1、第 1 节 碳的多样性学校：_姓名：_班级：_考号：_1、中国诗词中常蕴含着一些自然科学知识，针对下列一些诗词，从化学角度解读正确的是（ ）A. “落红不是无情物,化作春泥更护花”蕴藏着自然界中碳、氮的循环B. “纷纷灿烂如星陨，赫赫喧豗似火攻”描述了显色反应的现象C. “独忆飞絮鹅毛下，非复青丝马尾垂”中的“飞絮”与“马尾”化学成分相同D. “日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川”中的“紫烟”是碘的升华现象2、下列用于解释事实的化学用语中，不正确的是（ ）A. Na2S 溶液显碱性: S 2-+ 2H2O H2S + 2OH-B. K2Cr2O7溶液中含有 CrO42-:Cr2O72- + H2O
2、 2CrO42- + 2H+C. 盛放 NaOH 溶液的试剂瓶不能用玻璃塞: 2OH -+ SiO2=SiO32-+ H2OD. 红热木炭遇浓硫酸产生刺激性气味气体: 2H 2SO4( 浓)+C CO2+2SO 2+2H 2O3、平昌冬奥会“北京 8 分钟”主创团队用石墨烯制作了 -20能发热 4 h 的智能服饰; 用铝合金管材和碳纤维制作了高 2.35m、重量仅为 10kg 的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，不正确的是（ ）A. 石墨烯是能导热的金属材料 B. 铝合金是密度较低的金属材料C. 碳纤维是耐低温的无机非金属材料 D. 新型材料种类多、用途广4、近年来，我国在航
3、空航天事业上取得了令人瞩目的成就，科学家在能量的转化，航天器的零排放作出了很大的努力，其中为了达到零排放的要求，循环利用人体呼出的 CO2并提供 O2，设计了一种装置(如图)实现了能量的转化，总反应方程式为2CO2=2CO+O2。关于该装置下列说法正确的是（ ）A. 装置中离子交换膜为阳离子交换膜B. CO2参与 X 电极的反应方程式：CO 2+2e+H 2O=CO+2OHC. N 型半导体为正极，P 型半导体为负极D. 外电路每转移 2mol 电子，Y 极生成气体 22.4L(标准状况)5、为测定石灰石样品中碳酸钙(含 SiO2 杂质)的含量。现利用如图所示装置进行实验，充分反应后，测定装置
4、 C 中生成的 BaCO3 沉淀质量。下列说法正确的是（ ）A. 装置 A 中药品应为浓硫酸B. 在 BC 之间应增添盛有饱和 NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体C. 只要测定装置 C 在吸收 CO2前后的质量差，也可以确定碳酸钙的质量分数D. 为了测得 C 中生成的沉淀质量，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作6、为测定石灰石样品中碳酸钙（含 SiO2杂质）的含量。现利用下图所示装置进行实验，充分反应后，测定装置 C 中生成的 BaCO3沉淀质量。下列说法正确的是（ ）A. 装置 A 中药品应为浓硫酸B. 在 B-C 之间应增添盛有饱和 NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体C
5、. 为了测得 C 中生成的沉淀质量，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作D. 只要测定装置 C 在吸收 CO2前后的质量差，也可以确定碳酸钙的质量分数7、下列物质在常温下能导电的是 （ ）A. 氯化钠晶体 B. 酒精 C. 冰醋酸 D. 石墨8、某兴趣小组查阅资料得知，连苯三酚的碱性溶液能定量吸收 O2；CuCl 的盐酸溶液能定量吸收 CO，且易被 O2氧化。拟设计实验方案，采用上述两种溶液和 KOH 溶液逐一吸收混合气体(由 CO2、CO、N 2和 O2组成)的相应组分。有关该方案设计，下列说法不正确的是（ ）A. 采用上述 3 种吸收剂，气体被逐一吸收的顺序应该是 CO2、O 2和 COB.
6、 CO 的吸收必须在吸收 O2后进行，因为 CuCl 的盐酸溶液会被 O2氧化C. 其他两种吸收剂不变，O 2的吸收剂可以用灼热的铜网替代D. 在 3 种气体被逐一吸收后，导出的气体中可能含有 HCl9、我国在 CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展，CO 2转化过程示意图如下：下列说法不正确的是（ ）A. 反应的产物中含有水 B. 反应中只有碳碳键形成C. 汽油主要是 C5C11的烃类混合物 D. 图中 a 的名称是 2-甲基丁烷10、据报道，科研人员应用计算机模拟出结构类似 C60的物质：N 60。已知，N 60分子中的每个氮原子均以 NN 键结合三个氮原子而形成 8 电子稳定结构。对于
7、 N60与 N2的下列说法，正确的是（ ）A由于 N60的相对分子质量大，分子间作用力大，所以 N60比 N2更稳定B由于 N2分子中含有氮氮三键，键能大，所以 N2比 N60的熔、沸点高CN 2和 N60互为同素异形体D1 mol N 60中共价键的键能总和是 1 mol N2中共价键键能的 30 倍11、纳米材料二氧化钛（TiO 2）可做优良的催化剂I工业上氧化钛的制备方法：将干燥后的金红石（主要成分为 TiO2，主要杂质 SiO2）与碳粉混合装入清华路中，在高温下通入 Cl2反应，制得混有 SiCl4杂质的 TiCl4将 SiCl4分离，得到纯净的 TiCl4在 TiCl4中加水、加热，
8、水解得到沉淀 TiO2xH2OTiO 2xH2O 高温分解得到 TiO2（1）根据资料卡片中信息判断，分离 TiCl4与 SiCl4的混合物所采取的操作名称是 （2）中反应的化学方程式是 据报道：能“吃废气”的“生态马路”是在铺设时加入一定量的 TiO2，TiO 2受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成 H2O2其过程大致如下：aO 22O bO+H 2O2OH cOH+OHH 2O2（3）b 中破坏的是 （填“极性共价键”或“非极性共价键” ）（4）H 2O2能清除路面空气中的 CxHy、CO 等，主要是利用了 H2O2的 （填“氧化性”或“还原性” ） 某研究小组用下列装置模
9、拟“生态马路”清除 CO 的原理 （夹持装置已略去）（5）如缓慢通入 22.4L（已折算成标准状况）CO 气体，结果 NaOH 溶液增重16.5g，则 CO 的转化率为 （6）当 CO 气体全部通入后，还要通一会儿空气，其目的是 12、石墨、石墨烯及金刚石是碳的同素异形体。（1） 以 NiCrFe 为催化剂，一定条件下可将石墨转化为金刚石。基态 Fe 原子未成对电子数为_。设石墨晶体中碳碳键的键长为 a m，金刚石晶体中碳碳键的键长为 bm，则 a_b（填“” 、 “”或“=” ） ，原因是_。（2）比较下表碳卤化物的熔点，分析其熔点变化规律的原因是_。CCl4 CBr4 CI4熔点/ -22
10、.9248.4（ 型）168（分解）（3） 金、铜、锌等金属或合金常用作化学气相沉积法获取石墨烯的催化剂。左下表是铜与锌的部分电离能数据，对于“I 1铜小于锌，而 I2铜却大于锌”的事实，原因是_。电离能/kJmol -1 I1 I2铜 746 1958锌 906 1733（4）金刚石的晶胞如上图所示。已知 ZnS 晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同，若图中 a 为 Zn2+，则 S2-处于 ZnS 晶胞中的位置为_。（5）石墨烯中部分碳原子被氧化后，转化为氧化石墨烯。来源:在图乙所示的氧化石墨烯中，取 sp3杂化形式的原子有_（填元素符号） ；石墨烯转化为氧化石墨烯时，1 号 C 与相邻 C
11、原子间键能的变化是_（填“变大” 、 “ 变小”或“不变” ） 。（6）石墨烯具有很大的比表面积，可望用于制超级电容器。若石墨烯中碳碳键的键长为 am，12 g 单层石墨烯单面的理论面积约为_m 2（列出计算式即可）。参考答案1、 【答案】A【解析】解:细菌真菌等营腐生生活的微生物将落红含有的有机物分解为简单的无机物，归还到环境中，促进了物质的循环，A 正确；诗中描述的现象为物理变化，而显色反应为化学变化，B 错误；“马尾”是蛋白质， “飞絮”是纤维素，成分不同，C 错误；香燃烧产生的烟和阳光的共同作用，形成“紫烟” ，是化学变化，而碘的升华是物理变化，D 错误；正确选项 A。2、 【答案】A
12、【解析】A、S 2 属于多元弱酸根，应分步水解，即为S2 H 2O HS OH 、HS H 2O H2SOH ，故 A 错误；B、K 2Cr2O7溶液中含有CrO42 :Cr2O72 + H2O 2CrO42 + 2H ，故 B 说法正确；C、磨口玻璃塞中的 SiO2属于酸性氧化物，能与 NaOH 反应 SiO22OH =SiO32 H 2O，造成玻璃塞与瓶体黏合在一起，因此盛放碱性溶液的试剂瓶用橡胶塞，故 C 说法正确；D、浓硫酸具有强氧化性，在加热条件下，能与木炭发生反应，2H 2SO4( 浓)+C CO2+2SO 2+2H 2O，故 D 说法正确。3、 【答案】A【解析】A、石墨烯不属于
13、金属材料，属于非金属材料，故 A 说法错误；B、铝的密度较小，因此铝合金是密度较低的金属材料，故 B 说法正确；C、根据信息，用石墨烯制作了-20能发热 4 h 的智能服饰，碳纤维是由碳单质构成的，碳纤维是耐低温的的无机非金属材料，故 C 说法正确；D、新型材料包括合金材料、合成材料、无机非金属材料。复合材料等，用途广泛，如涉及军事、信息等领域，故 D 说法正确。4、 【答案】B5、 【答案】D【解析】A. A 装置的作用是防止空气中的二氧化碳进入装置 B，所以应选择能吸收二氧化碳气体的试剂，可以是氢氧化钠溶液等，故 A 错误；B. B 装置中挥发出的 HCl 与NaHCO3溶液反应生成二氧化
14、碳，若 BC 之间添加盛放碳酸氢钠溶液的装置，二氧化碳来源不唯一，不能确定全部来自于石灰石样品，故 B 错误；C. 盐酸具有挥发性，也可以从 B 进入 C 中，且 C 中还可能进入水蒸气，导致实验误差，故 C 错误；D. 要准确测量碳酸钡沉淀的质量，必须过滤出碳酸钡，然后洗净附着在其表面的杂质，再干燥、称量，故 D 正确；答案选 D。6、 【答案】C【解析】解：A、盐酸与碳酸钙反应生成 CO2，利用氢氧化钡溶液吸收 CO2。而空气中含有 CO2，所以 A 中盛放的应该是氢氧化钠溶液，A 错误；B、饱和碳酸氢钠能与盐酸反应生成 CO2，从而导致测得的 CO2质量出现偏差，因此要除去 CO2中的氯
15、化氢应该在 B-C 之间应增添盛有饱和食盐水的洗气装置，以除去氯化氢气体，B 错误；C、为了测得C 中生成的沉淀质量，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作，C 正确；D、由于生成的 CO2中还含有水蒸气，水蒸气也被氢氧化钡溶液吸收，所以只测定装置 C 在吸收 CO2前后的质量差，不能确定碳酸钙的质量分数，D 错误，答案选 C。7、 【答案】D【解析】A. 氯化钠晶体没有自由移动的离子，不导电；B. 酒精是非电解质，不导电；C. 冰醋酸中只有分子，没有离子，不导电；D. 石墨有自由移动的电子，可以导电。本题选 D。8、 【答案】C【解析】解：连苯三酚的碱性溶液能吸收 O2和二氧化碳，CuCl 的盐
16、酸溶液易被 O2氧化、氢氧化钠溶液只能吸收二氧化碳，所以气体被逐一吸收的顺序应该是 CO2、O 2和 CO，故 A 正确；CuCl 的盐酸溶液会被 O2氧化，所以必须在吸收 O2后才能吸收 CO，故 B 正确；用铜网吸收 O2需要加热，在加热条件下 CO 被氧化，故 C 错误；用 CuCl 的盐酸溶液吸收 CO 时，可能挥发出 HCl，故 D 正确。9、 【答案】B【解析】A、通过图示可以得到反应为 CO2+H2CO，根据原子守恒，得到反应为CO2+H2CO+H 2O，因此 A 描述正确；B、反应生成（CH 2） n中含有碳氢键盘和碳碳键，则 B 描述错误；C、汽油主要是 C5C11的烃类混合
17、物，选项 C 描述正确；D、观察可以发现图中 a 是(CH 3)2CHCH2CH3，其系统命名是 2-甲基丁烷，选项 D 描述正确。答案选B。10、 【答案】C 11、 【答案】 （1）蒸馏；（2）TiCl 4+（x+2）H 2O TiO2xH2O+4HCl；（3）极性共价键；（4）氧化性；（5）37.5%；（6）将残留在装置中的 CO2气体排出，被 NaOH 溶液吸收，减小误差【解析】 （1）根据资料卡片中的 TiCl4与 SiCl4熔点、沸点可知，TiCl 4与 SiCl4在常温下的状态是液态，分离沸点相差较大的互溶液体常采取蒸馏方法，故答案为：蒸馏；（2）由信息可知 TiCl4与水在加热
18、条件下，水解得到沉淀 TiO2xH2O 与 HCl，反应方程式为：TiCl 4+（x+2）H 2O TiO2xH2O+4HCl，故答案为：TiCl 4+（x+2）H 2O TiO2xH2O+4HCl；（3）由 2O+H2O2OH，可知水中 OH 键断裂，OH 键属于极性共价键，故答案为：极性共价键；（4）C xHy、CO 等具有还原性，H 2O2具有强氧化性，H 2O2能氧化 CxHy、CO 等，清除路面空气中的 CxHy、CO 等，故答案为：氧化性；（5）22.4L（已折算成标准状况）CO 气体的物质的量为 =1mol，NaOH 溶液增重 16.5g 为吸收的 CO2质量，根据碳元素守恒可知
19、，转化率的 CO 的物质的量等于CO2的物质的量为 =0.375mol，所以 CO 的转化率为 100%=37.5%，故答案为：37.5%；（6）装置中有残留的 CO2气体，通一会儿空气，将残留在装置中的 CO2气体排出，被NaOH 溶液吸收，减小误差，故答案为：将残留在装置中的 CO2气体排出，被 NaOH 溶液吸收，减小误差12、 【答案】 4 石墨晶体中碳碳键除 键外还有大 键，金刚石晶体中碳碳键只有 键 分子结构相似，随相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，故CCl4、CBr 4、CI 4熔点依次升高 Cu 失去一个电子成为 Cu+后，形成Ar 3d 10，是能量较低的全充满结构
20、 顶点、面心 C、O 变小 NA【解析】 （1） 基态 Fe 原子的核外电子排布式为Ar3d 64s2，未成对电子数为 4，在金刚石晶体中，C 原子采用 sp3杂化，碳原子之间只存在 键，而石墨晶体中的 C 原子采用 sp2杂化，碳原子之间除了 键外还有大 键，使得石墨晶体中的碳碳键的键长比金刚石晶体中碳碳键的键长小，故答案为：4；石墨晶体中碳碳键除 键外还有大 键，金刚石晶体中碳碳键只有 键；（3） 当原子轨道中的电子处于全满、半满或全空时较稳定，气态 Cu 原子失去一个电子变成结构为Ar3d 10的 Cu+，是一种能量较低的稳定结构，而气态 Zn 原子失去一个电子变成结构为Ar3d 104
21、s1的 Zn+，易再失去一个电子，故答案为：Cu 失去一个电子成为 Cu+后，形成Ar 3d 10，是能量较低的全充满结构；（4） 图中 a 点为 Zn2+，由均摊法可知，Zn 2+的个数为：41=4，根据 ZnS 的化学式可知，只有 S2-处于顶点和面心时，S 2-的个数也为：81/8+61/2=4，故答案为：顶点、面心；（5） 氧化石墨烯中所标的 1 号碳原子形成 3 个碳碳单键和一个碳氧单键，C 原子为 sp3杂化，氧化石墨烯中羟基上的氧原子形成一个碳氧单键和一个氧氢键，还有 2 个孤电子对，所以羟基上氧原子为 sp3杂化，故答案为：C、O；石墨烯转化为氧化石墨烯时，1 号 C 与相邻 C 原子间的大 键被氧化破坏变成了单键，键能减小，故答案为：变小；（6） 已知石墨烯中碳碳键的键长为 am，则其正六边形的面积为 ，根据均摊法可以计算出每个六边形所占有的碳原子个数为 61/3=2，所以 12g(即 1molC)单层石墨烯实际占有的六边形个数为： NA，则单层石墨烯单面的理论面积约为 NA，故答案为： NA 。
