（课标Ⅱ）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Ⅱ专用)考点一碳及其化合物五年高考A组课标Ⅱ卷区题组1.(2014课标Ⅱ,7,6分)下列过程没有发生化学反应的是 ()A.用活性炭去除冰箱中的异味B.用热碱水清除炊具上残留的油污C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装答案AA项,用活性炭去除冰箱中的异味利用了吸附原理,没有发生化学反应;B项,热碱水使得油脂发生水解反应而变得易被清除;C项,KMnO4能吸收成熟水果释放的乙烯,从而达到保鲜水果的目的;D项,硅胶起干燥作用,而铁粉是脱氧剂,会与O2发生化学反应。关联知识热碱水去油污涉及油污在碱性条件下的水解反应;高锰酸钾可与乙烯发生氧化还原反应;铁粉具有还原性,可以与氧气反应。拓展延伸除去甲烷气体中的乙烯气体不能用酸性高锰酸钾溶液。考点二硅及其化合物无机非金属材料2.(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中医用酒精是体积分数为75%的酒精溶液;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。3.(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。下列说法错误的是 ()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。思路分析干燥剂能除去潮湿物质中的部分或全部水分,一般具有较强的吸水性。知识拓展常用的酸性干燥剂:浓硫酸、P2O5;中性干燥剂:无水氯化钙;碱性干燥剂:碱石灰。4.(2017课标Ⅱ,26,14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示: 回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是,还可使用代替硝酸。(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为。(3)加氨水过程中加热的目的是。沉淀B的主要成分为、(写化学式)。(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为:Mn +H++H2C2O4 Mn2++CO2+H2O。实验中称取0.400g水泥样品,滴定时4O消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为。答案(1)将样品中可能存在的Fe2+氧化为Fe3+H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2+4HF SiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HF SiF4↑+3H2O)(3)防止胶体生成,易沉淀分离Al(OH)3Fe(OH)3(4)45.0%解析(1)水泥样品中可能含有Fe2+,酸溶时加入几滴硝酸可将Fe2+氧化为Fe3+;将Fe2+氧化为Fe3+的氧化剂还可以选择H2O2,该氧化剂的还原产物为H2O,不会引入其他杂质。(2)SiO2不溶于盐酸、硝酸等强酸,但可溶于氢氟酸。(3)Fe3+、Al3+在沉淀的过程中容易形成胶体而无法沉淀分离,采取加热的方法可加速微粒凝聚形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,从而易于分离;pH为4~5时Al3+、Fe3+可完全沉淀,而Mg2+、Ca2+不沉淀,故沉淀B的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3。(4)配平方程式可得对应关系式:2KMnO4~5H2C2O4~5CaC2O4~5Ca2+2mol5×40g0.0500×36.00×10-3molm(Ca2+)m(Ca2+)=0.180g故ω(Ca2+)= ×100%=45.0%。0.180g0.400gB组课标Ⅰ、课标Ⅲ、自主命题·省(区、市)卷题组考点一碳及其化合物1.(2016江苏单科,1,2分)大气中CO2含量的增加会加剧“温室效应”。下列活动会导致大气中CO2含量增加的是 ()A.燃烧煤炭供热B.利用风力发电C.增加植被面积D.节约用水用电答案A煤炭燃烧供热时会产生CO2,会加剧“温室效应”。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.(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。4.(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—HCO(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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。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+