精修版魯科版化學必修一自測卷：3.1 碳的多樣性含答案

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1、 精品資料 基礎演練 1．下列敘述中，正確的是(　　) A．由碳單質組成的物質一定是純凈物 B．金剛石和石墨具有相似的化學性質 C．石墨轉化成金剛石不屬于化學變化 D．C60是碳元素的一種同素異形體 解析：由碳元素組成的單質有多種，如金剛石、石墨、C60等，都是碳元素的同素異形體。它們在化學性質上相似，在物理性質上有很大差別，由它們組成的物質是混合物。故正確答案為B、D項。 答案：BD 2．將過量CO2氣體通入下列溶液中，聯(lián)系所學知識推測最終會出現(xiàn)渾濁的是(　　) A．CaCl2溶液 B．飽和Na2CO3溶

2、液 C．澄清石灰水 D．CuSO4溶液 解析：CaCl2、CuSO4是強酸形成的鹽，都不能與CO2反應；C項中的Ca(OH)2與過量的CO2反應生成可溶性的Ca(HCO3)2；B項中的Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，溶解度Na2CO3＞NaHCO3，有晶體析出，即出現(xiàn)渾濁。 答案：B 3．有關Na2CO3和NaHCO3，下列敘述錯誤的是(　　) A．相同質量的NaHCO3和Na2CO3與足量鹽酸反應，在相同條件下Na2CO3產(chǎn)生的CO2體積大 B．將石灰水加入NaHCO3溶液中，不產(chǎn)生沉淀，加入Na2CO3溶液中，產(chǎn)生白色沉淀 C．向Na2CO3飽和溶

3、液中通入足量CO2，會出現(xiàn)渾濁 D．固體Na2CO3中含少量NaHCO3，可用加熱法除去 解析：A項中，相同質量的NaHCO3和Na2CO3，在相同條件下應是NaHCO3產(chǎn)生的CO2體積大；B項中，兩者都有沉淀生成，故正確答案為A、B項。 答案：AB 4．用1 L 1.0 mol·L－1 NaOH溶液吸收0.8 mol CO2，所得溶液中CO和HCO的物質的量濃度之比是(　　) A．1∶3 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2 解析：設反應生成的Na2CO3的物質的量為x，生成的NaHCO3的物質的量為y，則根據(jù)Na原子個數(shù)守恒，有：2x＋y＝1.0 mol·L－1×1 L，根

4、據(jù)C原子個數(shù)守恒，有：x＋y＝0.8 mol。解得：x＝0.2 mol，y＝0.6 mol。[CO]∶[HCO]＝1∶3。 答案：A 5．某無色混合氣體可能含有CO2、CO、H2O(水蒸氣)、H2中的一種或幾種，依次進行如下連續(xù)處理(假定每步處理均反應完全)：①通過堿石灰時，氣體體積變?。虎谕ㄟ^赤熱的氧化銅時，固體變?yōu)榧t色；③通過白色硫酸銅粉末時，粉末變?yōu)樗{色；④通過澄清石灰水時，溶液變得渾濁。由此可以確定原混合氣體中(　　) A．一定含有CO2、H2O，可能含有H2、CO中的至少一種 B．一定含有H2O、CO，可能含有CO2、H2中的至少一種 C．一定含有CO、CO2，可能含有H2

5、O、H2中的至少一種 D．一定含有CO、H2，可能含有H2O、CO2中的至少一種 解析：通過堿石灰時，CO2和H2O都能被其吸收，體積變小，說明至少含其中一種；通過堿石灰后剩余的氣體只能為H2、CO中的一種或兩種，通過赤熱的氧化銅后的氣體能使無水硫酸銅變藍說明原氣體中一定有H2，能使石灰水變渾濁，說明一定有CO。 答案：D 6．A、B、C、D、E五種物質的轉化關系如下圖所示，已知A為二元堿，微溶于水且溶解度隨溫度升高而降低。 (1)寫出各物質的化學式： A__________；B__________；C__________；D_____________； E_________

6、_。 (2)寫出下列兩個變化的離子方程式： B→D_______________________________________________________________。 B→E_______________________________________________________________。 解析：A是二元堿且微溶于水，溶解度隨溫度升高而降低，可推測出A為Ca(OH)2，結合圖中各物質及量的關系進一步解答。由A為Ca(OH)2，Ca(OH)2與過量CO2反應，生成B為Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2受熱分解成C為CaCO3，CaCO3與鹽酸反應生成D為CaC

7、l2。 答案：(1)Ca(OH)2　Ca(HCO3)2　CaCO3　CaCl2 Na2CO3　(2)HCO＋H＋===CO2↑＋H2O Ca2＋＋2HCO＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O 能力提升 1．下列關于金剛石、石墨和C60的結構的說法正確的是(　　) A．我們?nèi)庋劭吹降慕饎偸?、石墨和C60都是由多個分子靠一定的作用力堆積而成的單質 B．雖然金剛石、石墨和C60中的碳原子的排列方式不同，但它們之間的作用力卻是相同的 C．金剛石、石墨和C60中碳原子的排列方式不同決定了它們的性質不同 D．金剛石中所有的碳原子都按一定的方式連成一個向空間伸展的網(wǎng)狀結構，而C60

8、中每60個碳原子構成一個分子 解析：金剛石、石墨和C60在碳原子的排列方式、相鄰碳原子間的作用力等方面具有較大差異。石墨為層狀結構，每一層上的碳原子以強的相互作用形成平面六邊形結構，層與層之間的相互作用較弱，容易發(fā)生相對滑動；金剛石為空間網(wǎng)狀結構，每個碳原子都與相鄰的四個碳原子以強的相互作用直接連接，形成正四面體形結構；C60為球形分子，每個分子由60個碳原子構成，形似足球，球面由五碳環(huán)和六碳環(huán)構成，分子內(nèi)相鄰碳原子間作用力強，分子與分子間作用力弱，故正確答案為C、D項。 答案：CD 2．下列物質互為同素異形體的是(　　) A．CaCO3和MgCO3 B．CO和CO2 C

9、．C72和C32 D．S6和S8 解析：同素異形體是指由同種元素形成的不同種單質。 答案：CD 3．下列關于碳元素的說法中，正確的是(　　) A．在自然界中只以化合態(tài)形式存在 B．形成的化合物種類最多 C．只存在金剛石、石墨兩種同素異形體 D．化合價只有±4 解析：碳元素在自然界中的存在形式很多，最外電子層有4個電子，所以最高正價為＋4，最低負價為－4，但不是只有這兩種，還有＋2價等；有機物均含碳，且自然界中有機物種類最多。 答案：B 4．炭粉中混有少量的氧化銅，為了除去氧化銅得到純凈的炭粉，可采取的措施是(　　) A．直接高溫加熱 B．加入稀硫酸并微熱

10、后過濾、干燥 C．在二氧化碳氣流中高溫灼燒 D．通入一氧化碳并加熱 解析：考查C與CuO的相關性質及混合物的分離方法。若對混合物的分離方法和原則沒有掌握，易錯選。將炭粉中的CuO除去，一要考慮不能使炭粉減少，二要考慮不要混入新的雜質。若直接高溫加熱，C與CuO反應則都被除去；若在CO2氣流中高溫反應，C粉則被反應掉而CuO沒有被除去；若通入CO與CuO反應C粉沒有減少，卻混入了新的雜質Cu；CuO能與稀H2SO4反應但炭粉不能，反應結束后過濾，再將濾出的炭粉干燥，就達到了分離的目的。 答案：B 5．不能用來鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體的實驗操作是(　　) A．分別加熱

11、這兩種固體物質，并將生成的氣體通入澄清的石灰水中 B．分別在這兩種物質的溶液中，加入CaCl2溶液 C．分別在這兩種固體中，逐滴加入同濃度的稀鹽酸 D．分別在這兩種物質的溶液中，加入少量澄清的石灰水 解析：A中能產(chǎn)生氣體且能使澄清石灰水變渾濁的是NaHCO3；B中有白色沉淀生成的是Na2CO3；C中反應速率相對快(劇烈)的是NaHCO3；D中兩者均可與Ca(OH)2反應產(chǎn)生白色沉淀，故無法用于鑒別。 答案：D 6．關于Na2CO3和NaHCO3的下列說法中不正確的是(　　) A．Na2CO3比NaHCO3易溶于水 B．Na2CO3比NaHCO3穩(wěn)定 C．石灰水能和NaHCO3

12、反應不與Na2CO3反應 D．等物質的量的Na2CO3和NaHCO3與鹽酸反應，消耗鹽酸的物質的量之比為2∶1 解析：從溶解度看，20 ℃時，Na2CO3的溶解度為21.5 g，NaHCO3的溶解度為9.6 g，故A正確；從穩(wěn)定性看，Na2CO3要851 ℃以上才能分解，而NaHCO3加熱到270 ℃就開始分解，故B正確；石灰水均能與Na2CO3、NaHCO3反應，所以C不正確；Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，所以D正確。 答案：C 7．可以說明溶液中大量存在CO的理由是(　　) A．加入AgNO3溶液有

13、白色沉淀產(chǎn)生 B．加入鹽酸有無色無味氣體產(chǎn)生 C．加入MgCl2時有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸，沉淀溶解，且產(chǎn)生可使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體 D．加入Ba(OH)2溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加稀鹽酸，反應現(xiàn)象如C所述 解析：檢驗CO要設法排除HCO、Cl－、SO等離子的干擾。 答案：C 8．在10 mL 0.01 mol·L－1的純堿溶液中，不斷攪拌并逐滴加入1.2 mL 0.05 mol ·L－1鹽酸，完全反應后在標準狀況下生成CO2的體積為(　　) A．1.344 mL B．2.240 mL C．0.672 mL D．0 mL 解析：純

14、堿溶液中逐滴加入鹽酸時，反應為：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，n(CO)＝10×10－3×0.01＝1×10－4 mol，n(H＋)＝1.2×10－3×0.05＝0.6×10－4 mol，故只能發(fā)生第一步反應，沒有CO2氣體產(chǎn)生。 答案：D 9．下圖是某環(huán)境監(jiān)測興趣小組的同學描繪的南京市中心新街口地區(qū)空氣中CO含量變化曲線，橫坐標表示北京時間0時到24時，縱坐標表示CO含量，你認為比較符合實際的是(　　) 解析：CO主要來源于煤、石油及含碳元素的其他物質的燃燒和汽車尾氣的排放，根據(jù)人們的活動規(guī)律，早晨和晚上家庭中燃燒的化石燃料多，汽車排放的尾氣多，因

15、而在早、晚期間空氣中CO的含量高，選B。 答案：B 10．下列不屬于自然界中碳的循環(huán)過程的是(　　) A．植物光合作用 B．動物的遺體被微生物分解破壞，最終變成二氧化碳等物質 C．空氣中的二氧化碳被海水吸收，通過水生生物的貝殼和骨骼轉移到陸地 D．石墨礦的開采利用 解析：A、B、C三項都屬于自然界中碳的循環(huán)，但石墨礦的開采利用屬于人類生產(chǎn)，不屬于自然界中碳的循環(huán)。 答案：D 11．侯氏制堿法的步驟如下圖： ,Ⅲ 試回答下列問題： (1)若上述的懸濁液是NaHCO3和NH4Cl的混合液，則Ⅰ和Ⅱ的總反應為________。 (2)由這一反應可知NaCl比NaHCO

16、3溶解度_________。 (3)操作Ⅰ、Ⅱ不能顛倒的原因：______。 (4)Ⅲ的操作叫____________。 (5)Ⅳ的操作叫____________。 解析：(1)從生成物是NaHCO3和NH4Cl兩種物質不難寫出Ⅰ、Ⅱ的總反應式： NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 (2)顯然溶解度NaCl>NaHCO3，所以在NaCl的飽和溶液中才會析出NaHCO3。 (3)如果顛倒，由于CO2在水中的溶解度很小，再通入NH3也不可能產(chǎn)生大量HCO，故不可能析出NaHCO3晶體。 (4)把不溶晶體與液體分離的方法稱為過濾。 (5)Ⅳ操作是對

17、NaHCO3進行加熱，使其分解，同時使揮發(fā)性物質氣化而除去。 答案：(1)NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl　 (2)大　 (3)CO2在水中的溶解度很小，再通入NH3也不可能產(chǎn)生大量HCO，故不可能析出NaHCO3晶體　 (4)過濾　(5)灼燒 12．設定下圖所示裝置中的反應是完全進行的。 (1)分別寫出A、B、C裝置中的化學反應方程式：__________________________； (2)若D裝置中的澄清石灰水是少量的，將可能觀察到的現(xiàn)象：________________________________________________

18、___________________； 用化學方程式解釋上述現(xiàn)象：____________________________________________________________________。 解析：這是一道對C、CO、CO2性質進行綜合考查的題目。所需要掌握的知識點有CaCO3熱不穩(wěn)定性、CO2＋C2CO、CO的還原性(高溫條件)、CO2是酸性氧化物等性質。尤其是CO2作為一種多元酸酸酐，與不同量的堿反應時，產(chǎn)物有酸式鹽和正鹽之別，需要引起特別注意，若需充分吸收CO2，需要過量的堿。如果僅僅是鑒定CO2的存在，可以用澄清石灰水。而如果吸收CO2，則最好需要足量的一定濃度的N

19、aOH類堿溶液(因澄清石灰水中OH－濃度較小)。 答案：(1)CaCO3CO2↑＋CaO　CO2＋C2CO　3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2　 (2)生成白色沉淀后又逐漸溶解　CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2 13．有50 mL NaOH溶液，向其中逐漸通入 一定量的CO2，隨后取此溶液10 mL將其稀 釋到100 mL，并向稀釋后的溶液中逐滴加入 0.1 mol/L的鹽酸，產(chǎn)生的CO2氣體體積(標準狀況下)與所加入的鹽酸的體積之間的關系如圖所示： (1)試分析向NaOH溶液中通入CO2后，溶液中的溶質是___

20、_________，其物質的量之比是________。 (2)加入鹽酸反應后產(chǎn)生的CO2氣體在標準狀況下的體積是________。 解析：分析圖像：加入鹽酸25 mL時開始產(chǎn)生CO2氣體，至反應完畢又消耗50 mL鹽酸，根據(jù)反應：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl①，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑②，可知滴入鹽酸至25 mL時才開始發(fā)生反應②，根據(jù)耗酸量 可知NaHCO3的物質的量。開始加入鹽酸無氣體放出，說明溶質可能為NaOH與Na2CO3或NaHCO3與Na2CO3的混合物或Na2CO3，若溶質為NaOH和Na2CO3的混合物，生成氣體的耗酸量應小

21、于未產(chǎn)生氣體時的耗酸量；若溶質為Na2CO3，生成氣體的耗酸量與未產(chǎn)生氣體時的耗酸量應相等；若溶質為Na2CO3和NaHCO3的混合物，生成氣體時的耗酸量應大于未產(chǎn)生氣體時的耗酸量。 再分析圖像：加入鹽酸25 mL時開始產(chǎn)生CO2氣體，再消耗50 mL鹽酸反應完全，耗酸量為未產(chǎn)生氣體時的2倍，說明原物質是Na2CO3和NaHCO3的混合物，由耗酸量可判斷出物質的量之比為1∶1，產(chǎn)生氣體體積亦可由產(chǎn)生氣體時的耗酸量求得，V(CO2)＝0.1 mol·L－1×22.4 L·mol－1×0.05 L＝0.112 L。 答案：Na2CO3和NaHCO3的混合物　1∶1　0.112 L