6.1 神秘的碳家族-【帮课堂】2024-2025学年九年级化学上册同步学与练（仁爱科普版2024）

单元6 探秘碳的世界 课题1 神秘的碳家族 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1． 了解金刚石、石墨、木炭、活性炭、C60的主要物理性质和用途。 2． 了解木碳、活性炭的吸附性。 3． 了解有机化合物与无机化合物的区别。 4． 了解甲烷与乙醇的性质与用途。 重点：金刚石、石墨、木炭、活性炭、C60的主要物理性质和用途。 难点：甲烷与乙醇的性质与用途。 一、碳的单质 1. 金刚石 （1）物理性质：是无色透明的晶体，是自然界中最 坚硬的 物质，耐磨性好，具有优良的 透光性 和耐腐蚀性。 （2）用途：常用于制作钻探的 钻头 ，以及 切割 、切削、磨削的刀具等。 2.石墨 （1）物理性质：是一种深灰色的、有 金属光泽 而不透明的细鳞片状固体，质软、能 导电 、有滑腻感。 （2）用途：可用于制作 电极 、润滑剂等。石墨与黏土等混合可制作 铅笔芯 。 【名师点拨】 金刚石和石墨性质、用途的差异是由结构的差异决定的。 3. “炭”，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等，它们的主要成分也是 碳单质 。 （1）木炭、活性炭等具有疏松多孔的结构，具有强 吸附性 ，常用作化工生产、食品加工、水的净化等领域的吸附剂。 （2）焦炭是煤在隔绝空气的条件下，加热到 950~1 050 ℃，经过高温炼焦过程制得的，主要成分是 碳 。焦炭是金属冶炼的重要原料。 4. C60，这种碳单质由分子构成，每个分子由60个碳 原子 结合成形似足球的形状；碳纳米管，人们把完全由碳组成的形状呈球型、椭球型、柱型或管状的中空分子统称为 富勒烯 ；21 世纪初，来自英国曼彻斯特大学的两位科学家，又制得了仅由一层碳原子构成、具有石墨层状结构的石墨烯。 二、有机化合物 1. 有机化合物与无机化合物 （1）化学上通常将含有碳元素的化合物称为 有机化合物 。 （2）不含碳元素的化合物称为 无机化合物 ，如而将水（H2O）、硫酸（H2SO4）、氯化钠（NaCl）等。 （3）一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳酸（H2CO3）、碳酸钙（CaCO3）等虽然也含有碳元素，但由于其性质与 无机化合物 相似，仍被归类为 无机化合物 。 2. 甲烷（CH4）是最简单的 有机化合物 ，是 天然气 的主要成分。 （1）物理性质：无色、无味、气体，密度比空气的 小 ，极难溶于水。 （2）化学性质：易燃烧，火焰明亮呈 蓝色 ，生成二氧化碳和水，放出大量的热。 （3）用途：重要的化工原料和常用 燃料 。 3. 乙醇（俗称酒精，化学式为 C2H6O）是一种常见的有机物，是 酒 的主要成分之一。 （1）物理性质：无色透明、具有特殊气味的液化，易 挥发 ，能与水任意比率互溶，能溶解多种有机物。 （2）化学性质：易燃烧，发出淡蓝色火焰，生成 二氧化碳 和水，并放出大量的热。 （3）用途：被用作酒精灯、火锅等的 燃料 ，还是一种重要的原料，被广泛应用于化学工业、医疗卫生、食品工业、农业生产等领域。 （4）乙醇（燃烧的化学方程式： C2H5OH+3O22CO2+3H2O 。 【名师点拨】乙醇蒸气能与空气形成具有爆炸性的混合物，因此，乙醇需要密封保存，并要远离火源。医 疗上常用 75% 的乙醇作消毒剂。 一、判断题 （1）长期使用铅笔会导致铅中毒。（ ） （2）无水乙酸又称冰醋酸（熔点16.6℃），在室温较低时，无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体．冬天实验中遇到这种情况，可以用酒精灯直接对试剂瓶加热解冻，方便取出醋酸。（ ） 【答案】(1) ×　(2) × 2．金刚石可用来裁玻璃是因为它 　 　，用来作干电池的电极是因为石墨 　 　，金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是 　 　。石墨转化为金刚石是 　 　变化。 【答案】硬度大；具有导电性；碳原子的排列方式不同；化学 【解析】金刚石可用来裁玻璃是因为它硬度大，用来作干电池的电极是因为石墨具有导电性，金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是碳原子的排列方式不同。石墨与金刚石不是同一种物质，因此石墨转化为金刚石是化学变化。 3．生产白糖时，为除去其中的色素可使用活性炭，活性炭的作用是 　 　。 【答案】吸附色素 【解析】生产白糖时，为除去其中的色素可使用活性炭，由于活性炭具有吸附性，活性炭的作用是吸附色素。 4．甲烷具有的物理性质：　 　色，　 　味，　 　溶于水，密度比空气 　 　。燃烧文字表达式：　 　；火焰：　 　色。 【答案】无；无；难；小；甲烷+氧气二氧化碳+水；蓝 【解析】甲烷是无色、无味，难溶于水，密度比空气小，燃烧生成二氧化碳和水，反应的文字表达式为甲烷+氧气二氧化碳+水。甲烷燃烧，火焰呈蓝色。 5．乙醇俗名　 　，乙醇可通过高粱、玉米、薯类的发酵蒸馏产生，乙醇属于　 　能源（选填：“可再生”或“不可再生”）。乙醇燃烧的化学方程式为　 　。 【答案】酒精；可再生；C2H5OH+3O22CO2+3H2O 【解析】乙醇俗名酒精，具有可燃性，可用作燃料，乙醇可通过高粱、玉米、薯类的发酵蒸馏产生，属于可再生能源，其燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。 6．中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是（　　） A．木炭 B．石墨 C．焦炭 D．铅 【答案】B 【解析】A、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含木炭，故选项错误。 B、石墨是天然存在的最软的物质之一，在纸张上划过时容易留下痕迹，可用来制作铅笔芯，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，故选项正确。 C、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含焦炭，选项错误。 D、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含金属铅，故选项错误。故选：B。 7．碳的单质在生产生活中应用广泛。下列不属于碳的单质用途的是（　　） A．制铅笔芯 B．冰箱除味 C．消防灭火 D．冶炼金属 【答案】C 【解析】A、铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，石墨是碳的单质，石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，该选项属于碳单质的用途，选项不符合题意； B、冰箱除味剂的主要成分是活性炭，活性炭具有吸附性，活性炭的主要成分是碳，该选项属于碳单质的用途，选项不符合题意； C、消防灭火是利用二氧化碳气体进行灭火，二氧化碳是化合物，不属于碳单质，消防灭火还可以利用水，水属于化合物，不属于碳单质，该选项不属于碳单质的用途，选项符合题意； D、工业上可利用焦炭冶炼金属，焦炭的主要成分是碳，属于碳单质，具有还原性，该选项属于碳单质的用途，选项不符合题意。 故选：C。 8. 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 【答案】D 【解析】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。 9．下列物质均可作为燃料，其中属于有机物的是（　　） A．C B．H2 C．CO D．CH4 【答案】D 【解析】A、C属于单质，不属于有机物，故选项错误。 B、H2属于单质，不属于有机物，故选项错误。 C、CO虽含碳元素，但其性质与无机物类似，因此把它作是无机物，故选项错误。 D、CH4是含碳元素的化合物，属于有机物，故选项正确。故选：D。 10．下列物质不属于有机物的是（　　） A．甲醛（HCHO） B．葡萄糖（C6H12O6） C．醋酸（CH3COOH） D．碳酸钙（CaCO3） 【答案】D 【解析】A、甲醛（HCHO）是含碳元素的化合物，属于有机物，故选项错误。 B、葡萄糖（C6H12O6）是含碳元素的化合物，属于有机物，故选项错误。 C、醋酸（CH3COOH）是含碳元素的化合物，属于有机物，故选项错误。 D、碳酸钙（CaCO3）虽含碳元素，但其性质与无机物类似，因此把它看作无机物，故选项正确。 故选：D。 11．我国药学家屠呦呦因成功研制治疗疟疾的特效药“青蒿素”（C15H22O5），而荣获诺贝尔生理学奖．从物质分类看，青蒿素属于（　　） A．单质 B．氧化物 C．有机物 D．混合物 【答案】C 【解析】由青蒿素的化学式可知，青蒿素是一种由三种元素组成的纯净物，属于化合物，但不属于氧化物，由于含有碳元素，因此属于有机物。 故选：C。 12．有机合成材料的应用和发展方便了人类的生活。下列不属于有机合成材料的是（　A　） A．陶瓷 B．塑料 C．合成纤维 D．合成橡胶 【答案】A 【解析】A、陶瓷是无机非金属材料，该选项符合题意。 B、塑料是有机合成材料，该选项不符合题意。 C、合成纤维是有机合成材料，该选项不符合题意。 D、合成橡胶是有机合成材料，该选项不符合题意。 故选：A。 ►问题一 碳单质的性质与用途 【典例1】 碳家族的成员很多，用途很广，下列关于碳的应用与其性质不对应的是（　　） A．木炭作燃料——碳有可燃性 B．利用石墨作电极材料——石墨具有导电性 C．金刚石作钻探机的钻头——金刚石坚硬 D．用墨汁书写的字画经久不褪色——碳有还原性 【答案】D 【详解】A、木炭具有可燃性，可用作燃料，故A正确； B、石墨具有导电性，能用作电极材料，故B正确； C、金刚石硬度大，可用作钻探机钻头，故C正确； D、碳在常温下化学性质不活泼，用墨汁书写的字画经久不褪色，故D错误。 故选：D。 【解题必备】 1．金刚石与石墨 金刚石 石墨 物理性质 无色透明、正八面体形状的固体；加工琢磨后有璀璨夺目光泽；质硬，且是天然存在的最硬的物质 深灰色的有金属光泽而不透明的细磷片状固体；很软且有滑腻感；具有优良的导电性能 用途 装饰品、玻璃裁刀、钻探机钻头、切割大理石、加工坚硬的金属等 电极、铅笔芯、润滑剂等 2．C60：每个C60，分子由60个碳原子构成。形似足球，化学性质稳定。 【变式1-1】 （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 【答案】A 【解析】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。 【变式1-2】 下列物质的用途错误的是（　　） A．金刚石作玻璃刀 B．活性炭填充滤毒罐 C．石墨作干电池的电极 D．焦炭用于制墨 【答案】D 【解析】】A、金刚石是天然存在的硬度最大的物质，可以作玻璃刀的刀头切割玻璃，此选项用途正确； B、活性炭具有很强的吸附能力，可以吸附色素和异味，因此可以作防毒面具的滤毒罐，故此选项用途正确； C、石墨具有导电性，因此石墨作干电池的电极，故此选项用途正确； D、炭黑是黑色粉末，化学性质稳定，常温下一般不会和其他物质反应，所以书写的字画可以保存较长时间不褪色，而焦炭一般用于冶炼金属，故此选项用途不正确。 故选：D。 碳单质的结构 ►问题二 碳单质的结构 【典例2】如图为金刚石、石墨和C60的结构模型图，图中小球分别代表碳原子。下列有关说法正确的是（　　） A．三种物质都是由碳原子直接构成的 B．在三种物质中碳原子的排列方式都不相同 C．三种物质在足量氧气中燃烧的产物都不同 D．三种物质的组成元素相同，它们的性质也相同 【答案】B 【解析】A、金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的，碳六十是由碳六十分子构成，故A错误； B、金刚石是空间网状结构，石墨是层状结构，碳六十呈足球形状，在三种物质中碳原子的排列方式都不相同，故B正确； C、三种物质在足量氧气中燃烧的产物都是二氧化碳，故C错误； D、三种物质的组成元素相同，它们的物理性质不相同，故D错误。 故选：B。 【解题必备】 1. 金刚石、石墨和 C60 都是由碳元素组成的三种不同单质，它们性质差异明显的原因是碳原子的排列方式不同。 2. 木炭、活性炭：由于木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此它们具有吸附性。活性炭的吸附作用比木炭强。 【变式2-1】 2．金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（　　） A．构成它们的原子数目不同 B．原子的结构不同 C．构成它们的原子大小不同 D．碳原子的排列方式不同 【答案】D 【解析】】A、构成金刚石、石墨和C60的原子数目不同，但不能决定物理性质，故A不正确； B、构成它们的原子的电子层数相同，且每一层上的电子数也相同，原子的结构相同，故B不正确； C、金刚石、石墨和C60是由碳原子构成，构成它们的原子大小相同，故C不正确； D、金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异，原因是构成它们的原子排列的方式不同，故D正确。 故选：D。 【变式2-2】 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 【答案】D 【解析】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。 ►问题三 碳单质与其他的综合 【典例3】 化学在解决环境、资源、能源、人类健康等方面起着重要作用。 （1）我们的生活离不开空气，空气中含量最多的气体是 　 　。 （2）活性炭可除去冰箱中的异味，利用活性炭的 　 　作用。 （3）水城春茶清香四溢，从微观角度解释清香四溢的原因是 　 。 （4）自来水厂常用二氧化氯（ClO2）作为杀菌、消毒剂，其中Cl元素的化合价为 　 　。 （5）“厌氧产沼”是经过微生物将秸秆等厌氧发酵产生甲烷（CH4）。甲烷可作为燃料，其完全燃烧的化学方程式为 　 　。 （6）任意排放未经处理的“工业三废”（废气、废水、废渣）易造成水体污染，请写一条爱护水资源的措施 　 　。 【答案】（1）氮气或N2；（2）吸附；（3）分子在不断运动；（4）+4； （5）CH4+2O2CO2+2H2O； （6）“工业三废”处理达标后再排放（合理即可） 【解析】（1）空气的成分按体积计算，大约是：氮气占78%、氧气占21%、稀有气体占0.94%、二氧化碳占0.03%、其它气体和杂质占0.03%，因此，空气中含量最多的气体是氮气； （2）活性炭具有吸附性，可吸附有异味的物质； （3）水城春茶中的香气分子在不断运动，故人可以在远处闻到清香； （4）在二氧化氯（ClO2）中，氧元素显﹣2价，设其中氯元素的化合价为x，则根据化合物中各元素化合价的代数和为零可知，x+（﹣2）×2＝0，x＝+4； （5）甲烷燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O； （6）废水、废物和生活污水的任意排放等造成水体污染，可以将污水集中处理达标后再排放，减少对水的污染，用淘米水浇花可以节约用水等。 【变式3-1】 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 　 。 【答案】（1）A或B；（2）物理；（3）C+O2CO2 【解析】（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。 【变式3-2】 化学与生产生活息息相关，请利用化学知识解答下列相关问题。 （1）我国古代书法家，画家用墨书写或绘制字画，墨的主要成分是碳。用墨书写的字画保存很长时间不变色，其原因是 　 　。 （2）食用富硒米饭能够有效增强人体的免疫力。富硒米饭中的“硒”指的是 　 　（填“元素”“原子”或“单质”）。 （3）山区内空气中负氧离子含量高，被誉为“天然氧吧”。一个负氧离子（）的核外共有 　 个电子。 （4）《天工开物》中介绍了烧制青砖的方法，其中记载有“灌水其上”“水火既济”。相关反应为水蒸气与灼热的碳生成一氧化碳和一种单质气体，其化学方程式为 　 　。 【答案】（1）在常温下碳的化学性质不活泼。（2）元素。（3）17。（4） 【解析】（1）由于在常温下碳的化学性质不活泼，所以用墨书写的字画保存很长时间不变色。 （2）食品、药品、营养品、矿泉水等物质中的“硒”等不是以单质、分子、原子等形式存在，而是指元素。所以富硒米饭中的“硒”指的是元素。 （3）山林里空气中的自由电子附着在氧分子上形成负氧离子（），每个氧原子核内有8个质子，核外有8个电子，所以一个负氧离子（）的核外共有（8×2+1＝17）17个电子。 （4）据质量守恒定律可知，水蒸气与灼热的碳生成一氧化碳和一种单质气体，这种单质气体为氢气。化学方程式为。 ►问题四 有机物与无机物的区别 【典例4】 下列说法正确的是（　　） A．由一种元素组成的纯净物一定属于单质 B．由两种或两种以上元素组成的物质一定属于化合物 C．含有氧元素的物质一定属于氧化物 D．含有碳元素的物质一定属于有机物 【答案】A 【解析】A、由一种元素组成的纯净物，属于单质，故A正确； B、化合物是由不同元素组成的纯净物，由两种或两种以上元素组成的物质不一定是纯净物，例如氢气和氧气的混合物，不属于化合物，故B错； C、含有氧元素的物质不一定属于氧化物，例如高锰酸钾不属于氧化物，氧化物是由两种元素组成，一种元素是氧元素的化合物，故C错； D、有机物是指含碳的化合物，但一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐等物质，属于无机物，故D错。 故选：A。 【变式4-1】 下列物质不属于有机物的是（　　） A．富勒烯（C70） B．青蒿素（C15H22O5） C．三氯甲烷（CHCl3） D．过氧乙酸（C2H4O3） 【答案】A 【解析】A、富勒烯属于碳单质，不属于有机物，故选项正确； B、青蒿素（C15H22O5），属于含碳化合物，属于有机物，故选项错误； C、三氯甲烷（CHCl3），属于含碳化合物，属于有机物，故选项错误； D、过氧乙酸（C2H4O3），属于含碳化合物，属于有机物，故选项错误。 故选：A。 【变式4-2】 分类是认识物质的常用方法，下列分类正确的是（　　） A．化合物：盐酸、氢氧化钠 B．单质：氢气、氨气 C．混合物：熟石灰、石灰石 D．有机物：甲烷、葡萄糖 【答案】D 【解析】A.化合物是由两种或两种以上的元素组成的纯净物，盐酸是氯化氢的水溶液，它含有氯化氢和水两种物质，因此是混合物，不是化合物，氢氧化钠则是由钠、氧、氢三种元素组成的纯净物，属于化合物，但由于盐酸不是化合物，分类错误，故A错误； B.单质是由同种元素组成的纯净物，氢气是由氢元素组成的纯净物，属于单质，但氨气是由氮、氢两种元素组成的纯净物，它属于化合物，不是单质，分类错误，故B错误； C.混合物是由两种或两种以上的物质混合而成的，熟石灰是氢氧化钙的俗称，它只由一种物质组成，是纯净物，不是混合物，石灰石的主要成分是碳酸钙，但它还含有其他杂质，因此是混合物，但由于熟石灰不是混合物，分类错误，故C错误； D.有机物是含碳的化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等除外），甲烷和葡萄糖都是含碳的化合物，并且不属于一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等例外情况，因此它们都是有机物，分类正确，故D正确； 故选：D。 ►问题五 甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途 【典例5】 认真阅读下列材料，回答有关问题。 第19届亚运会在杭州举办，本次亚运会点燃开幕式主火炬的燃料——“零碳”甲醇备受瞩目。亚运会上使用的甲醇之所以称为“零碳”，是因为生产甲醇的技术有了革新。其方法是利用捕捉空气中的二氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇和水。每生产一吨甲醇可以消耗空气中的二氧化碳1.375吨，实现了二氧化碳资源化利用、废碳再生，满足了我国碳中和的发展需要。甲醇（化学符号CH3OH）又称“木醇”或“木精”，是一种易燃、有酒香味、无色透明的液体。人体若摄入5～10毫升甲醇就会发生急性中毒，30毫升即可致死。甲醇常用作有机溶剂、制备福尔马林和燃料。甲醇燃料储运、分配和使用方面和传统汽油相似，且原料来源丰富，燃烧效率高。据统计，若全国一半的货运卡车用甲醇代替汽柴油，不但能大幅隆低污染，每年还可减少石油进口1.25亿吨，减碳2.15亿吨。 （1）甲醇的物理性质有 　 　（写一点即可）。 （2）下列说法正确的是 　 　（填字母序号）。 A．甲醇由碳元素、氢元素和氧元素组成 B．白酒的主要成分是乙醇（俗称酒精），可用甲醇替代乙醇来勾兑饮用酒 C．甲醇的生产与应用不仅缓解了碳排放，还将成为较理想的能源补充形式 【答案】（1）有酒香味；（2）AC 【解析】（1）甲醇是一种有酒香味、无色透明的液体，不需通过化学变化就能表现出来，属于物理性质； （2）A、由化学式可知，甲醇由碳元素、氢元素和氧元素组成，故A正确； B、白酒的主要成分是乙醇（俗称酒精），人体若摄入5～10毫升甲醇就会发生急性中毒，30毫升即可致死，所以不可用甲醇替代乙醇来勾兑饮用酒，故B错误； C、由材料可知，甲醇以二氧化碳为原料生产，消耗了二氧化碳，缓解了碳排放，且储运、分配和使用方面和传统汽油相似，且原料来源丰富，燃烧效率高，用甲醇代替汽柴油，还能大幅降低污染，是较理想的能源补充形式，故C正确。 【变式5-1】 某市脱贫攻坚中，扶贫工作组在某村利用沼气（主要成分是甲烷）发电，请写出甲烷的化学式：　 　，在物质分类中它是最简单的 　 　，甲烷为一种可燃性气体，请写出甲烷在空气中燃烧的化学方程式 　 　。 【答案】CH4；有机物；CH4+2O2CO2+2H2O 【解析】甲烷的化学式为CH4。甲烷是含碳元素的化合物，属于有机物，在物质分类中它是最简单的有机物。 甲烷在点燃条件下燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O。 【变式5-2】 乙醇俗称 　 　，在空气中完全燃烧的化学方程式为 　 　；在室内用乙醇消毒后，在门口能闻到特殊气味，这是因为 　 　。 【答案】酒精；C2H5OH+3O22CO2+3H2O；酒精分子在不断运动着 【解析】乙醇俗称酒精，乙醇和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水，故乙醇在空气中完全燃烧的化学方程式为：C2H5OH+3O22CO2+3H2O，在室内用乙醇消毒后，在门口能闻到特殊气味，这是因为酒精分子在不断运动着。 1．中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是（　　） A．木炭 B．石墨 C．焦炭 D．铅 【答案】B 【解析】A、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含木炭，故选项错误。 B、石墨是天然存在的最软的物质之一，在纸张上划过时容易留下痕迹，可用来制作铅笔芯，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，故选项正确。 C、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含焦炭，选项错误。 D、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含金属铅，故选项错误。 故选：B。 2．金刚石的下列用途，不是利用它的高硬度的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A、金刚石用作钻头，利用的是其硬度大的性质； B、金刚石用作轴承，利用的是其硬度大的性质； C、金刚石用作钻戒，利用的是其折光的性质； D、金刚石用作刻刀，利用的是其硬度大的性质。 故选：C。 3．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 【答案】D 【解析】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。 4．金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质，两者物理性质存在明显差异的原因是（　　） A．原子种类不同 B．原子大小不同 C．原子质量不同 D．原子排列方式不同 【答案】D 【解析】金刚石和石墨的物理性质差异很大是因为它们的原子排列方式不同，金刚石中，碳原子的排列方式是正八面体结构，而石墨中的碳原子的排列方式是层状结构。 故选：D。 5．碳的单质在生产生活中应用广泛。下列不属于碳的单质用途的是（　　） A．制铅笔芯 B．冰箱除味 C．消防灭火 D．冶炼金属 【答案】C 【解析】A、铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，石墨是碳的单质，石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，该选项属于碳单质的用途，选项不符合题意； B、冰箱除味剂的主要成分是活性炭，活性炭具有吸附性，活性炭的主要成分是碳，该选项属于碳单质的用途，选项不符合题意； C、消防灭火是利用二氧化碳气体进行灭火，二氧化碳是化合物，不属于碳单质，消防灭火还可以利用水，水属于化合物，不属于碳单质，该选项不属于碳单质的用途，选项符合题意； D、工业上可利用焦炭冶炼金属，焦炭的主要成分是碳，属于碳单质，具有还原性，该选项属于碳单质的用途，选项不符合题意。 故选：C。 6．碳元素可组成多种单质，下列有关说法不正确的是（　　） A．金刚石的硬度很大 B．每个C60分子是由60个碳原子构成的 C．石墨的导电性良好 D．金刚石、石墨和C60里碳原子排列方式相同 【答案】D 【解析】A、金刚石的硬度很大，是天然存在的硬度最大的物质，故A说法正确； B、由化学式可知，每个C60分子是由60个碳原子构成的，故B说法正确； C、石墨的导电性良好，故C说法正确； D、金刚石、石墨和C60里碳原子排列方式不相同，故D说法错误。 故选：D。 7．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 【答案】C 【解析】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。 8．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 【答案】B 【解析】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。 9．分类是认识和研究物质及其变化常用的科学方法，下列属于有机物的是（　　） A．二氧化硫 B．食盐 C．盐酸 D．乙醇 【答案】D 【解析】A、二氧化硫是由氧和硫元素组成的，是不含有碳元素的化合物，属于无机物，故A错误； B、食盐的主要成分是氯化钠，氯化钠是由钠和氯元素组成的，是不含有碳元素的化合物，属于无机物，故B错误； C、盐酸是氯化氢气体的水溶液，属于混合物，不属于有机物，故C错误； D、乙醇是含有碳元素的化合物，属于有机物，故D正确。 故选：D。 10．下列日常用品中，主要成分属于有机合成材料的是（　 　） A．塑料保鲜膜 B．纯棉毛巾 C．羊毛大衣 D．天然橡胶手套 【答案】A 【解析】A、塑料保鲜膜是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料之一，故选项正确。 B、纯棉毛巾是用纯棉制成的，属于天然材料，故选项错误。 C、羊毛大衣是用羊毛制成的，羊毛属于天然有机高分子材料，故选项错误。 D、天然橡胶手套是用天然橡胶制成的，天然橡胶属于天然有机高分子材料，故选项错误。 故选：A。 11．金刚石可用来裁玻璃是因为它 　 　，用来作干电池的电极是因为石墨 　 　，金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是 　 。石墨转化为金刚石是 　 　变化。 【答案】硬度大；具有导电性；碳原子的排列方式不同；化学 【解析】金刚石可用来裁玻璃是因为它硬度大，用来作干电池的电极是因为石墨具有导电性，金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是碳原子的排列方式不同。石墨与金刚石不是同一种物质，因此石墨转化为金刚石是化学变化。 12．哈市市民使用的燃料主要是天然气，天然气的主要成分是甲烷，化学式为CH4，它看起来与空气很像，密度比空气小，极难溶于水，具有可燃性．小松点燃天然气，观察到发出蓝色火焰，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠生成；将烧杯倒过来，迅速倒入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊．根据以上信息回答问题： （1）甲烷的物理性质　 　； （2）甲烷的化学性质　 　； （3）请写出甲烷在空气中燃烧的符号表达式　 　．。 【答案】（1）密度比空气小，极难溶于水（2）可燃性（3）CH4+O2CO2+H2O 【解析】（1）密度比空气小，极难溶于水，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质． （2）具有可燃性，需要通过化学反应才能表现出来，属于化学性质． （3）甲烷燃烧能生成二氧化碳和水，符号表达式为：CH4+O2CO2+H2O。 13．乙醇俗名　 　，乙醇可通过高粱、玉米、薯类的发酵蒸馏产生，乙醇属于　 　能源（选填：“可再生”或“不可再生”）。乙醇燃烧的化学方程式为　 　。 【答案】酒精；可再生；C2H5OH+3O22CO2+3H2O。 【解析】乙醇俗名酒精，具有可燃性，可用作燃料，乙醇可通过高粱、玉米、薯类的发酵蒸馏产生，属于可再生能源，其燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。 14．广袤的自然界是一个碳的世界，以下是四种碳单质的微观结构。 （1）碳化硅（SiC）的结构与金刚石类似，则下列推测合理的是 　 　（填序号）。 A.碳化硅是空间网状结构 B.碳化硅能导电，可作电极 C.碳化硅硬度大，可作砂轮切割石料 D.碳化硅由碳化硅分子构成 （2）物质②为C60，写出C60充分燃烧的化学方程式：　 　。 （3）科学家发现可将③碳纳米管打开制备④石墨烯，该过程属于 　 　（选填“物理”或“化学”）变化。 （4）石墨烯作催化剂，在光照条件下使氯化汞（HgCl2）和水反应生成汞、氯化氢和另一种单质气体，该化学方程式为 　 　。 【答案】（1）AC；（2）C60+60O260CO2；（3）化学； （4）2HgCl2+2H2O2Hg+4HCl+O2↑ 【解析】（1）金刚石是空间网状结构，物理性质是硬度大，常用作切割玻璃或大理石等，但不能导电，根据题意碳化硅（SiC）的结构与金刚石类似和结构决定物质的性质，所以碳化硅也是空间网状结构，硬度大，可作砂轮切割石料，但不能导电，从而不可作电极，是由原子构成的，故答案为：AC； （2）C60充分燃烧生成二氧化碳气体，反应的化学方程式为C60+60O260CO2；故答案为：C60+60O260CO2； （3）科学家发现可将③碳纳米管打开制备④石墨烯，该过程有新物质生成，属于化学变化；故答案为：化学； （4）根据题意可知，反应物是氯化汞（HgCl2）和水，石墨烯作催化剂，反应条件是光照，生成物是汞、氯化氢、单质气体，因为质量守恒定律中化学反应前后元素的种类不变，而生成物少了氧元素，所以该单质气体为氧气，故该化学方程式为2HgCl2+2H2O2Hg+4HCl+O2↑；故答案为：2HgCl2+2H2O2Hg+4HCl+O2↑。 1．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 【答案】D 【解析】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。 2．含碳物质种类丰富、应用广泛。下列物质的性质与用途对应关系错误的是（　　） A．石墨能导电，可用作电池电极 B．活性炭具有吸附性，可做除味剂 C．木炭有可燃性，可做燃料 D．金刚石坚硬，可制作首饰钻戒 【答案】D 【解析】】A.石墨能导电，可用作电池电极，故正确； B.活性炭具有吸附性，可做除味剂，故正确； C.木炭有可燃性，可做燃料，故正确； D.金刚石坚硬，可制作钻探机的钻头，故错误。 故选：D。 3．金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（　　） A．构成金刚石和石墨的原子大小不同 B．金刚石和石墨中原子排列方式不同 C．碳的单质都是黑色 D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化 【答案】B 【解析】A、构成金刚石和石墨的碳原子大小相同，故A错误； B、金刚石和石墨中原子排列方式不同，金刚石是空间网状结构，石墨是层状结构，故B正确； C、碳的单质不一定都是黑色，金刚石是无色的，故C错误； D、金刚石和石墨都是碳单质，但它们的相互转化，有新的物质生成，是化学变化，故D错误。 故选：B。 4．中国林业科学研究院将木材经化学品处理，剥离半纤维素和木质素制成的木材海绵，可以从水中吸附油脂，这种新型海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了现有的所有其他海绵或吸附剂，下列说法正确的是（　　） A．在木质海绵中碳原子不再运动 B．木质海绵不具有疏松多孔的结构 C．木质海绵吸附油污的过程中生成了新物质 D．木材海绵能够有效解决石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成的破坏 【答案】D 【解析】A．原子是不断运动的，所以在木质海绵中碳原子也是在不断运动的，故A错误； B．从题干中可知木质海绵具有很强的吸附性，所以木质海绵具有疏松多孔的结构，故B错误； C．吸附性属于物理性质，吸附过程中没有生成新物质，故C错误； D．木材海绵具有很强的吸附性，所以木材海绵能够有效解决石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成的破坏，故D正确。 故选：D。 5．“一带一路（One Belt AnOne Road）”构建人类命运共同体，符合国际社会的根本利益，彰显人类社会的共同理想和美好追求。下列贸易的商品中，其主要成分不属于有机化合物的是（　　） A．中国丝绸 B．埃及长绒棉 C．捷克水晶（主要成分是二氧化硅） D．乌克兰葵花籽油 【答案】C 【解析】A、丝绸主要成分是含有碳元素的化合物，是有机化合物，故该选项不符合题意； B、长绒棉主要成分是含有碳元素的化合物，是有机化合物，故该选项不符合题意； C、捷克水晶主要成分是二氧化硅，不是有机化合物，故该选项符合题意； D、花籽油主要成分是含有碳元素的化合物，是有机化合物，故该选项不符合题意。 故选：C。 6．材料的应用与发展丰富了人们的生活。下列物品主要用有机合成材料制成的是（　　） A．塑料水盆 B．纯棉毛巾 C．陶瓷餐具 D．黄金饰品 【答案】A 【解析】A、塑料水盆是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料之一，故选项正确。 B、纯棉毛巾是用纯棉制成的，属于天然材料，故选项错误。 C、陶瓷餐具是用瓷土烧制而成的，属于无机非金属材料，故选项错误。 D、黄金饰品是用黄金制成的，属于金属材料，故选项错误。 故选：A。 7．下列关于甲烷的说法中，不正确的是（　　） A．组成：甲烷是由一个碳原子和四个氢原子组成的 B．性质：具有可燃性 C．用途：根据甲烷的组成，预测其有可能用作制取氢气的原料 D．制得：把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭沼气池中发酵 【答案】A 【解析】A、甲烷是由碳元素和氢元素组成的，不是由原子组成的，故选项说法错误。 B、甲烷具有可燃性，燃烧生成二氧化碳和水，故选项说法正确。 C、甲烷由碳、氢元素组成，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，甲烷中含氢元素，则预测其有可能用作制取氢气的原料，故选项说法正确。 D、把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭沼气池中发酵，可制得沼气，沼气的主要成分是甲烷，故选项说法正确。 故选：A。 8．金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（　　） ①都是黑色固体 ②是同一种物质 ③碳原子的排列方式相同 ④物理性质相似 ⑤化学性质相似 ⑥完全燃烧都生成二氧化碳 A．①②③④ B．⑤⑥ C．②③④ D．①②③④⑤⑥ 【答案】B 【解析】①这三种物质不都是黑色固体，错误； ②这三种物质不是同一种物质，错误； ③这三种物质的碳原子的排列方式不相同，错误； ④这三种物质的物理性质不相似，错误； ⑤这三种物质的化学性质相似，正确； ⑥这三种物质的完全燃烧都生成二氧化碳，正确。 故选：B。 9．笔墨纸砚”，被称为文房四宝，承载着优秀的中华传统文化。下列说法不正确的是（　　） A．笔尖在氧气中点燃产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则笔尖中含有碳元素 B．墨汁的主要成分是骨胶和炭黑，所以墨汁属于纯净物 C．墨棒加水在砚台上研磨可得墨汁，说明墨棒的硬度小于砚台 D．宣纸制作过程中有道工序是从纸浆中用竹帘捞纸，该过程利用了过滤的原理 【答案】B 【解析】A、笔尖在氧气中点燃产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则该气体为二氧化碳，根据质量守恒定律可知：反应前后元素种类不变，反应物氧气中含有氧元素，则笔尖中含有碳元素，故A说法正确； B、墨汁的主要成分是骨胶和炭黑，墨汁中含有多种物质，属于混合物，故B说法错误； C、墨棒加水在砚台上研磨可得墨汁，说明墨棒的硬度小于砚台，故C说法正确； D、在宣纸制作过程中，从纸浆中用竹帘捞纸，属于将固体和液体分离，该过程利用了过滤的原理，故D说法正确。 故选：B。 10．石墨烯是由碳原子构成的碳单质，被认为是一种未来革命性的材料。如图分别是金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构图。下列说法不正确的是​（　　） A．金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质 B．在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于化学变化 C．金刚石的硬度很大，属于金刚石的化学性质 D．因为碳原子排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大 【答案】C 【解析】金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的纯净物，均属于碳的单质，该说法正确；将石墨转化为金刚石的过程中有新物质生成，属于化学变化，该说法正确；硬度不需要发生化学变化就能表现出来，属于物质的物理性质，该说法不正确；由于碳原子的排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大，该说法正确。 故选C。 11．天然存在的最硬的物质是（填物质名称） 　 　；肼﹣空气燃料电池有望应用于汽车工业，其原理是肼（N2H4）与氧气反应生成一种单质和水，反应化学方程式为 　 　；乙醇是一种可再生的生物燃料，乙醇完全燃烧的化学方程式为 　 　。 【答案】金刚石；N2H4+O2N2+2H2O；C2H5OH+3O22CO2+3H2O 【解析】金刚石是天然存在的硬度最大的物质，肼（N2H4）与氧气反应生成一种单质和水，反应化学方程式为N2H4+O2N2+2H2O；在点燃的条件下，乙醇与氧气反应生成二氧化碳和水，化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。 12．国画历史悠久、风格多样，是我国的文化艺术瑰宝。 （1）“文房四宝”之一的墨是中国传统水墨画的绘画材料，墨由炭黑中加入天然胶等制成，墨属于 　 　（填“混合物”或“纯净物”）。 （2）水墨画能长时间保存，是因为墨汁中的炭黑在常温下化学性质 　 　。 （3）国画色彩艳丽，矿物颜料功不可没，其蓝色源于石青【Cu3（OH）2（CO3）x】。石青中铜元素呈+2价，则x的值为 　 　。 （4）油画促进了中国绘画发展，长期放置的油画色彩会变暗，油画修复的原理是4H2O2+PbS＝PbSO4+4Y，则Y的化学式为 　 　。 【答案】（1）混合物；（2）稳定或不活泼；（3）2；（4）H2O 【解析】（1）墨由炭黑中加入天然胶等制成，混合了多种物质，所以属于混合物。 （2）炭黑在常温下化学性质不活泼，所以水墨画能长时间保存。 （3）石青[Cu3（OH）2（CO3）x]中，铜元素显+2价，氢氧根离子为﹣1价，碳酸根离子为﹣2价，所以依据正负化合价代数和为0可知，（+2）×3+（﹣1）×2+（﹣2）x＝0，则x＝2。 （4）依据化学反应前后原子种类及个数不变可知：反应前氢原子有8个，氧原子有8个，铅原子1个，硫原子1个；反应后铅原子1个，硫原子1个，氧原子4个，所以4Y分子中在含有氢原子8个，氧原子4个，所以Y为H2O。 13．阅读下列科技短文并回答问题。 钻石由金刚石精加工而成，金刚石是天然存在的最硬的物质。据媒体报道，英国已成功研发出利用大气中的二氧化碳制造钻石的技术，并成功创造出“世界上第一颗零污染钻石”。创造过程中，首先将“钻石种子”放在一个密封容器中，容器内部充满富含碳元素的甲烷气体（二氧化碳和氢气在催化剂作用下生成水和甲烷），随后将这个容器加热到800℃，其间碳元素会逐渐与“钻石种子”结合，在数周时间内形成一颗钻石—“空气钻石”，其性质与由天然金刚石加工而成的钻石完全相同。 研究表明，由金刚石制成一克拉的天然钻石需消耗大量的资源，并产生大量二氧化碳，而“空气钻石”所需的二氧化碳可以从空气中提取。 （1）用大气中的二氧化碳制造钻石是因为二氧化碳中含有 　 　元素（填名称）。 （2）用二氧化碳制造钻石过程中发生的是 　 　（选填“物理”或“化学”）变化。 （3）下列说法错误的是 　（填字母）。 A．“空气钻石”的硬度很大 B．“空气钻石”一定不能燃烧 C．“空气钻石”中碳原子不再运动 D．制造“空气钻石”比开采天然钻石环保 （4）电解水生成的氢气与空气中分离出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷（CH4）该反应的化学方程式为 　 　。 【答案】（1）碳；（2）化学；（3）BC； （4）CO2+4H2CH4+2H2O 【解析】（1）金刚石为碳单质，由于二氧化碳具有碳元素，根据反应前后元素种类不变，所以二氧化碳可用于制造砖石； （2）二氧化碳制取砖石过程中，有新物质碳单质生成，属于化学变化； （3）A、由短文可知，“空气钻石”与由天然金刚石加工而成的钻石完全相同，金刚石为天然存在最硬的物质，则“空气钻石”的硬度很大，故正确； B、碳具有可燃性，则“空气钻石”也能燃烧，故错误； C、组成物质的微观粒子一直在不断运动，则“空气钻石”中碳原子在不断运动，故错误； D、制造空气钻石不产生污染性物质，且能消耗二氧化碳，比开采天然钻石环保，故正确。 故选：BC； （4）氢气和二氧化碳在催化作用下生成水和甲烷，化学方程式为：CO2+4H2CH4+2H2O。 14．阅读下面科普短文。 甲醇（CH3OH）是一种无色有酒精气味、易挥发的液体。 甲醇用途广泛，是性能优良的燃料和化工原料。2022年我国甲醇消费占比如图1所示。甲醇作为燃料具有安全高效、清洁、可再生等特点，是全球公认的新型理想能源。2023年杭州亚运会开幕式主火炬就采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内零增碳。 目前我国生产甲醇的原料之一是焦炉气，焦炉气是炼焦工业的副产品，主要含有氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等。科研人员研究了焦炉气制甲醇过程中温度对碳转化率的影响，结果如图2。 随着科技的发展，甲醇的应用技术和生产工艺将不断进步。 依据文章内容回答下列问题。 （1）甲醇（CH3OH）分子中碳、氢原子的个数比为 　 　。 （2）甲醇作为燃料的优点有 　 　（写出1条即可）。 （3）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。 ①甲醇应远离火种、热源，密封储存。 　 　。 ②2022年我国甲醇消费占比最高的领域是作燃料。 　 　。 （4）对比图2中两条曲线，得到的结论是：在实验研究的温度范围内，当温度相同时，　 　。 【答案】（1）1：4； （2）安全高效、清洁、可再生； （3）①对；②错； （4）CO2转化率高于总碳转化率。 【解析】（1）甲醇（CH3OH）分子中碳、氢原子的个数比为：1：（3+1）＝1：4； （2）由题目中信息可知：甲醇作为燃料的优点有安全高效、清洁、可再生； （3）①由于甲醇具有可燃性，可作为燃料，所以应远离火种、热源，密封储存； ②根据图1可知，我国在2022年甲醇消费占比最高的领域是制烯烃，而不是作燃料； （4）对比图2中两条曲线可知：二氧化碳的转化率在同一温度下始终比总碳转化率高，所以得到的结论是：在实验研究的温度范围内，当温度相同时，CO2转化率高于总碳转化率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！32 学科网（北京）股份有限公司 $$ 单元6 探秘碳的世界 课题1 神秘的碳家族（原卷版） 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1． 了解金刚石、石墨、木炭、活性炭、C60的主要物理性质和用途。 2． 了解木碳、活性炭的吸附性。 3． 了解有机化合物与无机化合物的区别。 4． 了解甲烷与乙醇的性质与用途。 重点：金刚石、石墨、木炭、活性炭、C60的主要物理性质和用途。 难点：甲烷与乙醇的性质与用途。 一、碳的单质 1. 金刚石 （1）物理性质：是无色透明的晶体，是自然界中最 物质，耐磨性好，具有优良的 和耐腐蚀性。 （2）用途：常用于制作钻探的 ，以及 、切削、磨削的刀具等。 2.石墨 （1）物理性质：是一种深灰色的、有 而不透明的细鳞片状固体，质软、能 、有滑腻感。 （2）用途：可用于制作 、润滑剂等。石墨与黏土等混合可制作 。 【名师点拨】 金刚石和石墨性质、用途的差异是由结构的差异决定的。 3. “炭”，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等，它们的主要成分也是 。 （1）木炭、活性炭等具有疏松多孔的结构，具有强 ，常用作化工生产、食品加工、水的净化等领域的吸附剂。 （2）焦炭是煤在隔绝空气的条件下，加热到 950~1 050 ℃，经过高温炼焦过程制得的，主要成分是 。焦炭是金属冶炼的重要原料。 4. C60，这种碳单质由分子构成，每个分子由60个碳 结合成形似足球的形状；碳纳米管，人们把完全由碳组成的形状呈球型、椭球型、柱型或管状的中空分子统称为 ；21 世纪初，来自英国曼彻斯特大学的两位科学家，又制得了仅由一层碳原子构成、具有石墨层状结构的石墨烯。 二、有机化合物 1. 有机化合物与无机化合物 （1）化学上通常将含有碳元素的化合物称为 。 （2）不含碳元素的化合物称为 ，如而将水（H2O）、硫酸（H2SO4）、氯化钠（NaCl）等。 （3）一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、碳酸（H2CO3）、碳酸钙（CaCO3）等虽然也含有碳元素，但由于其性质与 相似，仍被归类为 。 2. 甲烷（CH4）是最简单的 ，是 的主要成分。 （1）物理性质：无色、无味、气体，密度比空气的 小 ，极难溶于水。 （2）化学性质：易燃烧，火焰明亮呈 ，生成二氧化碳和水，放出大量的热。 （3）用途：重要的化工原料和常用 。 3. 乙醇（俗称酒精，化学式为 C2H6O）是一种常见的有机物，是 酒 的主要成分之一。 （1）物理性质：无色透明、具有特殊气味的液化，易 ，能与水任意比率互溶，能溶解多种有机物。 （2）化学性质：易燃烧，发出淡蓝色火焰，生成 和水，并放出大量的热。 （3）用途：被用作酒精灯、火锅等的 ，还是一种重要的原料，被广泛应用于化学工业、医疗卫生、食品工业、农业生产等领域。 （4）乙醇（燃烧的化学方程式： 。 【名师点拨】乙醇蒸气能与空气形成具有爆炸性的混合物，因此，乙醇需要密封保存，并要远离火源。医 疗上常用 75% 的乙醇作消毒剂。 一、判断题 （1）长期使用铅笔会导致铅中毒。（ ） （2）无水乙酸又称冰醋酸（熔点16.6℃），在室温较低时，无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体．冬天实验中遇到这种情况，可以用酒精灯直接对试剂瓶加热解冻，方便取出醋酸。（ ） 2．金刚石可用来裁玻璃是因为它 　 　，用来作干电池的电极是因为石墨 　 　，金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是 　 　。石墨转化为金刚石是 　 　变化。 3．生产白糖时，为除去其中的色素可使用活性炭，活性炭的作用是 　 　。 4．甲烷具有的物理性质：　 　色，　 　味，　 　溶于水，密度比空气 　 　。燃烧文字表达式：　 　；火焰：　 　色。 5．乙醇俗名　 　，乙醇可通过高粱、玉米、薯类的发酵蒸馏产生，乙醇属于　 　能源（选填：“可再生”或“不可再生”）。乙醇燃烧的化学方程式为　 　。 6．中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是（　　） A．木炭 B．石墨 C．焦炭 D．铅 7．碳的单质在生产生活中应用广泛。下列不属于碳的单质用途的是（　　） A．制铅笔芯 B．冰箱除味 C．消防灭火 D．冶炼金属 8. 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 9．下列物质均可作为燃料，其中属于有机物的是（　　） A．C B．H2 C．CO D．CH4 10．下列物质不属于有机物的是（　　） A．甲醛（HCHO） B．葡萄糖（C6H12O6） C．醋酸（CH3COOH） D．碳酸钙（CaCO3） 11．我国药学家屠呦呦因成功研制治疗疟疾的特效药“青蒿素”（C15H22O5），而荣获诺贝尔生理学奖．从物质分类看，青蒿素属于（　　） A．单质 B．氧化物 C．有机物 D．混合物 12．有机合成材料的应用和发展方便了人类的生活。下列不属于有机合成材料的是（　A　） A．陶瓷 B．塑料 C．合成纤维 D．合成橡胶 ►问题一 碳单质的性质与用途 【典例1】 碳家族的成员很多，用途很广，下列关于碳的应用与其性质不对应的是（　　） A．木炭作燃料——碳有可燃性 B．利用石墨作电极材料——石墨具有导电性 C．金刚石作钻探机的钻头——金刚石坚硬 D．用墨汁书写的字画经久不褪色——碳有还原性 【解题必备】 1．金刚石与石墨 金刚石 石墨 物理性质 无色透明、正八面体形状的固体；加工琢磨后有璀璨夺目光泽；质硬，且是天然存在的最硬的物质 深灰色的有金属光泽而不透明的细磷片状固体；很软且有滑腻感；具有优良的导电性能 用途 装饰品、玻璃裁刀、钻探机钻头、切割大理石、加工坚硬的金属等 电极、铅笔芯、润滑剂等 2．C60：每个C60，分子由60个碳原子构成。形似足球，化学性质稳定。 【变式1-1】 （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 【变式1-2】 下列物质的用途错误的是（　　） A．金刚石作玻璃刀 B．活性炭填充滤毒罐 C．石墨作干电池的电极 D．焦炭用于制墨 碳单质的结构 ►问题二 碳单质的结构 【典例2】如图为金刚石、石墨和C60的结构模型图，图中小球分别代表碳原子。下列有关说法正确的是（　　） A．三种物质都是由碳原子直接构成的 B．在三种物质中碳原子的排列方式都不相同 C．三种物质在足量氧气中燃烧的产物都不同 D．三种物质的组成元素相同，它们的性质也相同 【解题必备】 1. 金刚石、石墨和 C60 都是由碳元素组成的三种不同单质，它们性质差异明显的原因是碳原子的排列方式不同。 2. 木炭、活性炭：由于木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，因此它们具有吸附性。活性炭的吸附作用比木炭强。 【变式2-1】 2．金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（　　） A．构成它们的原子数目不同 B．原子的结构不同 C．构成它们的原子大小不同 D．碳原子的排列方式不同 【变式2-2】 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 ►问题三 碳单质与其他的综合 【典例3】 化学在解决环境、资源、能源、人类健康等方面起着重要作用。 （1）我们的生活离不开空气，空气中含量最多的气体是 　 　。 （2）活性炭可除去冰箱中的异味，利用活性炭的 　 　作用。 （3）水城春茶清香四溢，从微观角度解释清香四溢的原因是 　 。 （4）自来水厂常用二氧化氯（ClO2）作为杀菌、消毒剂，其中Cl元素的化合价为 　 　。 （5）“厌氧产沼”是经过微生物将秸秆等厌氧发酵产生甲烷（CH4）。甲烷可作为燃料，其完全燃烧的化学方程式为 　 　。 （6）任意排放未经处理的“工业三废”（废气、废水、废渣）易造成水体污染，请写一条爱护水资源的措施 　 　。 【变式3-1】 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 　 。 【变式3-2】 化学与生产生活息息相关，请利用化学知识解答下列相关问题。 （1）我国古代书法家，画家用墨书写或绘制字画，墨的主要成分是碳。用墨书写的字画保存很长时间不变色，其原因是 　 　。 （2）食用富硒米饭能够有效增强人体的免疫力。富硒米饭中的“硒”指的是 　 　（填“元素”“原子”或“单质”）。 （3）山区内空气中负氧离子含量高，被誉为“天然氧吧”。一个负氧离子（）的核外共有 　 个电子。 （4）《天工开物》中介绍了烧制青砖的方法，其中记载有“灌水其上”“水火既济”。相关反应为水蒸气与灼热的碳生成一氧化碳和一种单质气体，其化学方程式为 　 　。 ►问题四 有机物与无机物的区别 【典例4】 下列说法正确的是（　　） A．由一种元素组成的纯净物一定属于单质 B．由两种或两种以上元素组成的物质一定属于化合物 C．含有氧元素的物质一定属于氧化物 D．含有碳元素的物质一定属于有机物 【变式4-1】 下列物质不属于有机物的是（　　） A．富勒烯（C70） B．青蒿素（C15H22O5） C．三氯甲烷（CHCl3） D．过氧乙酸（C2H4O3） 【变式4-2】 分类是认识物质的常用方法，下列分类正确的是（　　） A．化合物：盐酸、氢氧化钠 B．单质：氢气、氨气 C．混合物：熟石灰、石灰石 D．有机物：甲烷、葡萄糖 ►问题五 甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途 【典例5】 认真阅读下列材料，回答有关问题。 第19届亚运会在杭州举办，本次亚运会点燃开幕式主火炬的燃料——“零碳”甲醇备受瞩目。亚运会上使用的甲醇之所以称为“零碳”，是因为生产甲醇的技术有了革新。其方法是利用捕捉空气中的二氧化碳和氢气在一定条件下生成甲醇和水。每生产一吨甲醇可以消耗空气中的二氧化碳1.375吨，实现了二氧化碳资源化利用、废碳再生，满足了我国碳中和的发展需要。甲醇（化学符号CH3OH）又称“木醇”或“木精”，是一种易燃、有酒香味、无色透明的液体。人体若摄入5～10毫升甲醇就会发生急性中毒，30毫升即可致死。甲醇常用作有机溶剂、制备福尔马林和燃料。甲醇燃料储运、分配和使用方面和传统汽油相似，且原料来源丰富，燃烧效率高。据统计，若全国一半的货运卡车用甲醇代替汽柴油，不但能大幅隆低污染，每年还可减少石油进口1.25亿吨，减碳2.15亿吨。 （1）甲醇的物理性质有 　 　（写一点即可）。 （2）下列说法正确的是 　 　（填字母序号）。 A．甲醇由碳元素、氢元素和氧元素组成 B．白酒的主要成分是乙醇（俗称酒精），可用甲醇替代乙醇来勾兑饮用酒 C．甲醇的生产与应用不仅缓解了碳排放，还将成为较理想的能源补充形式 【变式5-1】 某市脱贫攻坚中，扶贫工作组在某村利用沼气（主要成分是甲烷）发电，请写出甲烷的化学式：　 　，在物质分类中它是最简单的 　 　，甲烷为一种可燃性气体，请写出甲烷在空气中燃烧的化学方程式 　 　。 【变式5-2】 乙醇俗称 　 　，在空气中完全燃烧的化学方程式为 　 　；在室内用乙醇消毒后，在门口能闻到特殊气味，这是因为 　 　。 1．中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是（　　） A．木炭 B．石墨 C．焦炭 D．铅 2．金刚石的下列用途，不是利用它的高硬度的是（　　） A． B． C． D． 3．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 4．金刚石和石墨都是由碳元素组成的碳单质，两者物理性质存在明显差异的原因是（　　） A．原子种类不同 B．原子大小不同 C．原子质量不同 D．原子排列方式不同 5．碳的单质在生产生活中应用广泛。下列不属于碳的单质用途的是（　　） A．制铅笔芯 B．冰箱除味 C．消防灭火 D．冶炼金属 6．碳元素可组成多种单质，下列有关说法不正确的是（　　） A．金刚石的硬度很大 B．每个C60分子是由60个碳原子构成的 C．石墨的导电性良好 D．金刚石、石墨和C60里碳原子排列方式相同 7．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 8．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 9．分类是认识和研究物质及其变化常用的科学方法，下列属于有机物的是（　　） A．二氧化硫 B．食盐 C．盐酸 D．乙醇 10．下列日常用品中，主要成分属于有机合成材料的是（　 　） A．塑料保鲜膜 B．纯棉毛巾 C．羊毛大衣 D．天然橡胶手套 11．金刚石可用来裁玻璃是因为它 　 　，用来作干电池的电极是因为石墨 　 　，金刚石和石墨物理性质差异较大的原因是 　 。石墨转化为金刚石是 　 　变化。 12．哈市市民使用的燃料主要是天然气，天然气的主要成分是甲烷，化学式为CH4，它看起来与空气很像，密度比空气小，极难溶于水，具有可燃性．小松点燃天然气，观察到发出蓝色火焰，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有水珠生成；将烧杯倒过来，迅速倒入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊．根据以上信息回答问题： （1）甲烷的物理性质　 　； （2）甲烷的化学性质　 　； （3）请写出甲烷在空气中燃烧的符号表达式　 　．。 13．乙醇俗名　 　，乙醇可通过高粱、玉米、薯类的发酵蒸馏产生，乙醇属于　 　能源（选填：“可再生”或“不可再生”）。乙醇燃烧的化学方程式为　 　。 14．广袤的自然界是一个碳的世界，以下是四种碳单质的微观结构。 （1）碳化硅（SiC）的结构与金刚石类似，则下列推测合理的是 　 　（填序号）。 A.碳化硅是空间网状结构 B.碳化硅能导电，可作电极 C.碳化硅硬度大，可作砂轮切割石料 D.碳化硅由碳化硅分子构成 （2）物质②为C60，写出C60充分燃烧的化学方程式：　 　。 （3）科学家发现可将③碳纳米管打开制备④石墨烯，该过程属于 　 　（选填“物理”或“化学”）变化。 （4）石墨烯作催化剂，在光照条件下使氯化汞（HgCl2）和水反应生成汞、氯化氢和另一种单质气体，该化学方程式为 　 　。 1．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 2．含碳物质种类丰富、应用广泛。下列物质的性质与用途对应关系错误的是（　　） A．石墨能导电，可用作电池电极 B．活性炭具有吸附性，可做除味剂 C．木炭有可燃性，可做燃料 D．金刚石坚硬，可制作首饰钻戒 3．金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（　　） A．构成金刚石和石墨的原子大小不同 B．金刚石和石墨中原子排列方式不同 C．碳的单质都是黑色 D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化 4．中国林业科学研究院将木材经化学品处理，剥离半纤维素和木质素制成的木材海绵，可以从水中吸附油脂，这种新型海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了现有的所有其他海绵或吸附剂，下列说法正确的是（　　） A．在木质海绵中碳原子不再运动 B．木质海绵不具有疏松多孔的结构 C．木质海绵吸附油污的过程中生成了新物质 D．木材海绵能够有效解决石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成的破坏 5．“一带一路（One Belt AnOne Road）”构建人类命运共同体，符合国际社会的根本利益，彰显人类社会的共同理想和美好追求。下列贸易的商品中，其主要成分不属于有机化合物的是（　　） A．中国丝绸 B．埃及长绒棉 C．捷克水晶（主要成分是二氧化硅） D．乌克兰葵花籽油 6．材料的应用与发展丰富了人们的生活。下列物品主要用有机合成材料制成的是（　　） A．塑料水盆 B．纯棉毛巾 C．陶瓷餐具 D．黄金饰品 7．下列关于甲烷的说法中，不正确的是（　　） A．组成：甲烷是由一个碳原子和四个氢原子组成的 B．性质：具有可燃性 C．用途：根据甲烷的组成，预测其有可能用作制取氢气的原料 D．制得：把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭沼气池中发酵 8．金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，关于它们的说法正确的是（　　） ①都是黑色固体 ②是同一种物质 ③碳原子的排列方式相同 ④物理性质相似 ⑤化学性质相似 ⑥完全燃烧都生成二氧化碳 A．①②③④ B．⑤⑥ C．②③④ D．①②③④⑤⑥ 9．笔墨纸砚”，被称为文房四宝，承载着优秀的中华传统文化。下列说法不正确的是（　　） A．笔尖在氧气中点燃产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则笔尖中含有碳元素 B．墨汁的主要成分是骨胶和炭黑，所以墨汁属于纯净物 C．墨棒加水在砚台上研磨可得墨汁，说明墨棒的硬度小于砚台 D．宣纸制作过程中有道工序是从纸浆中用竹帘捞纸，该过程利用了过滤的原理 10．石墨烯是由碳原子构成的碳单质，被认为是一种未来革命性的材料。如图分别是金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构图。下列说法不正确的是​（　　） A．金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质 B．在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于化学变化 C．金刚石的硬度很大，属于金刚石的化学性质 D．因为碳原子排列方式不同，所以金刚石、石墨、C60的物理性质差异较大 11．天然存在的最硬的物质是（填物质名称） 　 　；肼﹣空气燃料电池有望应用于汽车工业，其原理是肼（N2H4）与氧气反应生成一种单质和水，反应化学方程式为 　 　；乙醇是一种可再生的生物燃料，乙醇完全燃烧的化学方程式为 　 　。 12．国画历史悠久、风格多样，是我国的文化艺术瑰宝。 （1）“文房四宝”之一的墨是中国传统水墨画的绘画材料，墨由炭黑中加入天然胶等制成，墨属于 　 　（填“混合物”或“纯净物”）。 （2）水墨画能长时间保存，是因为墨汁中的炭黑在常温下化学性质 　 　。 （3）国画色彩艳丽，矿物颜料功不可没，其蓝色源于石青【Cu3（OH）2（CO3）x】。石青中铜元素呈+2价，则x的值为 　 　。 （4）油画促进了中国绘画发展，长期放置的油画色彩会变暗，油画修复的原理是4H2O2+PbS＝PbSO4+4Y，则Y的化学式为 　 　。 13．阅读下列科技短文并回答问题。 钻石由金刚石精加工而成，金刚石是天然存在的最硬的物质。据媒体报道，英国已成功研发出利用大气中的二氧化碳制造钻石的技术，并成功创造出“世界上第一颗零污染钻石”。创造过程中，首先将“钻石种子”放在一个密封容器中，容器内部充满富含碳元素的甲烷气体（二氧化碳和氢气在催化剂作用下生成水和甲烷），随后将这个容器加热到800℃，其间碳元素会逐渐与“钻石种子”结合，在数周时间内形成一颗钻石—“空气钻石”，其性质与由天然金刚石加工而成的钻石完全相同。 研究表明，由金刚石制成一克拉的天然钻石需消耗大量的资源，并产生大量二氧化碳，而“空气钻石”所需的二氧化碳可以从空气中提取。 （1）用大气中的二氧化碳制造钻石是因为二氧化碳中含有 　 　元素（填名称）。 （2）用二氧化碳制造钻石过程中发生的是 　 　（选填“物理”或“化学”）变化。 （3）下列说法错误的是 　（填字母）。 A．“空气钻石”的硬度很大 B．“空气钻石”一定不能燃烧 C．“空气钻石”中碳原子不再运动 D．制造“空气钻石”比开采天然钻石环保 （4）电解水生成的氢气与空气中分离出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷（CH4）该反应的化学方程式为 　 　。 14．阅读下面科普短文。 甲醇（CH3OH）是一种无色有酒精气味、易挥发的液体。 甲醇用途广泛，是性能优良的燃料和化工原料。2022年我国甲醇消费占比如图1所示。甲醇作为燃料具有安全高效、清洁、可再生等特点，是全球公认的新型理想能源。2023年杭州亚运会开幕式主火炬就采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了循环内零增碳。 目前我国生产甲醇的原料之一是焦炉气，焦炉气是炼焦工业的副产品，主要含有氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等。科研人员研究了焦炉气制甲醇过程中温度对碳转化率的影响，结果如图2。 随着科技的发展，甲醇的应用技术和生产工艺将不断进步。 依据文章内容回答下列问题。 （1）甲醇（CH3OH）分子中碳、氢原子的个数比为 　 　。 （2）甲醇作为燃料的优点有 　 　（写出1条即可）。 （3）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。 ①甲醇应远离火种、热源，密封储存。 　 　。 ②2022年我国甲醇消费占比最高的领域是作燃料。 　 　。 （4）对比图2中两条曲线，得到的结论是：在实验研究的温度范围内，当温度相同时，　 　。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！32 学科网（北京）股份有限公司 $$