（课标Ⅲ）2020版高考化学一轮复习 专题七 碳、硅及其化合物 无机非金属材料课件

专题七碳、硅及其化合物无机非金属材料高考化学(课标Ⅲ)A组课标Ⅲ卷区题组五年高考考点一碳及其化合物考点二硅及其化合物无机非金属材料1.(2012课标,8,6分)下列说法中正确的是 ()A.医用酒精的浓度通常为95%B.单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料C.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物D.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料答案BA中医用酒精的浓度通常为75%;C中油脂不属于高分子化合物;D中合成纤维属于有机高分子材料。2.(2015课标Ⅱ,7,6分)食品干燥剂应无毒、无味、无腐蚀性及环境友好。下列说法 的是 ()A.硅胶可用作食品干燥剂B.P2O5不可用作食品干燥剂C.六水氯化钙可用作食品干燥剂D.加工后具有吸水性的植物纤维可用作食品干燥剂错误答案CCaCl2·6H2O为结晶水合物,不能继续吸水,故不可用作食品干燥剂,C项错误;硅胶、加工后具有吸水性的植物纤维均具有一定的吸水性,可用作食品干燥剂,A、D项正确;P2O5吸水生成的磷酸有一定的毒性,故不可用作食品干燥剂,B项正确。审题技巧抓住题干中的关键词“无毒、无味、无腐蚀性”来作答。知识拓展物质能否作食品干燥剂主要考虑其安全性和吸水性。对食品会造成污染或本身有毒的物质不可以用作食品干燥剂。B组课标Ⅰ、课标Ⅱ、自主命题·省(区、市)卷题组考点一碳及其化合物1.(2018江苏单科,1,2分)CO2是自然界碳循环中的重要物质。下列过程会引起大气中CO2含量上升的是 ()A.光合作用B.自然降雨C.化石燃料的燃烧D.碳酸盐的沉积答案C本题考查CO2排放对环境影响的相关知识。A项,光合作用会吸收CO2放出O2;B项,自然降雨对大气中的CO2含量影响不大;D项,碳酸盐的沉积对大气中的CO2含量影响不大。知识拓展植物的光合作用吸收CO2,植物的呼吸作用会释放CO2。2.(2016四川理综,2,6分)根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是 ()选项实验操作现象结论A将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊该溶液中一定含有C B常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中铁片不溶解常温下,铁与浓硫酸一定没有发生化学反应C向某食盐溶液中滴加淀粉溶液溶液颜色不变该食盐中一定没有添加KIO3D向苯酚钠溶液中滴加乙酸溶液溶液变浑浊相同条件下,乙酸的酸性一定比苯酚强23O答案DA项,气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,该气体可能是CO2或SO2,则原溶液中可能含有C 或HC 或S 或HS ,故错误;B项,常温下,铁片遇浓硫酸发生钝化,是化学变化,故错误;C项,淀粉溶液遇碘单质变蓝,而遇KIO3不变蓝,则溶液不变色只能证明该食盐中不含碘单质,不能证明该食盐中一定没有添加KIO3,故错误;D项,溶液变浑浊说明有苯酚生成,可证明酸性:乙酸苯酚,故正确。23O3O23O3O3.(2015江苏单科,4,2分)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是 ()A.元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B.Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)r(Mg)C.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性D.该反应中化学能全部转化为热能答案CA项,C的单质还有C60、C70等多种同素异形体;B项,Mg2+、Mg质子数相同,而电子数不同,电子数越多,半径越大,故r(Mg2+)r(Mg);D项,该反应的化学能还转化为光能等其他能量。4.(2019江苏单科,20,14分)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。(1)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化如图1。 图1①写出400~600℃范围内分解反应的化学方程式:。②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是。(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如图2。 图2①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式:。②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是。(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ·mol-1反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.5kJ·mol-1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图3。其中:CH3OCH3的选择性= ×100% 3322CHHCOOC的物质的量反应的的物质的量图3①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是。②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有。答案(14分)(1)①CaC2O4 CaCO3+CO↑②CaC2O4·H2O热分解放出更多的气体,制得的CaO更加疏松多孔(2)①CO2+H++2e- HCOO-或CO2+HC +2e- HCOO-+C ②阳极产生O2,pH减小,HC 浓度降低;K+部分迁移至阴极区(3)①反应Ⅰ的ΔH0,反应Ⅱ的ΔH0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升,使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降,且上升幅度超过下降幅度②增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂3O23O3O解析本题涉及的知识点有热重实验、电解原理的应用、化学平衡移动等,通过分析图像,做出合理解释,考查了学生分析和解决化学问题的能力,体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养,以及创新思维和创新意识的价值观念。(1)①根据图中质量变化可知,CaC2O4·H2O分解产生的气态产物依次为H2O(g)、CO、CO2,固体分解过程为CaC2O4·H2O→CaC2O4→CaCO3→CaO。②CaO捕集CO2的性能与CaO与CO2气体的接触面积有关,CaC2O4·H2O分解产生的气体更多,使生成的CaO更加疏松多孔,捕集性能更好。(2)①CO2、HCOO-中碳元素化合价分别为+4、+2价,阴极电极反应式为CO2+2e-+H+ HCOO-。②阳极区生成O2:4OH--4e- O2↑+2H2O(或2H2O-4e- O2↑+4H+),溶液pH减小,HC 与H+反应生成CO2逸出,K+部分通过阳离子交换膜移向阴极区,故阳极区KHCO3溶液浓度降低。(3)①从反应特点看,反应Ⅰ是吸热反应、反应Ⅱ是放热反应,温度升高,CH3OCH3的选择性急剧下降,大于300℃时CO2平衡转化率上升,说明升高温度,反应Ⅰ中CO2的转化率上升幅度超过反应Ⅱ中CO2的转化率降低幅度。3O②反应Ⅱ是气体分子数减小的反应,可以增大压强使平衡向右移动;从影响反应速率的角度考虑,反应时间不变的条件下,可使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂。5.(2018天津理综,10,14分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为(写离子符号);若所得溶液c(HC )∶c(C )=2∶1,溶液pH=。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:3O23O化学键C—HC OH—HC← O(CO)键能/kJ·mol-14137454361075则该反应的ΔH=。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是(填“A”或“B”)。②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900℃的原因是。 图1(3)O2辅助的Al-CO2电池工作原理如图2所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 图2电池的负极反应式:。电池的正极反应式:6O2+6e- 6 6CO2+6  3C2 +6O2反应过程中O2的作用是。2O2O24O该电池的总反应式:。答案(14分)(1)C 10(2)①+120kJ·mol-1B②900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低(3)Al-3e- Al3+(或2Al-6e- 2Al3+)催化剂2Al+6CO2 Al2(C2O4)323O解析(1)NaOH溶液吸收CO2后所得溶液pH=13,CO2主要转化为C ;由H2CO3的二级电离平衡常数知,当溶液中c(HC )∶c(C )=2∶1时,K2= = =5×10-11,故c(H+)=1×10-10mol·L-1,则溶液pH=10。(2)①由已知键能数据知,反应的ΔH=4×413kJ·mol-1+2×745kJ·mol-1-(2×1075kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1)=+120kJ·mol-1;已知正反应是气体分子数增大的吸热反应,A(恒容)与B(恒压,容积可变)相比,B中压强小于A,减压平衡正向移动,则B容器中反应达到平衡后吸收的热量较多。②观察图像知,900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低,故此反应优选温度为900℃。(3)观察原电池工作原理图知,铝电极作负极,多孔碳电极作正极,故负极反应式为Al-3e- Al3+;正极反应式为6O2+6e- 6 、6CO2+6  3C2 +6O2,由此可知反应过程中O2的作用是催化剂;电池总反应式为2Al+6CO2 Al2(C2O4)3。23O3O23O233(H)(CO)(HCO)ccc(H)2c2O2O24O易混易错恒容容器是指容积不变的容器,气体的量发生变化时压强发生改变;恒压容器是指压强不变的容器,气体的量发生变化时容器容积发生改变。6.(2015北京理综,27,14分)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HC 占95%。写出CO2溶于水产生HC 的方程式:。(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。 ①写出钙化作用的离子方程式:。②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:+ (CH2O)x+x18O2+xH2O3O3O(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法:①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。 ②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol·L-1HCl溶液滴定,消耗ymLHCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度=mol·L-1。(4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。 ①结合方程式简述提取CO2的原理:。②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是。答案(14分)(1)CO2+H2O H2CO3、H2CO3 H++HC (2)①2HC +Ca2+ CaCO3↓+CO2↑+H2O②xCO22x O(3)① ② (4)①a室:2H2O-4e- 4H++O2↑,H+通过阳离子膜进入b室,发生反应:H++HC  CO2↑+H2O②c室的反应:2H2O+2e- 2OH-+H2↑,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH3O3O182Hxyz3O解析(3)①向盛有海水的装置中通入N2应长进短出,酸化海水应用难挥发的H2SO