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8. 二氧化碳的资源化利用是实现“双碳”目标的重要手段之一。光照条件下，将捕集的二氧化碳催化转化为高价值燃料的反应过程如图所示。下列说法正确的是 （
A.该反应过程中涉及的氧化物一共有4种
B.反应过程中只有氢元素的化合价发生了改变
C.反应Ⅱ化学方程式为$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal[催化剂]{光照} CO_{2} + H_{2}}$
D.与等质量$\ce{CO_{2}}$反应时，理论上反应Ⅰ消耗氢气与反应Ⅱ消耗氢气的质量比为$3:1$
D
）A.该反应过程中涉及的氧化物一共有4种
B.反应过程中只有氢元素的化合价发生了改变
C.反应Ⅱ化学方程式为$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal[催化剂]{光照} CO_{2} + H_{2}}$
D.与等质量$\ce{CO_{2}}$反应时，理论上反应Ⅰ消耗氢气与反应Ⅱ消耗氢气的质量比为$3:1$
答案
8.D 【点拨】根据微观示意图可知,反应Ⅰ是二氧化碳和氢气在光照和催化剂作用下反应生成$\ce{CH_{3}OH}$和水,化学方程式为$\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal[催化剂]{光照}CH_{3}OH + H_{2}O}$;反应Ⅱ是氢气和二氧化碳在光照和催化剂条件下反应生成水和一氧化碳,化学方程式为$\ce{H_{2} + CO_{2}\xlongequal[催化剂]{光照}CO + H_{2}O}$,据此分析。
解析
【分析】
我们可以按照以下思路逐步解题：第一步先根据题给图例明确不同小球对应的原子种类，再通过箭头方向判断两个反应的反应物、生成物，配平得到两个反应的化学方程式；第二步结合氧化物定义、化合价规则、方程式正误判断、化学计量数对应的质量关系逐一排查选项，就能得到正确答案。
【解析】
首先根据微观示意图配平两个反应的化学方程式：
反应Ⅰ：$\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal[催化剂]{光照}CH_{3}OH + H_{2}O}$
反应Ⅱ：$\ce{H_{2} + CO_{2}\xlongequal[催化剂]{光照}CO + H_{2}O}$
逐一分析选项：
1. 选项A：氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物，该过程涉及的氧化物为$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$、$\ce{CO}$，共3种，并非4种，A错误。
2. 选项B：反应过程中H元素从0价变为+1价，同时C元素在$\ce{CO_{2}}$中为+4价，在$\ce{CH_{3}OH}$中为-2价，在$\ce{CO}$中为+2价，碳元素化合价也发生了改变，B错误。
3. 选项C：反应Ⅱ的反应物是$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO_{2}}$，生成物是$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}O}$，选项给出的方程式颠倒了反应物和生成物，不符合实际反应，C错误。
4. 选项D：当参与反应的$\ce{CO_{2}}$质量相等时，两个反应中1分子$\ce{CO_{2}}$分别对应消耗3分子$\ce{H_{2}}$、1分子$\ce{H_{2}}$，因此消耗氢气的质量比为$(3×2):(1×2)=3:1$，D正确。
【答案】D
【知识点】微观反应示意图、氧化物判断、化学方程式配平
【点评】本题结合二氧化碳资源化利用的真实催化场景，综合考察物质分类、化合价变化判断、反应方程式书写与相关计算，解题核心是准确识别微观粒子对应的物质，正确配平两个反应，注意不要混淆反应物和生成物的方向即可顺利解题。
【难度系数】0.6
我们可以按照以下思路逐步解题：第一步先根据题给图例明确不同小球对应的原子种类，再通过箭头方向判断两个反应的反应物、生成物，配平得到两个反应的化学方程式；第二步结合氧化物定义、化合价规则、方程式正误判断、化学计量数对应的质量关系逐一排查选项，就能得到正确答案。
【解析】
首先根据微观示意图配平两个反应的化学方程式：
反应Ⅰ：$\ce{3H_{2} + CO_{2}\xlongequal[催化剂]{光照}CH_{3}OH + H_{2}O}$
反应Ⅱ：$\ce{H_{2} + CO_{2}\xlongequal[催化剂]{光照}CO + H_{2}O}$
逐一分析选项：
1. 选项A：氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物，该过程涉及的氧化物为$\ce{H_{2}O}$、$\ce{CO_{2}}$、$\ce{CO}$，共3种，并非4种，A错误。
2. 选项B：反应过程中H元素从0价变为+1价，同时C元素在$\ce{CO_{2}}$中为+4价，在$\ce{CH_{3}OH}$中为-2价，在$\ce{CO}$中为+2价，碳元素化合价也发生了改变，B错误。
3. 选项C：反应Ⅱ的反应物是$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO_{2}}$，生成物是$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}O}$，选项给出的方程式颠倒了反应物和生成物，不符合实际反应，C错误。
4. 选项D：当参与反应的$\ce{CO_{2}}$质量相等时，两个反应中1分子$\ce{CO_{2}}$分别对应消耗3分子$\ce{H_{2}}$、1分子$\ce{H_{2}}$，因此消耗氢气的质量比为$(3×2):(1×2)=3:1$，D正确。
【答案】D
【知识点】微观反应示意图、氧化物判断、化学方程式配平
【点评】本题结合二氧化碳资源化利用的真实催化场景，综合考察物质分类、化合价变化判断、反应方程式书写与相关计算，解题核心是准确识别微观粒子对应的物质，正确配平两个反应，注意不要混淆反应物和生成物的方向即可顺利解题。
【难度系数】0.6
9.(2025·南召县一模)某兴趣小组用如图所示实验验证$\ce{CO_{2}}$的性质。
(1)$\ce{CO_{2}}$与澄清石灰水反应的化学方程式为$\underline{\hspace{10cm}}$。
(2)为验证$\ce{CO_{2}}$能与水反应,烧杯内需增加的对比实验操作是$\underline{\hspace{15cm}}$。
(3)由此实验还可以得出分子的性质是$\underline{\hspace{5cm}}$。
(1)$\ce{CO_{2}}$与澄清石灰水反应的化学方程式为$\underline{\hspace{10cm}}$。
(2)为验证$\ce{CO_{2}}$能与水反应,烧杯内需增加的对比实验操作是$\underline{\hspace{15cm}}$。
(3)由此实验还可以得出分子的性质是$\underline{\hspace{5cm}}$。
答案
9.(1)$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2)在烧杯内放置另一湿润的紫色石蕊纸条,与干燥紫色石蕊纸条作对比
(3)分子在不断地运动
(2)在烧杯内放置另一湿润的紫色石蕊纸条,与干燥紫色石蕊纸条作对比
(3)分子在不断地运动
解析
【分析】
首先梳理解题思路：第一问回忆二氧化碳和澄清石灰水的反应原理，按照化学方程式书写规则完成书写即可。第二问要验证CO₂能与水反应，需要设置对照实验，现有装置中只有干燥的紫色石蕊纸条，仅能证明干燥CO₂不能使石蕊变色，因此需要补充湿润的紫色石蕊纸条作为对照，通过两组纸条的不同变色现象，才能证明是CO₂和水反应生成了酸性物质。第三问观察实验逻辑，原本密封在集气瓶中的CO₂可以扩散到烧杯各处接触到石蕊纸条，由此推导对应的分子性质。
【解析】
(1) 二氧化碳和氢氧化钙反应生成难溶于水的碳酸钙沉淀和水，配平后标注沉淀符号即可得到对应化学方程式。
(2) 验证CO₂和水反应需要控制变量，对比干燥、湿润两种状态下石蕊纸条遇CO₂的不同现象，因此需要在烧杯内额外放置一张湿润的紫色石蕊纸条，和原有的干燥紫色石蕊纸条形成对照，通过干燥纸条不变色、湿润纸条变红的现象，证明CO₂可以和水发生反应。
(3) 集气瓶内的CO₂分子可以自发运动到集气瓶外，接触到烧杯侧壁的石蕊纸条，由此可得出分子在不断运动的性质。
【答案】
(1)$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2)在烧杯内放置另一湿润的紫色石蕊纸条,与干燥紫色石蕊纸条作对比
(3)分子在不断地运动
【知识点】
二氧化碳的化学性质；分子的基本性质；化学方程式书写
【点评】
本题属于二氧化碳性质的基础综合探究题，既考察了核心反应方程式的基础记忆，也重点考察了控制变量法在化学对比实验中的应用，帮助学生厘清“CO₂本身没有酸性，不能直接使石蕊变色，和水反应生成的碳酸才可以使石蕊变红”这一常见易错点，整体设问梯度合理，符合基础实验考察的要求。
【难度系数】
0.7
首先梳理解题思路：第一问回忆二氧化碳和澄清石灰水的反应原理，按照化学方程式书写规则完成书写即可。第二问要验证CO₂能与水反应，需要设置对照实验，现有装置中只有干燥的紫色石蕊纸条，仅能证明干燥CO₂不能使石蕊变色，因此需要补充湿润的紫色石蕊纸条作为对照，通过两组纸条的不同变色现象，才能证明是CO₂和水反应生成了酸性物质。第三问观察实验逻辑，原本密封在集气瓶中的CO₂可以扩散到烧杯各处接触到石蕊纸条，由此推导对应的分子性质。
【解析】
(1) 二氧化碳和氢氧化钙反应生成难溶于水的碳酸钙沉淀和水，配平后标注沉淀符号即可得到对应化学方程式。
(2) 验证CO₂和水反应需要控制变量，对比干燥、湿润两种状态下石蕊纸条遇CO₂的不同现象，因此需要在烧杯内额外放置一张湿润的紫色石蕊纸条，和原有的干燥紫色石蕊纸条形成对照，通过干燥纸条不变色、湿润纸条变红的现象，证明CO₂可以和水发生反应。
(3) 集气瓶内的CO₂分子可以自发运动到集气瓶外，接触到烧杯侧壁的石蕊纸条，由此可得出分子在不断运动的性质。
【答案】
(1)$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2)在烧杯内放置另一湿润的紫色石蕊纸条,与干燥紫色石蕊纸条作对比
(3)分子在不断地运动
【知识点】
二氧化碳的化学性质；分子的基本性质；化学方程式书写
【点评】
本题属于二氧化碳性质的基础综合探究题，既考察了核心反应方程式的基础记忆，也重点考察了控制变量法在化学对比实验中的应用，帮助学生厘清“CO₂本身没有酸性，不能直接使石蕊变色，和水反应生成的碳酸才可以使石蕊变红”这一常见易错点，整体设问梯度合理，符合基础实验考察的要求。
【难度系数】
0.7
10.(2025·廉江校级期末)走进“碳村庄”，“碳村庄”的格局如图所示，①~⑥为“碳村庄”中的居民相互转化关系图。
(1)“碳村庄”的居民中，$\ce{C_{60}}$是由
(2)“碳村庄”的居民中，碳元素的化合价最低的是
(3)转化⑥的化学方程式为
(4)“碳村庄”的居民中，$\ce{CO}$与$\ce{CO_{2}}$性质差异较大的原因是
(5)若居民$\ce{CO_{2}}$中混有少量$\ce{CO}$，则除去$\ce{CO}$的方法是
A. 将混合气体点燃
B. 将混合气体通过灼热的氧化铜
C. 以上两种方法都可以
(1)“碳村庄”的居民中，$\ce{C_{60}}$是由
分子
（填“分子”“原子”或“离子”）构成的物质，固体$\ce{CO_{2}}$的俗名是干冰
。(2)“碳村庄”的居民中，碳元素的化合价最低的是
$\ce{C_{60}}$
（填化学式）。(3)转化⑥的化学方程式为
$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
。(4)“碳村庄”的居民中，$\ce{CO}$与$\ce{CO_{2}}$性质差异较大的原因是
分子结构不同
，请写出一种鉴别这两位居民身份的方法：将两种气体分别通入澄清石灰水,能变浑浊的是$\ce{CO_{2}}$,无明显现象的是$\ce{CO}$(合理即可)
。(5)若居民$\ce{CO_{2}}$中混有少量$\ce{CO}$，则除去$\ce{CO}$的方法是
B
（填序号）。A. 将混合气体点燃
B. 将混合气体通过灼热的氧化铜
C. 以上两种方法都可以
答案
10.(1)分子 干冰
(2)$\ce{C_{60}}$
(3)$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
(4)分子结构不同 将两种气体分别通入澄清石灰水,能变浑浊的是$\ce{CO_{2}}$,无明显现象的是$\ce{CO}$(合理即可)
(5)B
(2)$\ce{C_{60}}$
(3)$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
(4)分子结构不同 将两种气体分别通入澄清石灰水,能变浑浊的是$\ce{CO_{2}}$,无明显现象的是$\ce{CO}$(合理即可)
(5)B
解析
【分析】
这道题围绕碳及其常见化合物的转化展开，我们可以逐个小问拆解思路：
1. 第一小问属于基础识记考点，回忆物质构成的相关常识，C₆₀是由分子聚集形成的碳单质，固体二氧化碳的俗称是干冰，直接对应知识点即可得出答案。
2. 第二小问先明确单质中元素化合价为0，再根据化合物中正负化合价代数和为0的规则，依次算出CO、CO₂、CaCO₃中碳元素的化合价，对比所有物质的碳价态就能找到最低的物质。
3. 第三小问转化⑥是CO₂转化为CO，回忆碳的还原性相关反应，二氧化碳和碳单质在高温条件下反应生成一氧化碳，按照化学方程式书写规范写出即可。
4. 第四小问，同种元素组成的不同氧化物性质差异的本质原因是分子的构成（结构）不同，鉴别两种气体可以利用二者性质的差异，比如二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊、一氧化碳可燃等特性设计合理实验。
5. 第五小问除杂要满足不引入新杂质、不消耗原物质的原则，CO₂不支持燃烧，少量CO在大量CO₂存在下无法被点燃，因此点燃法不可行，通过灼热氧化铜时CO和CuO反应生成CO₂，既除去杂质又得到原物质，符合除杂要求。
【解析】
(1) C₆₀是由C₆₀分子构成的碳单质，固体二氧化碳的俗名为干冰。
(2) 单质中元素化合价为0，因此C₆₀中碳元素化合价为0；CO中O为-2价，计算得C为+2价；CO₂中O为-2价，计算得C为+4价；CaCO₃中Ca为+2价、O为-2价，计算得C为+4价，因此碳元素化合价最低的是C₆₀。
(3) 转化⑥是二氧化碳转化为一氧化碳，反应的化学方程式为：$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$。
(4) 一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，但二者的分子结构不同，因此性质差异很大；可利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性鉴别，将两种气体分别通入澄清石灰水，能使澄清石灰水变浑浊的是CO₂，无明显现象的是CO，该方法合理。
(5) 除杂分析：A选项，CO₂不支持燃烧，混合气体中CO浓度极低，无法被点燃，还可能引入新杂质，方法错误；B选项，CO和灼热的氧化铜反应生成铜和CO₂，可以在不消耗原物质的情况下除去CO，方法正确，因此选B。
【答案】
(1) 分子 干冰
(2)$\ce{C_{60}}$
(3)$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
(4) 分子结构不同 将两种气体分别通入澄清石灰水,能变浑浊的是$\ce{CO_{2}}$,无明显现象的是$\ce{CO}$(合理即可)
(5) B
【知识点】
碳单质构成，碳及其化合物转化，气体除杂
【点评】
本题以趣味化的“碳村庄”转化图为载体，综合考察了碳及其化合物的基础性质、化合价计算、化学方程式书写、物质鉴别和除杂等核心考点，整体侧重基础，需要学生熟练掌握碳相关物质的特性，注意规避“CO₂中混有少量CO可以点燃除去”的常见易错点。
【难度系数】
0.75
这道题围绕碳及其常见化合物的转化展开，我们可以逐个小问拆解思路：
1. 第一小问属于基础识记考点，回忆物质构成的相关常识，C₆₀是由分子聚集形成的碳单质，固体二氧化碳的俗称是干冰，直接对应知识点即可得出答案。
2. 第二小问先明确单质中元素化合价为0，再根据化合物中正负化合价代数和为0的规则，依次算出CO、CO₂、CaCO₃中碳元素的化合价，对比所有物质的碳价态就能找到最低的物质。
3. 第三小问转化⑥是CO₂转化为CO，回忆碳的还原性相关反应，二氧化碳和碳单质在高温条件下反应生成一氧化碳，按照化学方程式书写规范写出即可。
4. 第四小问，同种元素组成的不同氧化物性质差异的本质原因是分子的构成（结构）不同，鉴别两种气体可以利用二者性质的差异，比如二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊、一氧化碳可燃等特性设计合理实验。
5. 第五小问除杂要满足不引入新杂质、不消耗原物质的原则，CO₂不支持燃烧，少量CO在大量CO₂存在下无法被点燃，因此点燃法不可行，通过灼热氧化铜时CO和CuO反应生成CO₂，既除去杂质又得到原物质，符合除杂要求。
【解析】
(1) C₆₀是由C₆₀分子构成的碳单质，固体二氧化碳的俗名为干冰。
(2) 单质中元素化合价为0，因此C₆₀中碳元素化合价为0；CO中O为-2价，计算得C为+2价；CO₂中O为-2价，计算得C为+4价；CaCO₃中Ca为+2价、O为-2价，计算得C为+4价，因此碳元素化合价最低的是C₆₀。
(3) 转化⑥是二氧化碳转化为一氧化碳，反应的化学方程式为：$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$。
(4) 一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同，但二者的分子结构不同，因此性质差异很大；可利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性鉴别，将两种气体分别通入澄清石灰水，能使澄清石灰水变浑浊的是CO₂，无明显现象的是CO，该方法合理。
(5) 除杂分析：A选项，CO₂不支持燃烧，混合气体中CO浓度极低，无法被点燃，还可能引入新杂质，方法错误；B选项，CO和灼热的氧化铜反应生成铜和CO₂，可以在不消耗原物质的情况下除去CO，方法正确，因此选B。
【答案】
(1) 分子 干冰
(2)$\ce{C_{60}}$
(3)$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
(4) 分子结构不同 将两种气体分别通入澄清石灰水,能变浑浊的是$\ce{CO_{2}}$,无明显现象的是$\ce{CO}$(合理即可)
(5) B
【知识点】
碳单质构成，碳及其化合物转化，气体除杂
【点评】
本题以趣味化的“碳村庄”转化图为载体，综合考察了碳及其化合物的基础性质、化合价计算、化学方程式书写、物质鉴别和除杂等核心考点，整体侧重基础，需要学生熟练掌握碳相关物质的特性，注意规避“CO₂中混有少量CO可以点燃除去”的常见易错点。
【难度系数】
0.75
