第六单元碳和碳的氧化物单元练习题（含解析）2023--2024学年九年级化学人教版上册

第六单元碳和碳的氧化物单元练习题
一、单选题
1．空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气成分的说法正确的是（　　）
A．氮气常用作食品防腐剂，是因为便宜
B．氧气的化学性质比较活泼，具有可燃性
C．稀有气体通电发出不同颜色的光是物理变化
D．二氧化碳能使气候变暖，属于空气污染物
2．关于金刚石、石墨、C60的叙述，错误的是（　　）
A．都属于碳单质 B．都由碳原子构成
C．互为同素异形体 D．碳元素都以游离态存在
3．下图所示物质的应用正确的是（　　）
A． 用铅制铅笔芯
B． 用石墨做冰箱的去味剂
C． 用炭黑制环保炭包
D． 用石墨做电极
4．档案多用碳素墨汁书写，档案保存完好是利用了碳的（　　）
A．吸附性 B．常温下的稳定性
C．还原性 D．在水中的不溶性
5．对比分析不同物质的共性与差异性是学习化学的有效方法，下列关于和CO的各项对比，有错误的是（　　）
选项 共性 差异性
A 均由分子构成 分子的种类不同
B 均由碳元素和氧元素组成 元素的质量比不同
C 均能与水化合 化合时现象不同
D 常温下均是无色气体 相同条件下气体的密度不同
A．A B．B C．C D．D
6．物质的性质决定其用途。下列物质的用途与性质对应关系错误的是（　　）
　 物质 用途 性质
A 石墨 作电极 石墨有滑腻感
B 熟石灰 改良酸性土壤 熟石灰能与酸发生中和反应
C 氢气 作燃料 氢气具有可燃性
D 稀有气体 制造多种用途的电光源 通电时可以发出不同颜色的光
A．A B．B C．C D．D
7．制作北京冬奥会火炬的材料是“碳纤维”，所用燃料是氢气。下列说法错误的是（　　）
A．碳纤维是一种新型化合物
B．碳纤维能耐受 800 ℃ 以上高温，是因为它的着火点高
C．氢气做燃料，生成物是水，实现“零排放”
D．氢气能被压缩装入燃料罐中，是因为气体分子间隙大
8．北京冬奥会，石墨烯发热产品广泛应用，创新性地解决了低温环境下大型户外场馆的温暖保障这一世界领域的难题。下图为石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子。下列有关石墨烯说法正确的是（　　）
A．石墨烯由分子构成 B．石墨烯是混合物
C．石墨烯是碳单质 D．石墨烯是化合物
9．用下图所示实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是（　　）
A．用图①所示装置，给酒精灯添加酒精
B．证明二氧化碳能与水反应
C．用图③测定空气中的氧气含量
D．检验碳酸盐
10．属于同素异形体的一组物质是（　　）
A．焦炭和木炭 B．一氧化碳和二氧化碳
C．金刚石和石墨 D．氧气和液氧
11．下列有关碳和碳的氧化物的说法不正确的是（　　）
A．CO和CO2的化学性质不同，是因为分子的构成不同
B．金刚石和石墨的物理性质不同，是因为碳原子的构成不同
C．清明上河图至今图案清晰可见，是因为常温下碳单质的化学性质稳定
D．CO2通入紫色石蕊试液中，试液变成红色的原因是CO2能和水反应生成酸
12．某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，则该气体具有的性质是(　　)
A．难溶于水，密度比空气大 B．难溶于水，密度比空气小
C．易溶于水，密度比空气大 D．易溶于水，密度比空气小
二、填空题
13．金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但是它们的物理性质差异很大，原因是　 　；活性炭结构疏松多孔，具有很强的吸附性，在净水过程中的作用是　 　。
14．关于碳和碳的化合物知识填空:
（1）同一种元素可以组成不同种单质,碳的单质有　 　和　 　等,它们的物理性质　 　(选填“相同”或“不相同”),原因是　 　；
（2）木炭在一定条件下燃烧既有CO2生成,也有CO生成。若要证明两种气体都要存在,应先将气体通过澄清的石灰水,先证明有CO2存在。写出CO2与澄清的石灰水反应的化学方程式　 　。然后将气体干燥后,在高温的条件下通过氧化铜,观察到　 　,证明有CO存在。实验时要注意尾气处理,原因是CO　 　。
15．通过阅读下面二氧化碳的内容，回答问题。
二氧化碳是一种没有颜色、没有气味的气体，它的密度比空气大，能使清石灰水变浑浊。点燃镁条，将其伸入装有二氧化碳的集气瓶中，镁条在二氧化碳中燃烧，发光，冒黑烟，还生成白色固体，变成了氧化镁和碳。固体二氧化碳可以用于人工降雨。
二氧化碳的物理性质　 　；二氧化碳的化学性质　 　；镁条在二氧化碳中燃烧的现象　 　。
三、实验探究题
16．根据下列实验装置图回答问题：
（1）写出图中仪器①的名称　 　。
（2）若用加热高锰酸钾的方法制取较纯净的氧气，选择发生和收集装置的组合是　 　填字母序号），当导管口　 　时，开始收集气体。若选择A装置制取氧气，其反应的化学方程式为　 　。
（3）实验室制取二氧化碳的化学方程式为　 　，发生装置选择G的优点是　 　。
（4）某同学若选择F装置收集二氧化碳，检验二氧化碳已收集满的方法是：将燃着的木条放在　 　（填“a”或“b”）导管口，若木条熄灭，则已收满。
（5）若要证明制取二氧化碳实验后的废液呈酸性，不能选用的试剂是____（填字母序号）。
A．酚酞溶液 B．紫色石蕊溶液
C．碳酸钠 D．锌粒
四、综合题
17．春节期间淮安主城区禁止燃放烟花爆竹，有利于文明城市环保。
（1）爆竹中常含有硫、硝酸钾(KNO3)和木炭的混合粉末，点燃后生成硫化钾(K2S)，氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为　 　；
（2）空气中二氧化碳的含量不断上升，从而导致温室效应，使全球气候变暖。为降低二氧化碳的排放量，提倡低碳生活，在生活中要尽量减少能量消耗和材料消耗，下列做法符合低碳生活理念的是____(填字母序号)。
A．少用一次性的木筷
B．用完电器后拔掉插头
C．大力发展火力发电
D．优化建筑设计，研制新型保温材料
18．2020年9月，习近平在联大针对气候变化表示：“中国将力争碳排放于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和。”
（1）降低“碳排放”以减弱温室效应。现阶段，下列措施合理的是____。（填字母）
A．禁止烧煤
B．研发汽车新清洁能源
C．鼓励乘坐公交出行
（2）“碳中和”目的是使碳排放与碳吸收达平衡，最终实现零碳排放。结合如图1，提出一种可行的碳吸收方式：　 　。
（3）“碳捕获”并封存被认为是目前减缓全球变暖最经济可行的方式。小张同学利用化学知识，设计了一个简易CO2捕捉器，其捕捉CO2的流程如图2所示。
①此方法中采用“喷雾”的优点是　 　。
②流程中可循环利用的物质为丁，请写出丁与水反应转化为Ca（OH）2的化学方程式：　 　。
③该流程虽然简单，但从节能减排的角度看，存在的不足是　 　，这将是小张同学以后运用化学知识需改进的地方。
（4）“碳”的转化与利用
转化Ⅰ：一种实现二氧化碳转化为重要原料二甲醚（C2H6O）的途径如下：
反应①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，该单质为　 　（填化学式）。反应②是甲醇通过分解反应生成二甲醚和水，反应中生成的二甲醚和水的分子数之比为　 　。
转化Ⅱ：2020年哥伦比亚大学化学团队开发出了镍基双金属催化剂，用来将二氧化碳和甲烷两种温室气体在一定条件下进行重整得到两种气体燃料。反应过程如图3所示，写出反应的化学方程式　 　，反应一段时间后该催化剂的催化效果降低的原因是　 　。反应中各物质的量随温度变化的曲线如图4所示，纵坐标数值越大表示该物质越多，由此可知，反应应在　 　（填“较低”或“较高”）温度下进行。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A、氮气做防腐剂，是因为化学性质不活泼，A错误；
B、氧气是助燃，B错误；
C、稀有气体通电发出不同颜色的光是物理变化，C正确；
D、二氧化碳不是空气污染物，D错误。
故答案为：C
【分析】A、氮气化学性质不活泼，做防腐剂；
B、氧气是助燃；
C、稀有气体通电放出光是物理过程；
D、二氧化碳不是污染物。
2．【答案】B
【解析】【解答】A、金刚石、石墨、C60都属于碳单质，A不符合题意；
B、金刚石、石墨由碳原子构成，C60由分子构成，B符合题意；
C、由同种元素组成的不同单质，称为同素异形体，金刚石、石墨、C60互为同素异形体，C不符合题意；
D、元素以单质形式存在的属于元素的游离态，故碳元素都以游离态存在，D不符合题意
故答案为：B
【分析】金刚石、石墨、C60都属于碳单质，燃烧都会生成二氧化碳，由于碳原子的排列方式不同，物理性质差异很大，据此解答
3．【答案】D
【解析】【解答】A. 铅笔芯的主要成分是石墨，不是用铅，故A不符合题意；
B. 石墨不具有疏松多孔的结构，不能除去冰箱异味，故B不符合题意；
C. 环保炭包是以活性炭为原料，不能用炭黑制环保炭包，故C不符合题意；
D. 石墨具有导电性，可以用石墨做电极，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、铅笔芯的主要成分是石墨和粘土。
B、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素。
C、根据环保炭包是以活性炭为原料，进行分析。
D、根据石墨具有导电性，进行分析。
4．【答案】B
【解析】【解答】碳单质在常温下化学性质不活泼，可用于书写档案。
故答案为：B。
【分析】根据碳在常温下化学性质不活泼分析。
5．【答案】C
【解析】【解答】A、二氧化碳和一氧化碳都由分子构成，但分子种类不同，不符合题意；
B、二氧化碳和一氧化碳均由碳元素和氧元素组成，二氧化碳中碳、氧元素质量比为3：8，一氧化碳中碳、氧元素质量比为3：4 ，不符合题意；
C、二氧化碳能与水化合，一氧化碳不能与水化合，符合题意；
D、二氧化碳和一氧化碳常温下都是无色气体，相同条件下气体的密度不同，不符合题意；
故选：C。
【分析】根据二氧化碳和一氧化碳的分子构成、元素组成、碳、氧元素质量比、物理和化学性质分析；
6．【答案】A
【解析】【解答】A．石墨具有导电性，可用作电极材料，与石墨有滑腻感无关，A符合题意；
B．熟石灰是氢氧化钙的俗称，氢氧化钙具有碱性，可以用来改良酸性土壤，B不符合题意；
C．氢气具有可燃性，可用作燃料，C不符合题意；
D．稀有气体通电时它们会发出不同颜色的有色光，可用于制造多种用途的电光源，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物质的性质决定物质的用途，物质的用途反应物质的性质，据此分析
7．【答案】A
【解析】【解答】A、碳纤维中只含有碳元素，不属于化合物，故A符合题意；
B、碳纤维能耐受 800 ℃ 以上高温，是因为它的着火点高，故B不符合题意；
C、氢气燃烧生成水，燃烧产物无污染且热值高，故C不符合题意；
D、气体能被压缩装入容器中，是由于分子间有间隙，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A、根据碳纤维由碳元素组成分析；
B、根据碳纤维的着火点高分析；
C、根据氢气燃烧产物为水分析；
D、根据气体易被压缩是分子间隔大分析。
8．【答案】C
【解析】【解答】A、石墨烯是由碳原子构成的，不符合题意；
B、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，不符合题意；
C、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，符合题意；
D、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不是化合物，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据同种元素组成的纯净物属于单质进行分析。
9．【答案】A
【解析】【解答】A. 使用漏斗向熄灭的酒精灯内加入酒精，符合题意。
B. 塑料瓶变瘪可能是因为二氧化碳溶于水，气体体积减小引起的，不能说明二氧化碳能与水反应。不符合题意。
C. 硫燃烧生成二氧化硫，有气体生成，无法准确测得空气中氧气的含量，不符合题意。
D. 盐酸和金属单质、碳酸盐、碳酸氢盐反应都会生成气体，加入盐酸如有气泡产生，不能确定是碳酸盐，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】B.二氧化碳能溶于水；
C.用燃烧法测定空气中氧气含量，该实验一般要注意以下几点：①装置的气密性好；②所用药品必须是足量；③读数时一定要冷却到原温度；④所选除氧剂要具备以下特征：本身能够在空气中燃烧；本身的状态为非气体；生成的物质为非气态；
D.盐酸和活泼的金属单质、碳酸盐、碳酸氢盐反应都会生成气体。
10．【答案】C
【解析】【解答】A、焦炭和木炭都是无定形碳，都由石墨的微小晶体和少量杂质构成，是混合物，A不符合题意，
B、一氧化碳和二氧化碳都属于化合物，B不符合题意，
C、金刚石和石墨都有碳元素组成的不同碳单质，属于同素异形体，C符合题意，
D、氧气和液氧属于同种物质的不同状态，D不符合题意，
故答案为：C
【分析】由同种元素组成的不同单质，互称为同素异形体，据此分析
11．【答案】B
【解析】【解答】A、一氧化碳是由一氧化碳分子构成的，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，分子构成不同，故化学性质不同，不符合题意；
B、金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质，由于它们碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，符合题意；
C、常温下，碳单质的化学性质比较稳定，碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化，故清明上河图至今图案清晰可见，不符合题意；
D、CO2通入紫色石蕊试液中，试液变成红色的原因是CO2能和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据分子保持物质化学性质，不同种分子化学性质不同分析；
B、根据金刚石和石墨中碳原子排列不同分析；
C、根据碳单质常温下化学性质稳定分析；
D、根据二氧化碳与水反应生成碳酸分析。
12．【答案】A
【解析】【解答】不溶于水、难溶于水、不与水反应的气体可以用排水法收集，密度比空气大的气体可用向上排空气法收集，密度比空气密度小的可用向下排空气法收集
故答案为：A
【分析】气体的收集方法选择依据是：气体的密度、水溶性和是否遇水反应，据此分析解答
13．【答案】碳原子排列方式不同；除去色素和异味
【解析】【解答】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，都是由碳原子构成的物质，但金刚石中碳原子排列成正八面体结构，石墨中碳原子排列成层状结构，结构决定性质，所以它们的物理性质差异很大；
活性炭疏松多孔的结构决定它有吸附性，可以在净水中吸附色素异味；
故填：碳原子排列方式不同；除去色素和异味。
【分析】根据碳单质原子排列方式及活动碳的吸附性分析
14．【答案】（1）石墨；金刚石；不相同；碳原子排列方式不同
（2）CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；黑色粉末逐渐变成亮红色；有毒会污染空气
【解析】【解答】（1）由于碳原子的排列顺序不同，所以金刚石和石墨物理性质不同；故答案为：金刚石；石墨；不相同；碳原子的排列顺序不同；（2）由于二氧化碳和澄清石灰水反应生成白色的碳酸钙沉淀和水，所以，出现石灰水变浑浊，证明二氧化碳存在，化学反应方程式是：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；一氧化碳具有还原性，能够将氧化铜还原，氧化铜是黑色粉末，还原生成的铜是红色的，所以观察到黑色粉末逐渐变成红色，证明CO存在；实验时要注意尾气处理,原因是CO有毒会污染空气．故答案为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；黑色粉末逐渐变成红色；有毒会污染空气．
【分析】（1）根据常见的碳单质及不需要发生化学变化就能表现出来的性质是物理性质分析
（2）根据二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水、一氧化碳和氧化铜高温生成铜和二氧化碳分析
15．【答案】没有颜色、没有气味的气体，它的密度比空气大；能使清石灰水变浑浊；发光，冒黑烟，还生成白色固体
【解析】【解答】物理性质是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，例如颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点、硬度、溶解性、延展性、导电性、导热性等，这些性质是能被感观感知或利用仪器测知的。
化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质，如所属物质类别的化学通性：酸性、碱性、氧化性、还原性、热稳定性及一些其它特性。
因此二氧化碳的物理性质有：没有颜色、没有气味的气体，它的密度比空气大；化学性质有：使清石灰水变浑浊。
镁条在二氧化碳中燃烧的现象有：发光，冒黑烟，还生成白色固体。
【分析】根据物理性质是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，例如颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点、硬度、溶解性、延展性、导电性、导热性等，化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质分析。
16．【答案】（1）集气瓶
（2）BE；气泡连续均匀冒出；2H2O2 2H2O+O2↑
（3）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；可以控制反应的发生和停止
（4）b
（5）A
【解析】【解答】（1）图中仪器①的名集气瓶；（2）若用加热高锰酸钾的方法制取较纯净的氧气，应该用固固加热型发生装置，氧气的密度比空气的大，可以用向上排空气法收集，氧气不易溶于水可以用排水法收集，排水法收集的气体较纯，选择发生和收集装置的组合是BE，当导管口气泡连续均匀冒出时，开始收集气体，收集太早，易导致收集的气体不纯。若选择A装置制取氧气，说明是用过氧化氢法制氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，其反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑；（3）实验室制取二氧化碳的化学反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水，方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，发生装置选择G的优点是可以控制反应的发生和停止，关闭弹簧夹，大试管内气体增多，压强变大，在压力的作用下，试管内液面下降，当液面下降到隔板下边时，固体反应物与液体分离，反应停止；反之，打开弹簧夹，反应开始；（4）若选择F装置收集二氧化碳，检验二氧化碳已收集满的方法是：将燃着的木条放在b导管口，若木条熄灭，则已收满，因为二氧化碳的密度比空气的大，从a管口进入；（5）若要证明制取二氧化碳实验后的废液呈酸性（即盐酸过量），所选择的物质应能与盐酸反应，而且有明显的现象。A、酚酞溶液在酸性溶液和中性溶液中都不变色，不能证明溶液呈酸性；
B、紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红，遇碱性溶液变蓝，在中性溶液中呈紫色，可证明溶液呈酸性；
C、碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳，产生气泡，可证明溶液呈酸性；
D、锌粒和盐酸反应生成氢气，产生气泡，可证明溶液呈酸性。
故答案为：A。
【分析】（1）根据常用仪器名称分析；
（2）根据高锰酸钾受热制氧气要选择固体加热型发生装置及过氧化氢制氧气选择固液常温型发生装置分析；
（3）根据实验室制取二氧化碳的原理及能控制固体液体接触与分离的装置可控制反应发生和停止分析；
（4）根据二氧化碳的验满方法分析；
（5）根据酚酞遇中性和酸性溶液都不变化分析。
17．【答案】（1）
（2）A；B；D
【解析】【解答】（1）硫、硝酸钾(KNO3)和木炭的混合粉末，点燃后生成硫化钾(K2S)，氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为
（2）A、少用一次性的木筷，能减少树目的砍伐，能减少二氧化碳的含量。符合“低碳生活”理念；
B、用完电器后拔掉插头，能节约大量的电能，减少二氧化碳的排放。符合“低碳生活”理念；
C、大力发展火力发电，会增加二氧化碳的排放。不符合“低碳生活”理念；
D、优化建筑设计，研制新型保温材料，能节约能量，能减少二氧化碳的排放。符合“低碳生活”理念；
故答案为：ABD。
【分析】（1）硫、硝酸钾(KNO3)和木炭的混合粉末，点燃后生成硫化钾(K2S)，氮气和二氧化碳。
（2）根据减少二氧化碳排放的措施分析。
18．【答案】（1）B；C
（2）植树造林
（3）增大反应物之间的接触面积，使反应快速充分；；碳酸钙高温煅烧，耗能较多或碳酸钙高温煅烧又释放出了二氧化碳（合理即可）
（4）H2；1：1；；反应过程中有C覆盖在催化剂表面，阻碍了反应的进行；较高
【解析】【解答】（1）A、煤是目前主要的能源之一，不能禁止使用，应合理使用，不正确；
B、研发汽车新清洁能源，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，降低“碳排放”，正确；
C、鼓励乘坐公交出行，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，降低“碳排放”，正确。
故答案为：BC；
（2）绿色植物可通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，故可植树造林，实现“碳中和”；
（3）① 采用“喷雾”的方式，可以增大反应物之间的接触面积，使反应更充分；
② 二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，故丁为氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为：；
③ 由图可知，该流程的不足是：碳酸钙高温需要消耗较多的能量，且碳酸钙高温煅烧又释放出了二氧化碳；
（4）反应①是二氧化碳与一种常见单质反应生成甲醇和水，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，生成物中含C、H、O，反应物中含C、O，故反应物中还应含氢元素，故该单质为氢气，化学式为H2；
反应②是甲醇通过分解反应生成二甲醚和水，该反应的化学方程式为：，故反应中生成的二甲醚和水的分子数之比为1：1；
由图可知，该反应为二氧化碳和甲烷在催化剂和一定条件下转化为一氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：；
反应一段时间后该催化剂的催化效果降低，可能是反应过程中有C覆盖在催化剂表面，阻碍了反应的进行；
由图可知，温度越高，生成一氧化碳和氢气越多，故反应应在较高温度下进行。
【分析】（1）根据减少二氧化碳排放的措施分析。
（2）根据绿色植物可通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气分析。
（3）① 增大反应物之间的接触面积，反应更充分。
② 二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，
碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，
氧化钙与水反应生成氢氧化钙。
③ 根据流程图可知，碳酸钙高温需要消耗较多的能量分析。
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，结合反应①分析。
根据甲醇通过分解反应生成二甲醚和水的化学方程式含义分析。
根据微观示意图，二氧化碳和甲烷在催化剂和一定条件下转化为一氧化碳和氢气。
根据微观示意图，反应过程中有C覆盖在催化剂表面分析。
根据图像，温度越高，生成一氧化碳和氢气越多分析。