Question

【題目】碳家族是是化學世界里最大的家族，一直受到人們關注。

(1)甲烷(CH4)— 最簡單的含碳化合物。

①化學家在較低的溫度和壓力下，用甲烷等為原料制成了金剛石薄膜，該變化屬于_____(填“物理變化”或‘化學變化”)。

②已知在相同條件下，相同體積的氣體所含的分子數目相同，CO、CH4燃燒的化學方程式分別為：2CO+O22CO2；CH4+2O2CO2+2H2O。據此分析，在相同條件下，分別燃燒1米3的CO和1米3的CH4，消耗氧氣的質量比是________________。

③常溫常壓時，由甲烷和另兩種氣體組成的混合物中，碳元素的質量分數為80%，則另兩種氣體可能是__________(填字母序號)。

A．H2和C2H6 B．H2和C2H2 C．CO和C2H6 D．C2H2和C2H4

④甲烷和水反應后可以制成水煤氣，其反應的微觀示意圖如下所示，根據微觀示意圖得出的結論中，正確的是_________(填字母序號)。

A．反應前后各元素的化合價均不變 B．反應后所得的水煤氣是混合物

C．該反應中含氫元素的化合物有2種 D．該反應中分子的種類不變

(2)CO2 — 常見的含碳化合物

①造成大氣中CO2含量增加的主要原因是________(填字母序號)。

A．動植物的呼吸作用 B．實驗室逸出CO2 C．化石燃料的大量燃燒

②汽車尾氣中的CO和NO，在催化劑作用下能轉化為CO2和N2，該反應中CO和NO的分子個數比為________________。

③實驗室常用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，用下圖裝置檢驗氣體是否是CO2，瓶內裝入的物質是____________，若用右圖裝置收集CO2，CO2應從______通入。　

　　

④學校化學興趣小組同學為測定本次實驗中所用石灰石中碳酸鈣的質量分數。稱取一定質量的石灰石樣品，把50g稀鹽酸分5次加入樣品中(假設雜質不反應也不溶解)，得實驗數據如下：

稀鹽酸的用量	剩余固體的質量
第一次加入10g	4.0g
第二次加入10g	3.0g
第三次加入10g	2.0g
第四次加入10g	Xg
第四次加入10g	0.5g

請計算：

Ⅰ．表中X的數值是______

Ⅱ．這種石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是______　。

Ⅲ．這些樣品完全反應共產生CO2的質量是______？(寫出計算過程，結果精確到0.01g)

Answer 1

【答案】 化學變化 1:4 B D B C A C 1:1 澄清石灰水 a 1.0 90% 1.98g

【解析】(1)①用甲烷等為原料制成了金剛石薄膜，該過程生成了新物質，屬于化學變化；②由CO、CH4燃燒的化學方程式分別為2CO+O2 2CO2；CH4+2O2CO2+2H2O；可知：2CO～O2、2CH4～4O2；已知在相同條件下，1米3CO和1米3CH4所含的分子數目相同，則在相同條件下，分別燃燒1米3的CO與CH4，消耗氧氣的質量比是：1:4；③甲烷中，碳元素的質量百分比=×100%=75%，CO中碳元素的質量百分比=×100%=42.9%；C2H2中碳元素的質量百分比=×100%=92.3%；C2H4中碳元素的質量百分比=×100%=85.7%；C2H6中碳元素的質量百分比=×100%=80%；因為混合氣體的碳元素質量分數為80%，而甲烷＜80%，所以，另兩種氣體的含碳量一定要＞80% 才能使混合氣體中碳元素質量分數達到80%，A中H2和C2H6 小于 80%，B中H2和C2H2大于80%， C中CO和C2H6中小于80%， D中C2H2和C2H4 大于80%；④由圖示可知，該反應的反應物是甲烷和水，生成物是一氧化碳和氫氣，反應的化學方程式為：CH4+H2OCO+3H2，A、該反應的生成物中有單質生成，一定有化合價發生改變，故錯；B、生成物是一氧化碳和氫氣，水煤氣的成分是一氧化碳和氫氣，故對；C、由上述方程式可知，該反應中含氫元素的化合物有2種，故對；D、化學反應前后分子的種類一定變，故錯；故選D；(2)①大量燃燒化石燃料，可產生大量的二氧化碳，是大氣中二氧化碳含量增加的主要原因；②在催化劑的作用下能使尾氣中的CO和NO轉化為N2和CO2，反應的化學方程式為：2CO+2NON2+2CO2，該反應中CO和NO的分子個數比為1：1；③實驗室常用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，常用澄清石灰水檢驗是否是二氧化碳，應為二氧化碳的密度比空氣大且能溶于水，只能用向上排空汽法收集，所以應從a端進入；④Ⅰ．由第一次和第二次的反應可以發現10g鹽酸能夠消耗1g碳酸鈣，而最后剩余的0.5g即是碳酸鈣中的雜質，而第三次的固體是2g，所以X的值應該是1g；Ⅱ．最后剩余的0.5克為雜質質量，所以石灰石中碳酸鈣的質量為5g-0.5g=4.5g；石灰石中碳酸鈣的質量分數為×100%=90%；Ⅲ．一次性加入50g鹽酸充分反應后并過濾，會的到固體的質量是0.5g，故反應的碳酸鈣的質量是4.5g；設生成CO2的質量為x，CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

100 44

4.5g x

x=1.98g。