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专题6 常见的有机物 能源利用
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 常见的有机物 ☆☆ ①列举生活中常见的有机物,辨认无机物和有机物②知道淀粉、脂肪、蛋白质等对生命活动具有重大意义③知道天然气、石油、煤等物质在生活中意义,以及对环境的影响
考点2 材料、矿物能源的利用 ☆
■考点一 常见的有机物
(一)有机物的概念
含碳的化合物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等除外)叫有机化合物,简称有机物,大多含有C、H、O、N等元素。但并非所有含碳的化合物都是有机化合物,如CO、CO2、H2CO3、CaCO3等,把它们归为无机物。
(二)甲烷
最简单的有机物,化学式为CH4。稻草及动物粪便经过发酵会产生大量的沼气,农村里常用作燃料供热。沼气、瓦斯、天然气的主要成分都是甲烷。火星的大气层中也发现有很多的甲烷。
(1)结构:1个甲烷分子是由1个碳原子和4个氢原子构成的,如图所示。
(2)物理性质:通常状况下,甲烷是无色无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。
(3)化学性质:甲烷具有可燃性,纯净的甲烷在空气中燃烧时产生蓝色火焰,生成水和二氧化碳,如图所示,烧杯内壁产生一层白膜。燃烧的化学方程式为CH4+2O2点燃CO2+2H2O 由于甲烷气体与空气或氧气混合点燃时,易发生爆炸,故点燃甲烷前要检验甲烷气体的纯度。在家庭中使用招气或天然气作燃料时要注意安全。
(三)丁烷
打火机内液体的主要成分,化学式为C4H10家用液化气的主要成分也是丁烷。气态的丁烷经压缩后变成液态,灌装在容器中贮存,使用时经减压,使液态丁烷汽化。丁烷容易被液化,具有可燃性,燃烧的化学方程式为2C4H10 + 13O2 点燃 8CO2+ 10H2O。
(四)乙炔
化学式为C2H2,具有可燃性,在氧气中燃烧时能产生3 000 ℃以上的高温,可以用于焊接和切割金属,燃烧的化学方程式2C2H2+5O2点燃4CO2+2H2O
(五)有机物特性
(1)大部分有机物熔点较低,受热易分解,易挥发,易燃烧,不易导电等。所以保存时一定要密封,做实验时一定要远离明火,防止着火或爆炸。
(2)绝大多数有机物难溶于水,易溶于汽油酒精、苯等有机溶剂。
(3)许多有机物,如酒精、汽油、乙醚、苯、氯仿等都是常见的、很好的溶剂。如衣服沾上油渍时,常用汽油来清洗,就是利用这些有机物是很好的溶剂这一特性。
(六)人体内最基本的有机物有糖类、蛋白质、脂肪等
(1)糖类:是人体所需能量的主要来源,是合成人体中许多重要化合物的原料。糖类由C、H、O元素组成。一些食物,如面包、面条、米饭等主要含有糖类物质,这些糖类物质在人体内水解后会生成葡萄糖。
(2)蛋白质:是构成生命体的基本物质,是细胞生长及修补组织的主要原料,占人体细胞干重的50%以上,可以说没有蛋白质就没有生命,是细胞结构里最复杂多变的一类大分子。相对分子质量很大,从几万到几千万。蛋白质灼烧时,有烧焦羽毛的气味,同时冒黑烟,而棉花纤维等非蛋白质类物质灼烧,有烧焦纸片的气味。
(3)脂肪:是生物体内贮藏能量的物质,随时供人体代谢的需要,由C、H、0三种元素组成。脂肪不溶于水,可溶于有机溶剂。
有机物的转化:食物中的有机物 消化、转化、贮存、转化 人体中的有机物
■考点二 材料、矿物能源的利用
材料的发展历程:石器→陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料。
人类对金属材料的使用不仅与金属的活动性有关,还与金属冶炼的难易程度有关。如人类最早使用的金属材料是铜,目前使用最多的金属材料是铁及铁的合金。虽然地壳中含量最多的金属元素是铝,但由于铝的金属活动性较强,冶炼具有一定的难度,因而铝的利用比铜和铁晚的多。
■考点一 常见的有机物
◇典例1:(2025·绍兴模拟)我国将在2060年前实现“碳中和”的目标,利用“碳转化”、 “碳封存”的方法可以有效减缓温室效应。
(1)“碳转化”是指将CO2转化为CH4O(甲醇)等化工原料。从物质分类上看, CH4O属于 (填“有机物”或“无机物”)。
(2) “碳封存”是指捕获CO2并将其安全存储,有地质封存、海洋封存等。
①油气田封存是地质封存的方法之一。其模拟装置如图所示,将( 从A的 (填“a”或“b”)端通入, 油被压入烧杯B中。
②深海溶解是海洋封存的方法之一。高压低温的深海环境使在海水中的溶解性 。
◆变式训练1:火炬燃料随着时代发展在不断变迁,图甲为部分大型运动会火炬燃料的变迁示意图。
(1)天然气主要成分是 ;
(2)杭州亚运会火炬取名为“薪火”,所用燃料为甲醇。通过先进技术将甲醇燃烧产生的二氧化碳重新转化为甲醇,实现了“零排放”。图乙为微观示意图,请在答题卷上画出图乙方框内微粒的模型;
(3)甲醇燃烧时参加反应的甲醇和生成的二氧化碳的分子个数比是 .
◆变式训练2:(2025·乐清模拟)2024年9月,我国自主研发的朱雀三号火箭完成了垂直起降返回飞行试验(图甲),标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得突破。该火箭使用甲烷在液氧中燃烧为火箭提供推力,燃烧过程的微观模型如图乙。
(1)从物质分类的角度分析,甲烷属于化合物中的 。 (选填“有机物”或“无机物”)
(2)请画出图乙中“ ”处的分子微观模型 。
(3)火箭匀速下降过程中,火箭受到的推力方向为 (不计空气阻力)。
◆变式训练3:(2025九下·萧山模拟)我国科学家用人工方式成功地将二氧化碳合成葡萄糖,该方法先用碳电还原法将二氧化碳转化为醋酸,再利用微生物发酵获得葡萄糖,如下图所示:
(1)通电条件下,装置1中CO2分解成CO和常见气体单质X,X的化学式为 。
(2)醋酸从物质分类角度看,属于化合物中的 。
(3)该过程总的化学反应方程式可以表示为 则理论上合成葡萄糖所需的CO2和H2O的质量比为 (填最简整数比)。
■考点二 材料、矿物能源的利用
◇典例1:(2025九下·慈溪模拟)材料的应用贯穿人类文明。下列物质属于有机合成材料的是
A.彩漆鸳鸯形盒中木料 B.四羊方尊中青铜 C. C919飞机外壳中铝锂合金 D.宇航服中身成纤维
A.A B.B C.C D.D
◆变式训练1:芯片制造是半导体工业中重要的一环,如下图中铜板、硅、塑料板、氢氟酸(HF)都是芯片制造工业中的常用材料,请按要求回答下列问题:
(1)下图半导工业材料中,属于有机材料的是( )
A.铜板 B.硅 C.塑料板 D.氢氟酸
(2)芯片制造过程中的蚀刻要用到氢氟酸(HF),它也能蚀刻玻璃,其中有一个化学反应的化学 方程式是: CaSiO3+6HF=X+SiF4↑+3H2O, 则X的化学式为 。
◆变式训练2:(2025·浙江模拟) 目前,免拆型手术缝合线被广泛应用于手术中,它是用新型生物降解材料——聚乳酸 制作而成的。聚乳酸可以通过以下途径制取:
(1)从物质分类的角度看,葡萄糖属于 填“有机物”或“无机物”)。
(2)中间产物乳酸 所含碳元素和氧元素的质量比为 。
(3)如果二氧化碳中的碳元素全部进入聚乳酸,那么要生产2.4千克聚乳酸,消耗二氧化碳的质量为多少千克
◆变式训练3:(2025·南湖模拟)冬季,德绒发热、石墨烯黑金、远红外等宣传语铺天盖地。市面的“自发热”产品主要有3类,专家对此做出解读.
A类:当环境中水分子被纤维吸引结合后,分子动能降低,通过能量转换产生吸湿发热现象。材料一般以改性腈纶、涤纶为主。
B类:用热辐射吸收较好的材料形成远红外纤维,或将材料涂在表面。它能吸收环境或人体发出的热量,以远红外线的形式辐射出来。
C类:在面料中加入导电纤维,如石墨烯纤维等,外接电源对其充电,服装就会发热。
(1)A类常用的材料属于 (选填“天然材料”或“合成材料”)区分涤纶和蚕丝的简单方法是 。
(2)B类本质上是吸收外界的热量,而非纺织品本身发热。维持体温的能量主要来自于人体细胞中发生的 作用。
(3)石墨烯是由碳原子构成材料,C类产品在发热过程中是利用了石墨烯的 性,实现电能转化为内能。
1.(2022·浙江宁波·中考真题)中国科学院首创室温制氢方案,其反应原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应的化学方程式是 B.该反应前后分子数目不变
C.该反应前后氢元素的化合价不变 D.反应物CO和都是氧化物
2.(2021·绍兴)按我国政府要求2021年1月1日起餐饮行业已禁用不可降解的一次性塑料吸管,取而代之的是一些可降解的环保吸管,环保纸吸管的主要成分是纤维素,化学式为(C6H10O5)n,而原来塑料吸管的主要成分是聚丙烯,化学式为(C3H6)n。
(1)纤维素是一种________(选填“有机物”或“无机物”)。
(2)纤维素分子中,氢、氧原子的个数比为 ________ 。
(3)计算32.4克纤维素中所含碳元素质量与多少克聚丙烯中所含碳元素质量相同
3.(2023·湖州)”碳达峰”指CO2排放量不再增加,”碳中和”指CO2排放量与减少低相策,我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸,大致原理如下图所示。
这一技术如果能应用和推广,将”工厂化”地吸收和利用二氧化碳,有效助力”碳达峰”、”碳中和”目标的实现。完成下列问题:
(1)利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的 (选填”呼吸作用”“光合作用”或”蒸腾作用”);
(2)下列做法有助于实现”碳达峰”和”碳中和”目标的是 。
A.植树造林 B.少用一次性筷子 C.提倡绿色出行
4.(2022·浙江舟山·中考真题)钻石素有“宝石之王的称谓,因其优越的特性和漂亮的外表而受到大众喜爱(图甲)。
(1)钻石是在地下150~250千米的深处,由熔化的地幔中的碳元素冷却生成的八面体晶体。之后,这些晶体经___________搬运到地表附近。
(2)天然钻石产量极其稀少,在很多领域会用性质相近的氧化锆(ZrO2)替代。前者属于单质,后者属于化合物,分类的依据是___________。
(3)钻石闪闪发光的奥秘在于控制切割钻石的角度,使入射光线不穿透下都亭部面,而被全部反射。图乙为光线经钻石传播的部分光路图,请补充光传播到E处后的折射光线,___________。
5.(2023·湖州) 2021年3月,中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量,通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部
分碳排放,达到“净零排放”的目的。
(1)二氧化碳是引起温室效应的主要气体,根据图甲回答支持这一结论的信息是: 。
(2)科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。
①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”,利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是 (选填“真核”或“原核”)生物,该技术的本质是利用微藻的 作用实现固碳。
②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中,最终与岩石中的矿物质作用形成固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于 变化(选填“物理”或“化学”)。
③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”(乙),甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→ 能。
甲醇合成时,若碳元素全部来自于二氧化碳,则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳 吨。
(二氧化碳转化成甲醇的方程式为:CO2+3H2 CH3OH+H2O)
(3)交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,请回答:
①与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100km会向空气减少排放 kg的二氧化碳。
(ρ汽油=0.7×103kg/m3,结果精确到0.1)
②从获取电能的各种方式看,相对于燃煤发电,符合“减碳”理念的是 发电。
6.(2023·绍兴)大气中二氧化碳含量的迅速增加已被认为是全球变暖的主要因素。
(1)生物的呼吸作用、煤和石油等物质的燃烧会产生大量二氧化碳气体。正常情况下,大气中二氧化碳的含量能保持相对稳定(如图),主要是因为植物的 作用能吸收大量的二氧化碳气体。
(2)下图表示吸收工业尾气中二氧化碳气体的一种传统
方法。
①生成的X固体是 。
②反应器中,氢氧化钠溶液喷成雾状可以使反应更充分。在科学中有很多“通过增大表
面积以提高物质反应或交换效率”的例子,如人体的肺部有数量众多的肺泡可以提高
气体交换效率,请你再举一个类似的例子。
(3)目前,科学家正在研究“液态阳光技术”,以甲醇作为新型燃料来代替传统的煤、石油和天然气,其原理如下图所示。通过该技术,将太阳能转化为 能贮存在甲醇中。请你说出“液态阳光技术”的一个优点。
1.(2025·嘉兴模拟)4月24 日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F运载火箭顺利发射。长征二号F运载火箭采用偏二甲肼(C2H8N2)作为燃料,其完全燃烧产物为二氧化碳、氮气和水。下列关于偏二甲肼的说法错误的是( )
A.属于有机物 B.含有氮气分子
C.由三种元素组成 D.完全燃烧后产物不会污染空气
2.(2025上城·模拟)维生素 B2(化学式: 又叫核黄素。下列有关维生素B2的说法正确的是( )
A.属于无机化合物 B.相对分子质量376g
C.有47个原子构成 D.氢元素质量分数最小
3.(2025九下·慈溪模拟)捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1
B.反应(2)中, 生产1.6kgCH3OH 理论上要消耗:
C.转化过程中,H2O和H2循环转化,无需额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等
4.(2025九下·杭州模拟)茶叶文化是浙江的一张金名片,浙江人种茶、饮茶历史悠久。茶叶中含有的茶氨酸 具有清热解毒降压消脂等功效。下列有关茶氨酸的说法正确的是 ( )
A.茶氨酸由碳原子、氢原子、氧原子、氮原子构成
B.茶氨酸分子中含有一个氮分子
C.相对分子质量是174g
D.茶氨酸是一种有机物
5.(2025·镇海区模拟)重铬酸钾 是一种盐,实验室可用 测定酒精 的含量,该方法常用于查酒驾。下列相关叙述正确的是( )
A.中铬元素的化合价为+5
B.是由碳、氢、氧三种原子构成的有机物
C.重铬酸根的离子符号为
D.C2H5OH、O的元素质量比为2:6:1
6.(2024·宁波模拟) 甲流是由甲型流感病毒引起的传染性疾病,多数人感染后在3~5天之后能够自行好转。但是老人、小孩和有基础疾病的人群需要到医院就诊,确诊后遵从医嘱服用奥司他韦等抗病毒药物,即可好转。
(1)奥司他韦主要成分的化学式为 C16H28N2O4,它属于 (填“有机物”或“无机物”)。
(2)物质C16H28N2O4 中氮元素的质量分数为 (用百分比表示,结果保留一位小数)。
(3)接种流感疫苗是预防甲流最有效的措施,接种疫苗后,人体获得预防该病的 (填“特异性”或“非特异性”)免疫。
7.(2024·乐清模拟)科研人员开发了一种利用太阳光在一定条件下就能将二氧化碳、水转化为乙醇(如图丙)和氧气的技术,其变化前后的微观模型图如下.
(1)从物质分类的角度分析,乙醇属于化合物中的 .(选填“有机物”或“无机物”)
(2)乙醇中碳、氧元素的质量比为 .
(3)请在图丁中画出分子模型.
8.(2025·浙江模拟)“自热火锅”、“自热米饭”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由料包和发热包组成,发热包的成分如图所示。
(1)“自热火锅”的内、外盒由聚丙烯塑料制成。聚丙烯塑料属于____。(填字母)
A.金属材料 B.有机合成材料 C.无机非金属材料
(2)下表为某自热米饭的营养成分表。
营养物质 蛋白质 油脂 糖类 钠 钙
每份含量 29.6g 23.5g 104.7g 814mg 130mg
表中“钠”、“钙”指的是 (填“原子”或“元素”)。
(3)若要验证发热包中是否含碳酸氢钠、铝粉,设计了以下实验方案,请填写出实验现象。
实验操作 实验现象 实验结论
取适量的样品于试管中,加入足量的稀盐酸,将反应产生的气体通过足量的澄清石灰水,再通过浓硫酸干燥后点燃。 发热包含碳酸氢钠、铝粉
9.(2024·浙江模拟)“秸秆变宝,助力脱贫攻坚”。秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题。沼气的燃烧产物可能有,为确定沼气燃烧产物的成分,小科将燃烧产物依次通过以下实验装置进行探究:
(1)证明沼气燃烧产物中含有的证据是 ;(填序号)
①甲中无水硫酸铜变蓝 ②乙中黑色粉末变红 ③丙中澄清石灰水变浑浊
(2)小科通过正确操作确定了沼气燃烧产物中有二氧化碳,则他的正确操作及产生的实验现象是 ;
(3)实验装置丙在本实验中有多种用途,除检验二氧化碳的存在和收集尾气外,从实验安全性角度考虑,还有一个作用是 ;
(4)实验结束后,小科对玻璃管中的红色固体是否为铜产生疑惑。通过查阅资料得知:
①气体与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜;②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体;③
随后小科为了探究反应所得红色固体的成分,进行了如下实验:取少量红色固体于试管中,加入足量稀硫酸,观察到溶液变蓝,说明红色固体中一定有 。
10.(2024九下·绍兴模拟)过氧乙酸(化学式是C2H4O3)是一种广谱、速效、高效灭菌剂,用0.2%过氧乙酸溶液接触10分钟就可以杀灭大多数微生物,因此被广泛应用于各种器具及环境消毒。
(1) 过氧乙酸是一种 。(填“有机物”或“无机物”)
(2)一个过氧乙酸分子中共有 个原子。
(3)用如图所示的①②③表示过氧乙酸中各元素的质量分数,请判断①代表 元素。
(4)380g0.2%过氧乙酸溶液中含碳元素的质量为 g。
11.(2025·绍兴模拟)第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州市举行。作为G20峰会后杭州又一盛会,杭州亚运将力争交出一份完美的“零碳”答卷。 “零碳甲醇(CH4O)”因作为杭州亚运会主火炬燃料而备受瞩目。如图所示为基于“绿氢”和生物质富氧燃烧技术的“零碳甲醇”合成系统,其中X为某种发电方式。
(1)“绿氢”是指利用可再生能源发电进行电解水制氢,则“X”可以是____。
A.光伏发电 B.风力发电 C.燃煤发电 D.核能发电
(2)在合成甲醇的反应中,参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为 。“零碳甲醇”更准确地说是“零增碳甲醇”, “零增碳”是指 。
(3)吉祥物中的"莲莲"创意取自"接天莲叶无穷碧",荷叶中的己烯醇( 是荷叶独特香味的来源。从物质分类的角度来说,己烯醇属于 (填“无机化合物”或“有机化合物”)。在己烯醇中,碳、氢元素的质量比为 (填最简整数比)。
(4)亚运吉祥物毛绒玩具,生产全程采用绿电,还优化了毛绒玩具中的填充原料、省去外包装环节, 一只玩具可减少0.11千克二氧化碳的排放量。排放的二氧化碳原本需要氢氧化钠进行吸收,如果生产15万只玩具,减排后可以节约多少千克的氢氧化钠
备考指南
知识导图
考点梳理
考点突破
真题在线
专项练习
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专题6 常见的有机物 能源利用
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 常见的有机物 ☆☆ ①列举生活中常见的有机物,辨认无机物和有机物②知道淀粉、脂肪、蛋白质等对生命活动具有重大意义③知道天然气、石油、煤等物质在生活中意义,以及对环境的影响
考点2 材料、矿物能源的利用 ☆
■考点一 常见的有机物
(一)有机物的概念
含碳的化合物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等除外)叫有机化合物,简称有机物,大多含有C、H、O、N等元素。但并非所有含碳的化合物都是有机化合物,如CO、CO2、H2CO3、CaCO3等,把它们归为无机物。
(二)甲烷
最简单的有机物,化学式为CH4。稻草及动物粪便经过发酵会产生大量的沼气,农村里常用作燃料供热。沼气、瓦斯、天然气的主要成分都是甲烷。火星的大气层中也发现有很多的甲烷。
(1)结构:1个甲烷分子是由1个碳原子和4个氢原子构成的,如图所示。
(2)物理性质:通常状况下,甲烷是无色无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。
(3)化学性质:甲烷具有可燃性,纯净的甲烷在空气中燃烧时产生蓝色火焰,生成水和二氧化碳,如图所示,烧杯内壁产生一层白膜。燃烧的化学方程式为CH4+2O2点燃CO2+2H2O 由于甲烷气体与空气或氧气混合点燃时,易发生爆炸,故点燃甲烷前要检验甲烷气体的纯度。在家庭中使用招气或天然气作燃料时要注意安全。
(三)丁烷
打火机内液体的主要成分,化学式为C4H10家用液化气的主要成分也是丁烷。气态的丁烷经压缩后变成液态,灌装在容器中贮存,使用时经减压,使液态丁烷汽化。丁烷容易被液化,具有可燃性,燃烧的化学方程式为2C4H10 + 13O2 点燃 8CO2+ 10H2O。
(四)乙炔
化学式为C2H2,具有可燃性,在氧气中燃烧时能产生3 000 ℃以上的高温,可以用于焊接和切割金属,燃烧的化学方程式2C2H2+5O2点燃4CO2+2H2O
(五)有机物特性
(1)大部分有机物熔点较低,受热易分解,易挥发,易燃烧,不易导电等。所以保存时一定要密封,做实验时一定要远离明火,防止着火或爆炸。
(2)绝大多数有机物难溶于水,易溶于汽油酒精、苯等有机溶剂。
(3)许多有机物,如酒精、汽油、乙醚、苯、氯仿等都是常见的、很好的溶剂。如衣服沾上油渍时,常用汽油来清洗,就是利用这些有机物是很好的溶剂这一特性。
(六)人体内最基本的有机物有糖类、蛋白质、脂肪等
(1)糖类:是人体所需能量的主要来源,是合成人体中许多重要化合物的原料。糖类由C、H、O元素组成。一些食物,如面包、面条、米饭等主要含有糖类物质,这些糖类物质在人体内水解后会生成葡萄糖。
(2)蛋白质:是构成生命体的基本物质,是细胞生长及修补组织的主要原料,占人体细胞干重的50%以上,可以说没有蛋白质就没有生命,是细胞结构里最复杂多变的一类大分子。相对分子质量很大,从几万到几千万。蛋白质灼烧时,有烧焦羽毛的气味,同时冒黑烟,而棉花纤维等非蛋白质类物质灼烧,有烧焦纸片的气味。
(3)脂肪:是生物体内贮藏能量的物质,随时供人体代谢的需要,由C、H、0三种元素组成。脂肪不溶于水,可溶于有机溶剂。
有机物的转化:食物中的有机物 消化、转化、贮存、转化 人体中的有机物
■考点二 材料、矿物能源的利用
材料的发展历程:石器→陶器→青铜器→钢铁→合成材料→新型材料。
人类对金属材料的使用不仅与金属的活动性有关,还与金属冶炼的难易程度有关。如人类最早使用的金属材料是铜,目前使用最多的金属材料是铁及铁的合金。虽然地壳中含量最多的金属元素是铝,但由于铝的金属活动性较强,冶炼具有一定的难度,因而铝的利用比铜和铁晚的多。
■考点一 常见的有机物
◇典例1:(2025·绍兴模拟)我国将在2060年前实现“碳中和”的目标,利用“碳转化”、 “碳封存”的方法可以有效减缓温室效应。
(1)“碳转化”是指将CO2转化为CH4O(甲醇)等化工原料。从物质分类上看, CH4O属于 (填“有机物”或“无机物”)。
(2) “碳封存”是指捕获CO2并将其安全存储,有地质封存、海洋封存等。
①油气田封存是地质封存的方法之一。其模拟装置如图所示,将( 从A的 (填“a”或“b”)端通入, 油被压入烧杯B中。
②深海溶解是海洋封存的方法之一。高压低温的深海环境使在海水中的溶解性 。
【答案】(1)有机物
(2)b;增强/变大/增大
【解析】(1)有机物是指含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等氧化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。
(2)①根据二氧化碳对油液施压,将油压入烧杯B中分析;
②气体的溶解度随温度的降低而增大,随压强的增大而增大。
【解答】(1)根据化学式 CH4O 可知,甲醇含有碳元素,属于有机物;
(2)①根据A图可知,让二氧化碳气体从b端进入,对油面施压,将油压入烧杯B中;
② 高压低温的深海环境使在海水中的溶解性变大。
◆变式训练1:火炬燃料随着时代发展在不断变迁,图甲为部分大型运动会火炬燃料的变迁示意图。
(1)天然气主要成分是 ;
(2)杭州亚运会火炬取名为“薪火”,所用燃料为甲醇。通过先进技术将甲醇燃烧产生的二氧化碳重新转化为甲醇,实现了“零排放”。图乙为微观示意图,请在答题卷上画出图乙方框内微粒的模型;
(3)甲醇燃烧时参加反应的甲醇和生成的二氧化碳的分子个数比是 .
【答案】(1)甲烷
(2)
(3)1:1
【解析】(1)根据天然气主要成分是甲烷分析。
(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变分析。
(3)根据甲醇燃烧会二氧化碳和水,化学方程式分析。
【解答】(1)天然气主要成分是甲烷。
(2)杭州亚运会火炬取名为“薪火”,所用燃料为甲醇。根据质量守恒定律,反应前后原子的种类、个数不变,通过先进技术将甲醇燃烧产生的二氧化碳重新转化为甲醇,实现了“零排放”。图乙为微观示意图,图乙方框内微粒的模型为 。
(3)甲醇燃烧会二氧化碳和水,化学方程式为,甲醇燃烧时参加反应的甲醇和生成的二氧化碳的分子个数比=2 ;2=1:1。
◆变式训练2:(2025·乐清模拟)2024年9月,我国自主研发的朱雀三号火箭完成了垂直起降返回飞行试验(图甲),标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得突破。该火箭使用甲烷在液氧中燃烧为火箭提供推力,燃烧过程的微观模型如图乙。
(1)从物质分类的角度分析,甲烷属于化合物中的 。 (选填“有机物”或“无机物”)
(2)请画出图乙中“ ”处的分子微观模型 。
(3)火箭匀速下降过程中,火箭受到的推力方向为 (不计空气阻力)。
【答案】(1)有机物
(2)
(3)竖直向上
【解析】(1)有机物:含碳化合物,除了碳的氧化物、碳酸和碳酸盐。
(2)根据质量守恒定律和有机物燃烧的原理进行判断。
(3)平衡力的特点:大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上。
【解答】(1)甲烷的化学式为,属于含碳化合物,是有机物。
(2)甲烷在氧气中燃烧生成水和二氧化碳,可知乙为二氧化碳,微观模型为。
(3)火箭匀速下降,说明受力平衡,推力与重力是一对平衡力,方向相反,重力的方向竖直向下,则推力的方向竖直向上。
◆变式训练3:(2025九下·萧山模拟)我国科学家用人工方式成功地将二氧化碳合成葡萄糖,该方法先用碳电还原法将二氧化碳转化为醋酸,再利用微生物发酵获得葡萄糖,如下图所示:
(1)通电条件下,装置1中CO2分解成CO和常见气体单质X,X的化学式为 。
(2)醋酸从物质分类角度看,属于化合物中的 。
(3)该过程总的化学反应方程式可以表示为 则理论上合成葡萄糖所需的CO2和H2O的质量比为 (填最简整数比)。
【答案】(1)O2
(2)有机物
(3)22:9
【解析】(1)根据图示信息及质量守恒规律进行分析;
(2)根据化合物的分类依据进行分析;
(3)根据二氧化碳合成葡萄糖的原理进行分析。
【解答】 (1)通电条件下,装置1中CO2分解成CO和常见单质X,
该反应的化学方程式为,根据质量守恒定律可知,反应前后原子种类、个数不变,反应前C、O原子个数分别为2、4,反应后已知的生成物中C、O原子个数分别为2、2,则X的化学式为O2。
(2)含有碳元素的化合物一般为有机物,从物质分类的角度看,该方案的中间产物醋酸(C2H4O2)属于化合物中的有机化合物;
(3)二氧化碳合成葡萄糖的原理为 ,则理论上合成葡萄糖所需CO2与H2O的质量比为[6×(12+16×2)]:[6×(1×2+16×1)]=22:9。
■考点二 材料、矿物能源的利用
◇典例1:(2025九下·慈溪模拟)材料的应用贯穿人类文明。下列物质属于有机合成材料的是
A.彩漆鸳鸯形盒中木料 B.四羊方尊中青铜 C. C919飞机外壳中铝锂合金 D.宇航服中身成纤维
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】根据有机合成材料简称合成材料,要判断是否属于合成材料,可抓住三个特征:有机物、合成、高分子化合物,进行分析判断。
【解答】 A、彩漆鸳鸯形盒中的木料,属于天然材料,故选项错误。
B、青铜是铜的合金,属于金属材料,故选项错误。
C、铝锂合金属于金属材料,故选项错误。
D、合成纤维属于三大有机合成材料之一,故选项正确。
故答案为:D。
◆变式训练1:芯片制造是半导体工业中重要的一环,如下图中铜板、硅、塑料板、氢氟酸(HF)都是芯片制造工业中的常用材料,请按要求回答下列问题:
(1)下图半导工业材料中,属于有机材料的是( )
A.铜板 B.硅 C.塑料板 D.氢氟酸
(2)芯片制造过程中的蚀刻要用到氢氟酸(HF),它也能蚀刻玻璃,其中有一个化学反应的化学 方程式是: CaSiO3+6HF=X+SiF4↑+3H2O, 则X的化学式为 。
【答案】(1)C (2)CaF2
【解析】(1)根据塑料属于有机合成材料分析;(2)根据化学反应前后原子种类和个数不变分析。【解答】(1)铜、硅、氢氟酸都属于无机材料,塑料属于有机合成材料,故选C。
(2)所给方程式中原子种类和个数为:钙1、硅、氧3、氢6、氟6,反应后为:硅1、氧3、氢6、氟4,由反应前后原子种类和个数不变可知,X中含有1个钙原子,2个氟原子,化学式为 CaF2 。
◆变式训练2:(2025·浙江模拟) 目前,免拆型手术缝合线被广泛应用于手术中,它是用新型生物降解材料——聚乳酸 制作而成的。聚乳酸可以通过以下途径制取:
(1)从物质分类的角度看,葡萄糖属于 填“有机物”或“无机物”)。
(2)中间产物乳酸 所含碳元素和氧元素的质量比为 。
(3)如果二氧化碳中的碳元素全部进入聚乳酸,那么要生产2.4千克聚乳酸,消耗二氧化碳的质量为多少千克
【答案】(1)有机物
(2)3:4
(3)解:二氧化碳中碳元素的质量等于聚乳酸中碳元素的质量,
则 ;
;
解得:千克。
【解析】(1)有机化合物是含有碳元素的化合物,简称有机物(碳的氧化物、碳酸盐、碳酸等除外);
(2)化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比;
(3)根据化合物中某元素的质量=该化合物的质量×该元素的质量分数列式计算即可。
【解答】 (1)根据化学式 可知,葡萄糖是含碳元素的化合物,属于有机物;
(2)乳酸(C3H6O3)中碳元素和氧元素的质量比为(12×3):(16×3)=3:4。
◆变式训练3:(2025·南湖模拟)冬季,德绒发热、石墨烯黑金、远红外等宣传语铺天盖地。市面的“自发热”产品主要有3类,专家对此做出解读.
A类:当环境中水分子被纤维吸引结合后,分子动能降低,通过能量转换产生吸湿发热现象。材料一般以改性腈纶、涤纶为主。
B类:用热辐射吸收较好的材料形成远红外纤维,或将材料涂在表面。它能吸收环境或人体发出的热量,以远红外线的形式辐射出来。
C类:在面料中加入导电纤维,如石墨烯纤维等,外接电源对其充电,服装就会发热。
(1)A类常用的材料属于 (选填“天然材料”或“合成材料”)区分涤纶和蚕丝的简单方法是 。
(2)B类本质上是吸收外界的热量,而非纺织品本身发热。维持体温的能量主要来自于人体细胞中发生的 作用。
(3)石墨烯是由碳原子构成材料,C类产品在发热过程中是利用了石墨烯的 性,实现电能转化为内能。
【答案】(1)合成材料;灼烧闻气味,产生烧焦羽毛味的是蚕丝,有特殊气味的是涤纶
(2)呼吸
(3)导电
【解析】呼吸作用的表达式为:有机物+氧气→二氧化碳+水+能量。稀有气体,浮躁的固态非金属以及所有的金属都是由原子构成的;
【解答】(1)A类常用的材料属于合成材料;区分涤纶和蚕丝的简单方法是灼烧闻气味,产生烧焦羽毛味的是蚕丝,有特殊气味的是涤纶;
(2) B类本质上是吸收外界的热量,而非纺织品本身发热。维持体温的能量主要来自于人体细胞中发生的呼吸作用。
(3) 石墨烯是由碳原子构成材料,C类产品在发热过程中是利用了石墨烯的导电性,实现电能转化为内能。
故答案为:(1)合成材料;灼烧闻气味,产生烧焦羽毛味的是蚕丝,有特殊气味的是涤纶(2)呼吸(3)导电
1.(2022·浙江宁波·中考真题)中国科学院首创室温制氢方案,其反应原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应的化学方程式是 B.该反应前后分子数目不变
C.该反应前后氢元素的化合价不变 D.反应物CO和都是氧化物
【答案】C
【解析】根据微观反应示意图信息书写化学方程式,然后结合化学方程式以及选项内容进行分析解答。
由微观反应示意图可知,该反应的化学方程式为。
A.该反应的化学方程式是,正确不符合题意。
B.由化学方程式可知,该反应反应前后都是2个分子,反应前后分子数目不变,正确不符合题意。
C.在反应物水中,氢元素显+1价,在生成物氢气中,氢元素的化合价为零,因此反应前后氢元素的化合价发生了改变,错误符合题意。
D.氧化物是由两种元素组成的,且其中一种元素是氧元素的化合物,因此反应物CO和H2O都是氧化物,正确不符合题意。故选C。
2.(2021·绍兴)按我国政府要求2021年1月1日起餐饮行业已禁用不可降解的一次性塑料吸管,取而代之的是一些可降解的环保吸管,环保纸吸管的主要成分是纤维素,化学式为(C6H10O5)n,而原来塑料吸管的主要成分是聚丙烯,化学式为(C3H6)n。
(1)纤维素是一种________(选填“有机物”或“无机物”)。
(2)纤维素分子中,氢、氧原子的个数比为 ________ 。
(3)计算32.4克纤维素中所含碳元素质量与多少克聚丙烯中所含碳元素质量相同
【答案】(1)有机物 (2)2:1
(3)32.4克纤维素中所含碳元素质量:32.4克×(72n/162n)=14.4克
含碳元素质量相同的聚丙烯为:14.4克/(36n/42n)=16.8克
【解析】(1) 纤维素是一种有机物;
(2)由化学式可知, 纤维素分子中,氢、氧原子的个数比为10:5=2:1;
3.(2023·湖州)”碳达峰”指CO2排放量不再增加,”碳中和”指CO2排放量与减少低相策,我国科研人员利用二氧化碳、氢气等物质合成了葡萄糖和脂肪酸,大致原理如下图所示。
这一技术如果能应用和推广,将”工厂化”地吸收和利用二氧化碳,有效助力”碳达峰”、”碳中和”目标的实现。完成下列问题:
(1)利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的 (选填”呼吸作用”“光合作用”或”蒸腾作用”);
(2)下列做法有助于实现”碳达峰”和”碳中和”目标的是 。
A.植树造林 B.少用一次性筷子 C.提倡绿色出行
【答案】(1)光合作用(2)A;B;C
【解析】 光合作用是植物通过叶绿体吸收太阳能,将二氧化碳和水转化为有机物,并将太阳能转化为生物能储存在有机物中。呼吸作用是植物利用在线粒体中将有机物分解,释放出其中的能量,供植物生长需要,过程和光合作用相反。
【解答】(1)光合作用是植物通过叶绿体吸收太阳能,将二氧化碳和水转化为有机物,并将太阳能转化为生物能储存在有机物中。所以利用二氧化碳最终合成葡萄糖和脂肪酸的过程类似于绿色植物的光合作用;
(2)”碳达峰”指CO2排放量不再增加,”碳中和”指CO2排放量与减少低相策,ABC的做法都有利于实现”碳达峰”和”碳中和”目标;
4.(2022·浙江舟山·中考真题)钻石素有“宝石之王的称谓,因其优越的特性和漂亮的外表而受到大众喜爱(图甲)。
(1)钻石是在地下150~250千米的深处,由熔化的地幔中的碳元素冷却生成的八面体晶体。之后,这些晶体经___________搬运到地表附近。
(2)天然钻石产量极其稀少,在很多领域会用性质相近的氧化锆(ZrO2)替代。前者属于单质,后者属于化合物,分类的依据是___________。
(3)钻石闪闪发光的奥秘在于控制切割钻石的角度,使入射光线不穿透下都亭部面,而被全部反射。图乙为光线经钻石传播的部分光路图,请补充光传播到E处后的折射光线,___________。
【答案】地壳变动 是否由同种元素组成
【解析】(1)钻石是在地下150~250千米的深处,由熔化的地幔中的碳元素冷却生成的八面体晶体。之后,这些晶体经地壳变动搬运到地表附近;
(2)天然钻石产量极其稀少,在很多领域会用性质相近的氧化锆(ZrO2)替代。前者属于单质,是由一种元素组成的纯净物,后者属于化合物是由不同元素组成的纯净物,分类的依据是是否由同种元素组成;
(3)钻石闪闪发光的奥秘在于控制切割钻石的角度,使人射光线不穿透下都亭部面,而被全部反射。图乙为光线经钻石传播的部分光路图,光从钻石传播到空气时,是入射角小于折射角,如图所示: 。
5.(2023·湖州) 2021年3月,中央财经会议明确把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,争取在2060年前实现碳中和。“碳中和”是指在一定时间内产生的二氧化碳排放总量,通过二氧化碳去除手段来抵消掉这部
分碳排放,达到“净零排放”的目的。
(1)二氧化碳是引起温室效应的主要气体,根据图甲回答支持这一结论的信息是: 。
(2)科学家已经研究出多种方式来实现二氧化碳的转化。
①浙江大学研发的“二氧化碳烟气微藻减排技术”,利用微型藻类吸收二氧化碳实现固碳。微型藻类是 (选填“真核”或“原核”)生物,该技术的本质是利用微藻的 作用实现固碳。
②固碳的另一种方法是将收集的二氧化碳和水混合后注入地下玄武岩中,最终与岩石中的矿物质作用形成固态的石头碳酸盐。这种固碳方式属于 变化(选填“物理”或“化学”)。
③我国研发的“液态太阳燃料合成技术”(乙),甲醇(CH3OH)等液体燃料被形象地称为“液态阳光”。甲醇制取过程中能量转化是太阳能→电能→ 能。
甲醇合成时,若碳元素全部来自于二氧化碳,则制取10吨甲醇需要消耗二氧化碳 吨。
(二氧化碳转化成甲醇的方程式为:CO2+3H2 CH3OH+H2O)
(3)交通领域的“以电代油”可以来实现“减碳”目标。图丙为某纯电动汽车与某燃油汽车的相关数据,请回答:
①与燃油汽车相比,纯电动汽车每行驶100km会向空气减少排放 kg的二氧化碳。
(ρ汽油=0.7×103kg/m3,结果精确到0.1)
②从获取电能的各种方式看,相对于燃煤发电,符合“减碳”理念的是 发电。
【答案】(1)大气中二氧化碳浓度升高,全球平均气温也升高,且趋势相同(合理即可)
(2)真核;光合;化学;化学;13.75
(3)11.3;光伏(水力、风力等合理即可)
【解析】碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内,直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”。化学变化是指相互接触的分子间发生原子或电子的转换或转移,生成新的分子并伴有能量的变化的过程,其实质是旧键的断裂和新键的生成。
【解答】(1)图甲中显示大气中二氧化碳浓度升高时,大气温度也在升高,可以说明二氧化碳是引起温室效应的主要气体;
(2) ① 藻类具有成形的细胞核,属于真核生物;微藻能够通过光合作用吸收二氧化碳;
② 二氧化碳加水与矿物质作用形成碳酸盐,有新物质的生成,因此该过程属于化学变化;
③ 二氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇,其中涉及的能量转化是把太阳能最终转化为甲醇中的化学能储存;设消耗CO2X吨
CO2+3H2 CH3OH+H2O
44 32
X 10t
X=13.75t;
(3)由图可知,电动车每行驶100km会释放20×0.785kg=15.7kgCO2;
而燃油车每行驶100km会释放10×10-3m3×0.7×10kg/m3×3.857= 26.99kgCO2,
则少释放CO226.999kg-15.7kg=11.299kg=11.3kg;
符合减碳的理念,则说明新的发电方式没有产生二氧化碳,如光伏发电、水力发电、风力发电、地热能发电等等;
6.(2023·绍兴)大气中二氧化碳含量的迅速增加已被认为是全球变暖的主要因素。
(1)生物的呼吸作用、煤和石油等物质的燃烧会产生大量二氧化碳气体。正常情况下,大气中二氧化碳的含量能保持相对稳定(如图),主要是因为植物的 作用能吸收大量的二氧化碳气体。
(2)下图表示吸收工业尾气中二氧化碳气体的一种传统
方法。
①生成的X固体是 。
②反应器中,氢氧化钠溶液喷成雾状可以使反应更充分。在科学中有很多“通过增大表
面积以提高物质反应或交换效率”的例子,如人体的肺部有数量众多的肺泡可以提高
气体交换效率,请你再举一个类似的例子。
(3)目前,科学家正在研究“液态阳光技术”,以甲醇作为新型燃料来代替传统的煤、石油和天然气,其原理如下图所示。通过该技术,将太阳能转化为 能贮存在甲醇中。请你说出“液态阳光技术”的一个优点。
【答案】(1)光合
(2)CaCO3;人体的小肠内有数量众多的小肠绒毛可以提高吸收营养物质的效率(其它合理答案均可)
(3)化学;利用二氧化碳为原料(其它合理答案均可)
【解析】(1)植物光合作用是指利用二氧化碳和水在光照下生成氧气和淀粉;
(2)碳酸钠和氢氧化钙反应生成相应的盐和碱;
(3)利用太阳光参与的化学反应,将太阳能转化为化学能,为可再生能源。
【解答】(1) 植物的光合作用能吸收大量的二氧化碳气体;
(2)碳酸钠和氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙白色沉淀;通过增大表面积以提高物质反应或交换效率的例子如: 人体的小肠内有数量众多的小肠绒毛可以提高吸收营养物质的效率(其它合理答案均可) ;
(3)通过反应方程式可住将太阳能转化为化学能;优点为 利用二氧化碳为原料 ,减小温室效应的影响。
故答案为:(1)二;人体内不能达到50℃的温度或人体的胃内有盐酸;(2)95.5%;(3)偏大。
1.(2025·嘉兴模拟)4月24 日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F运载火箭顺利发射。长征二号F运载火箭采用偏二甲肼(C2H8N2)作为燃料,其完全燃烧产物为二氧化碳、氮气和水。下列关于偏二甲肼的说法错误的是( )
A.属于有机物 B.含有氮气分子
C.由三种元素组成 D.完全燃烧后产物不会污染空气
【答案】B
【解析】A.有机物是指含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等氧化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。
B.物质由分子构成,分子由原子构成;
C.在化学式中,一种符号代表一种元素;
D.根据偏二甲肼的燃烧产物判断。
【解答】A.根据化学式 C2H8N2 可知,偏二甲肼含有碳元素,因此为有机物,故A正确不合题意;
B. 偏二甲肼由分子构成,而它的分子由碳原子、氢原子和氮原子构成,故B错误符合题意;
C.根据化学式 C2H8N2 可知,偏二甲肼含有碳、氢和氧三种元素,故C正确不合题意;
D.根据化学式 C2H8N2 可知,它的燃烧产物为二氧化碳、水和氮气,不会污染环境,故D正确不合题意。故选B。
2.(2025上城·模拟)维生素 B2(化学式: 又叫核黄素。下列有关维生素B2的说法正确的是( )
A.属于无机化合物 B.相对分子质量376g
C.有47个原子构成 D.氢元素质量分数最小
【答案】D
【解析】A.有机物是指含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等氧化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。
B.相对分子质量是相对原子质量和个数的乘积之和;
C.元素符号右下角的数字表示该原子的个数;
D.元素的质量之比等于相对原子质量与个数的乘积之比。
【解答】 A.维生素B2(C17H20N4O6)含有碳元素,属于有机化合物,故A错误;
B.相对分子质量的单位是“1”,而不是“g”,故B错误;
C.一个维生素B2(C17H20N4O6)分子由17个碳原子、20个氢原子、4个氮原子和6个氧原子构成,共47个原子,故C错误;
D.维生素B2(C17H20N4O6)中各元素的质量比为:C:H:N:O=(12×17):(1×20):(14×4):(16×6)=204:20:56:96,从上述比例可以看出,氢元素的质量分数最小,故D正确。
故选D。
3.(2025九下·慈溪模拟)捕集空气中CO2加氢制甲醇(CH3OH),可实现CO2资源化利用和“零碳”排放,其转化流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①中,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1
B.反应(2)中, 生产1.6kgCH3OH 理论上要消耗:
C.转化过程中,H2O和H2循环转化,无需额外补充
D.等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等
【答案】C
【解析】由图示可知,反应①是水在为一定条件下分解为氢气和氧气, 反应②是氢气和二氧化碳在一定条件下反应生成甲醇和水 。
【解答】A、反应①水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为:,由化学方程式可知,电解水生成的H2和O2的分子个数比为2:1,故A说法正确;
B、反应②中,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,根据碳元素质量守恒,则生产1.6kgCH3OH理论上要消耗CO2的质量为,故B说法正确;
C、反应①水通电分解生成氢气和氧气,化学方程式为: ,反应②为二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为:,综合方程式为:,故转化过程中,H2O和H2虽然可循环转化,但是也需额外补充,故C说法错误;
D、甲醇和氧气点燃生成二氧化碳和水,化学方程式为:,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为: ,由化学方程式可知,甲醇和二氧化碳的分子个数比均为1:1,故等质量的甲醇制取时消耗的CO2与燃烧时生成的CO2相等,可实现“零碳”排放,故D说法正确;
故答案为:C。
4.(2025九下·杭州模拟)茶叶文化是浙江的一张金名片,浙江人种茶、饮茶历史悠久。茶叶中含有的茶氨酸 具有清热解毒降压消脂等功效。下列有关茶氨酸的说法正确的是 ( )
A.茶氨酸由碳原子、氢原子、氧原子、氮原子构成
B.茶氨酸分子中含有一个氮分子
C.相对分子质量是174g
D.茶氨酸是一种有机物
【答案】D
【解析】A.根据茶氨酸的微观构成分析;
B.根据分子是由原子构成的分析;
C.相对分子质量单位是“1”,不是“g”;
D.根据有机化合物是含有碳元素的化合物,简称有机物(碳的氧化物、碳酸盐、碳酸等除外)分析。
【解答】 A.茶氨酸是由茶氨酸分子构成的,茶氨酸分子由碳原子、氢原子、氧原子、氮原子构成,故A错误;
B.分子是由原子构成的,茶氨酸分子中含有氮原子,不含氮分子,故B错误;
C.相对分子质量单位是“1”,不是“g”,常常省略不写,故C错误;
D.茶氨酸是含碳元素的化合物,属于有机物,故D正确。
故选D。
5.(2025·镇海区模拟)重铬酸钾 是一种盐,实验室可用 测定酒精 的含量,该方法常用于查酒驾。下列相关叙述正确的是( )
A.中铬元素的化合价为+5
B.是由碳、氢、氧三种原子构成的有机物
C.重铬酸根的离子符号为
D.C2H5OH、O的元素质量比为2:6:1
【答案】C
【解析】A.根据在化合物中正负化合价代数和为零,结合重铬酸钾的化学式进行判断.
B.根据酒精的构成来分析;
C.根据离子的表示方法来分析;
D.根据化合物中元素的质量比来分析。
【解答】A.钾元素显+1价,氧元素显-2价,设铬元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)×2+2x+(-2)×7=0,则x=+6价,故A错误;
B.C2H5OH是由乙醇分子构成的,是由碳、氢、氧元素组成的有机物,故B错误;
C.由重铬酸钾的化学式可知,重铬酸根带两个单位的负电荷,其离子符号为Cr2O72-,故C正确;
D.C2H5OH中C、H、O的元素质量比为(12×2):(1×6):16≠2:6:1,故D错误。
故选C。
6.(2024·宁波模拟) 甲流是由甲型流感病毒引起的传染性疾病,多数人感染后在3~5天之后能够自行好转。但是老人、小孩和有基础疾病的人群需要到医院就诊,确诊后遵从医嘱服用奥司他韦等抗病毒药物,即可好转。
(1)奥司他韦主要成分的化学式为 C16H28N2O4,它属于 (填“有机物”或“无机物”)。
(2)物质C16H28N2O4 中氮元素的质量分数为 (用百分比表示,结果保留一位小数)。
(3)接种流感疫苗是预防甲流最有效的措施,接种疫苗后,人体获得预防该病的 (填“特异性”或“非特异性”)免疫。
【答案】(1)有机物
(2)9.0%
(3)特异性
【解析】(1)根据有机物的概念分析;
(2)根据元素质量分数的计算方法分析;
(3)根据特异性免疫的特点分析。
【解答】(1)奥司他韦主要成分的化学式为C16H28N2O4,该物质含有碳、氢、氧、氮四种元素,它属于有机物;
(2)物质C16H28N2O4中氮元素的质量分数为;
(3)特异性免疫是人出生后才产生的,只针对某一特定的病原体或异物起作用的免疫类型;因接种疫苗所产生的抗体只对特定的病原体起作用,对其它病原体没有作用,从而提高对特定传染病的抵抗力,故接种流感疫苗产生的免疫能力属于特异性免疫。
故答案为:(1)有机物;(2)9%;(3)特异性。
7.(2024·乐清模拟)科研人员开发了一种利用太阳光在一定条件下就能将二氧化碳、水转化为乙醇(如图丙)和氧气的技术,其变化前后的微观模型图如下.
(1)从物质分类的角度分析,乙醇属于化合物中的 .(选填“有机物”或“无机物”)
(2)乙醇中碳、氧元素的质量比为 .
(3)请在图丁中画出分子模型.
【答案】(1)有机物
(2)3:2
(3)
【解析】质量守恒定律:参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成的各物质的质量总和。六个不变:宏观:1.反应前后物质总质量不变 2.元素的种类不变 3.各元素的总质量不变;微观:4.原子的种类不变;5.原子的数目不变;6.原子的质量不变。两个一定改变:宏观:物质种类改变。微观:物质的粒子构成方式一定改变。两个可能改变:宏观:元素的化合价可能改变微观:分子总数可能会改变。
【解答】(1)有机物是指含有碳的化合物,除了碳的氧化物、碳酸、碳酸盐等; 从物质分类的角度分析,乙醇属于化合物中的有机物;
(2) 乙醇中碳、氧元素的质量比为 24:16=3:2;
(3)跟据质量守恒,反应前后原子的个数,种类不变,所以丁中是3份氧气,
故答案为:(1)有机物;(2)3:2(3)
8.(2025·浙江模拟)“自热火锅”、“自热米饭”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由料包和发热包组成,发热包的成分如图所示。
(1)“自热火锅”的内、外盒由聚丙烯塑料制成。聚丙烯塑料属于____。(填字母)
A.金属材料 B.有机合成材料 C.无机非金属材料
(2)下表为某自热米饭的营养成分表。
营养物质 蛋白质 油脂 糖类 钠 钙
每份含量 29.6g 23.5g 104.7g 814mg 130mg
表中“钠”、“钙”指的是 (填“原子”或“元素”)。
(3)若要验证发热包中是否含碳酸氢钠、铝粉,设计了以下实验方案,请填写出实验现象。
实验操作 实验现象 实验结论
取适量的样品于试管中,加入足量的稀盐酸,将反应产生的气体通过足量的澄清石灰水,再通过浓硫酸干燥后点燃。 发热包含碳酸氢钠、铝粉
【答案】(1)B
(2)元素
(3)有气泡产生,澄清石灰水变浑浊,最终的气体能被点燃,产生淡蓝色火焰
【解析】(1)根据常见有机合成材料的种类分析;
(2)根据材料的分类来分析;根人体所需的营养素及其作用来分析;
(3)根据溶液组成及分子特性分析;②根据影响气体溶解度因素分析。
【解答】(1)有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶,所以聚丙烯塑料属于有机合成材料,故选:B;
(2)糖类、蛋白质、油脂、维生素、水和无机盐是人体必需的六大营养素;自热米饭中含有糖类、蛋白质、油脂和无机盐,其中糖类、蛋白质、油脂都能为人体提供能量,为人体提供最主要能量来源的是糖类,除水外,还缺少的营养素是维生素,故表中“钠”、“钙”指的是元素;
(3) 碳酸氢钠与盐酸反应产生二氧化碳气体,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;铝粉能与盐酸反应生成氢气,氢气能被点燃产生蓝色火焰,故若安题中操作进行后,若看到有气泡产生,澄清石灰水变浑浊,最终的气体能被点燃,产生淡蓝色火焰则证明发热包中有碳酸氢钠、铝粉。
故答案为:(1)B;(2)元素;(3)有气泡产生,澄清石灰水变浑浊,最终的气体能被点燃,产生淡蓝色火焰。
9.(2024·浙江模拟)“秸秆变宝,助力脱贫攻坚”。秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题。沼气的燃烧产物可能有,为确定沼气燃烧产物的成分,小科将燃烧产物依次通过以下实验装置进行探究:
(1)证明沼气燃烧产物中含有的证据是 ;(填序号)
①甲中无水硫酸铜变蓝 ②乙中黑色粉末变红 ③丙中澄清石灰水变浑浊
(2)小科通过正确操作确定了沼气燃烧产物中有二氧化碳,则他的正确操作及产生的实验现象是 ;
(3)实验装置丙在本实验中有多种用途,除检验二氧化碳的存在和收集尾气外,从实验安全性角度考虑,还有一个作用是 ;
(4)实验结束后,小科对玻璃管中的红色固体是否为铜产生疑惑。通过查阅资料得知:
①气体与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜;②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体;③
随后小科为了探究反应所得红色固体的成分,进行了如下实验:取少量红色固体于试管中,加入足量稀硫酸,观察到溶液变蓝,说明红色固体中一定有 。
【答案】(1)②
(2)不加热,将沼气燃烧后的气体通入装置一段时间,观察到丙中石灰水变浑浊
(3)加热前,检验甲乙装置中空气是否排尽
(4)氧化亚铜
【解析】利用 常见的物理性质以及化学性质求解。
【解答】(1) 沼气燃烧产物中含有,由于CO具有还原性可以将黑色的氧化铜还原为红色的铜,所以乙中黑色粉末变红可以证明沼气燃烧产物中含有CO;
(2) 丙中石灰水变浑浊,是由于二氧化碳与氢氧化钙反应产生碳酸钙沉淀;
(3) 加热前,检验甲乙装置中空气是否排尽 ,可以防止CO与空气混合,加热情况下可能发生爆炸;
(4)铜不和稀硫酸反应,只可能是氧化亚铜与稀硫酸反应得到硫酸铜,硫酸铜显蓝色。所以说明红色固体中一定有氧化亚铜。
10.(2024九下·绍兴模拟)过氧乙酸(化学式是C2H4O3)是一种广谱、速效、高效灭菌剂,用0.2%过氧乙酸溶液接触10分钟就可以杀灭大多数微生物,因此被广泛应用于各种器具及环境消毒。
(1) 过氧乙酸是一种 。(填“有机物”或“无机物”)
(2)一个过氧乙酸分子中共有 个原子。
(3)用如图所示的①②③表示过氧乙酸中各元素的质量分数,请判断①代表 元素。
(4)380g0.2%过氧乙酸溶液中含碳元素的质量为 g。
【答案】(1)有机物
(2)9
(3)氧
(4)0.24
【解析】(1)根据有机化合物是含有碳元素的化合物,简称有机物(碳的氧化物、碳酸盐、碳酸等除外),进行分析解答;
(2)根据一个过氧乙酸分子的构成,进行分析解答;
(3)根据化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比,进行分析解答;
(4)根据溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数,化合物的质量=该化合物中某元素的质量÷该元素的质量分数,进行分析解答。
【解答】(1)过氧乙酸是含碳元素的化合物,属于有机物;
(2)一个过氧乙酸分子是由2个碳原子、4个氢原子和3个氧原子构成的,则一个过氧乙酸分子中共有9个原子;
(3)过氧乙酸中碳、氢、氧三种元素的质量比为(12×2):(1×4):(16×3)=6;1:12,则①代表氧元素;
(4)380g0.2%过氧乙酸溶液中含碳元素的质量为。
故答案为:(1)有机物;(2)9;(3)氧;(4)0.24。
11.(2025·绍兴模拟)第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在杭州市举行。作为G20峰会后杭州又一盛会,杭州亚运将力争交出一份完美的“零碳”答卷。 “零碳甲醇(CH4O)”因作为杭州亚运会主火炬燃料而备受瞩目。如图所示为基于“绿氢”和生物质富氧燃烧技术的“零碳甲醇”合成系统,其中X为某种发电方式。
(1)“绿氢”是指利用可再生能源发电进行电解水制氢,则“X”可以是____。
A.光伏发电 B.风力发电 C.燃煤发电 D.核能发电
(2)在合成甲醇的反应中,参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为 。“零碳甲醇”更准确地说是“零增碳甲醇”, “零增碳”是指 。
(3)吉祥物中的"莲莲"创意取自"接天莲叶无穷碧",荷叶中的己烯醇( 是荷叶独特香味的来源。从物质分类的角度来说,己烯醇属于 (填“无机化合物”或“有机化合物”)。在己烯醇中,碳、氢元素的质量比为 (填最简整数比)。
(4)亚运吉祥物毛绒玩具,生产全程采用绿电,还优化了毛绒玩具中的填充原料、省去外包装环节, 一只玩具可减少0.11千克二氧化碳的排放量。排放的二氧化碳原本需要氢氧化钠进行吸收,如果生产15万只玩具,减排后可以节约多少千克的氢氧化钠
【答案】(1)A;B
(2)1:3;合成甲醇消耗的二氧化碳质量与甲醇燃烧生成的二氧化碳质量相等
(3)有机化合物;6:1
(4)CO2的质量:15×104×0.11kg=1.65×104kg;
CO2 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O
44 80
1.65×104Kg x
;
解得:x=3.0×104kg 。
答: 节约3.0X104Kg
【解析】(1)根据)“绿氢”的含义进行分析;
(2)根据二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水的原理及“零增碳”的含义进行分析。
(3) 根据有机物的概念及元素质量比的计算方法进行分析;
(4) 根据二氧化碳与氢氧化钠反应的方程式中相关物质的质量关系列式计算。
【解答】 (1)“绿氢”是指利用可再生能源发电,通过电解水制氢,生成过程碳的排放量很小,因此“X”可以是AB;燃煤发电会放出大量的二氧化碳气体,碳的排放量较大,且不属于可再生能源;核能不属于可再生能源;
(2)二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲醇和水,方程式为:;因此在合成甲醇的反应中,参加反应的二氧化碳和氢气的分子个数比为1:3;
“零碳甲醇”更准确的说是“零增碳甲醇”,“零增碳”是指甲醇燃烧产生二氧化碳,而合成甲醇可消耗等量的二氧化碳。
(3) 从物质分类的角度来说,己烯醇中含有碳元素,属于有机物;元素质量比等于各元素原子相对原子质量总和之比,在己烯醇 中,碳、氢元素的质量之比为72:12=6:1。
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