第六单元 课题1 碳单质的多样性（3大知识梳理+4个考点讲练+5题真题演练+15题拔高训练）2024-2025学年九年级化学上册同步课堂通关讲与练(人教版2024)

2024-2025学年人教版化学九年级上册同步课堂通关讲与练【第六单元 碳和碳的氧化物】 课题1 碳单质的多样性 （3大知识梳理+4个考点讲练+5题真题演练+15题拔高训练） 1．了解金刚石、石墨的物理性质和主要用途，知道它们物理性质存在明显差异的原因。 2．掌握单质碳的化学性质，熟悉碳与氧气、某些氧化物的反应。 3．熟悉木炭还原氧化铜的实验，了解还原反应。 重点:金刚石、石墨的物理性质和用途；碳与氧气和氧化铜的反应。 难点:碳与某些氧化物的反应；还原反应。 课题学习目录大纲 新知梳理01：碳的单质 1 新知梳理02：碳单质的化学性质 3 新知梳理03：氧化还原反应 4 【考点讲练1 碳单质的物理性质及用途】 5 【考点讲练2 金刚石的相关知识】 6 【考点讲练3 石墨的相关知识】 7 【考点讲练4 C60的相关知识】 10 真题再现 大显身手 11 拔高训练15题 13 新知梳理01：碳的单质 1．碳单质的物理性质和用途 碳单质 金刚石 石墨 C60 化学式 构成微粒 由 构成 由 构成 由 构成 结构 物理性质 无色透明的的固体。天然存在的最 的物质。 特殊条件下制备的金刚石薄膜 、 大； 好。 的有金属光泽的固体；很 ，有 ；熔点高，有良好的 。 有特殊的物理性质 用途 制装饰品(钻石)；制钻头、 、 ； 金刚石薄膜用作 ；用于 。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 用于 、 、 材料科学等领域 物理性质不同的原因 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 【易错提醒】 1．C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。 2．同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等） 3．同种元素组成的纯净物才是单质。 4．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。 2．其它碳单质 （1）焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是 ，结构与 类似。 木炭、活性炭有 的结构，因此有 ，活性炭的 比木炭强。 （2）活性炭的应用：可用于 中除去毒气、制糖业中 以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂 （3）活性炭、木炭的吸附性是 而不是 。 【易错提醒】 “碳”和“炭”的区别： “碳”是元素名称，常在书写碳元素单质和含有碳元素化合物的名称时使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸、碳氢化合物 “炭”表示由碳元素组成的具体物质。只在书写“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”这些名称时用。 新知梳理02：碳单质的化学性质 碳的几种单质物理性质各不相同，而化学性质却 。 （由于碳的不同单质参加化学反应的 ，所以它们的化学性质是相似的。） 1． 下碳的化学性质 （1）原因：碳原子的最外层电子数为4，常温下 。 （2）用途：用炭黑制成的 书写绘画，档案资料用 书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。 湖北出土的战国古墨 碳素墨水记录的上世纪80年代的工资表 2． 反应物 氧气充足，碳 氧气不足，碳 化学方程式 质量比 碳与氧气的质量比为 碳与氧气的质量比为 结论 反应物相同时，若 不同，则 不同 反应后物质 成分分析 碳与氧气的质量比< 3/8，反应后物质是 碳与氧气的质量比= 3/8，反应后物质是 碳与氧气的质量比介于3/8和3/4时，反应后物质是 碳与氧气的质量比= 3/4，反应后物质是 碳与氧气的质量比> 3/8，反应后物质是 应用 （1）作燃料 （2）证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）： 3.还原性 木炭还原氧化铜的实验 实验现象 ①黑色粉末逐渐变成 ； ②澄清石灰水 。 化学方程式 实验结论 生成了红色的 和 ； C是还原剂，具有还原性。CuO在反应中失去氧元素，发生还原反应。 实验注意点 （1）木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 （2）火焰加金属网罩的目的： 。 （3）实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的： 。 （4）待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因： 。 （5）木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应， 应用 （1）冶炼金属（炼铁）： （2）与二氧化碳反应： （吸热反应） （烧得很旺的煤炉，添加大量的新煤后，炉火温度降低） 新知梳理03：氧化还原反应 1.碳还原金属氧化物（用于工业冶炼金属）高温 碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑ 2.氧化还反应分析 CuO 氧元素，有氧化性，是氧化剂，被 ，发生 反应 C 氧元素，有还原性，是还原剂，被 ，发生 反应 ：物质结合氧元素的反应。 ：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 氧化剂：在反应中 的物质，具有 ，如CuO； 还原剂：在反应中 的物质，具有 ，如C、CO、H2等； 【考点讲练1 碳单质的物理性质及用途】 【精讲题】（2024•黄浦区一模）净水机中加入活性炭，主要是利用活性炭的（　　） A．难溶于水 B．稳定性 C．还原性 D．吸附性 【变式1-1】（2024•长宁区一模）活性炭可用于除甲醛的原因是（　　） A．活性炭可以吸收甲醛生成新的物质 B．活性炭中有很多小孔可以吸附甲醛 C．活性炭可以使甲醛由气态变为液态 D．活性炭可以氧化甲醛为二氧化碳 【变式1-2】（2023秋•湘西州期末）不同的碳单质有不同的性质和用途，下列有关其性质和用途的说法中，错误的是（　　） A．金刚石的硬度很大——用作钻头 B．C60的分子结构很稳定——制作铅笔芯 C．石墨的导电性优良——制作电极 D．活性炭的吸附作用强——除去异味 【变式1-3】（2023秋•息县期末）空气中体积分数约为78%的气体是 　 　；电解水时与正极相连的玻璃管中得到的气体是 　 　；天然存在最硬的物质是 　 　。 【变式1-4】（2024•容县一模）化学在促进我国航空航天事业的高速发展上发挥重要作用。 （1）天和核心舱内的气体组成和空气基本一致，其中含量最多的气体是 　 　（填化学式）。 （2）航天服中有废气处理系统，能使呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的 　 　性。 （3）神舟十七号飞船制作芯片需要一种刻蚀液，它属于硝酸与氢氟酸的混合溶液，工艺涉及的反应为Si+HNO3+6HF═H2SiF6+HNO2+H2↑+X，则物质X的化学式为 　 　。 （4）“祝融号”火星车发现火星低纬度地区存在液态水，为星际移民的能源供给提供了可能。利用太阳能电池电解水制氢气的化学方程式为 　 　。 【考点讲练2 金刚石的相关知识】 【精讲题】（2024•惠来县校级模拟）《天工开物》中关于宝石的部分记载如下：“凡水晶出深山穴内瀑流石醇之中”。水晶的主要成分是SiO2，其结构与金刚石类似，下列关于水晶的说法错误的是（　　） A．水晶属于混合物 B．常温下化学性质不稳定 C．难溶于水 D．硬度较高 【变式2-1】（2024•淮北二模）科学家将立方金刚石中的每个碳原子用一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，制成了用途更为广泛的“T﹣碳”（如图所示）。下列关于“T﹣碳”的说法中正确的是（　　） A．“T﹣碳”与金刚石是同一种物质 B．“T﹣碳”中碳原子静止不动 C．在一定条件下，“T﹣碳”可以还原氧化铜 D．在常温下，“T﹣碳”的化学性质活泼 【变式2-2】（2023秋•威海期末）中国人造金刚石产量占全世界的95%以上，而河南省的产量占到80%以上。人造金刚石是将碳原料放置在高压腔体中，通过高温、高压，使碳原料转变为金刚石晶体。下列有关人造金刚石说法不正确的是（　　） A．人造金刚石是由碳原子构成的 B．人造金刚石是由碳元素组成的 C．人造金刚石的过程中，物质结构发生了变化 D．人造金刚石硬度低 【变式2-3】（2022秋•广东期末）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，其导热效率为铜的七倍，坚固程度为钢的十倍。下列说法正确的是（　　） A．“超级黑”说明碳单质都是黑色 B．“超级黑”的结构和性质与金刚石相似 C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧 D．“超级黑”是一种新型的金属材料 【变式2-4】（2022秋•平原县期末）在宏观﹣微观﹣符号之间建立联系，是化学学科独特的研究方法。 （1）图1和图2分别代表碳的两种单质，图1代表的物质是 　 　（写物质名称）。两种物质的物理性质存在着明显差异，原因是 　 　不同。 （2）图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图。 ①A、B、C、D中属于同种元素的是 　 　。（填字母） ②C粒子的化学符号是 　 　。 ③与A粒子的化学性质相似的是 　 　（填字母）。 【考点讲练3 石墨的相关知识】 【精讲题】（2023秋•太原期末）碳单质在生活、生产、科学研究中扮演着重要的角色。如图是一种碳单质的结构，关于它的分析正确的是（　　） A．它是石墨 B．它由碳原子构成 C．它的结构不稳定 D．它可用于超导领域 【变式3-1】（2022•临沂模拟）碳纳米管是从石墨中剥离出的单层石墨片层卷成的无缝、中空的管体，有关碳纳米管说法正确的是（　　） A．碳纳米管不能燃烧 B．碳纳米管具有导电性 C．碳纳米管是一种新型化合物 D．每1个碳原子连结6个碳原子 【变式3-2】（2021•大渡口区二模）智能手机功能强大，为人们的生活带来了极大方便。 （1）手机是电子产品，废旧手机属于　 　（填“厨余垃圾”或“可回收物”或“有害垃圾”或“其他垃圾”） （2）智能手机使用的锂电池，其负极材料为石墨。石墨是由　 　元素组成的单质。 （3）智能手机芯片含有半导体材料硅（Si）。自然界中硅元素主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。二氧化硅中硅元素化合价为　 　价。 （4）用二氧化硅生产高纯硅的过程中会产生三氯硅烷（SiHCl3），三氯硅烷在点燃条件下与氧气反应，产生红色火焰和白烟，生成二氧化硅、氯化氢和氯气，此反应的化学方程式为　 　。 【变式3-3】（2023秋•丹东月考）阅读下面科普短文。 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过液态碳和晶形碳三大类，如图1。 石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2，才确定了它是含碳的物质。 碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型，应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图2。 随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。 依据文章内容回答下列问题： （1）金刚石属于 　 　（填序号）。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 （2）石墨与KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式： 5C+4KNO3 　 　K2O+　 　N2↑+　 　CO2↑。 （3）由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是 　 　。 （4）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。 ①石墨是一种含铅的物质 　 　。 ②碳材料其有广阔的应用和发展前景 　 　。 【变式3-4】（2023秋•铜鼓县校级月考）科普阅读 碳纤维 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上、它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经高温碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有许多优良性能，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，耐腐蚀性好，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，X射线透过性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。为了提高碳纤维的强度，必须选择适当的预氧化条件。将碳纤维进行预氧化处理，测得碳纤维强度与热处理温度的关系如图所示。 阅读文本，回答问题： （1）制取碳纤维的过程属于 　 　（选填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）碳纤维的物理性质有 　 　（写一条）。 （3）文中由碳元素组成的单质有 　 　，该物质完全燃烧的化学方程式为 　　 。 （4）根据碳纤维耐腐蚀性好的性质，推测它的一种用途：　 　。 （5）由图可知，碳纤维强度与热处理温度的关系是 　 　。 【考点讲练4 C60的相关知识】 【精讲题】（2024•萨尔图区校级一模）C60是1985年科学家发现的一种物质，下列关于它的叙述中，错误的是（　　） ①每个C60分子由60个碳原子构成 ②每个C60分子由60个碳元素组成 ③C60是一种单质 ④C60是一种化合物。 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 【变式4-1】（2023秋•潮南区期末）模型建构是化学学习的重要思想，下列模型正确的是（　　） A．原子结构 B．C60分子结构 C．地壳中元素含量 D．氯元素化合价 【变式4-2】（2023秋•井研县期末）2023年11月同济大学科研团队首次成功合成了分别由10个或14个碳原子构成的环形纯碳分子材料。下列说法不正确的是（　　） A．这两种材料的化学式为C10和C14 B．碳元素可以形成多种单质 C．C10或C14在空气中完全燃烧产生CO2 D．C10、C14、C60的相对分子质量相同 【变式4-3】（2023•晋中一模）C60也称富勒烯，它的结构与足球相似．据报道，牛津大学正在打造世界上最昂贵的材料﹣﹣内嵌氮原子的富勒烯（如图所示）．下列叙述正确的是（　　） A．内嵌氮原子的富勒烯是单质 B．内嵌氮原子的富勒烯中含有两种单质 C．富勒烯充分燃烧有二氧化碳生成 D．富勒烯一定是黑色 【变式4-4】（2023春•高州市期中）C60的模型如图所示，每个碳原子和相邻的　 　个碳原子以小棍结合。若要搭建一个这样的模型，需要代表碳原子的小球 　个，需要代表化学键的连接小球的小棍　 　根。 真题再现 大显身手 【真题再现1】（2024•湖南）柴米油盐酱醋茶，琴棋书画诗酒花，都与化学息息相关。回答问题。 围炉煮茶和月下赏梅都是人们喜欢的休闲交友方式。 （1）“围炉煮茶”时常用木炭作燃料，木炭主要成分碳的化学式是 　 　。 （2）“月下赏梅”时闻到了梅花的清香，说明分子具有的性质是 　 　。 【真题再现2】（2023•武汉）石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题： （1）石墨的用途可以是 　 　（选一个即可，填标号）。 A.用于制铅笔芯 B.用作电极 C.用于切割大理石 （2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其 　 　（填“物理”或“化学”）性质。 （3）木炭可以作燃料，木炭燃烧的化学方程式为 　 　。 【真题再现3】（2024•长沙）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（　　） A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D．C60 【真题再现4】（2023•长沙）在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是（　　） A．活性炭具有吸附性 B．木炭常温下化学性质很活泼 C．金刚石用作电极 D．石墨用作钻探机钻头 【真题再现5】（2023•铁岭）央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是（　　） A．质软 B．导电性 C．可燃性 D．常温稳定性 拔高训练15题 1．（2024•绥棱县校级开学）下面是我们在初中化学课本经历的实验，请回答下列问题： （1）A实验中集气瓶内水的作用是 　 　。 （2）B实验中玻璃管上气球的作用是 　 　。 （3）D中木炭还原氧化铜的化学方程式为 　 　。 2．（2023秋•固安县期末）化学学习离不开实验，根据下列实验装置回答问题。 （1）图一：观察到甲中澄清石灰水变浑浊、乙中无明显现象，该实验的目的是比较空气中 　 　的含量与呼出气体中的含量不同。 （2）图二：图中酒精灯加网罩的目的是 　 　；加热一段时间后，观察到试管中的现象是 　 　，发生反应的化学方程式为 　 　。 （3）图三：在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液和铁钉，在天平上称量，记录所称质量为m1；一段时间后出现明显现象，在天平上称量，记录所称质量为m2。m1　 　（选填“大于”“等于”或“小于”）m2，证明化学反应遵循质量守恒定律，该反应的化学方程式为 　 　。 3．（2023秋•江门校级期末）根据如图所示的实验回答问题： （1）A实验 　 　（填“能”或“不能”）用来测定空气中氧气的含量； （2）B实验现象说明，空气中的氧气含量比呼出气体中的 　 　（“高”或“低”）； （3）C实验中小灯泡发亮，说明石墨具有 　 　性，石墨的化学式 　 　； （4）D实验用来验证质量守恒定律，其中气球的作用是 　 　。 4．（2023秋•兰州期末）化学活动小组的同学在探究木炭与CuO反应时，完成了如图实验，请回答下列问题： （1）请写出C与CuO反应的化学方程式 　 　。 （2）实验结束时，应 　 　（填写下列操作代号）。 ①先撤出导管，再熄灭酒精灯 ②先熄灭酒精灯，再撤出导管 （3）图中酒精灯加网罩的作用是 　 　； （4）该实验中观察到的现象是 　 　。 5．（2024•前郭县一模）碳是人类接触最早、利用最多的元素之一。 （1）《富春山居图》是元代画家黄公望的代表作，画中墨迹经数百年而不变色的原因 是 　 　。 （2）碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳，二者的化学性质不同的原因是 　 　。 6．（2024•凉州区模拟）金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但是其物理性质差异很大，原因是 　 　不同． 7．（2024•沙坪坝区校级二模）“极目楚天，共襄星汉”是2024年“中国航天日”的主题。4月25日，神舟十八号载人飞船（简称“神十八”）顺利发射入轨，该飞船上使用了多种高新科技。 （1）水的净化再利用：“生命吸管”是一种类似的净水装置（如下图），椰壳活性炭可以消除异味、提升口感，是利用了它的 　 　性。 （2）“太空养鱼”：在生态实验组件的帮助下，斑马鱼呼出的CO2可供给金鱼藻进行 　 　作用，再产生O2予斑马鱼呼吸，形成自给自足的小型水生生态循环系统。 （3）“神十八”使用绝原子原子钟进行精确计时，下图为铯原子的结构示意图。下列说法中正确的是 　 　（填序号）。 A．m＝8 B．铯元素在元素周期表中位于第六周期 C．铯原子的中子数为55 D．铯原子在化学反应中易失去电子 （4）搭载“神十八”的运载火箭，以C2H8N2为燃料，与助燃剂N2O4气体在点燃的条件下反应生成无毒无害的一种单质和两种氧化物，写出该反应的化学方程式 　 　。 8．（2024•凉州区二模）活性炭口罩能有效阻隔空气中的氨、苯、甲醛等有害气体，其功能比普通口罩强大，因为活性炭具有 　 　性。 9．（2024•虹口区一模）与单质碳有关的说法正确的是（　　） A．所有的单质碳具有相同的性质 B．在空气中灼烧可除去氧化铜中的少量碳 C．可以通过溶解、过滤的方法分离氧化铜和碳 D．使用碳素墨水书写重要文档，主要是因为单质碳是黑色的 10．（2024•徐汇区二模）高温下碳和氧化铜可发生反应：C+2CuO2Cu+CO2↑，在该反应中碳表现出（　　） A．吸附性 B．稳定性 C．助燃性 D．还原性 11．（2024•介休市模拟）碳单质在生活、生产、科学研究中扮演着重要的角色。如图是三种不同碳单质结构，关于它的分析正确的是（　　） A．钻石的微观模拟可以用②表示 B．三种碳单质都是由碳原子构成 C．石墨在一定条件下转化为金刚石是物理变化 D．③是足球烯的微观模拟结构，可用于超导领域 12．（2024•双城区模拟）某化学实验小组要测定氧化铜与炭粉混合物中碳粉的质量，取17.8g混合物放在密闭容器中高温加热，充分反应后得到固体纯净物和5g气体。则下列说法不正确的是（　　） A．反应后的固体纯净物为铜 B．5g气体是CO和CO2的混合物 C．原固体混合物中炭粉的质量为1.8g D．所得气体中碳元素与氧元素的质量比为3：8 13．（2023秋•萧县期末）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，其导热效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是（　　） A．“超级黑”说明碳单质都是黑色 B．“超级黑”中碳元素的化合价为+4 C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧 D．“超级黑”是天然存在最硬的物质 14．（2023秋•凤翔区期末）构建化学基本观念是学好化学的基础。下列观点对应的说法不正确的是（　　） A．元素观：金刚石是由碳元素组成 B．微粒观：保持二氧化碳化学性质的微粒是二氧化碳分子 C．变化观：铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 D．守恒观：2g氢气和2g氧气充分反应生成4g水 15．（2024•邗江区校级模拟）碳量子点是一种通常仅由几千个碳原子构成的纳米级别材料，碳量子点具有优秀的光学性质、良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。下列说法正确的是（　　） A．碳量子点与碳的物理性质完全相同 B．碳量子点与金刚石里中的碳原子质子数不同 C．制备碳量子点的原材料中含有碳元素 D．量子点称作“人造原子”，是人为创造出的新原子 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年人教版化学九年级上册同步课堂通关讲与练【第六单元 碳和碳的氧化物】 课题1 碳单质的多样性 （3大知识梳理+4个考点讲练+5题真题演练+15题拔高训练） 1．了解金刚石、石墨的物理性质和主要用途，知道它们物理性质存在明显差异的原因。 2．掌握单质碳的化学性质，熟悉碳与氧气、某些氧化物的反应。 3．熟悉木炭还原氧化铜的实验，了解还原反应。 重点:金刚石、石墨的物理性质和用途；碳与氧气和氧化铜的反应。 难点:碳与某些氧化物的反应；还原反应。 课题学习目录大纲 新知梳理01：碳的单质 1 新知梳理02：碳单质的化学性质 3 新知梳理03：氧化还原反应 4 【考点讲练1 碳单质的物理性质及用途】 5 【考点讲练2 金刚石的相关知识】 7 【考点讲练3 石墨的相关知识】 11 【考点讲练4 C60的相关知识】 15 真题再现 大显身手 19 拔高训练15题 22 新知梳理01：碳的单质 1．碳单质的物理性质和用途 碳单质 金刚石 石墨 C60 化学式 C C C60 构成微粒 由碳原子构成 由碳原子构成 由C60分子构成 结构 物理性质 无色透明的的固体。天然存在的最硬的物质。 特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大；导热性好。 灰黑色的有金属光泽的固体；很软，有滑腻感；熔点高，有良好的导电性。 有特殊的物理性质 用途 制装饰品(钻石)；制钻头、切割大理石、裁玻璃； 金刚石薄膜用作光学窗口和透镜的涂层；用于集成电路基板散热。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 用于超导、催化、 材料科学等领域 物理性质不同的原因 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 原子的排列方式不同 【易错提醒】 1．C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。 2．同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等） 3．同种元素组成的纯净物才是单质。 4．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。 2．其它碳单质 （1）焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。 木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭强。 （2）活性炭的应用：可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖；水的净化处理；冰箱去味；吸附装修产生的有害气体。 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂 （3）活性炭、木炭的吸附性是物理性质而不是化学性质。 【易错提醒】 “碳”和“炭”的区别： “碳”是元素名称，常在书写碳元素单质和含有碳元素化合物的名称时使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸、碳氢化合物 “炭”表示由碳元素组成的具体物质。只在书写“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”这些名称时用。 新知梳理02：碳单质的化学性质 碳的几种单质物理性质各不相同，而化学性质却相似。 （由于碳的不同单质参加化学反应的最小粒子是相同的碳原子，所以它们的化学性质是相似的。） 1．常温下碳的化学性质不活泼 （1）原因：碳原子的最外层电子数为4，常温下不易得失电子。 （2）用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案资料用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。 湖北出土的战国古墨 碳素墨水记录的上世纪80年代的工资表 2．可燃性 反应物 氧气充足，碳完全燃烧 氧气不足，碳不完全燃烧 化学方程式 C + O2 点燃 CO2 2C + O2 点燃 2CO 质量比 碳与氧气的质量比为 3 ：8 碳与氧气的质量比为 3 ：4 结论 反应物相同时，若反应物的用量不同，则生成物不同 反应后物质 成分分析 碳与氧气的质量比< 3/8，反应后物质是CO2和O2 碳与氧气的质量比= 3/8，反应后物质是CO2 碳与氧气的质量比介于3/8和3/4时，反应后物质是CO2和CO 碳与氧气的质量比= 3/4，反应后物质是CO 碳与氧气的质量比> 3/8，反应后物质是CO和C 应用 （1）作燃料 （2）证明某物质含有碳元素（证明燃烧有二氧化碳生成）：点燃该物质，火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯，若浑浊，则有二氧化碳生成，从而证明该物质含有碳元素。 3.还原性 木炭还原氧化铜的实验 实验现象 ①黑色粉末逐渐变成光亮的红色； ②澄清石灰水变浑浊。 化学方程式 C + 2CuO 2Cu+CO2↑ 实验结论 生成了红色的铜和二氧化碳； C是还原剂，具有还原性。CuO在反应中失去氧元素，发生还原反应。 实验注意点 （1）木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因： 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。 （2）火焰加金属网罩的目的：集中火焰，提高温度。 （3）实验结束后，先撤出导气管，再停止加热的目的：防止石灰水倒流炸裂热的试管。 （4）待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因：防止热的铜接触空气又被氧化。 （5）木炭配比比理论值稍微多一点，因为木炭会和试管中的氧气反应， 应用 （1）冶炼金属（炼铁）：2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2↑ （2）与二氧化碳反应：C+CO2高温2CO（吸热反应） （烧得很旺的煤炉，添加大量的新煤后，炉火温度降低） 新知梳理03：氧化还原反应 1.碳还原金属氧化物（用于工业冶炼金属）高温 碳 + 某些金属氧化物 金属单质 + CO2↑ 2.氧化还反应分析 CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应 C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应 氧化反应：物质结合氧元素的反应。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 氧化剂：在反应中提供氧元素的物质，具有氧化性，如CuO； 还原剂：在反应中得到氧元素的物质，具有还原性，如C、CO、H2等； 【考点讲练1 碳单质的物理性质及用途】 【精讲题】（2024•黄浦区一模）净水机中加入活性炭，主要是利用活性炭的（　　） A．难溶于水 B．稳定性 C．还原性 D．吸附性 【思路点拨】根据活性炭具有吸附作用，能够吸附色素和异味进行解答。 【规范解答】解：活性炭具有吸附作用，能够吸附水中的色素和异味，所以活性炭可以净化饮用水，因此利用了活性炭的吸附性。 故选：D。 【考点评析】本题主要考查物质的性质和用途，物质具有多种性质，解答时应该理解物质的用途是由物质的哪种性质决定的。 【变式1-1】（2024•长宁区一模）活性炭可用于除甲醛的原因是（　　） A．活性炭可以吸收甲醛生成新的物质 B．活性炭中有很多小孔可以吸附甲醛 C．活性炭可以使甲醛由气态变为液态 D．活性炭可以氧化甲醛为二氧化碳 【思路点拨】根据活性炭的结构与性质来分析。 【规范解答】解：活性炭具有疏松多孔的结构，具有较强的吸附性，因此可用于除甲醛。 故选：B。 【考点评析】本题难度不大，掌握活性炭的结构与性质是解题的关键。 【变式1-2】（2023秋•湘西州期末）不同的碳单质有不同的性质和用途，下列有关其性质和用途的说法中，错误的是（　　） A．金刚石的硬度很大——用作钻头 B．C60的分子结构很稳定——制作铅笔芯 C．石墨的导电性优良——制作电极 D．活性炭的吸附作用强——除去异味 【思路点拨】物质的性质决定物质的用途，解题时根据物质的性质来分析解答。 【规范解答】解：A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用作钻头，故A正确； B、石墨质软呈深灰色，能在纸上留下灰黑色痕迹，可用于制作铅笔芯，制铅笔芯不能用C60，故B错误； C、石墨具有良好的导电性，可制作电极，故C正确； D、活性炭疏松多孔，具有较强的吸附性，能吸附色素和异味，可用来除去异味，故D正确； 故选：B。 【考点评析】本题难度不大，物质的性质决定物质的用途，了解常见化学物质的性质和用途是正确解答此类题的关键。 【变式1-3】（2023秋•息县期末）空气中体积分数约为78%的气体是 　氮气或N2　；电解水时与正极相连的玻璃管中得到的气体是 　氧气或O2　；天然存在最硬的物质是 　金刚石　。 【思路点拨】根据空气中各成分气体的含量、电解水的知识以及碳单质的性质来分析。 【规范解答】解：空气属于混合物，其成分按体积计算，大约是：氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%；电解水，“正氧负氢”，与正极相连的玻璃管中得到的气体是氧气；天然存在的最硬的物质是金刚石，它可以用来裁玻璃、切割大理石、镶在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩层。 故答案为：氮气或N2；氧气或O2；金刚石。 【考点评析】本题难度不大，掌握空气的组成、电解水的知识以及碳单质的性质是解题的关键。 【变式1-4】（2024•容县一模）化学在促进我国航空航天事业的高速发展上发挥重要作用。 （1）天和核心舱内的气体组成和空气基本一致，其中含量最多的气体是 　N2　（填化学式）。 （2）航天服中有废气处理系统，能使呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的 　吸附　性。 （3）神舟十七号飞船制作芯片需要一种刻蚀液，它属于硝酸与氢氟酸的混合溶液，工艺涉及的反应为Si+HNO3+6HF═H2SiF6+HNO2+H2↑+X，则物质X的化学式为 　H2O　。 （4）“祝融号”火星车发现火星低纬度地区存在液态水，为星际移民的能源供给提供了可能。利用太阳能电池电解水制氢气的化学方程式为 　2H2O2H2↑+O2↑　。 【思路点拨】（1）根据空气中各成分气体的含量来分析； （2）根据活性炭的吸附性来分析； （3）根据质量守恒定律来分析； （4）根据化学反应的原理来分析。 【规范解答】解：（1）天和核心舱内的气体组成和空气基本一致，空气中含量最多的气体是氮气，氮气的化学式为N2； （2）活性炭具有吸附性，可以吸附废气； （3）根据在化学反应前后原子种类和原子数目都不变，在该反应过程中，硅、氮、氟的原子个数在反应前后都是相等的；反应前氢原子个数为7个，反应后为5个，少了两个；氧原子个数反应前为3个，反应后为2两个，少了1个，所以1个X分子中含有2个氢原子和1个氧原子，故其化学式为H2O； （4）水在通电的条件下分解为氢气和氧气，化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑。 故答案为：（1）N2； （2）吸附； （3）H2O； （4）2H2O2H2↑+O2↑。 【考点评析】本题难度不大，掌握空气的组成、活性炭的性质与用途、质量守恒定律的应用以及化学方程式的写法是解题的关键。 【考点讲练2 金刚石的相关知识】 【精讲题】（2024•惠来县校级模拟）《天工开物》中关于宝石的部分记载如下：“凡水晶出深山穴内瀑流石醇之中”。水晶的主要成分是SiO2，其结构与金刚石类似，下列关于水晶的说法错误的是（　　） A．水晶属于混合物 B．常温下化学性质不稳定 C．难溶于水 D．硬度较高 【思路点拨】A、根据纯净物是由一种物质组成的物质，混合物是指由两种或两种以上物质组成的物质，进行分析判断。 B、根据水晶的主要成分是SiO2，其结构与金刚石类似，进行分析判断。 C、根据金刚石难溶于水，进行分析判断。 D、根据金刚石的硬度大，进行分析判断。 【规范解答】解：A、水晶的主要成分是SiO2，含有杂质，属于混合物，故选项说法正确。 B、水晶的主要成分是SiO2，其结构与金刚石类似，常温下金刚石的化学性质稳定，则常温下水晶的化学性质稳定，故选项说法错误。 C、金刚石难溶于水，则水晶难溶于水，故选项说法正确。 D、金刚石的硬度大，则水晶硬度较高，故选项说法正确。 故选：B。 【考点评析】本题难度不大，明确水晶的结构与金刚石类似、灵活运用金刚石的性质等是正确解答本题的关键。 【变式2-1】（2024•淮北二模）科学家将立方金刚石中的每个碳原子用一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，制成了用途更为广泛的“T﹣碳”（如图所示）。下列关于“T﹣碳”的说法中正确的是（　　） A．“T﹣碳”与金刚石是同一种物质 B．“T﹣碳”中碳原子静止不动 C．在一定条件下，“T﹣碳”可以还原氧化铜 D．在常温下，“T﹣碳”的化学性质活泼 【思路点拨】根据微粒的性质和原子排列顺序不同，物质的物理性质不同进行解答。 【规范解答】解：A、因为它与金刚石中的碳原子排列方式不同，故不属于同一种物质，故说法错误； B、原子是不断运动的，故说法错误； C、碳单质具有还原性，在一定条件下可还原氧化铜，故说法正确； D、碳单质在常温下化学性质稳定，故说法错误。 故选：C。 【考点评析】本题考查几种碳单质的性质，属于基础题。需要强调的是结构不同，物质的性质也不同，这里的性质指的是物理性质，它们的化学性质是相同的。 【变式2-2】（2023秋•威海期末）中国人造金刚石产量占全世界的95%以上，而河南省的产量占到80%以上。人造金刚石是将碳原料放置在高压腔体中，通过高温、高压，使碳原料转变为金刚石晶体。下列有关人造金刚石说法不正确的是（　　） A．人造金刚石是由碳原子构成的 B．人造金刚石是由碳元素组成的 C．人造金刚石的过程中，物质结构发生了变化 D．人造金刚石硬度低 【思路点拨】A、根据人造金刚石是将碳原料放置在高压腔体中，通过高温、高压，使碳原料转变为金刚石晶体进行分析； B、根据人造金刚石的组成元素进行分析； C、根据人造金刚石的过程进行分析； D、根据金刚石是天然存在最硬的物质进行分析。 【规范解答】解：A、人造金刚石是由碳原子构成，故A说法正确； B、人造金刚石是由碳元素组成，故B说法正确； C、将碳原料放置在高压腔体中，通过高温、高压，使碳原料转变为金刚石晶体，物质的结构发生改变，故C说法正确； D、金刚石为天然存在最硬的物质，人造金刚石的硬度也很高，故D说法错误。 故选：D。 【考点评析】解答本题关键是熟悉从题干中获得有用信息的能力。 【变式2-3】（2022秋•广东期末）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，其导热效率为铜的七倍，坚固程度为钢的十倍。下列说法正确的是（　　） A．“超级黑”说明碳单质都是黑色 B．“超级黑”的结构和性质与金刚石相似 C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧 D．“超级黑”是一种新型的金属材料 【思路点拨】根据碳单质的化学性质和用途、题干信息判断即可。 【规范解答】解：A、金刚石就是碳元素组成的单质，但它不是黑色的；故说法错误； B、纯净的金刚石是无色，不导电、不导热；而“超级黑”是黑色的，能导热，故说法错误； C、在一定条件下，“超级黑”能够燃烧，故说法正确； D、“超级黑”是一种新型的非金属材料，故说法错误； 故选：C。 【考点评析】此题考查碳单质问题，关键是根据碳单质的化学性质和用途解答。 【变式2-4】（2022秋•平原县期末）在宏观﹣微观﹣符号之间建立联系，是化学学科独特的研究方法。 （1）图1和图2分别代表碳的两种单质，图1代表的物质是 　金刚石　（写物质名称）。两种物质的物理性质存在着明显差异，原因是 　原子排列方式不同　不同。 （2）图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图。 ①A、B、C、D中属于同种元素的是 　BC　。（填字母） ②C粒子的化学符号是 　S2﹣　。 ③与A粒子的化学性质相似的是 　B　（填字母）。 【思路点拨】（1）根据金刚石、石墨的内部碳原子的排列方式不同进行解答； （2）根据元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称；元素的化学性质由最外层电子数决定，最外层电子数相同，化学性质相似来分析。 【规范解答】解：（1）图1表示的物质是金刚石，图2表示的物质是石墨，它们的性质存在着明显差异，原因是构成它们的原子排列方式不同； （2）①元素是具有相同质子数的一类原子的总称，无论是单原子或者离子，核内质子数相同就属于同种元素，图中B、C质子数都是16，所以为同种元素； ②C粒子核内质子数是16，而核外电子数为2+8+8＝18，C粒子为硫原子得到2个电子，带2个单位负电荷的硫离子，其化学符号为：S2﹣； ③根据元素的化学性质取决于最外层电子数，A原子的最外层电子数为6，B原子的最外层电子数也为6，所以二者的化学性质相似。 故答案为：（1）①金刚石； ②原子排列方式不同； （2）①BC；②S2﹣；③B。 【考点评析】本题主要考查粒子结构示意图，难度不大，根据所学知识，结合图中信息，认真分析即可解答。 【考点讲练3 石墨的相关知识】 【精讲题】（2023秋•太原期末）碳单质在生活、生产、科学研究中扮演着重要的角色。如图是一种碳单质的结构，关于它的分析正确的是（　　） A．它是石墨 B．它由碳原子构成 C．它的结构不稳定 D．它可用于超导领域 【思路点拨】根据碳单质的物理性质和用途进行分析解答。 【规范解答】解：碳家族中，C60分子是由12个正五边形和20个正六边形构成的完美对称的笼状分子。C60分子形似足球，被形象地称为“足球烯”。C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽，可用于超导、催化等领域，所以本题选择D。故选：D。 【考点评析】掌握碳单质的物理性质和用途是解决本题的关键。 【变式3-1】（2022•临沂模拟）碳纳米管是从石墨中剥离出的单层石墨片层卷成的无缝、中空的管体，有关碳纳米管说法正确的是（　　） A．碳纳米管不能燃烧 B．碳纳米管具有导电性 C．碳纳米管是一种新型化合物 D．每1个碳原子连结6个碳原子 【思路点拨】根据物质分类、辨识微观结构图进行判断即可。 【规范解答】解：A、资料中给出碳纳米管是碳的单质，因此应具有碳的可燃性等，因此A错误， B、资料中给出碳纳米管是由石墨剥离制成，因此应具有石墨的导电性等，正确； C、石墨属于碳单质，因此碳纳米管也是碳单质，因此C错误； D、右图中观察可知1个碳原子与3个碳原子相连，因此D错误。 故选：B。 【考点评析】该试题考查物质分类、辨识微观结构图的 能力，同时知识的迁移与应用能力。 【变式3-2】（2021•大渡口区二模）智能手机功能强大，为人们的生活带来了极大方便。 （1）手机是电子产品，废旧手机属于　可回收物　（填“厨余垃圾”或“可回收物”或“有害垃圾”或“其他垃圾”） （2）智能手机使用的锂电池，其负极材料为石墨。石墨是由　碳　元素组成的单质。 （3）智能手机芯片含有半导体材料硅（Si）。自然界中硅元素主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。二氧化硅中硅元素化合价为　+4　价。 （4）用二氧化硅生产高纯硅的过程中会产生三氯硅烷（SiHCl3），三氯硅烷在点燃条件下与氧气反应，产生红色火焰和白烟，生成二氧化硅、氯化氢和氯气，此反应的化学方程式为　 SiHCl3+O2SiO2+HCl+Cl2　。 【思路点拨】（1）根据垃圾分类的方法进行分析； （2）根据石墨的组成进行分析； （3）根据化合物中各元素的化合价代数和为零进行分析； （4）根据题目信息找出反应物、生成物，书写方程式。 【规范解答】解：（1）废旧手机中含有一些可回收利用的部件，属于可回收垃圾，故填：可回收物； （2）石墨是由碳元素组成的单质，故填：碳； （3）二氧化硅中氧元素的化合价为﹣2价，化合物各元素的化合价的代数和为零，则硅元素的化合价为+4价，故填：+4； （4）三氯硅烷在点燃条件下与氧气反应，产生红色火焰和白烟，生成二氧化硅、氯化氢和氯气，反应物为三氯硅烷和氧气，反应条件是点燃，生成物是二氧化硅、氯化氢和氯气，方程式为： SiHCl3+O2SiO2+HCl+Cl2，故填：SiHCl3+O2SiO2+HCl+Cl2。 【考点评析】本题考查的是化学与生活的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行。 【变式3-3】（2023秋•丹东月考）阅读下面科普短文。 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过液态碳和晶形碳三大类，如图1。 石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2，才确定了它是含碳的物质。 碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型，应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图2。 随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。 依据文章内容回答下列问题： （1）金刚石属于 　C　（填序号）。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 （2）石墨与KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式： 5C+4KNO3 　2　K2O+　2　N2↑+　5　CO2↑。 （3）由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是 　工业应用　。 （4）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。 ①石墨是一种含铅的物质 　错　。 ②碳材料其有广阔的应用和发展前景 　对　。 【思路点拨】（1）根据金刚石属于晶形碳进行分析。 （2）根据化学反应前后原子种类和数目不变进行分析。 （3）根据我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是工业应用进行分析。 （4）根据石墨是一种碳单质，碳材料其有广阔的应用和发展前景，进行分析。 【规范解答】解：（1）由图1可知，金刚石属于晶形碳； （2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变，将化学方程式配平，反应前后均有5个碳原子、4个钾原子、4个氮原子和12个氧原子，因此化学方程式为 ； （3）由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是工业应用； （4）①石墨是一种单质，不含铅，故错误； ②由材料可知，碳材料其有广阔的应用和发展前景，故正确。 故答案为：（1）C； （2）2；2；5； （3）工业应用； （4）错；对。 【考点评析】本题主要考查石墨的相关知识等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 【变式3-4】（2023秋•铜鼓县校级月考）科普阅读 碳纤维 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上、它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经高温碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有许多优良性能，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，耐腐蚀性好，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，X射线透过性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。为了提高碳纤维的强度，必须选择适当的预氧化条件。将碳纤维进行预氧化处理，测得碳纤维强度与热处理温度的关系如图所示。 阅读文本，回答问题： （1）制取碳纤维的过程属于 　化学变化　（选填“物理变化”或“化学变化”）。 （2）碳纤维的物理性质有 　良好的导电导热性能　（写一条）。 （3）文中由碳元素组成的单质有 　石墨　，该物质完全燃烧的化学方程式为 　　。 （4）根据碳纤维耐腐蚀性好的性质，推测它的一种用途：　制作航天器　。 （5）由图可知，碳纤维强度与热处理温度的关系是 　在215℃﹣240℃的范围内，碳纤维的强度随温度的升高，先增大后减小　。 【思路点拨】（1）根据碳纤维是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经高温碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料进行分析解答； （2）根据物理性质是指不需要发生化学变化就能表现出来的性质进行分析解答； （3）①根据文中信息进行分析解答； ②根据碳单质完全燃烧生成二氧化碳进行分析解答； （4）根据碳纤维耐腐蚀性好的性质进行分析解答； （5）根据图的变化曲线进行分析解答。 【规范解答】解：（1）碳纤维是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经高温碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，该过程中有新物质生成，属于化学变化，故填：化学变化； （2）物理性质是指不需要发生化学变化就能表现出来的性质，从文中可知，碳纤维的物理性质有质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，耐腐蚀性好，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，X射线透过性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等，故填：良好的导电导热性能； （3）①从文中可知，石墨是由碳元素组成的单质，故填：石墨； ②碳单质完全燃烧生成二氧化碳，化学方程式为：，故填：； （4）根据碳纤维耐腐蚀性好的性质，可用于航空工业、化工机械等，故填：制作航天器； （5）由图可知，碳纤维强度与热处理温度的关系为在215℃﹣240℃的范围内，随着温度的升高，碳纤维的强度先增大后减小，故填：在215℃﹣240℃的范围内，碳纤维的强度随温度的升高，先增大后减小。 【考点评析】本题主要考查碳元嘉组成的单质、化学变化和物理变化的判别、化学性质与物理性质的差别及应用、书写化学方程式等相关知识，解决本题的关键是根据题干给的信息进行分析解答。 【考点讲练4 C60的相关知识】 【精讲题】（2024•萨尔图区校级一模）C60是1985年科学家发现的一种物质，下列关于它的叙述中，错误的是（　　） ①每个C60分子由60个碳原子构成 ②每个C60分子由60个碳元素组成 ③C60是一种单质 ④C60是一种化合物。 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 【思路点拨】由同种元素组成的纯净物是单质，由不同种元素组成的纯净物是化合物；据此结合C60的化学式进行分析判断即可。 【规范解答】解：①由C60的化学式可知，每个C60分子由60个碳原子构成，故说法正确； ②由C60的化学式可知，每个C60分子由60个碳原子构成，元素不论个数，故选项说法错误； ③C60是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故选项说法正确。 ④C60是由一种元素组成的纯净物，属于单质，故选项说法错误。 故选：B。 【考点评析】本题难度不大，考查碳的单质，掌握纯净物、混合物、单质、化合物特征是正确解答本题的关键。 【变式4-1】（2023秋•潮南区期末）模型建构是化学学习的重要思想，下列模型正确的是（　　） A．原子结构 B．C60分子结构 C．地壳中元素含量 D．氯元素化合价 【思路点拨】A、根据原子的组成来分析； B、根据C60的结构来分析； C、根据地壳中元素含量来分析； D、根据化合价的计算方法来分析。 【规范解答】解：A、原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，故A错； B、每个C60分子是60个碳原子构成的，C60分子形似足球，故B正确； C、地壳中元素含量由多到少，依次是：氧、硅、铝、铁、钙，故C错； D、KClO中钾元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为﹣2价，则氯元素的化合价为+1价；MgCl2中镁元素的化合价为+2价，则氯元素的化合价为﹣1价；ClO2中元素的化合价为﹣2价，则氯元素的化合价为+4价，因此氯元素化合价由低到高依次为MgCl2、KClO、ClO2，故D错。 故选：B。 【考点评析】本题在解答时，根据空气的组成、碳单质的结构、粒子间的关系、溶液的性质，结合所学知识做出判断。 【变式4-2】（2023秋•井研县期末）2023年11月同济大学科研团队首次成功合成了分别由10个或14个碳原子构成的环形纯碳分子材料。下列说法不正确的是（　　） A．这两种材料的化学式为C10和C14 B．碳元素可以形成多种单质 C．C10或C14在空气中完全燃烧产生CO2 D．C10、C14、C60的相对分子质量相同 【思路点拨】A、根据化学式的意义分析； B、根据单质的概念分析； C、根据碳单质的化学性质分析； D、根据相对分子质量的计算方法分析。 【规范解答】解：A、化学式中元素符号右下角的数字表示分子中原子个数，故这两种材料的化学式为C10和C14，故说法正确； B、碳元素可以形成C10、C14、C60、金刚石、石墨等多种单质，说法正确； C、C10或C14都是碳元素的单质，碳单质在氧气中完全燃烧都会生成CO2，说法正确； D、三种物质C10、C14、C60的化学式不同，即三种分子中碳原子个数不同，根据相对分子质量的概念，三者的相对分子质量不同，说法错误。 故选：D。 【考点评析】本题涉及化学式的意义、单质的概念、碳单质的化学性质、相对分子质量的计算，难度不大。 【变式4-3】（2023•晋中一模）C60也称富勒烯，它的结构与足球相似．据报道，牛津大学正在打造世界上最昂贵的材料﹣﹣内嵌氮原子的富勒烯（如图所示）．下列叙述正确的是（　　） A．内嵌氮原子的富勒烯是单质 B．内嵌氮原子的富勒烯中含有两种单质 C．富勒烯充分燃烧有二氧化碳生成 D．富勒烯一定是黑色 【思路点拨】A、根据由同种元素组成的纯净物是单质，进行分析判断． B、根据由同种元素组成的纯净物是单质，进行分析判断． C、根据燃烧产物进行分析判断． D、根据富勒烯的物理性质进行分析判断． 【规范解答】解：A、内嵌氮原子的富勒烯是由两种元素组成的纯净物，不属于单质，故选项说法错误。 B、内嵌氮原子的富勒烯是由两种元素组成的纯净物，属于化合物，故选项说法错误。 C、富勒烯充分燃烧有二氧化碳生成，故选项说法正确。 D、富勒烯不一定是黑色，故选项说法错误。 故选：C。 【考点评析】本题难度不大，考查同学们结合新信息、灵活运用化学式的含义与有关计算等进行分析问题、解决问题的能力． 【变式4-4】（2023春•高州市期中）C60的模型如图所示，每个碳原子和相邻的　3　个碳原子以小棍结合。若要搭建一个这样的模型，需要代表碳原子的小球　60　个，需要代表化学键的连接小球的小棍　90　根。 【思路点拨】由图中可以看出，在C60的模型中每一个碳原子和相邻的三个碳原子相结合；由的化学式C60可以看出每个C60分子由60个碳原子构成，而每一个小球代表一个碳原子去分析； 【规范解答】解：（1）由图中可以看出，在C60的模型中每一个碳原子和相邻的三个碳原子相结合；由的化学式C60可以看出每个C60分子由60个碳原子构成，而每一个小球代表一个碳原子，所以小球的个数应为60个；每个小球与三个小棍连接，而每个小棍都计算两次；故小棍的数目应为：＝90（个）； 故答案为：3； 60； 90； 【考点评析】本题难度不大，主要考查了学生对碳单质C60模型的理解与掌握。 真题再现 大显身手 【真题再现1】（2024•湖南）柴米油盐酱醋茶，琴棋书画诗酒花，都与化学息息相关。回答问题。 围炉煮茶和月下赏梅都是人们喜欢的休闲交友方式。 （1）“围炉煮茶”时常用木炭作燃料，木炭主要成分碳的化学式是 　C　。 （2）“月下赏梅”时闻到了梅花的清香，说明分子具有的性质是 　分子在不停地运动　。 【思路点拨】（1）根据木炭主要成分碳进行分析。 （2）根据分子在不停地运动进行分析。 【规范解答】解：（1）木炭主要成分碳，碳是由原子直接构成，其化学式是C； （2）“月下赏梅”时闻到了梅花的清香，是因为梅花中含有的香味分子在不停地运动，向四周扩散，使人们闻到梅花的香味。 故答案为：（1）C； （2）分子在不停地运动。 【考点评析】本题主要考查分子的特性等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 【真题再现2】（2023•武汉）石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题： （1）石墨的用途可以是 　A或B　（选一个即可，填标号）。 A.用于制铅笔芯 B.用作电极 C.用于切割大理石 （2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其 　物理　（填“物理”或“化学”）性质。 （3）木炭可以作燃料，木炭燃烧的化学方程式为 　C+O2CO2　。 【思路点拨】（1）根据石墨的性质和用途进行分析； （2）根据活性炭的性质进行分析； （3）碳完全燃烧生成二氧化碳，据此分析。 【规范解答】解：（1）A.石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，所以可用来制铅笔芯，故正确； B.石墨具有导电性，可以做干电池电极，故正确； C.石墨质软，不能用于切割大理石，故错误； 故选：A或B； （2）活性炭具有吸附性，可作冰箱除味剂，此过程没有新物质产生，是利用了活性炭的物理性质； （3）木炭主要成分为碳，碳完全燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为C+O2CO2； 故答案为： （1）A或B； （2）物理； （3）C+O2CO2。 【考点评析】本题考查了碳的化学性质，碳单质的物理性质及用途等相关知识，掌握有关的碳的性质是解答的关键。 【真题再现3】（2024•长沙）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（　　） A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D．C60 【思路点拨】根据碳单质的性质及其用途来分析。 【规范解答】解：活性炭具有吸附性，可以去除冰箱、汽车中的异味。而金刚石、石墨和C60无此性质。 故选：A。 【考点评析】要想解答好这类题目，要理解和熟记碳单质的物理性质及用途等相关知识。 【真题再现4】（2023•长沙）在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质或用途正确的是（　　） A．活性炭具有吸附性 B．木炭常温下化学性质很活泼 C．金刚石用作电极 D．石墨用作钻探机钻头 【思路点拨】根据碳单质的化学性质、物理性质和用途，进行分析判断。 【规范解答】解：A、活性炭具有吸附性，故选项说法正确。 B、木炭常温下化学性质不活泼，故选项说法错误。 C、金刚石不具有导电性，不能用作电极，故选项说法错误。 D、石墨质软，不能用作钻探机钻头，故选项说法错误。 故选：A。 【考点评析】本题难度不大，了解碳单质的化学性质、物理性质和用途是正确解答本题的关键。 【真题再现5】（2023•铁岭）央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是（　　） A．质软 B．导电性 C．可燃性 D．常温稳定性 【思路点拨】根据墨的主要成分是炭黑，在常温下，碳的化学性质不活泼进行分析解答。 【规范解答】解：墨的主要成分是炭黑，在常温下，碳的化学性质不活泼。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，与质软无关，与碳的导电性无关，与碳的可燃性无关，体现了碳单质具有的性质是常温稳定性。 故选：D。 【考点评析】本题考查碳的化学性质，根据碳在常温下不活泼即可解答。 拔高训练15题 1．（2024•绥棱县校级开学）下面是我们在初中化学课本经历的实验，请回答下列问题： （1）A实验中集气瓶内水的作用是 　吸收二氧化硫，防止污染空气　。 （2）B实验中玻璃管上气球的作用是 　平衡锥形瓶内外压强，防止污染　。 （3）D中木炭还原氧化铜的化学方程式为 　C+2CuO2Cu+CO2↑　。 【思路点拨】（1）根据硫燃烧实验分析； （2）根据装置的作用分析； （3）格努反应原理分析。 【规范解答】解：（1）硫在氧气中燃烧会生成二氧化硫，二氧化硫有毒，直接排放会污染空气，所以A实验中集气瓶内水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气； （2）红磷燃烧产生大量的热，B实验中气球的作用是平衡锥形瓶内外压强，另外磷燃烧生成五氧化二磷，有毒，还可以防止污染空气； （3）D实验中，氧化铜与碳发生反应生成铜单质和二氧化碳，反应的化学方程式为： 。 故答案为：（1）吸收二氧化硫，防止污染空气； （2）平衡锥形瓶内外压强，防止污染空气； （3）C+2CuO2Cu+CO2↑。 【考点评析】本题考查了教材的实验装置，难度不大，根据教材内容分析即可。 2．（2023秋•固安县期末）化学学习离不开实验，根据下列实验装置回答问题。 （1）图一：观察到甲中澄清石灰水变浑浊、乙中无明显现象，该实验的目的是比较空气中 　二氧化碳　的含量与呼出气体中的含量不同。 （2）图二：图中酒精灯加网罩的目的是 　聚拢火焰提高温度　；加热一段时间后，观察到试管中的现象是 　黑色固体变红色　，发生反应的化学方程式为 　2CuO+C2Cu+CO2↑　。 （3）图三：在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液和铁钉，在天平上称量，记录所称质量为m1；一段时间后出现明显现象，在天平上称量，记录所称质量为m2。m1　等于　（选填“大于”“等于”或“小于”）m2，证明化学反应遵循质量守恒定律，该反应的化学方程式为 　Fe+CuSO4═FeSO4+Cu　。 【思路点拨】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 （2）高温条件下氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳。 （3）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。 【规范解答】解：（1）图一：观察到甲中澄清石灰水变浑浊、乙中无明显现象，该实验的目的是比较空气中二氧化碳的含量与呼出气体中的含量不同。 故答案为：二氧化碳。 （2）图二：图中酒精灯加网罩的目的是聚拢火焰提高温度；加热一段时间后，观察到试管中的现象是黑色固体变红色，是因为高温条件下氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，发生反应的化学方程式为2CuO+C2Cu+CO2↑。 故答案为：聚拢火焰提高温度；黑色固体变红色；2CuO+C2Cu+CO2↑。 （3）图三：在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液和铁钉，在天平上称量，记录所称质量为m1；一段时间后出现明显现象，在天平上称量，记录所称质量为m2。m1等于m2，证明化学反应遵循质量守恒定律，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。 故答案为：等于；Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。 【考点评析】本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。 3．（2023秋•江门校级期末）根据如图所示的实验回答问题： （1）A实验 　不能　（填“能”或“不能”）用来测定空气中氧气的含量； （2）B实验现象说明，空气中的氧气含量比呼出气体中的 　高　（“高”或“低”）； （3）C实验中小灯泡发亮，说明石墨具有 　导电　性，石墨的化学式 　C　； （4）D实验用来验证质量守恒定律，其中气球的作用是 　缓冲气压，以防气压过大冲出橡胶塞　。 【思路点拨】（1）根据木炭燃烧生成二氧化碳气体来分析； （2）根据氧气的性质以及检验方法来分析； （3）根据石墨的性质与用途来分析； （4）根据装置的特点以及气球的作用来分析。 【规范解答】解：（1）木炭燃烧消耗氧气，但生成二氧化碳气体，则装置中的气体没有减少，不能测定空气中氧气的含量。 （2）氧气能支持燃烧，燃着的木条在空气中正常燃烧，在呼出气体中很快熄灭，则说明空气中的氧气含量比呼出气体中的高。 （3）C实验中小灯泡发亮，说明石墨具有导电性；石墨为碳单质，化学式为C。 （4）红磷燃烧放热，则装置中压强增大，气球的作用为缓冲气压，以防气压过大冲出橡胶塞。 故答案为：（1）不能； （2）高； （3）导电；C； （4）缓冲气压，以防气压过大冲出橡胶塞。 【考点评析】本题难度不大，掌握测定空气中氧气含量的原理、呼出气体的成分与空气成分的区别、质量守恒定律、石墨的性质等是正确解答本题的关键。 4．（2023秋•兰州期末）化学活动小组的同学在探究木炭与CuO反应时，完成了如图实验，请回答下列问题： （1）请写出C与CuO反应的化学方程式 　C+2CuO2Cu+CO2↑　。 （2）实验结束时，应 　①　（填写下列操作代号）。 ①先撤出导管，再熄灭酒精灯 ②先熄灭酒精灯，再撤出导管 （3）图中酒精灯加网罩的作用是 　集中火焰，提高温度　； （4）该实验中观察到的现象是 　黑色粉末变成红色，澄清的石灰水变浑浊　。 【思路点拨】根据碳还原氧化铜的反应、现象、注意事项分析回答有关的问题。 【规范解答】解：（1）在高温时C与CuO反应生成了铜和二氧化碳，化学方程式是C+2CuO2Cu+CO2↑。 （2）实验结束时，为了防止石灰水倒流引起试管的炸裂，应先撤出导管，再熄灭酒精灯。 （3）图中酒精灯加网罩的作用是集中火焰，提高温度； （4）在高温时C与CuO反应生成了铜和二氧化碳，生成的二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水，所以该实验中观察到的现象是黑色粉末变成红色，澄清的石灰水变浑浊。 故答案为：（1）C+2CuO2Cu+CO2↑； （2）①； （3）黑色粉末变成红色，澄清的石灰水变浑浊。 【考点评析】本题主要考查碳还原氧化铜的实验，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。 5．（2024•前郭县一模）碳是人类接触最早、利用最多的元素之一。 （1）《富春山居图》是元代画家黄公望的代表作，画中墨迹经数百年而不变色的原因是 　碳单质在常温下的化学性质不活泼　。 （2）碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳，二者的化学性质不同的原因是 　分子构成不同　。 【思路点拨】（1）根据常温下，碳单质的化学性质不活泼进行分析。 （2）根据同一种分子的化学性质相同，不同种分子的化学性质不同进行分析。 【规范解答】解：（l）画中墨迹经数百年而不变色的原因是，墨中含有碳单质，常温下，碳单质的化学性质不活泼，不易与其它物质发生化学反应。 （2）同一种分子的化学性质相同，不同种分子的化学性质不同。碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳，二者的化学性质不同的原因是它们的分子构成不同。 故答案为：（1）碳单质在常温下的化学性质不活泼； （2）分子构成不同。 【考点评析】本题主要考查碳的化学性质等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 6．（2024•凉州区模拟）金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但是其物理性质差异很大，原因是 　碳原子排列方式不同　不同． 【思路点拨】根据金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，它们的性质上存在很大差异的原因是碳原子排列方式不同进行解答． 【规范解答】解：金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，它们的性质上存在很大差异的原因是碳原子排列方式不同． 故答案为：碳原子排列方式不同． 【考点评析】本题主要考查了碳单质的物理性质，题目比较简单，主要检查学生的记忆能力． 7．（2024•沙坪坝区校级二模）“极目楚天，共襄星汉”是2024年“中国航天日”的主题。4月25日，神舟十八号载人飞船（简称“神十八”）顺利发射入轨，该飞船上使用了多种高新科技。 （1）水的净化再利用：“生命吸管”是一种类似的净水装置（如下图），椰壳活性炭可以消除异味、提升口感，是利用了它的 　吸附　性。 （2）“太空养鱼”：在生态实验组件的帮助下，斑马鱼呼出的CO2可供给金鱼藻进行 　光合　作用，再产生O2予斑马鱼呼吸，形成自给自足的小型水生生态循环系统。 （3）“神十八”使用绝原子原子钟进行精确计时，下图为铯原子的结构示意图。下列说法中正确的是 　BD　（填序号）。 A．m＝8 B．铯元素在元素周期表中位于第六周期 C．铯原子的中子数为55 D．铯原子在化学反应中易失去电子 （4）搭载“神十八”的运载火箭，以C2H8N2为燃料，与助燃剂N2O4气体在点燃的条件下反应生成无毒无害的一种单质和两种氧化物，写出该反应的化学方程式 　　。 【思路点拨】（1）根据活性炭的性质来分析； （2）根据光合作用的原理来分析； （3）根据原子结构示意图的信息来分析； （4）根据化学反应的原理来分析。 【规范解答】解：（1）椰壳活性炭疏松多孔有吸附性，可以消除异味、提升口感，是利用了它的吸附性； （2）金鱼藻进行光合作用可将二氧化碳转化为氧气； （3）A、原子中，质子数＝核外电子数，则55＝2+8+18+m+8+1，m＝55﹣2﹣8﹣18﹣8﹣1＝18，故说法错误； B、周期数＝原子核外电子层数，铯元素的原子核外有6个电子层，则在元素周期表中，铯元素位于第六周期，故说法正确； C、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，该元素的原子序数为55；根据原子中原子序数＝核电荷数＝质子数，则该原子的核内质子数为55；相对原子质量为132.9，不是质子数的两倍，则原子核内中子数不等于55，故说法错误； D、由铯的原子结构示意图，最外层电子数是1，在化学反应中易失去1个电子而形成带1个单位正电荷的阳离子，故说法正确； （4）C2H8N2与助燃剂N2O4气体在点燃的条件下反应生成无毒无害的一种单质和两种氧化物，即生成氮气、水和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。 故答案为：（1）吸附； （2）光合； （3）BD； （4）。 【考点评析】本题难度不大，掌握活性炭的性质、光合作用的原理、原子结构示意图的信息以及化学方程式的写法是解题的关键。 8．（2024•凉州区二模）活性炭口罩能有效阻隔空气中的氨、苯、甲醛等有害气体，其功能比普通口罩强大，因为活性炭具有 　吸附　性。 【思路点拨】根据活性炭具有吸附性，可以吸附气体分析。 【规范解答】解：活性炭口罩能有效阻隔空气中的氨、苯、甲醛等有害气体，其功能比普通口罩强大，因为活性炭具有吸附性，可以吸附气体。 故答案为：吸附。 【考点评析】本题主要考查碳单质的物理性质及用途等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 9．（2024•虹口区一模）与单质碳有关的说法正确的是（　　） A．所有的单质碳具有相同的性质 B．在空气中灼烧可除去氧化铜中的少量碳 C．可以通过溶解、过滤的方法分离氧化铜和碳 D．使用碳素墨水书写重要文档，主要是因为单质碳是黑色的 【思路点拨】A、根据碳的单质的性质分析； B、根据除杂质题至少要满足两个条件：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质分析； C、根据氧化铜和碳都不溶分析； D、根据碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，进行分析判断。 【规范解答】解：A、碳的单质间物理性质差别较大，例如金刚石和石墨，故A错误； B、碳在空气中灼烧生成二氧化碳气体，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故B正确； C、氧化铜和碳都不溶，不能通过溶解、过滤的方法分离，故C错误； D、碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，用碳素墨水来书写档案，是因为在常温下碳的化学性质不活泼，故D错误； 故选：B。 【考点评析】在解此类题时，首先要将题中的知识认知透，然后结合学过的知识进行解答。 10．（2024•徐汇区二模）高温下碳和氧化铜可发生反应：C+2CuO2Cu+CO2↑，在该反应中碳表现出（　　） A．吸附性 B．稳定性 C．助燃性 D．还原性 【思路点拨】根据化学反应的原理来分析碳的性质。 【规范解答】解：在该反应中，碳夺取了氧化铜中的氧元素，使之转化为单质铜，体现了碳具有还原性， 故选：D。 【考点评析】此题考查碳的化学性质，关键是根据化学反应的原理来分析碳的性质解答。 11．（2024•介休市模拟）碳单质在生活、生产、科学研究中扮演着重要的角色。如图是三种不同碳单质结构，关于它的分析正确的是（　　） A．钻石的微观模拟可以用②表示 B．三种碳单质都是由碳原子构成 C．石墨在一定条件下转化为金刚石是物理变化 D．③是足球烯的微观模拟结构，可用于超导领域 【思路点拨】根据碳单质的微观结构示意图可知，①是金刚石，②是石墨，③是C60。 【规范解答】解：A、由分析可知，①是金刚石，可以做钻石，故A错误； B、金刚石、石墨是由碳原子构成的，C60是由C60分子构成的，故B错误； C、石墨在一定条件下转化为金刚石，有新物质生成，发生的属于化学变化，故C错误； D、③是足球烯的微观模拟结构，可用于超导领域，故D正确。 故选：D。 【考点评析】本题主要考查碳元素组成的单质等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 12．（2024•双城区模拟）某化学实验小组要测定氧化铜与炭粉混合物中碳粉的质量，取17.8g混合物放在密闭容器中高温加热，充分反应后得到固体纯净物和5g气体。则下列说法不正确的是（　　） A．反应后的固体纯净物为铜 B．5g气体是CO和CO2的混合物 C．原固体混合物中炭粉的质量为1.8g D．所得气体中碳元素与氧元素的质量比为3：8 【思路点拨】根据氧化铜和碳高温反应生成铜和二氧化碳原理及灵活利用质量守恒定律进行分析。 【规范解答】解：A.氧化铜和碳粉在高温条件下反应产生铜和碳的氧化物，得到的了是固体只能是铜，为纯净物，故正确； B.氧化铜和碳粉在高温条件下反应产生铜和碳的氧化物，产生了二氧化碳、一氧化碳混合气体，故5g气体是CO和CO2的混合物，故正确； C.氧化铜和碳高温反应生成铜等物质，由题干信息“取17.8g混合物放在密闭容器中高温加热，充分反应后得到固体纯净物和5g气体”可知得到纯净物为铜，可知生成铜的质量为17.8g﹣5g＝12.8g，则原固体混合物中氧化铜的质量为，碳粉的质量为17.8g﹣16g＝1.8g，故正确； D.碳粉质量＝碳元素质量＝1.8g，氧元素质量＝氧化铜质量﹣铜元素质量＝16g﹣12.8g＝3.2g，根据质量守恒定律，化学反应前后元素质量不变可知，气体中碳元素与氧元素的质量比为1.8g：3.2g＝9：16，故错误。 故选：D。 【考点评析】本题主要考查质量守恒定律及其应用等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 13．（2023秋•萧县期末）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，其导热效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是（　　） A．“超级黑”说明碳单质都是黑色 B．“超级黑”中碳元素的化合价为+4 C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧 D．“超级黑”是天然存在最硬的物质 【思路点拨】根据碳单质的化学性质和用途进行分析判断即可。 【规范解答】解：A.金刚石就是碳元素组成的单质，但它不是黑色的；故不符合题意； B.“超级黑”是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，单质中元素化合价为“0”，故不符合题意； C.“超级黑”是碳单质，在一定条件下，“超级黑”能够燃烧，故符合题意； D.金刚石是天然存在的最硬的物质，故不符合题意。 故选：C。 【考点评析】此题考查碳单质问题，关键是根据碳单质的化学性质和用途进行分析解答。 14．（2023秋•凤翔区期末）构建化学基本观念是学好化学的基础。下列观点对应的说法不正确的是（　　） A．元素观：金刚石是由碳元素组成 B．微粒观：保持二氧化碳化学性质的微粒是二氧化碳分子 C．变化观：铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 D．守恒观：2g氢气和2g氧气充分反应生成4g水 【思路点拨】A、根据元素组成物质进行分析； B、根据分子是保持物质化学性质的最小微粒进行分析； C、根据金属的化学性质进行分析； D、根据常见化学反应的质量比进行分析。 【规范解答】解：A、金刚石是由碳元素组成的，故A正确； B、分子是保持物质化学性质的最小微粒，二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，保持二氧化碳化学性质的微粒是二氧化碳分子，故B正确； C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，故C正确； D、氢气和氧气点燃生成水，该反应的化学方程式为：2H2+O22H2O，氢气和氧气的质量比为4：32＝1：8，故2g氢气和2g氧气充分反应，氢气过量，生成水的质量小于4g，故D错误。 故选：D。 【考点评析】本题难度不大，掌握金属的化学性质、碳元素形成的单质、水的微观构成等是正确解答本题的关键。 15．（2024•邗江区校级模拟）碳量子点是一种通常仅由几千个碳原子构成的纳米级别材料，碳量子点具有优秀的光学性质、良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。下列说法正确的是（　　） A．碳量子点与碳的物理性质完全相同 B．碳量子点与金刚石里中的碳原子质子数不同 C．制备碳量子点的原材料中含有碳元素 D．量子点称作“人造原子”，是人为创造出的新原子 【思路点拨】根据碳量子点是一种通常仅由几干个碳原子构成的纳米级别材料分析。 【规范解答】解：A、碳量子点与碳单质的结构不同，所以物理性质不相同，故A错误； B、碳量子点是一种通常仅由几干个碳原子构成的纳米级别材料，碳原子的质子数没有发生改变，故B错误； C、碳量子点是一种通常仅由几千个碳原子构成的纳米级别材料，所以制备碳量子点材料的原材料中含有碳元素，故C正确； D、碳量子点是一种通常仅由几干个碳原子构成的纳米级别材料，不是人为创造出的新原子，故D错误； 故选：C。 【考点评析】本题主要考查碳元素组成的单质等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$