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胡波化学竞赛题库-碳和碳的化合物

时间:2017-06-30


中学化学竞赛试题资源库——碳和碳的化合物 中学化学竞赛试题资源库——碳和碳的化合物 ——
A组
1.C60 与现代足球 有很相似的结构,它与石墨互为

A 同位素 B 同素异形体 C 同分异构体 D 同系物 2.如图是 1989 年世界环境日主题宣传画《啊!地球 出汗了》 ,这幅宣传画所揭示的全球主要环境问题是 A 酸雨 B 臭氧层空洞 C

温室效应 D 光化学烟雾 3 .能与人体血液中血红蛋白结合的一种有毒气体是 A 氯气 B 氮气 C 一氧化碳 D 甲烷 4.科学家通过 96 年的模拟实验后认为,钻石是在地球的深层形成,然后随着地幔急 剧上升至岩层。钻石形成的条件是 A 高温 B 常温 C 高压 D 常压 5.大理石可以用作墙面、地面和厨房桌面,其主要成份是碳酸钙、食醋不慎滴在大 理石桌面上,会使其失去光泽,变得粗糙,下列能正确解释此现象的是 A 食醋中的水使碳酸钙溶解 B 食醋中的醋酸将碳酸钙氧化 C 食醋中的醋酸与碳酸钙反应并放出大量的二氧化碳气体 D 食醋中的醋酸与碳酸钙发生了复分解反应 6.1985 年,科学家发现了一种新的单质碳形成:碳笼,其中最丰富的是 C60,根据其 结构特点,科学家称之为“足球烯” ,它是一种分子晶体,据此推测下列说法中不正确的 是 A 金刚石、石墨、足球烯都是碳的同素异形体 B 一定条件下,足球烯可发生加成反应 C 石墨、足球烯均可作为高温条件下的润滑材料 D 足球烯在苯中的溶解度比在酒精中的溶解度大 7.在不同反应中既能吸收 CO2,又能参加反应放出 CO2 的是 A KOH B K2CO3 C KHCO3 D Ca(OH)2 8.分别向下列溶液中不断通 CO2 气体最终能产生白色沉淀的是 A Ca(OH)2 B Ca(ClO)2 C CaCl2 D 饱和 Na2CO3 溶液 9.欲迅速除去铝壶底部的水垢又不损坏铝壶的最好的方法是 A 加浓盐酸 B 加冷的浓硫酸 C 加稀硝酸 D 加冷的浓硝酸 10.将二氧化碳通入含有 2mol Ca(OH)2 的石灰水中,生成 1mol CaCO3,则通入的二 氧化碳的物质的量可能是 A 1mol B 2mol C 3mol D 4mol 11.将一定量的二氧化碳通入含有 7.4g Ca(OH)2 的澄清溶液中,最后得到 5.0g 白色沉 淀,则通入的二氧化碳的物质的量可能是 A 0.05mol B 0.10mol C 0.15mol D 1.0mol
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12.10g 含杂质的碳酸钙和足量的盐酸反应,产生标况下 2.24 升 CO2,试推断杂质的 组成是 A 碳酸镁和二氧化硅 B 碳酸镁和碳酸氢钾 C 碳酸钾和二氧化硅 D 碳酸氢钾和二氧化硅 13.由 10g 含有杂质 CaCO3 与足量盐酸反应,产生 0.1mol 二氧化碳,则该杂质可能 是 B K2CO3 与 SiO2 C MgCO3 与 SiO2 D Na2CO3 A KHCO3 14.根据 C(石墨)=C(金刚石)-1.894kJ,可得出的结论是 A 石墨比金刚稳定 B 金刚石比石墨稳定 C 金刚石转变成石墨时,能量升高 D 相同质量的这两种物质分别在氧气中充分燃烧,放出的热量是金刚石多 15.下列说法不正确的是 A 活性炭能吸附某些有毒气体和有色气体 B 金刚石不具有可燃性 C 石墨可作润滑剂和电极 D 金刚石、石墨、活性炭是同一种物质 16.下列四种物质相比较,能肯定纯度最高的是 A 经多次蒸馏精制的酒精 B 含硅元素为 99.9%的多晶硅 C 含磷元素为 100%的磷单质 D 含碳元素为 14.2857%的某种碳酸氢钠 17.助力车以其价低,轻便而加盟城市轻型交通工具的行列,但由于助力车发动机的 构造简单,汽油燃烧得不充分,也带来了严重的空气污染问题。 (1)某环境监测兴趣小组的同学描绘的无锡市市中心地区空气中 CO 含量变化曲线 (横坐标表示北京时间 0 到 24 小时,纵坐标表示 CO 含量,你认为比较符合实际的是

(2)为了解决助力车污染空气的问题,你有何建议? 18.随着工业化程度的提高以及世界范围内的人工采伐使森林面积锐减,导致大气中 CO2 浓度迅速增加;同时生物的新陈代谢也产生大量 CO2。大气中的 CO2 对来自太阳的短 波辐射几乎不吸收,因而地表能受到太阳的辐射而增温;另一方面对从地表射向太空的长 波,特别是红外辐射有强烈的吸收作用,从而阻碍了地球向太空辐射能量。 (1)人们习惯上把大气中以 CO2 为主的气体所产生的效应称为 (选择) ;这种 效应会使 (填空) 。 A 光热效应 B 光气效应 C 温室效应 D 光电效应
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(2)大量采伐森林会使大气中 CO2 浓度增加的原因是 。 (3)为了减缓大气中 CO2 浓度的增加,除了植树造林,主要有效可行的措施还有 ________等。 A 优化能源结构 B 减少地球上的生物,因为它们的新陈代谢要产生大量 CO2 C 对燃料及燃烧进行优化处理 D 将燃油汽车改为燃液化气汽车 E 降低 工业化程度 19.大气二氧化碳不断增多会引起“温室效应” ,致使地球表面气温升高,有些科学 家认为干旱、耕地沙漠化等都与“温室效应”有密切关系,空气中二氧化碳最主要的来源 是 。自然界消耗二氧化碳,最主要有两个方面,分别是________和________。 20.人类目前对煤和石油的过度应用,使空气中的 CO2 浓度增大,导致地球表面温度 升高,形成了温室效应,科学家对 CO2 的增多带来的负面影响较为担忧,于是提出了将 CO2 通过管道输送到海底,这可减缓空气中 CO2 浓度的增加。请你根据 CO2 的性质回答: (1)这样长期下去,将给海洋造成什么样的影响? (2)你认为消除这些影响的最好方法是什么? 21.实验室常用草酸(H2C2O4)和浓硫酸反应(加热)制取 CO: H2C2O4 ?浓硫酸 ( 加热 ) → H2O+CO2↑+CO↑ ??? ? 现进行 CO 的制取和还原氧化铜,并证明 CO 的氧化产物及测定铜的原子量的实验, 有关装置图如下所示:

试回答: (1)若按气流从左到右,每个装置都有用到而且只能用一次,则各仪器之间的连接 顺序为(用字母编号) ; (2)装置 A 中的公液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接导管所的作用是 ; (3)C 装置导管先通入一倒置在水中的漏斗然后点燃的原因是 ;
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(4)如果实验效果达到预想要求的话,E 装置内的现象应为 ;G 装 ; 置的作用为 (5)若测知反应物 CuO 的质量 MCuO 和反应前后 B 管、D 管、E 瓶、G 瓶的质量差 (分别用 MB、MD、MB、MG 表示) ,且已知 CuO 全部参加反应,请将求算 Cu 的原子量 的数据组合和表达式填入下表(不一定填满) : 数据组合 Cu 的原子量的表达式

(6)若去掉 D 装置,则应选用(5)中哪组数据组合求得的铜的原子量较精确? 22.为了证明 CO 具有还原性,有人设计了下列实验:

A B C D E F (1)装置 B 中最适宜的试剂是 ; ; (2)装置 D 中发生反应的化学方程式是 (3)必须用装置 C 吸收除去气体中水蒸气的理由是 ; (4)若根据 F 中石灰水变浑浊的现象也能确认 CO 具有还原性,应在上图中装置 与装置 之间连接下列的哪一种装置? 。

23.在石油化工的加氢操作中,如果氢气中混有 CO 和 CO2 等杂质,会引起催化剂中 毒,因此必须除去。 (1)在常温下,可以用银氨溶液来检测微量的 CO,其原理与银镜反应相似,有银析 出。写出银氨溶液与 CO 反应的化学方程式 (2)工业上常采用甲烷化法除去少量碳的氧化物(CO、CO2) 。其方法是:一定温度 时,在催化剂的作用下,向碳的氧化物中通入氢气,使之转化为甲烷和易于除去的水。写 出 CO 发生甲烷化反应的化学方程式 (3)在上述两个反应中,CO 依次作 、 (多选不得分) 。 A 氧化剂 B 既是氧化剂,又是还原剂 C.还原剂 D 既不是氧化剂,又不是还原剂 24.常温下,两种常见无色无味的气体 A 和 B 组成的混合气体(A 的相对分子质量
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小于 B 的相对分子质量) 。经分析混合气体中总共只含氧和碳两种元素,且不论 A 和 B 以 何种比例混合,氧和碳的质量比总是大于 4/3。 (1)在下表中填出 A 和 B 可能的分子式。 (不一定填满) (1) A 的分子式 B 的分子式 (2) 当氧和碳的质量比等于 2 时, 试确定 A 和 B 的可能组成以及 A 与 B 的物质的量 之比。 25.密闭容器中有 CO 和空气的混合气体 14L,用电火花引燃,经充分反应后总体积 为 VL(假设所有体积均在同温、同压下测定,且空气中 O2 的体积分数以 0.20 计算。计算 结果保留两位小数) 。 (1)若 CO 和 O2 恰好反应,计算原混合气体中 CO 的体积分数(请写出必要过程) 。 (2)若反应后总体积数 V=13 时,则原混合气体可能的组成为(可不填满,也可补 充) 。 第一种情况:V(CO)︰V(O2)=____________; 第二种情况:V(CO)︰V(O2)=____________; 第三种情况:V(CO)︰V(O2)=____________。 (3)反应后总体积数 V 的取值范围是__________________。 (2) (3) (4)

B组
26.目前排放到空气中的二氧化碳逐年增加,对此科学家最担心的是 A 会使空气中的氧含量下降,不足以供给人类呼吸 B 会使地球温度升高,冰川融化,生态失衡 C 会使人体吸进大量二氧化碳,损害健康 D 会使石灰岩大量溶解,破坏自然风光 27.近来查明,二氧化三碳(C3O2)是金星大气层的一种成分。下列有关说法错误的 是 A 二氧化三碳的结构式为:O=C=C=C=O B C3O2、CO、CO2 都是碳的氧化物 C C2O3 和 CO 一样可以燃烧生成 CO2 D C3O2 和 CO2 都是碳酸的酸酐 28.2003 年 2 月 1 日,美国哥伦比亚号航天飞机在空中解体失事,有专家分析认为, 飞机空中解体的最大可能原因是航天飞机机亮底部的石墨瓦在空中脱落,击中机翼。航天 飞机表面覆盖石墨瓦,主要是利用石墨 A 具有导电性、防辐射 B 密度小,减轻机身重量 C 熔点高、化学性质稳定 D 硬度小,有润滑作用 29.CCTV《科技博览》报道,2004 年 3 月中科院首创用 CO2 合成可降解塑料聚二氧 化碳。下列相关说法合理的是 A 聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的 B 聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体
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C 聚二氧化碳塑料与干冰都是纯净物 D 聚二氧化碳塑料的使用会产生白色污染 30.香烟烟雾中含有 CO、CO2、SO2、H2O 等气体,用①无水 CuSO4、②澄清石灰水、 ③红热 CuO、④生石灰、⑤品红溶液、⑥酸性高锰酸钾等药品可将其一一检出,检测时使 用药品的正确顺序(设待检气体为 G)是 A G→①→⑤→②→①→④→③ B G→③→④→②→⑤→⑤→① C G→①→⑤→⑥→②→④→③ D G→②→⑤→①→④→③ 31.近期《美国化学会志》报道,中国科学家以二氧化碳为碳源,金属钠为还原剂, 在 470℃、80MPa 下合成出金刚石,具有深远意义。下列说法不正确的是 A 由二氧化碳合成金刚石是化学变化 B 金刚石是碳的一种同位素 C 钠被氧化最终生成碳酸钠 D 金刚石中只含有非极性共价键 32.将石墨置于熔融的钾或气态的钾中,石墨吸收钾而形成称为钾石墨的物质,其组 成可以是 C8K、C24K、C36K、C48K、C60K。在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨层,但 在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。在钾石墨中,钾元素处于石墨中间,因之 石墨层之间被胀大,层间的距离增加。下列对钾石墨的叙述中,正确的是 A 钾石墨是一类离子化合物 B 钾石墨导电性比石墨强 C 钾石墨与水相遇,不发生任何反应 D 题干所举出的 5 种钾石墨,属于同素异形体 33.据某科学杂志报道,国外有一研究所发现了一种新的球形分子,它的分子式为 ,经测定其中包含 C60、也有 Si60 结构。 C60Si60,它的分子结构好似中国传统工艺品“镂雕” 下列叙述不正确的是 A 该物质有很高的熔点、很大的硬度 B 该物质形成的晶体属分子晶体 D 该物质的相对分子质量为 2400 C 该物质分子中 Si60 被包裹在 C60 里面 34.石墨和金刚石在一定条件下可相互转化:石墨 金刚石-Q。20 世纪 50 年代, 美国通用汽车公司在实验室利用高温、高压(2000℃、20000atm)将石墨转化成金刚石之 后,1989 年,日本科学家用炸药和碳粉“炸出”金刚石的消息引起了人们的广泛关注。他 们将炸药和碳粉混合并用石蜡固化后装入钢制敞口容器,沉入一个直径 9m 深约 5m 的混 凝土水槽内,点火起爆,最后将容器里的水取出静置,可获得直径为 0.002~0.003pm 的超 细金刚石粉。 (1)从勒沙特列原理分析,上述两种制取金刚石的方法之所以都能获得成功的原因 是 A 金刚石比石墨熔点低 B 金刚石的密度大于石墨 C 金刚石硬度很大 D 合成金刚石是吸热反应 (2)炸药爆炸的瞬间,可以产生 400000atm 的超高压和 5000t 的超高温,完全能达到 石墨转化成金刚石的条件,你认为将炸药放在水槽内的最主要原因是 A 形成高压条件 B 吸热降低温度 C 防止碳粉燃烧 D 溶解爆炸产生的气体
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(3)你认为工业上这种超细金刚石粉可以做 A 切削工具涂层 B 研磨剂 C 钻石戒指 D 制造石墨 35.在金刚石晶体内的空间网状结构中含有共价键形成的碳原子环,其中最小的环上 有 个碳原子,任意两个 C-C 键的键角为 。在石墨晶体中,每一层面结构由 无数个正六边形形成,平均每个正六边形所占有的碳原子数为 个。任意两个 C-C mol 共价键。原硅酸根离子 键的键角为 。在二氧化硅晶体中,1mol SiO2 含 SiO44-的结构可表示为 ,二聚硅酸根离子 Si2O7 中只含硅氧键,它的结构可
2-

表示为 。 36.在四碳植物中,二氧化碳直接由空 气进入叶片后其浓度很低。所以四碳植物通 过一种被称为“四碳途径”的过程,使二氧 化碳的浓度大大增加,因而成为“二氧化碳 的泵” 此反应过程发生于四碳植物的叶肉细 。 胞及其内层的维管束鞘细胞,整个过程的循 环途径如右图所示。试回答: (1)图中①过程,已知 1mol 草酸乙酸 分解生成 1mol A 与 lmol CO2,A 是一种含酮基的酸,试写出 A 的结构简式,并写出①的 简单方程式。 (2)②中的参与反应物 B,是最常见的一种高能磷酸化合物,p 是一个磷酸基。B 物 质在反应中,其分子内高能键断开,提供能量。试写出 B 的名称结构、简式及其分解放出 能量的式子。 37.烟道气中主要含有①CO2;②CO;③O2;④N2(其他气体不计) 。为测定各组气 体的含量,且能除去有害气体,有如下图所示的装置(相同的条件下测定各种气体,吸收 剂足量,水蒸气忽略不计) :

用 1,2,3-三羟基苯(

)的碱溶液吸收 O2:

C6H3(OH)3+3KOH→C6H3(OK)3+3H2O 4C6H3(OK)3+O2→(KO)3C6H2-C6H2(OK)3+2H2O 用 Cu2Cl2 的氨水溶液(加少量铜丝防止 Cu2Cl2 被氧化)吸收 CO:
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Cu2Cl2+2CO+2H2O→Cu2Cl2·2CO·2H2O Cu2Cl2·2CO·2H2O+4NH3→2NH4Cl+(NH4)2CO3+2Cu 用 KOH 吸收 CO2:2KOH+CO2=K2CO3+H2O。 (1)吸收并测定四种气体的顺序是 (填写序号) 。 (2)按气流方向测定并吸收第一种气体时,装置的连接从左到右的顺序是________ (填字母) ,装置Ⅳ的作用是 。 , (3)实验中若把 CO2 和 O2 的吸收顺序颠倒,则产生的后果是 O2 和 CO 的吸收顺序能否颠倒,为什么? 。 (4)在测定和吸收 CO2、CO、O2 气体后,剩余气体除 N2 外,还可能含有 , 应用 吸收后,再测定 N2 的体积。 38.某实验小组研究 CO2 浓度对植物生长的影响,做了如下对比实验: ①取二株形态、大小基本相同的同种绿色植物,分别置于甲、乙两只相同的密闭玻璃 容器内。 ②在甲、乙两容器内分别充入 CO2,并使乙容器内 CO2 的浓度为甲容器内的 3 倍。 ③给甲、乙容器充足光照,4 小时后,测得甲容器内 CO2 的含量减少 144mg,乙容器 内 CO2 的含量减少 162 mg。问: (1)乙容器内 CO2 的量比甲容器内 CO2 的量减少得多的原因是什么? (2)从该实验的结果中,你能得到什么有益的启示(举一例有关农业生产的问题) 。 39. 实验室通过以下演示实验验证人体内血液循环的正常变化和 CO 破坏血液运输 O2 和 CO2 的功能。 (已知:人体血液遇 O2 和 CO 均为鲜红色,而遇 CO2 则变为暗红色) 。 ①取新鲜血液 10mL,并迅速注入到事先准备好的 10mL4%的柠檬酸钠溶液中,搅匀 备用。 (柠檬酸钠是一种抗凝血剂) ②取上述备用血液 10mL,通入 CO2 可以看到血液的鲜红色逐渐变为暗红色。 ②将以上变暗红的血液分成三份:一份留作对照样品,一份验证体内血液循环的正常 变化,另一份说明血液运输 O2 和 CO2 的功能。 回答下列问题: (1)叙述验证体内血液循环正常变化的实验过程: (2)叙述验证 CO 破坏血液运输 O2 和 CO2 的功能: (3)本实验中,CO 的制取原理如下: HCOOH ??2?4 → CO+H2O 右图所示为 CO 的制取 ?
浓H SO

及血液吸收气体的装置,实验中将 CO 通入血液时,应将导 管口 打开 与 相连。 停止吸收 CO 时, 关闭 处止水夹, 处止水夹,并且 (填写操作)以防止 CO 污

染空气。 (4)由于血液有一定粘度,使气体不易被吸收,此时可抽出导气管,然后可采取的 方法是 。 40.已知甲酸和浓硫酸共热到 60~80℃可发生脱水反应: HCOOH CO+H2O

实验室用甲酸和浓硫酸混和后制取 CO 时,常不需加热,其具体操作方法如下:在试
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管内倒入一定体积的甲酸,然后再小心沿试管壁倒入等体积的浓硫酸,这时可见试管内液 体分上、下两层,在两层液体的界面处有少量气泡,轻轻振动试管,可见液体交界面气泡 增多,改变振动的力度可控制气泡产生的速率。试回答下列问题。 (1)用该法制 CO 不需加热的原因: 。 (2)以上操作方法可控制反应速率的原因: 。 (3)具支试管(试管侧壁有一支管,如右图所示)在实验室有多种用途, 试只用具支试管、橡皮塞(橡皮塞上最多只能打一个孔) 。玻璃导管及连接和夹 持仪器装配一个用浓硫酸和甲酸的混合液制取 CO 气体, CO 还原氧化铜, 用 并 检验其氧化产物的实验装置。画出该装置示意图(同类仪器最多只有三件,不 必画夹持仪器,但需注明所装的药品) 41.CO2 是燃烧和代谢的终极产物,是地球产生“温室效应”的废气,是不活泼难以 利用的物质。但在化学家眼里是没有废弃物的。作为一种资源,CO2 的储量比天然气、石 油和煤炭的总和还多,开发前景十分诱人。从化学原理上讲 CO2 的利用途径有两条:一是 平价转换,二是降价还原,转化为有机物。 (1)把 CO2 转化为有机物,大自然的杰作使人类叹为观止,它巧妙地利用 CO2 为我 们提供能源。请写出这一变化的配平方程式。 (2)从结构上讲,O=C=O 与 H2C=C=CH2 是等电子体,它启示人们可把 CO2 作 为高分子单体加以利用。化学家已经开发出了许多脂肪碳酸酯类物质。下面的转化就是途 径之一:

从分类角度讲,甲属于 类物质,乙属于 物质(请不要泛指有机物或无机 物,尽量具体点) 。从反应类型上讲,生成甲属于 反应,生成乙属于 反应。 反应。乙作为聚酯材料的突出优点是投放市场后不会引 从本质上讲,它们都属于 起白色污染,因为乙的废弃物在自然界中很容易降解。为什么? (3)CO2 是酸性氧化物,能与一些碱性物质发生反应。CaO+CO2=CaCO3。CO2 在 一定条件下也可以与金属有机物反应,被固定转化为有机物。如: RMgCl+CO2→R-COOMgClR R-COOMgCl+H2O→RCOOH+Mg(OH)Cl 请完成下面的反应,在括号内写上相应物质的结构简式。 -SiH2MgBr+CO2→(
2O ) ?H?→ ( ?



(4)超临界 CO2 是一种超临界流体(介于气态与液态之间的一种流体,密度接近液 体,黏度接近气体,扩散速度比液体大 1000 多倍) ,超临界液体在萃取、色谱分析、重结 晶以及有机反应方面获得广泛应用。超临界 CO2 能溶解很多有机物;若加入表面活性剂可 以溶解聚合物、重油、石蜡、油脂、蛋白质和重金属盐。超临界 CO2 的绿色效益可见一般 你认为超临界 CO2 作为有机物的溶剂或反应的介质,与水比较有哪些优点? (5)中国科学技术大学陈乾旺教授领导的研究组最近在人工合成金刚石研究中取得 重大突破,他们用自制的高压反应釜做实验,以二氧化碳为原料,用金属钠作还原剂,在
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440℃和 800 个大气压的条件下,首次实现了从二氧化碳到金刚石的转变。2003 年 8 月 3 日,陈教授的论文发表在国际权威刊物(美国化学会志)上。 。 ①请写出陈教授合成金刚石的反应方程式: ②根据陈教授的科研成果,试分析研究天然金刚石矿的成因 。 ③如果把陈教授合成金刚石的压力拆除,置于真空状态之下,其他条件都不变,化学 反应的方程式也不会改变你认为,还原的碳会以怎样的结构形式出现? (6)以前,生物学家都认为,地球上所有生态系统离不开阳光,通过光合作用为高 级消费者提供能量源。科学家 1997 年在 2500m 深海底热泉(黑烟囱)处发现了大量生物 群落近年来又在 11000m 深海底发现了无脊椎动物。在这样的深海域水中无光线,不可能 存在光合作用。科学家研究发现,这些生物完全依靠化学自养菌的初级生产力,它们以黑 烟囱喷出的热液中的硫化物 H2S 为能量,利用 CO2 合成了与光合作用没有差别的有机物。 请写出该自养菌合成有机物的化学方程式: 。 42.标准生成热是指某温度下,由处于标准状态的各种元素的最稳定状态的单质生成 标准状态下单位物质的量(1mol)某纯物质的热效应。放热用“-”表示,吸热用“+” 表示。已知碳的三种同素异形体为金刚石、石墨和 C60,它们的密度分别是 3.514、2.266、 1.678g/cm3;标准生成热依次是+1.987、0、+2280kJ/mol。试回答: (1)标准状况下最稳定的碳单质是 ,理由是 ; 温 压(填“高或低”,理由是 ) ; (2)由石墨转化成金刚石的条件是 (3)由石墨转化成 C60 的条件是 温 压(填“高或低”,理由是 ) ; (4)能够溶于有机溶剂的碳单质是 ,理由是 ; ,理由是 ;在 (5)在死火山口常能发现的碳单质是 星际空间可望发现的碳单质是 ,理由是 。 43.某校课外环保监测小组对采集气体样品中所含污染气 CO 的浓度进行测定,其方 法与步骤如下: ①首先使采集的气体样品 2.00L 缓缓通过含 I2O5 的加热管,发生反应: CO+I2O5→CO2+I2 I2 升华,并用过量的浓度为 0.00500 mol/L 的 Na2S2O3 溶液 30.0mL 完全吸 ②将产生的 2 2 收,此时发生反应:I2+S2O3 -→2I-+S4O6 -; ③向②的溶液中加 4 滴淀粉溶液作指示剂, 用浓度为 0.0100 mol/L 的 I2 水滴定, 耗去 5.00mL 时溶液恰好变色。 试回答: (1)操作③中滴定终点溶液由 色变为 色,在用 I2 水滴定操作读数时, 若滴定前仰视,将会导致所测 CO 浓度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”。 、 ) mol。 (2)步骤①中由 CO 与 I2O5 反应生成 I2 的物质的量为 mg/L。 (3)该气体样品中 CO 的浓度为 44. 12.0g 含 2 种化合物 (由常见元素组成) 的近白色固体溶于过量盐酸, 释放出 2.94L 气体 (标准状态) 气体密度为同温度下空气密度的 1.52 倍; , 剩余的不溶性残渣含氧 53.2%, 既不溶于酸又不溶于稀碱溶液。通过计算分别写出 2 种化学物质的化学式。 C组
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45.市场上出现过一种一氧化碳检测器,其外观像一张塑料信用卡,正中有一个直径 不到 2cm 的小窗口,露出橙红色固态物质。若发现橙红色转为黑色而在短时间内不复原, 表明室内一氧化碳浓度超标,有中毒危险。一氧化碳不超标时,橙红色虽也会变黑却能很 快复原。 已知检测器的化学成分: 亲水性的硅胶、氯化钙、固体酸 H8[Si(Mo2O7)6]·28H2O、 CuCl2·2H2O 和 PdCl2·2H2O(注:橙红色为复合色,不必细究) 。 (1)CO 与 PdCl2·2H2O 的反应方程式为: 。 。 (2)题(1)的产物之一与 CuCl2·2H2O 反应而复原,化学方程式为: (3)题(2)的产物之一复原的反应方程式为: 。 46.石墨和金刚石都是碳的同素异形体,下表列出了石墨和金刚石晶体的有关资料。 物质名称 晶体结构 键长/m 熔点/℃ 密度/(g/cm )
3

石墨 层状结构、层内为正 六边形平面网状结构 1.42×10 2.25
-10

金刚石 正四面体型的 空间网状结构 1.55×10 3550 3.51
-10

3652~3697

在一定条件下,石墨可以转变成金刚石:C(石墨)=C(金刚石)-0.188kJ 试分析回答: (1)石墨和金刚石何者更稳定?为什么? (2)石墨转变为金刚石所需的基本反应条件有哪些?为什么? 47.碳酸钙是自然界中分布最广的一种碳酸盐,碳酸钙难溶于水,但能溶于 CO2 的水 溶液中。碳酸钙矿床的地下水流出地面后,由于压强减小而放出 CO2,年深日久可形成石 - - 笋或钟乳石。25℃时,大气中的 CO2 分压约为 PCO2=3×10 4≈10 3.54 atm。已知: - K0=10 1.47 CO2(g)+H2O=H2CO3 + - - H2CO3 H +HCO3 K1=10 6.4 pK2=10.3 -8.3 2+ 2- CaCO3(s) Ca +CO3 Ksp=10 (1)写出石灰岩地区形成钟乳石的化学方程式。 - (2)试计算雨水的 pH 及 CO32 浓度。若测得某时某地雨水的 pH 为 5.4,试分析产生 此结果的两种可能的原因。 - (3)石灰岩地区的地下水流入河水,设河水 pH=7,在 25℃、PCO2=10 3.54 atm 下, + 当达到平衡时,Ca2 浓度是多少? (4)已知:298K 时: SrCO3(s) ΔH f/(kJ/mol) Sθ/(J·K·mol )
-1 θ

SrO(s) -592.0 54.4

CO2(g) -393 214

-1 220 97.1

①计算 SrCO3(s)的分解温度。 ②试推断 CaCO3、SrCO3、BaCO3 分解温度的高低顺序。 (5)试述 NaHCO3 比 Na2CO3 溶解度小的原因。

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参考答案
1 B 2 C 3 C 4 A、C 5 D 6 C 7 B 8 D 9 D 10 A、C 11 A、C 12 A 13 A、C 14 A、D 15 B、D 16 B 17 (1)C (2)为了使汽油燃烧充分,可以改进助力车发动机的结构,提高燃料的燃烧效率;控 制行驶的助力车的数量 18 (1)C 全球变暧 (2)植物光合作用吸收的 CO2 量减少了 (3)A、D 19 含碳元素的物质的燃烧 光合作用 水体对二氧化碳的溶解 20 (1)据影响气体的溶解度的因素可知,CO2 在海底的溶解度将大大增加,且可以液体 + 的形式存在, 这时, 2 和水将发生如下变化: 2+H2O CO CO H2CO3 H +HCO3 - 。据平衡移动原理,CO2 的溶解度增大,与水发生反应的程度会增大,生成的碳酸增 多,电离程度增大,即整个平衡向右移动,所以海水的酸性也将大大增强,这将破坏 海洋的生态系统,带来不堪设想的后果。 (2)减少对煤和石油产品的用量,开发新能源,大量种植绿色植物。 21 (1)a-ij-gh-fe-bc-kl-d (2)使漏斗中与烧瓶中的压强相等,以便使漏斗中 的液体能顺利下滴 (3)使点燃气体的操作更加安全 (4)无沉淀产生 除去二氧 化碳并证明 CO 的氧化产物 (5) 数据组合 Cu 的原子量的表达式 McuO 与 MG (6)McuO 与 MB 22 (1)饱和碳酸氢钠溶液 (2)C+CO2=2CO (3)水蒸气进入 D 中,在高温下能 跟碳反应生成 H2,H2 也能使 CuO 还原,这样就不能证明 CO 是否具有还原性 (4) D E ④ 23 (1)CO+2[Ag(NH3)2]OH=(NH4)2CO3+3NH3+2Ag↓+H2O (2)CO+3H2 ?催化剂、一定温度 → CH4+H2O ???? ? (3)C A
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McuO 与 MB

24 (1) A 的分子式 CO (2) CO (3) O2 (4)

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

O2 CO2 CO2 B 的分子式 (2)由于 4/3<2<8/3,可知这时 A 和 B 有两种组成:①当 A 为 CO,B 为 O2 时: n(CO)/n(O2)=4;②当 A 为 CO,B 为 CO2 时:n(CO)/n(CO2)=1 (1)0.29 (2)9∶1(CO 剩余) 1∶1.2(原空气中 O2 剩余) (3)12≤V<14 B D C A C B AB A、C (1)B、D (2)C (3)A、B 109°28’ 2 120° 4

35 6

36 (1)A 为丙酮酸,结构简式为 CH3-CO-COOH ①的化学方程式为:
4 ? HOOC-CH2-CO-COOH ?? ? ? ? ? → CH3-CO-COOH+CO2 (2)B 为 ATP,即三磷酸腺苷 其结构简式可写为 A—P~P~P

四碳途径,C ?酸运转

37

38

39

40

水解提供能量的方程式可为 ATP ?? ? → ADP+Pi+能量(ADP 为二磷酸腺苷) ? (1)①③②④ (2)e、c、d、b、a、f;收集并量取从装置Ⅰ中排出水的体积,从而测定被吸收的气 体体积。 (3)在吸收 O2 的同时也吸收了 CO2;不能,因为 Cu2Cl2 具有还原性,在吸收 CO 的 同时,Cu2Cl2 被 O2 氧化而吸收 O2,使结果产生误差。 (4)NH3;浓硫酸。 (1)由于植物在光照下,光合作用和呼吸作用并存,故这一过程可视为可逆反应。根 据化学平衡原理,不难判断,增大 CO2 的浓度,可使平衡向正反应方向移动,因而增 加了 CO2 的消耗量,这一理论分析与实验小组的实验结果是相吻合的。 (2)由上述实验结果知,增大 CO2 的浓度,可促进光合作用的进行,提高葡萄糖的产 量(即提高农作物的产量) 。若将其应用到农业生产上,例如在塑料大棚中充入一定量 的 CO2,就有可能使作物取得良好的增产效果。 (1)向血液中通氧气变鲜红色,再通 CO2 变暗红色。 (2)向血液中通 CO 变鲜红色,再通 CO2 或 O2 颜色不会变化。 (3)bcba 点燃 (4)堵住管口,上下颠倒,使气体与血液充分混合接触。 (1)甲酸和浓硫酸混合时,可产生大量的热,使反应液温度达到反应所需的温度。 (2)由于甲酸和浓硫酸密度不同所以甲酸在上层,浓硫酸在下层,反应在两液体的界 面发生,振动试管可使两反应物相互混合、溶解,增大反应物相互间的接触面而加快 反应速率。 (3)实验装置中选用其它仪器(如酒精灯等)或所用同类仪器超过三件的均不给分。
水解(酶)

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装置基本合理,但局部有绘制错误的可酌情扣分,画出其它合理装置的参照给分。

41 (1)6xCO2+5xH2O→(C6H10O5)x+5xO2 (2)酯,高聚酯,缩聚,非氧化还原反应。酯类物质在自然界中易被水解或易被微生 物降解。 -SiH2COOMgBr -SiH2COOH (3) (4)可以在较低温度下溶解有机物,而不破坏有机物的结构。产物与溶剂易于分离, 使溶剂不会残留在产物中。 (5)①4Na+CO2→C+2Na2O 或 4Na+3CO2→C+2Na2CO3 ②高温高压下,在有较强还原剂存在的环境下,碳酸盐被还原生成碳,生成的碳转为 原子晶体碳,石墨转为金刚石。 ③压强减小,碳以球形分子形式存在。 (6)6xCO2+5xH2S→(C6H10O5)x+5xS+3xO2 42 (1)最稳定单质为石墨。因为石墨的标准生成热为零,根据标准生成热的定义可得 (2)石墨转化成金刚石要高温高压。因金刚石的密度大于石墨的密度,高压有利于转 化;又因金刚石的标准生成热为正,石墨转化成金刚石要吸热,高温有利 (3)石墨转化成 C60 要高温低压。因石墨转化成 C60 要吸热,高温有利;又因 C60 密 度小于石墨的密度,低压有利 (4)能溶于有机试剂的是 C60,原因是 C60 是分子晶体 (5)在死火山口常能发现金刚石,因为火山口温度高,岩浆喷射时压强大,地壳中的 石墨随岩浆喷出时易转化成金刚石;某些星际空间温度高,同时大气层稀薄,即压强 低,有利于 C60 的生成。 - 43 (1)无 蓝 偏高 (2)2.50×10 5mol (3)1.75mg/L 44 MgCO3,SiO2 45 (1)化学方程式 CO+PdCl2·2H2O=CO2+Pd+2HCl+H2O (2)化学方程式 Pd+2CuCl2·2H2O=PdCl2·2H2O+2CuCl+2H2O (3)化学方程式 4CuCl+4HCl+6H2O+O2=4CuCl2·2H2O 46 (1)根据题中所给的热化学方程式可知:1mol 石墨的能量比 1mol 金刚石的能量低 0.188kJ。因为石墨能量低,故石墨比金刚石更稳定。或者根据表中数据,石墨中 C- C 键长小于金刚石中 C-C 键长,键长小则键能大,故石墨中 C-C 键更稳定,含稳定 化学键的物质较稳定。 (2)由于石墨变金刚石是吸热反应,因此该反应适宜采用高温条件;另外,从表中查 得石墨密度小于金刚石密度,层状结构较疏松,故适宜采用高压条件获得结构紧密的 金刚石。 47 (1)Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 (2)因为 Ka1 Ka2,所以可忽略 HCO3-的第二步电离。所以[H+]=[HCO3-] 6 所以[H+]= =2.012×10- ,所以 pH=5.70
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[CO32-]=

=5.012×10

-11

雨水中溶解了 SO2、NO2 等酸性气体。 -4 -1.47 -5 (3)[H2CO3]=P·K0=3×10 ×10 =1.016 5×10 [CO32-]=
2 所以[Ca +]=

=2.028 4×10 =0.247mol/L SrO+CO2↑

-8

(4)①SrCO3 T=

=235kJ/mol

=171.3J/mol·K

=1 371.86K

②因为半径增大,极化能力减小,而极化能力强的,易分解; 所以 CaCO3、SrCO3、BaCO3 依次增大,或从离子匹配的角度、晶格能的大小解释。 - (5)因为 NaHCO3 中 HCO3 能发生双聚或多聚 ,与水的作用比 CO3 弱,所以使 NaHCO3 溶解度减小。
2-

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化学竞赛辅导20--碳水化合物

(转化过程不涉 手性碳化学键的断裂) 如 : D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛 这样, 通过与标准物质的反应联系, 一系列化合物的相对构型也就可确定了。 确定...