《弯道超车》第六单元 课题2碳的氧化物人教版化学九年级暑期预习讲义（教师版）

这是一份《弯道超车》第六单元 课题2碳的氧化物人教版化学九年级暑期预习讲义（教师版），共48页。学案主要包含了二氧化碳物理性质，二氧化碳化学性质，二氧化碳用途及对环境的影响，一氧化碳，一氧化碳和二氧化碳的比较等内容，欢迎下载使用。
知识梳理
一、二氧化碳物理性质
1.常态下：无色、无味气体；
2.密度：比空气大（可用向上排空气法收集）；
3.溶解性：能溶于水，1 体积水约溶解 1 体积；
4.三态变化：加压降温可变为无色液体，继续降温凝固为干冰（固态）；
5.干冰特性：易升华，升华吸收大量热，无液体残留。
考点突破
【典例精析】
【例题1】干冰常用于食品保鲜。同学们利用保鲜袋中的干冰设计并完成了如图所示的实验探究。下列有关说法正确的是
A．①静置，烧杯内气球上浮，证明二氧化碳的密度大于空气的密度
B．②加水后烧杯内只发生物理变化
C．③烧杯内形成白雾的原因是干冰升华放热
D．④紫色石蕊溶液变蓝
【答案】A
【详解】A、静置，干冰升华变为二氧化碳气体，烧杯内气球上浮，说明气球受到的浮力变大，证明二氧化碳的密度大于空气的密度，此选项正确；
B、加水后，烧杯内干冰升华变成的二氧化碳气体能溶于水，且与水反应生成碳酸，既发生物理变化又发生化学变化，此选项错误；
C、烧杯内形成白雾的原因是干冰升华吸热，烧杯上方的水蒸气遇冷凝结成小水滴，从而形成白雾，此选项错误；
D、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，此选项错误。
故选A。
【举一反三】
【变1-1】某同学设计的CO2性质实验如图所示。该实验不能说明
A．CO2分子之间有空隙B．CO2分子在不断运动
C．CO2气体密度大于空气D．CO2可与H2O反应生成酸性物质
【答案】A
【详解】A.虽然干冰升华时体积会显著增大，但该实验的设计意图并非通过体积变化来证明分子间有空隙，符合题意；
B.干冰放置在烧杯底部，侧壁的石蕊试纸能接触到CO2，可证明CO2分子在不断运动，不符合题意；
C. CO2能在烧杯内聚集、不快速逸散到空气中，说明其密度大于空气，不符合题意；
D.干燥的石蕊试纸不变色，湿润的石蕊试纸变红，说明CO2和水发生反应，生成的酸性物质碳酸使石蕊变红，不符合题意。
【变1-2】碳及其氧化物在自然与工业中扮演了关键角色，下列有关碳和碳的氧化物说法正确的是
A．CO和CO2都能溶于水
B．空气中二氧化碳含量过高会形成酸雨
C．一氧化碳和二氧化碳可以相互转化
D．石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，所以物理性质相同
【答案】C
【详解】A.CO难溶于水，仅能溶于水，错误。
B.空气中、等含量过高会形成酸雨，含量过高会引发温室效应加剧，不会形成酸雨，错误。
C.二者可通过化学反应相互转化：，，正确。
D.石墨和金刚石都是碳单质，但二者碳原子排列方式不同，物理性质差异极大，错误。
知识梳理
二、二氧化碳化学性质
1.不能燃烧，不支持燃烧，不能供给呼吸
实验现象：阶梯蜡烛实验，下层蜡烛先熄灭，上层后熄灭；
实验结论：证明CO2密度大于空气、不可燃不助燃。
安全提示:地窖、深井久置易积聚CO2，进入前需做灯火试验，火焰熄灭/微弱说明CO2浓度过高，禁止进入。
与水反应(碳酸的生成与分解)
①实验现象：

②反应原理:CO2+H2O===H2CO3
③碳酸不稳定，受热易分解:H2CO3===H2O+CO2↑。
④实验拓展:雨水溶解空气中CO2生成碳酸，正常雨水pH≈5.6。
3.检验CO2
CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
现象:澄清石灰水变白色浑浊(生成CaCO3白色沉淀)；
用途:检验气体是否为CO2、石灰浆抹墙变硬。
4.与碳单质高温反应(体现CO2氧化性)
高温反应:C+ CO22CO
说明:该反应吸热，是工业制取CO的反应，碳作还原剂。
考点突破
【典例精析】
【例2】某小组用如图所示装置探究二氧化碳的性质。下列说法不正确的是
A．图1实验既能证明二氧化碳的化学性质也能证明二氧化碳的物理性质
B．“用锅盖盖灭油锅里的油着火”灭火的原理和图2实验中蜡烛熄灭的原理相同
C．图2实验中短的蜡烛先熄灭
D．图3实验中观察到试管内液面上升，紫色石蕊溶液变红
【答案】C
【详解】A.图1中下层蜡烛先熄灭，可证明密度大于空气（物理性质）、不可燃也不支持燃烧（化学性质）;正确。
B.锅盖盖灭油火、图2蜡烛熄灭的原理均为隔绝氧气（或空气）;灭火原理相同，正确。
C.图2为密闭容器，蜡烛燃烧放热，生成的温度高、密度小，会聚集在容器上部，若有长短两支蜡烛，则长蜡烛会先熄灭;错误。
D.能溶于水，且发生反应，碳酸使紫色石蕊溶液变红；同时试管内气体减少、压强减小，外界大气压将溶液压入试管，液面上升;正确。
【举一反三】
【变2-1】探究CO2性质的四组实验如图所示，下列实验现象描述错误的是
A．澄清石灰水变浑浊
B．摇晃软塑料瓶变瘪
C．紫色石蕊溶液变蓝
D．烧杯内的气球上浮
【答案】C
【详解】A、二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，因此澄清石灰水变浑浊，正确。
B、 二氧化碳能溶于水且可与水反应，使软塑料瓶内压强减小，在外界大气压作用下软塑料瓶变瘪，正确。
C、 二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，会使紫色石蕊溶液变红，而非变蓝，错误。
D、二氧化碳密度大于空气，倒入烧杯后，烧杯内气体密度变大，充满空气的气球所受浮力大于自身重力，因此气球上浮，正确。
故选C。
【变2-2】如图是某同学设计的验证二氧化碳性质实验，下列说法错误的是
A．b处紫色石蕊溶液变成蓝色
B．在a处放置一朵浸染过石蕊溶液的干燥纸花，可得出二氧化碳和水发生了化学反应
C．c处可以看到澄清石灰水变浑浊
D．该实验既能验证二氧化碳的化学性质，又能验证其物理性质
【答案】A
【详解】A.二氧化碳与b处石蕊溶液中的水反应生成碳酸：，碳酸呈酸性，会使紫色石蕊溶液变红而非变蓝，A错误。
B.a处干燥石蕊纸花接触不变红，b处含水的石蕊溶液遇变红，对照实验可证明与水发生了化学反应，B正确。
C.c处与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀：，可观察到澄清石灰水变浑浊，C正确。
D.实验中能与水、氢氧化钙反应、不燃烧也不支持燃烧，属于化学性质；烧杯中低处蜡烛先熄灭，证明密度比空气大，属于物理性质，因此该实验可同时验证两类性质，D正确。
知识梳理
三、二氧化碳用途及对环境的影响
1.干冰:人工降雨、舞台云雾、食品冷藏保鲜；
2.灭火:利用不可燃、不助燃、密度大于空气的性质(二氧化碳灭火器)；
3.气体肥料:大棚通入CO2，促进植物光合作用；
4.制碳酸饮料:加压溶于水制成汽水、啤酒。
5.温室效应
CO2、甲烷等气体吸收地面红外辐射，使地表气温升高；过量CO2加剧全球变暖。
危害:冰川融化、海平面上升、极端气候增多、土地沙漠化。
6.碳中和/低碳理念
产生CO2途径:化石燃料燃烧、动植物呼吸、微生物分解；
消耗CO2途径:植物光合作用、海水溶解、岩石风化；
考点突破
【典例精析】
【例题3】超临界二氧化碳流体是一种能阻燃、溶解能力强的溶剂，被誉为“绿色环保溶剂”。下列说法正确的是
A．超临界二氧化碳流体性质特殊，因此与二氧化碳气体的化学组成不同
B．超临界二氧化碳流体使用过量不会导致温室效应增强
C．超临界二氧化碳流体是一种特殊的物质，容易燃烧
D．超临界二氧化碳流体可代替许多有害、有毒、易燃的溶剂
【答案】D
【详解】A. 超临界二氧化碳流体是二氧化碳的一种特殊状态，其化学式仍是CO2，与二氧化碳气体的化学组成相同，错误；
B. 超临界二氧化碳流体其本质就是，过量排放依然会加剧温室效应，错误；
C. 该物质是二氧化碳的特殊状态，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，错误；
D. 该物质溶解能力强、绿色环保、不可燃，可替代很多有害、有毒、易燃的溶剂，正确。
【举一反三】
【变3-1】作为中学生，下列行为不符合“低碳行动”理念的是
A．提倡使用一次性木筷B．乘坐公共交通工具上学
C．及时关闭教室照明灯D．双面使用作业本
【答案】A
【详解】A.使用一次性木筷需要砍伐大量林木，林木可通过光合作用吸收二氧化碳，大量砍伐会降低碳吸收能力，同时木筷的生产、运输过程也会增加碳排放，不符合低碳理念。
B.乘坐公共交通可减少私家车使用，降低化石燃料消耗和碳排放，符合理念。
C.及时关闭照明灯可节约电能，减少火力发电的化石燃料消耗，符合理念。
D.双面使用作业本可减少纸张消耗，降低林木砍伐量和造纸过程的能耗与碳排放，符合理念。
【变3-2】我国科学家利用合成葡萄糖（），为合成“粮食”提供了新技术，该技术的反应过程如图所示，下列说法不正确的是
A．X是C，Y是
B．反应②温度不宜过高
C．该方案有助于实现碳中和
D．碳、氢、氧三种元素的质量比，葡萄糖和乙酸相同
【答案】A
【详解】A.根据质量守恒定律，若X为C、Y为，则C与反应生成和的过程中，氧原子数目前后不守恒，错误。
B.反应②为微生物发酵过程，温度过高会使微生物活性丧失，因此反应温度不宜过高，正确。
C.该工艺消耗，可降低大气中含量，有助于实现碳中和，正确。
D.葡萄糖化学式为碳、氢、氧三种元素的质量比为，乙酸化学式为，碳、氢、氧三种元素的质量比为，两者相同，正确。
知识梳理
四、一氧化碳：
1.一氧化碳的性质
（1）物理性质：无色，无臭的气体，密度比空气略小，难溶于水。
（2）化学性质
①可燃性：
实验现象：产生蓝色火焰，用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方，澄清石灰水变变浑浊。
燃烧的化学方程式：2CO+O22CO2
②还原性：可还原氧化铜、氧化铁等金属氧化物，反应吸热，体现CO还原性。
例:
实验现象：黑色固体逐渐变为光亮红色，生成气体使澄清石灰水变浑浊;
工业应用：高炉炼铁，CO还原赤铁矿(Fe2O3)得到生铁;
实验尾气处理：CO有毒，实验末端需点燃尾气或收集，防止污染空气。
③毒性(重点安全考点)
中毒原理:CO极易与人体血液中血红蛋白结合，结合能力远强于氧气，血红蛋白无法携带氧气，人体缺氧窒息;
中毒场景:煤炭不充分燃烧、燃气热水器密闭空间使用、汽车尾气;急救与预防:室内燃煤/燃气需开窗通风;发生中毒立即转移至空气新鲜处，严重及时就医;不能开灯，点火(防止CO爆炸)
考点突破
【典例精析】
【例题4】碳燃烧不充分的时候生成一氧化碳，下列关于一氧化碳的说法错误的是
A．一氧化碳有毒，会危害人体健康B．在煤炉上放一盆水能防止一氧化碳中毒
C．一氧化碳具有可燃性，可作燃料D．一氧化碳能与某些氧化物反应，可用于冶炼金属
【答案】B
【详解】A、一氧化碳有毒，极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能再与氧气结合，造成生物体缺氧，会危害人体健康，不符合题意；
B、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一盆水不能防止一氧化碳中毒，符合题意；
C、一氧化碳具有可燃性，可用作气体燃料，不符合题意；
D、一氧化碳具有还原性，能与某些氧化物反应，可用于冶炼金属，不符合题意。
故选B。
【举一反三】
【变4-1】下列有关一氧化碳的说法不正确的是
A．CO是一种无色、无味的气体B．具有还原性，常用来冶炼金属
C．一氧化碳能与水发生反应D．CO具有可燃性
【答案】C
【详解】A、CO是一种无色、无味的气体，故选项说法正确；
B、一氧化碳具有还原性，常用来冶炼金属，故选项说法正确；
C、一氧化碳难溶于水且不与水发生反应，故选项说法错误；
D、一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，一氧化碳具有可燃性，故选项说法正确；
故选：C。
【变4-2】当碳燃烧不充分的时候会生成CO，下列关于CO说法中正确的是
A．CO有毒，有人说可以通过闻气味辨别煤气有没有泄漏
B．CO可燃，燃烧时产生黄色火焰并放出热量
C．CO和可以相互转化
D．在煤炉上放一盆水能防止CO中毒
【答案】C
【详解】A、一氧化碳无味，不能通过闻气味辨别煤气有没有泄漏，说法错误，不符合题意；
B、一氧化碳具有可燃性，燃烧时产生蓝色火焰并放出热量，说法错误，不符合题意；
C、一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，故CO和可以相互转化，说法正确，符合题意；
D、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一盆水不能防止CO中毒，说法错误，不符合题意。
故选：C。
知识梳理
五、一氧化碳和二氧化碳的比较
考点突破
【典例精析】
【例题5】下列有关碳的氧化物的说法，不正确的是
A．CO和均可通过C和反应得到B．CO可作燃料，可作气体肥料
C．CO和能相互转化D．可用闻气味的方法区分CO和
【答案】D
【详解】A、碳与氧气反应，氧气充足生成，不足生成；不符合题意。
B、有可燃性可作燃料，是光合作用原料可作气体肥料；不符合题意。
C、燃烧生成，与碳在高温条件下反应生成；不符合题意。
D、和均为无色无臭气体，无法用闻气味区分，且有毒，闻气味危险。符合题意。
故选D。
【举一反三】
【变5-1】下列有关碳和碳的化合物的说法中，不正确的是
A．自然界中存在碳循环
B．能产生温室效应的气体除CO2外，还有CH4等
C．CO极易与血红蛋白结合，导致人体缺氧而中毒
D．CO和CO2的组成元素相同，化学性质相似
【答案】D
【详解】A．自然界中存在碳循环，例如绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，动植物呼吸作用和化石燃料燃烧释放二氧化碳等，正确；
B．能产生温室效应的气体除二氧化碳(CO2)外，还有甲烷(CH4)、臭氧(O3)、氟氯代烷等，其中甲烷是仅次于二氧化碳的温室气体，正确；
C．一氧化碳(CO)有剧毒，极易与人体血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白失去携氧能力，导致人体组织缺氧而中毒，正确；
D．一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)虽然组成元素相同，但由于分子的构成不同(一个CO分子比一个CO2分子少一个氧原子)，导致它们的化学性质差异很大，例如CO具有可燃性和还原性且有毒，而CO2不能燃烧、不支持燃烧且无毒，错误。
【变5-2】下列有关碳和碳的氧化物的说法正确的是
A．一氧化碳和二氧化碳都有毒
B．一氧化碳和二氧化碳都能用于冶炼金属
C．自然界中的二氧化碳循环过程中只发生了物理变化
D．金刚石和的组成元素相同，但原子排列方式不同
【答案】D
【详解】A.一氧化碳（ ）有毒，二氧化碳（ ）无毒性，仅高浓度时会引发人体窒息，该说法错误。
B.具有还原性，可用于冶炼金属；没有还原性，不能用于冶炼金属，该说法错误。
C.二氧化碳循环过程中，光合作用、动植物呼吸作用等都属于化学变化，并非只发生物理变化，该说法错误。
D.金刚石和都由碳元素组成，属于碳的同素异形体，二者的碳原子排列方式不同，该说法正确。
专项练习
【练1】下列关于探究二氧化碳性质的实验说法正确的是
A．A实验只能证明二氧化碳的物理性质
B．B实验中只观察到试管内石灰水变浑浊
C．C实验中紫色石蕊溶液变红，证明试管内溶液呈酸性与二氧化碳有关
D．D实验既能证明二氧化碳易溶于水，又能证明二氧化碳极易与水反应
【答案】C
【详解】A．实验蜡烛由下至上熄灭，既证明密度大于空气（物理性质），也证明不可燃、不助燃（化学性质），并非只能证明物理性质，错误。
B．实验中与澄清石灰水反应，除观察到石灰水变浑浊，还会因试管内压强减小，出现试管内液面上升的现象，错误。
C．紫色石蕊遇酸性溶液变红，和水反应生成，使溶液呈酸性，可证明溶液酸性与有关，正确。
D．实验塑料瓶变瘪只能证明能溶于水，且无法证明与水发生化学反应，错误。
【练2】兴趣小组利用废旧塑料瓶、蜡烛等设计了如图装置来验证的相关性质，塑料瓶内壁上贴有纸花，其中a处是湿润的紫色石蕊纸花，b处是干燥的紫色石蕊纸花。下列说法正确的是
A．观察到从高处到低处的蜡烛依次熄灭B．通过对比，可证明能使石蕊变红
C．实验观察到澄清的石灰水变浑浊D．该实验只能验证的化学性质
【答案】C
【详解】A.二氧化碳密度大于空气，不可燃也不支持燃烧，观察到低处蜡烛先熄灭、高处蜡烛后熄灭，故A错误。
B. a处湿润石蕊纸花变红、b处干燥石蕊纸花不变红，证明是二氧化碳与水反应生成的碳酸使石蕊变红，不是二氧化碳本身使石蕊变红，故B错误。
C. 二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，因此观察到澄清石灰水变浑浊，故C正确。
D. 蜡烛从低到高熄灭可验证二氧化碳密度比空气大的物理性质，并非只能验证化学性质，故D错误。
【练3】下列有关一氧化碳和二氧化碳的说法正确的是
A．一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性
B．一氧化碳和二氧化碳均能使氧化铜还原为铜
C．在一定条件下二氧化碳和一氧化碳可以相互转化
D．一氧化碳和二氧化碳都是大气污染物
【答案】C
【详解】A、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，错误；
B、二氧化碳不具有还原性，错误；
C、二氧化碳和碳高温反应生成一氧化碳，一氧化碳点燃或者高温与氧化铁等反应可以生成二氧化碳，正确；
D、二氧化碳无毒，不属于污染物，错误。
【练4】下列有关碳和碳的氧化物说法正确的是
A．金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成
B．CO和CO2组成元素相同，化学性质相似
C．CO2通入紫色石蕊溶液，溶液变红，说明CO2显酸性
D．碳常温下化学性质稳定，可用于书写档案
【答案】D
【详解】A.金刚石、石墨由碳原子直接构成，但 是由 分子构成的，描述错误。
B.和的分子构成不同（1个分子比1个分子多1个氧原子），因此化学性质差异很大，描述错误。
C.通入紫色石蕊溶液后变红，是因为和水反应生成了，是显酸性使石蕊变色，不是本身显酸性，描述错误。
D.碳单质常温下化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，因此用碳素墨水书写的档案可以长期保存，描述正确。
【练5】利用气压的变化是完成实验的重要手段，如图实验装置气密性均良好。下列说法正确的是
A．图①红磷燃烧过程中装置漏气，则测得空气中氧气的体积分数偏小
B．图②证明CO2可与H2O反应生成H2CO3
C．图③滴入稀盐酸后，气球胀大，说明盐酸和氢氧化钠发生中和反应放热
D．图④右侧试管中产生沉淀，说明通入的二氧化碳与氢氧化钙发生了反应
【答案】A
【详解】A.红磷燃烧测定空气中氧气体积分数的实验中，若装置漏气，冷却至室温时外界空气会进入集气瓶，瓶内压强差偏小，倒吸入集气瓶的水的体积偏小，最终测得氧气的体积分数偏小，该说法正确。
B.图②中塑料瓶变瘪，只能说明二氧化碳溶于水或者与水反应，使瓶内压强减小，无法证明生成了碳酸，要证明生成碳酸需借助紫色石蕊溶液等检验酸性物质，该说法错误。
C.氢氧化钠固体溶于水本身会放出大量热，也可使瓶内气体受热膨胀、气球胀大，不能证明气球胀大是盐酸和氢氧化钠中和反应放热导致，该说法错误。
D.通入二氧化碳，左侧硫酸铜溶液会被气压压入右侧试管，硫酸铜和氢氧化钙反应也会生成沉淀，无法证明沉淀是二氧化碳与氢氧化钙反应生成的，该说法错误。
【练6】科学思维是化学核心素养的重要组成部分。下列说法错误的是
A．归纳：分子、原子、离子都是构成物质的微观粒子
B．比较：水和过氧化氢的分子构成不同，故两者的化学性质不同
C．推理：点燃氢气前需要检验其纯度，故点燃可燃性气体前均需检验纯度
D．分析：将二氧化碳通入紫色石蕊溶液后溶液变红，原因是二氧化碳显酸性
【答案】D
【详解】A. 构成物质的三类常见微观粒子就是分子、原子、离子，例如水由分子构成、铁由原子构成、氯化钠由和构成，说法正确。
B. 由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，水的化学式为，过氧化氢的化学式为，二者分子结构不同，因此化学性质不同，说法正确。
C. 可燃性气体和空气混合后点燃有爆炸风险，因此点燃所有可燃性气体前都需要验纯，氢气属于可燃性气体，该类推逻辑成立，说法正确。
D. 二氧化碳本身不显酸性，通入石蕊溶液后变红是因为和水反应生成了，是的酸性使石蕊变色，说法错误。
【练7】化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧自救器”的实践活动。如图为供氧自救器的工作原理，其中甲和乙组成制氧机部分，丙为清洁箱。呼吸时只用嘴呼吸，使气体在“制氧机→人体→清洁箱→制氧机”间循环。下列说法不正确的是
A．丙中氢氧化钙为吸收剂
B．反应一段时间后二氧化锰的质量变小
C．乙中的水可观察氧气输出的速率
D．关闭开关，可使制氧室中的反应逐渐停止
【答案】B
【详解】A.氢氧化钙能与反应生成碳酸钙和水，可作为吸收剂，正确。
B.二氧化锰是过氧化氢分解制氧气的催化剂，催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不改变，因此反应一段时间后二氧化锰质量不会变小，错误。
C.氧气通入乙中的水时会产生气泡，通过气泡冒出的快慢可直观观察氧气的输出速率，正确。
D.关闭开关a后，制氧室内生成的氧气使装置内压强增大，将过氧化氢溶液压离多孔隔板，二氧化锰与过氧化氢溶液分离，反应逐渐停止，正确。
【练8】构建知识网络可提高学习效率。如图是有关CO2的知识网络图，以下判断错误的是
A．物质①可用于灭火，物质②可用作补钙剂
B．物质③是最简单的有机物
C．上述网络图中，碳元素共有4种不同的化合价
D．物质①和④都属于空气污染物
【答案】D
【详解】 A．不燃烧也不支持燃烧、密度大于空气，可用于灭火；含有钙元素，可用作补钙剂，正确；
B．是结构组成最简单的有机物，正确；
C．化合物中各元素正负化合价代数和为0，单质中元素化合价为0。各物质中碳元素的化合价分别为：中为-4价，碳单质中为0价，中为+2价，、中为+4价，共4种不同化合价，正确；
D．有毒属于空气污染物，但是空气成分之一，不属于空气污染物，错误。
【练9】碳捕集利用与封存技术是实现“碳中和”的有效方式。湖南积极参与国家CCUS(碳捕集利用与封存)标准体系建设，2026年7月1日起将实施一批新的CCUS国家标准，涵盖捕集、输送、封存等环节。下列说法正确的是
A．二氧化碳是一种空气污染物
B．捕集二氧化碳后可以有效减少酸雨形成
C．自然界消耗二氧化碳的途径有动植物的呼吸作用
D．二氧化碳能用作气体肥料
【答案】D
【详解】A.二氧化碳是空气的正常组成成分，不属于空气污染物。
B.酸雨由二氧化硫、氮氧化物等过量排放导致，二氧化碳过量主要引发温室效应，捕集二氧化碳无法减少酸雨形成。
C.动植物呼吸作用消耗氧气、产生二氧化碳，自然界消耗二氧化碳的主要途径是植物的光合作用。
D.二氧化碳是植物光合作用的原料，适量补充二氧化碳可提升光合效率，因此可用作气体肥料。
【练10】“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的重要循环。下列关于碳、氧循环的认识不正确的是
A．变化观：每个人都在参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”是指碳元素
B．微粒观：植物的光合作用会使自然界中的氧原子总数增多
C．平衡观：碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D．守恒观：碳、氧循环过程中各元素质量守恒
【答案】B
【详解】A.人体通过呼吸作用消耗氧气、释放二氧化碳，参与碳、氧循环，碳循环中的“碳”指代碳元素而非碳单质，表述正确；
B.所有化学反应均遵循质量守恒定律，满足，反应前后原子的种类、数目、质量均不变，即同种原子数目满足，光合作用属于化学变化，氧原子仅在反应物和生成物之间转化，总数不会增多，表述错误；
C.碳、氧循环中，光合作用消耗二氧化碳、产生氧气，呼吸作用、化石燃料燃烧等消耗氧气、产生二氧化碳，可维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定，表述正确；
D.化学变化过程中元素种类、质量均守恒，碳、氧循环的转化均为化学变化，各元素质量守恒，表述正确。
【练11】阅读下面科普短文，回答问题。
“超碳一号”为全球能源格局注入中国变量。2025年12月，全球首台30MW商用超临界二氧化碳（）发电机组“超碳一号”在贵州六盘水成功投运。
“超碳一号”的机组核心采用闭式布雷顿循环，利用钢铁烧结余热，将加压加热至31℃、7.3MPa的临界状态（呈非气非液的特殊状态），形成密度高、黏度小的超临界，进而驱动透平发电。
相较于传统蒸汽机组，该技术优势突出：热电转换综合效率提升85%，设备体积大幅缩减至，单位发电量碳排放强度降低10%以上。同时，实现闭式循环几乎无消耗，年减排量达5万吨以上，真正实现了的资源化利用，为“双碳”目标的推进提供了重要技术支撑。
(1)根据物质的分类，属于________（填“单质”或“化合物”）。
(2)超临界二氧化碳发电时，能量转化形式为：热能转化为________能。
(3)超临界二氧化碳是指二氧化碳在特定条件下形成的一种状态，该特定条件是________。
(4)“超碳一号”实现了闭式循环利用，在一定条件下与反应生成甲醇（）和水，该反应的化学方程式为________。
(5)相较于传统蒸汽机组，超临界二氧化碳发电的优势有________（填一点即可）。
(6)下列关于超临界二氧化碳发电技术的说法中，错误的是________（填字母）。
A．该系统采用闭式循环，二氧化碳可重复利用
B．该技术助力“双碳”目标，体现了的资源化价值
C．超临界二氧化碳的物理性质与普通二氧化碳的物理性质完全一致
【答案】(1)化合物
(2)电
(3)31℃、7.3MPa
(4)
(5)热电转换综合效率提升（或设备体积大幅缩减、单位发电量碳排放强度降低等）
(6)C
【详解】（1）单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，由碳、氧两种元素组成，属于化合物。
（2）该技术利用热能驱动透平发电，最终能量转化形式为热能转化为电能。
（3）直接从题干原文“将加压加热至31℃、7.3MPa的临界状态”提取条件即可。
（4）反应物二氧化碳、氢气，生成物甲醇和水，化学方程式为。
（5）根据材料最后一段，优势有热电转换综合效率提升、设备体积大幅缩减、单位发电量碳排放强度降低等。
（6）A.题干中指出二氧化碳实现闭式循环几乎无消耗，正确；
B.题干最后一段指出实现了资源化利用，为“双碳”目标的推进提供了重要技术支撑，正确；
C.超临界二氧化碳具有密度高、黏度小的特点，且状态为非气非液，和普通二氧化碳的物理性质存在差异，错误。
【练12】阅读下列科普短文，根据文中内容回答问题。
人类每年排放的370亿吨搅乱了全球气候。为此，科学家正在寻找各种方法把多余的从空气中清除。而大自然为我们提供了天然的帮手——海洋，如果适当调节海洋的化学环境，是否能让它吸收更多的并将其封存在海洋中呢？
科学家们研究了多种“海洋二氧化碳去除”技术，如“海洋碱度增强”“直接海洋去除”。“海洋碱度增强”是向海洋中撒入碾碎的碱性物质提高海水的碱度（中和酸的能力），使其将更多溶解的转化为碳酸氢根离子和碳酸根离子，从而进一步从空气中吸收，让它能在水体中保留数千年之久。“直接海洋去除”是通过水泵将海水引入陆上设施中，从中提取并储存。处理过的水再被泵回海洋，使其能够继续吸收空气中的。
目前，“海洋二氧化碳去除”技术的实施上面临诸多挑战。我们既要研究如何清除已经排放的，也要从源头上减少排放。
（选自《环球科学》总301期有删改）
(1)进入海洋中的会与发生化学反应，请写出该反应的化学方程式______。
(2)在海洋中的溶解性除受温度、压强影响外，还受到______的影响。
(3)与生产生活息息相关，下列关于的用途错误的是________（填字母）。
A．冶炼金属B．灭火C．光合作用的原料
【答案】(1)
(2)海水的碱度（或海水酸碱性、海水化学环境）
(3)A
【详解】（1）二氧化碳和水常温下化合生成碳酸，化学方程式略。
（2）根据文中信息，提高海水碱度可促进海洋吸收更多，说明除温度、压强外，海水碱度也会影响在海洋中的溶解性。
（3）二氧化碳没有还原性，不能用于冶炼金属；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧可用于灭火，是光合作用的原料，故选A。
【练13】知识结构化是知识本身的需要，也是解决现实问题的必然要求，同时也是一种学习素养。请你根据二氧化碳的结构化内容，完成以下问题。
(1)二氧化碳由___________组成。
(2)二氧化碳和一氧化碳化学性质有很大的差异性，原因是___________。
(3)二氧化碳可用于灭火，体现了二氧化碳的性质有___________；二氧化碳还可用于___________。
(4)工业制取大量二氧化碳，发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)碳元素和氧元素
(2)分子构成不同
(3) 密度大于空气，不燃烧且不支持燃烧 制汽水、作气体肥料等
(4)
【详解】（1）宏观描述物质的组成用元素，因此二氧化碳由碳、氧两种元素组成。
（2）分子是保持物质化学性质的最小粒子，二氧化碳和一氧化碳的分子结构不同，因此化学性质存在较大差异。
（3）灭火需要二氧化碳可覆盖在可燃物表面隔绝氧气，对应其密度大于空气，且自身不燃烧、不支持燃烧的性质；其用途由性质决定，例如制碳酸饮料等。
（4）工业上通过高温煅烧石灰石（主要成分为碳酸钙）制取大量二氧化碳，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，。
【练14】化学实践小组利用以下实验装置完成部分气体的相关实验，请你参与。
(1)用装置B制取，关闭弹簧夹，反应停止后，液面应位于________（填“1”“2”或“3”）处。含碳酸钙80%的石灰石12.5g与146g稀盐酸恰好完全反应，最多生成的质量是__________。（写出计算过程）
(2)将纯净干燥的缓缓通入装置C中，玻璃管内纸花始终未变色，塑料瓶内________（现象），可得出的化学性质是________。
(3)高锰酸钾、过氧化氢、过碳酸钠（）都可以作为化学制氧剂，是因为________。
①若用装置A制取，反应的化学方程式为________。
②装置D是某家用供氧器的原理示意图，向反应仓中依次加入过碳酸钠和二氧化锰，迅速产生并从过滤仓的水中逸出，可得出的性质是________。
【答案】(1) 3 解：含碳酸钙80%的石灰石12.5g中碳酸钙的质量为，设最多生成二氧化碳的质量为x。
答：最多生成二氧化碳的质量为4.4g。
(2) 下面的纸花比上面的纸花先变红 二氧化碳能与水反应
(3) 它们均含氧元素 氧气不易溶于水且与水不反应
【详解】（1）B是简易启普发生装置，关闭弹簧夹后，装置内压强增大，将液体压回长颈漏斗，试管内液面下降，低于多孔塑料板（位置2），固液分离反应停止，因此液面位于3处。根据碳酸钙的质量分数和石灰石的质量可求出碳酸钙的质量，根据碳酸钙与二氧化碳的质量比可计算出二氧化碳的质量，详细计算过程可参考答案。
（2）二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，且二氧化碳的密度比空气大，故可以观察到塑料瓶内的下面的纸花比上面的纸花先变红。通过与玻璃管内纸花不变色对比可知二氧化碳能与水反应。
（3）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，要生成氧气，反应物必须含有氧元素。
①装置A是固体加热型发生装置，试管口有棉花，对应高锰酸钾加热制取氧气。
②氧气能从水中逸出后被导出，说明氧气不易溶于水，且不与水发生反应。
【练15】兴趣小组进行跨越时空的“碳”索之旅。
活动一：“碳”寻文物
(1)用墨书写的“秦简”距今两千多年，文字仍清晰可见，说明常温下碳单质的化学性质_____。
活动二：“碳”索燃烧
(2)东汉《说文》：“炭寒月供然火取暖者，不烟不焰……”。说明碳燃烧的现象是_____。
A．发光放热B．产生红色火焰C．生成二氧化碳
(3)分析表格，说明促进含碳燃料充分燃烧的意义：______________。
活动三：“碳”影觅踪
(4)小组同学用如图所示的装置做有关CO2气体的实验。实验中观察到试管内液面上升，紫色石蕊溶液变红。产生上述现象的原因有_____。
A．二氧化碳与水反应 B．二氧化碳与石蕊反应 C．二氧化碳溶解在水中
实验中涉及的反应的化学方程式为_____。
取木炭和赤铜(主要成分是红色的氧化亚铜)的固体混合物16g，按如图装置进行实验：
①实验前先通一会儿氧气，再连接左右装置，打开右侧弹簧夹，进行加热至固体质量不再改变。
②停止加热后继续通氧气到冷却至室温，关闭弹簧夹。
③最终称得左侧试管内黑色固体质量为17g，右侧装置的质量增重2.2g。
已知：
I.左侧装置内相关反应的化学方程式主要为C+O2CO2和2Cu2O+O24CuO，其他反应可忽略不计。
II.实验室常用氢氧化钠溶液吸收CO2气体。
(5)假设杂质不参与反应且不含铜元素不影响实验，请回答下列问题：
①实验前先通一会儿氧气的目的是_____。
②计算16g固体中含碳元素的质量为_____。
③计算左侧试管最终生成的固体中铜元素的质量为_____。
【答案】(1)稳定
(2)A
(3)等质量的碳充分燃烧释放热量更多或燃烧产物没有CO，更环保
(4) AC
(5) 排出装置内的空气，防止空气成分(CO2、H2O等)干扰实验 0.6g 12.8g
【详解】（1）墨的主要成分是碳，常温下碳单质化学性质稳定，不易和其他物质反应，因此能长期保存字迹。
（2）题干说明碳燃烧“不烟不焰”；生成二氧化碳是实验结论，不是燃烧现象；碳燃烧取暖，现象是发光放热。
（3）根据表格数据，相同质量碳完全燃烧放热远大于不完全燃烧，因此充分燃烧可以节约能源，同时避免生成有毒CO，减少污染。
（4）二氧化碳既能溶于水、又能与水反应，两个过程都使试管内气体减少、压强减小，因此水面上升；二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊变红，二氧化碳本身不与石蕊反应，故填：AC。
二氧化碳和水反应生成碳酸，化学方程式略。
（5）①本实验需要通过右侧装置增重测定碳燃烧生成的二氧化碳质量，实验前通氧气可以排出装置内原有空气中的二氧化碳，避免影响实验结果。
②右侧装置增重是生成的质量，碳元素全部转化到中，因此碳元素质量为：。
③反应后固体比反应前增重的质量就是和氧化亚铜反应的氧气质量与原装置中木炭的质量差=17g−16g=1g，根据上述计算信息：木炭的质量=0.6g，即参加反应的氧气质量=1g+0.6g=1.6g，根据化学反应方程式：，反应中参加反应的铜元素和氧气的质量比=，则铜元素质量为。水不能使紫色石蕊变红
CO2不能使紫色石蕊变红
CO2与水反应生成了酸性物质，使紫色石蕊变红
生成的酸性物质不稳定，受热易分解
一氧化碳
二氧化碳
物理性质
色态味
无色、无臭气体
无色、无臭气体
密度
比空气略小
比空气大
水溶性
难溶于水
能溶于水
化学性质
可燃性
2CO+O22CO2
在一般情况下，既不燃烧也不支持燃烧
与某些氧化物反应
CO+CuOCu+CO2
不反应
与水反应
不反应
CO2+H2O==H2CO3
与石灰水反应
不反应
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O
毒性
剧毒
无毒
主要用途
燃料、冶炼金属
灭火、温室肥料、化工原料等
相互转化
2CO+O22CO2 ；C+ CO22CO
1g碳
产物
释放热量/kJ
完全燃烧
CO2
32.8
不完全燃烧
CO
9.2