氣密性：用長頸漏斗插入液面內的氣體發生裝置，緊閉導氣管出口，從漏斗中加水。如果液面穩定后水面下降，則表明漏氣；若水面不下降，則表明不漏氣。（6）驗滿：把燃著的木條放在集氣瓶口（不要伸入瓶內），如果火焰熄滅，證明二氧化碳已經收集滿了。（7）檢驗：把氣體通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水變渾濁，就證明收集的氣體是二氧化碳。（8）凈化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氫氣體和水蒸氣時，可先將氣體通過盛有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶（除去氯化氫），再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶（除去水蒸氣并進行干燥）。2.二氧化碳和氧化鈣的工業制法：CaCO3CaO+CO2↑【知識點4二氧化碳的溫室效應和對環境的影響】1．溫室效應二氧化碳屬于溫室氣體、CO2的濃度過高，會造成環境的溫度升高，臭氧、甲烷、氯利昂都屬于溫室氣體；但有了CO2的溫室效應，全球平均地表溫度才提高到適合人類生存的適宜溫度。2．自然界中的碳循環：二氧化碳通過綠色植物的光合作用轉化為氧氣。3．CO2的用途：氣態CO2可作為氣體肥料，供給植物的光合作用；固態CO2（干冰）可用于人工降雨，是化工工業的重要原料。4．CO2不是污染物，但CO2的濃度過高會導致溫室效應，對環境造成嚴重影響，CO2參與自然界中的“碳循環”，空氣中不能沒有CO2。【題型1碳的單質的性質及用途】【例1】（2024?介休市模擬）碳單質在生活、生產、科學研究中扮演著重要的角色。如圖是三種不同碳單質結構，關于它的分析正確的是（）A．鉆石的微觀模擬可以用②表示 B．三種碳單質都是由碳原子構成 C．石墨在一定條件下轉化為金剛石是物理變化 D．③是足球烯的微觀模擬結構，可用于超導領域【變式1-1】（2024?江寧區一模）下列有關金剛石、石墨的說法正確的是（）A．都是由碳元素組成 B．都是黑色固體 C．分子排列方式不同 D．硬度都很大【變式1-2】（2023?晉安區模擬）興趣小組為了探究C與CuO反應生成的氣體，設計如圖裝置進行實驗：步驟①先向波形管中通入N2一會兒，在戊處連接癟氣球，關閉甲處止水夾；步驟②點燃丁處酒精燈，觀察到CuO不變色；步驟③繼續加熱丁處，點燃乙處酒精燈。觀察到乙、丁兩處均有紅色物質生成，丙處澄清石灰水變渾濁。下列說法錯誤的是（）A．通N2是為了排出氧氣，避免干擾后續實驗 B．步驟②與步驟③均加熱丁處，是對照實驗 C．從丙處現象推理C與CuO反應一定生成了CO2 D．從丁處現象推理C與CuO反應一定生成了CO【變式1-3】（2024?榆樹市一模）神奇的“碳”，多姿的“碳”世界。（1）常見的碳單質化學性質相似，物理性質差別很大的原因是。（2）《天工開物》有關墨的制作提到：凡墨，燒煙凝質而為之。“煙”最可能是。用墨書寫或繪制的字畫能夠長時間保存而不變色，這是因為常溫下碳的。（3）已知，水分子的粒徑約為0.3納米，金屬離子的粒徑一般在0.7納米以上。利用真空抽濾法可將單層石墨片制成0.6納米孔徑的石墨烯濾膜，該濾膜允許（填“水分子”或“金屬離子”）通過。【題型2二氧化碳、一氧化碳的性質與用途】【例2】（2024?陳倉區一模）碳及其部分化合物的轉化關系如圖所示，其中X、Y、Z表示轉化中的另一種反應物。下列說法錯誤的是（）A．反應①中X可以是單質或氧化物 B．反應②中一定體現了一氧化碳的可燃性 C．反應③中Z物質可以是氫氧化鈣溶液 D．打開碳酸飲料瓶蓋會發生反應④【變式2-1】（2024?金寨縣模擬）下列二氧化碳的用途與其依據的性質不相符的是（）選項用途性質A用于滅火不助燃、不可燃、密度比空氣大B用于生產碳酸型飲料二氧化碳能與水反應生成碳酸C用于制造舞臺云霧二氧化碳與水反應D溫室中作氣體肥料光合作用【變式2-2】（2024?皇姑區模擬）我國科學家制得一種四氧化三鈷納米棒，實現了CO在低溫下與氧氣反應轉化成CO2。下列關于該轉化的說法正確的是（）A．反應前后氧原子數發生變化 B．反應中CO與O2的質量比為7：8 C．四氧化三鈷納米棒可能是該反應的催化劑 D．反應前后分子的數目沒有發生改變，分子的種類一定發生改變【變式2-3】（2024?介休市模擬）結構化是學習知識本身的需要，同時也是一種學習素養。請你根據一氧化碳和二氧化碳的結構化內容，完成以下問題。（1）因為一氧化碳和二氧化碳的不同，所以它們化學性質不同。（2）一氧化碳燃燒的化學方程式為。（3）二氧化碳可用于。【題型3二氧化碳的實驗室制取及性質探究】【例3】（2024?臨汾模擬）同學們設計了以下實驗方案，利用如圖裝置進行二氧化碳的實驗室制取與性質驗證的實驗。請根據下列提示，補全實驗內容：【實驗方案】實驗Ⅰ：制取二氧化碳（1）實驗方法：檢查裝置氣密性之后，要裝藥品。將塊狀大理石裝入錐形瓶的操作是。（2）實驗原理：（用化學方程式表示）。實驗Ⅱ：性質驗證（3）將二氧化碳倒入圖示燒杯中，可觀察到下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅，由此可得出的結論為。【問題與交流】（4）制取二氧化碳時，長頸漏斗的下端要伸入液面以下，目的是。【變式3-1】（2024?新沂市模擬）下列裝置（省略了夾持儀器）中能作為制備CO2的發生裝置，且能隨時控制反應的發生與停止的是（）A．B． C．D．【變式3-2】（2024?亳州模擬）如圖是初中化學常用的實驗室制取氣體裝置，請回答下列問題：（1）寫出圖中儀器①的名稱。（2）實驗室常用石灰石和稀鹽酸并用A裝置制取CO2氣體，反應的化學方程式為，若用B裝置收集二氧化碳，氣體應從（填“m”或“n”）端通入，驗滿方法是。（3）有人對氣體發生裝置A作如裝置C所示改進：在錐形瓶中放入一小試管，將儀器①下端插入小試管中。改進后的優點。【變式3-3】（2024?新邵縣模擬）某學習小組對二氧化碳展開了一系列的探究。（一）驗證CO2性質如圖是驗證CO2性質的實驗裝置。實驗時，持續通入CO2，步驟Ⅰ：打開K1，關閉K2，觀察現象。步驟Ⅱ：關閉K1，打開K2，加熱水，一段時間后，觀察現象。（1）步驟Ⅰ：燒杯中的現象為，說明CO2具有的化學性質是。（2）步驟Ⅱ：一段時間后，觀察到試管Ⅰ、Ⅱ中的實驗現象是，由此證明了二氧化碳具有的化學性質是（用化學方程式表示）。（二）探究是否可用排水集氣法收集到CO2。利用傳感器對是否可用排水集氣法收集到CO2展開探究，實驗裝置如圖1所示：（3）實驗步驟如下：①按實驗裝置圖1組裝儀器。②用壓強傳感器自帶的注射器通過活塞A向三頸燒瓶注入50mL空氣，并一直壓住注射器，若壓強傳感器的讀數，證明裝置氣密性良好。③打開活塞A，將注射器中的稀鹽酸迅速注入儀器C中，反應一段時間后，用放在A處進行驗滿，收集滿后迅速關閉活塞A，并用止水夾夾住導氣管B處。【總結與拓展】（以下為獎勵分，每空答對加一分計入總分，卷面總分不超過40分）④用壓強傳感器自帶的注射器通過活塞A向三頸燒瓶中注入15mLH2O，觀察兩分鐘之內體系的壓強變化如圖2所示。（4）圖2中30s后體系的壓強瞬間增大，之后到100s之間壓強又逐漸減小的原因是。（5）經過測算，消耗CO2的量約為收集到的CO2總量的0.53%，因此排水集氣法（填“可以”或“不可以”）收集到CO2氣體。（6）量變引起質變，6克碳與a克氧氣在密閉容器中充分燃燒生成的氣體既有二氧化碳又有一氧化碳，求a的取值范圍。【題型4溫室效應與低碳生活】【例4】（2023?昭陽區二模）我國承諾在2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和。“碳捕捉和封存”技術是實現碳中和的重要途徑之一。如圖是用技術將CO2壓入地下實現CO2的封存。下列說法不正確的是（）A．如圖封存技術可行的依據的微觀解釋是分子之間有間隔 B．大氣中的二氧化碳過多會導致溫室效應增強 C．開發利用清潔能源，植樹造林有利于實現碳中和 D．所謂的“低碳”就是較低的碳單質的排放【變式4-1】（2024?太和縣一模）我國提出爭取在2060年實現碳中和，碳中和對于保護環境至關重要。碳中和是指CO2的排放總量和減少總量相當。下列措施中能最直接有效促進碳中和的是（）A．禁止使用化石能源 B．大規模開采可燃冰作為新能源 C．研發催化劑將CO2轉化為甲醇（CH3OH） D．用乙醇汽油作為車用燃料【變式4-2】（2024?新泰市一模）如圖表示自然界中存在的三大循環（水循環、氧循環、碳循環）。根據圖示判斷，下列說法中錯誤的是（）A．“水循環”主要是由水分子的運動引起的 B．每個人都在參與三大循環 C．碳、氧循環有利于維持大氣中O2與CO2的相對穩定 D．自然界中消耗O2的主要途徑是綠色植物的光合作用【變式4-3】（2024?西安二模）2023年6月1日，我國首個海上碳封存示范工程投入使用，該工程可將捕集到的大量CO2氣體壓縮后封存于海底。（1）CO2氣體可以壓縮，說明分子之間有。（2）封存前可以用NaOH溶液捕集CO2，其原理是（用化學方程式表示）。（3）工業上用CO2與H2為原料，在一定條件下發生反應獲得乙烯，該反應的化學方程式為2CO2+6H2C2H4+4X，則X為。1．（2023?連云港）宋代許道寧用墨（主要成分為單質碳）所畫的《關山密雪圖》保存至今而不變色，這是因為在常溫下單質碳（）A．化學性質不活潑B．硬度高 C．導電性能好D．吸附能力強2．（2023?長沙）在生活生產中碳單質的應用廣泛。下列有關含碳物質的性質或用途正確的是（）A．活性炭具有吸附性 B．木炭常溫下化學性質很活潑 C．金剛石用作電極 D．石墨用作鉆探機鉆頭3．（2023?北京）下列關于CO2的實驗室制取及檢驗的說法不正確的是（）A．制CO2的藥品B．發生裝置 C．收集方法D．檢驗CO24．（2023?德州）如圖為金剛石、石墨和C60的結構模型圖，圖中小球分別代表碳原子。下列有關說法正確的是（）A．三種物質都是由碳原子直接構成的 B．在三種物質中碳原子的排列方式都不相同 C．三種物質在足量氧氣中燃燒的產物都不同 D．三種物質的組成元素相同，它們的性質也相同5．（2023?大慶）近年來研究發現，以新形態存在的碳單質在諸多領域中有重要的應用前景。下列關于碳單質的說法錯誤的是（）A．石墨具有金屬光澤，有優良的導電性能，是天然存在的最硬的物質 B．石墨烯和碳納米管在材料、催化、信息等諸多領域中有重要應用 C．石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制鉛筆芯 D．金剛石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同，因此在性質和用途上存在明顯差異6．（2023?長春）下列關于二氧化碳的說法，錯誤的是（）A．組成：二氧化碳由碳元素和氧元素組成 B．結構：二氧化碳由碳原子和氧分子構成 C．性質：二氧化碳能溶于水D．應用：二氧化碳可用于生產碳酸型飲料7．（2023?衡陽）有關碳及碳的氧化物的說法中，正確的是（）A．碳的單質都是黑色 B．植物光合作用可將CO2轉變為O2 C．CO和CO2元素組成相同，它們的化學性質相似 D．金剛石和石墨都是碳單質，它們的相互轉化是物理變化8．（2023?連云港）取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥紙花，并進行如下實驗：步驟實驗操作實驗現象①第一朵紙花上噴上稀硫酸紙花由紫色變成紅色②第二朵紙花噴上水紙花顏色無明顯變化③第三朵紙花直接放入盛滿CO2的集氣瓶中紙花顏色無明顯變化④第四朵紙花噴上水后，再放入盛滿CO2的集氣瓶中紙花由紫色變成紅色下列說法中正確的是（）A．步驟①中紙花由紫色變成紅色的原因是稀硫酸中含有 B．步驟②中若用NaOH溶液代替水，紙花顏色也無明顯變化 C．步驟②、④可證明CO2氣體能使干燥的紙花變成紅色 D．上述實驗可證明CO2與水反應生成酸9．（2023?益陽）化學觀念是化學課程要培養的核心素養之一。下列從不同化學觀念角度對CO和CO2的認識錯誤的是（）A．元素觀：CO和CO2都是由碳、氧兩種元素組成的化合物 B．分類觀：CO和CO2都屬于氧化物 C．變化觀：CO和CO2在一定條件下可以相互轉化 D．結構觀：CO和CO2都是由碳原子和氧原子構成，化學性質相似10．（2023?營口）下列關于一氧化碳和二氧化碳的說法中正確的是（）A．一氧化碳和二氧化碳都由碳、氧元素組成，能相互轉化 B．一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，都可作為燃料 C．一氧化碳和二氧化碳都能與水反應，都能使紫色石蕊溶液變紅 D．一氧化碳和二氧化碳都是溫室氣體，含量增多都能導致溫室效應增強11．（2023?宜昌）為使我國能在2060年前實現“碳中和”，下列做法不可取的是（）A．加快開發清潔能源 B．荒漠上多植樹種草 C．工業廢棄高空排放 D．減少化石燃料使用12．（2023?福建）國家規定教室內空氣中二氧化碳的最高允許濃度為0.15%。下列是某學習小組對教室內二氧化碳濃度的檢測和相應結果處理的措施，不正確的是（）A．從教室不同位置多點采集空氣樣品 B．將盛有澄清石灰水的燒杯置于教室一段時間進行測定 C．測得二氧化碳濃度為0.28%，說明二氧化碳濃度超標 D．為避免二氧化碳濃度超標，教室應多通風換氣13．（2023?大連）建立宏觀和微觀之間的聯系是化學學科重要的思維方式。（1）金剛石、石墨均由構成，但金剛石是天然存在最硬的物質，石墨卻很軟，原因是不同。（2）二氧化碳氣體被壓縮成固體后，體積變小，說明二氧化碳分子間有。固體二氧化碳又稱干冰，放置在空氣中的干冰很快變少，說明二氧化碳分子在。14．（2023?北京）用如圖實驗研究CO2的性質。（1）可證明CO2能與水反應的現象是，密度比空氣的大的現象是。（2）燃著的木條熄滅，由此可得出CO2具有的性質是。15．（2023?武漢）石墨、活性炭和木炭在生產生活中有著廣泛的應用。回答下列問題：?（1）石墨的用途可以是（選一個即可，填標號）。A.用于制鉛筆芯B.用作電極C.用于切割大理石（2）活性炭作冰箱除味劑，是利用其（填“物理”或“化學”）性質。（3）木炭可以作燃料，木炭燃燒的化學方程式為。16．（2023?天津）環境保護和能源利用是人類共同關注的問題。（1）下列選項中不符合綠色、低碳生產方式的是（填序號）。A.利用和開發太陽能、風能等清潔能源代替化石燃料B.大力發展以煤為燃料的發電廠以緩解電能緊缺（2）在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料，可在一定程度上減少汽車尾氣的污染。寫出乙醇在空氣中充分燃燒的化學方程式