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(shù)目相同，CO、CH4燃燒的化學方程式分別為：2CO+O22CO2；CH4+2O2CO2+2H2O。據(jù)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(shù)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(jù)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(shù)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�；瘜W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(shù)。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(shù)據(jù)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(shù)值是______

Ⅱ．這種石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(fā)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(shù)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(fā)現(xiàn)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(shù)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。