专题5 课题3 结构多样的碳单质-2024-2025学年化学八年级全一册知识清单（沪科版·上海五四学制2024）

课题3：结构多样的碳单质 知 识 梳 理 命题点 1 碳单质 外观（结构） 物理性质 用途 金刚石 色透明，呈八面体，晶莹剔透、固体。 天然物质中，最 的物质。 。 熔点高、不易导电。 。 。 石墨 深灰色，有金属光泽，不透明的细鳞片状固体 软而滑，是世界上较 的物质之一， 良好的 ， 耐高温。 。 。 。 。 C60 又叫 分子形似 ， 有金属光泽。 超导、强磁性、能抗辐射、耐高压、抗化学腐蚀。 制备新材料。 （如纳米碳管） 的微观结构 的微观结构 的微观结构 金刚石、石墨在微观结构上的相同点：都是由碳原子构成。 金刚石、石墨在微观结构上的不同点：碳原子的排列方式不同。 命题点 2 金刚石、石墨、C60的微观结构 【想一想】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为什么它们物理性质却有巨大的差异呢？ 。 【想一想】由石墨制金刚石，从组成元素角度分析，你认为可能吗？ 。 命题点 3 无定形碳 1、无定形碳：由 和少量 组成的，属于 （选填“纯净物”或“混合物”）。 无定形碳 【想一想】在生活中常见的物质，木炭、焦炭、活性炭、炭黑等物质是否与金刚石、石墨一样，都属于由碳元素组成的不同单质呢？ 。 2、活性炭的结构与性质 活性炭能对 进行 ，属于 变化。 活性炭具有 ，由于其具有 的结构。 3、活性炭的用途 命题点 4 碳的化学性质 ★碳在不同 下，体现出不同的化学性质。 1、 木炭具有 。 古代字画保存千年 重要文档材料用碳素水笔填写 答题用2B铅笔填图答题卡 2、 木炭具有 。 氧气充足时 氧气不充足时 化学反应的 文字表达式 小结 （1）燃料的不充分燃烧，容易造成 。 （2）性质决定用途： 。 （3）一氧化碳是一种 色、 味、 溶于水的气体。 一氧化碳有毒，它很容易与血液中的 结合，从而阻碍其与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。 （4）在室内使用可能产生一氧化碳的装置时，要保证有 措施。 （5）如果发生一氧化碳中毒，轻度的应立即呼吸大量新鲜空气，严重的应立即送医治疗。 3、 木炭具有 。 （1）木炭还原氧化铜 性质与现象 反应前 反应后 固体物质的颜色、光泽 固体碳为 粉末，固体氧化铜为 粉末，两种固体物质 金属光泽。 生成的铜为 固体， 金属光泽。 盛有澄清石灰水的试管中的现象 。 。 化学反应的文字表达式： 。 。 实验步骤 操作说明 检查装置气密性。 防止 。 将固体平铺于硬质试管底部。 便于固体 。 用酒精喷灯加热。 先预热，再集中加热，防止 。 实验结束后，先将导管从石灰水中撤出，再熄灭酒精喷灯。 防止 。 待装置冷却后，将试管中的固体倒在滤纸上，观察并记录。 防止 。 （2）木炭还原氧化铁 化学反应的文字表达式： 。 性质决定用途： 。 （3）木炭还原CO2 化学反应的文字表达式： 。 （4）木炭在高温条件下与水蒸气反应生产水煤气。 化学反应的文字表达式： 。 〖归纳总结〗木炭的化学性质 稳定性 可燃性 还原性 考 题 演 练 1．天然存在的最硬的物质是（ ） A．石头 B．金刚石 C．玻璃 D．黄金 2．书写档案文书时，最好使用（ ） A．铅笔 B．碳素墨水笔 C．蓝黑墨水笔 D．圆珠笔 3．金刚石不导电，石墨导电，导致物理性质存在差异的原因是（ ） A．金刚石是纯洁物，石墨是混合物 B．金刚石是单质，石墨是化合物 C．金刚石和石墨里碳原子排列方式不同 D．金刚石和石墨由不同种元素组成 4．能与血液中的血红蛋白结合，导致人缺氧中毒的物质是（ ） A．氮气 B．二氧化硫 C．二氧化碳 D．一氧化碳 5．家用净水器常用活性炭作净水剂，这是因为活性炭（ ） A．可作催化剂 B．疏松多孔，吸附性强 C．无毒 D．可以将水变成纯净物 6．下列物质的性质与其用途对应关系正确的是（ ） A．活性炭有吸附性，可除去水中色素 B．氧气化学性质稳定，用作焊接保护气 C．金刚石有特殊光学性质，可用于切割玻璃 D．石墨有导电性，可用于制作铅笔芯 7．“碳元素家族”的成员很多，用途很广，下列说法正确的是（ ） A．碳单质常温下化学性质比较稳定 B．石墨、金刚石、都是由碳原子直接构成的 C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有杂质 D．碳燃烧一定只生成二氧化碳 8．“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（ ） A．石墨不具有导电性 B．C60是由碳原子直接构成的 C．木炭疏松多孔具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的结构不同 9．高温下碳和氧化铜可发生反应：木炭+氧化铜铜+二氧化碳，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 10．木炭铜火锅是人们在冬季喜爱的一道美食，但在品尝美味时如果不注意通风，容易造成中毒，这是因为木炭燃烧生成了（ ） A．水 B．一氧化碳 C．烟尘 D．二氧化碳 11．随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是（ ） A．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 B．金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的 C．石墨烯和石墨炔都具有优良的导电性，属于化学性质 D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同 12．下列“碳家族”中相关物质的用途，利用到化学性质的是（ ） A．石墨作电车的电刷——导电性 B．金刚石切割玻璃——硬度大 C．干冰作制冷剂——升华吸热 D．木炭作燃料——可燃性 13．下列关于碳及其化合物的说法中不正确的是（ ） A．一氧化碳有毒 B．石墨具有导电性 C．在常温下，碳的化学性质不稳定 D．在一定条件下，碳能使转变成CO 14．如图是木炭和氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是（ ） A．实验结束后，应先停止加热，再将导管从澄清石灰水中撤出 B．实验过程中，酒精喷灯可以换成酒精灯 C．实验过程中，观察到试管A中红色固体逐渐变黑 D．该实验中的木炭粉可换成活性炭 15．木炭与反应产生的气体除，还可能有。用图1装置进行三组实验（每组实验中木炭与的质量比不同，其他条件相同），测得产生的体积分数随时间变化如图2。下列说法错误的是（ ） A．实验前排尽装置内的空气，以免影响实验结果 B．实验中观察到试管内的黑色粉末逐渐变为红色 C．气体产物中有CO的原因可能是“木炭+二氧化碳一氧化碳 D．其他条件相同，木炭与CuO的质量比越大，生成的CO越少 16．碳及其化合物与我们的生活密切相关，请依据如图回答问题： （1）图①利用了该碳单质 的性质。 （2）图②中用到的碳单质是 。 （3）图③利用了该碳单质的 性。 17．下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。 （1）甲的名称是 ，请写出物质甲的一条用途： 。 （2）物质乙是由 (填具体粒子名称)构成的，在一定条件下，物质乙转化为物质甲是 （填“物理”或“化学”）变化。 （3）物质丙的化学式为 ，从其化学式可以获得的信息是 （写一条）。 18．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、过渡态碳和晶形碳三大类，如图，请回答下列问题： （1）据图可知，金刚石属于 碳。 （2）由于其吸附能力较强，常用作防毒面具中吸附材料的是 。 （3）金刚石和石墨的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是 。 19．如图是某同学进行的木炭粉还原氧化铜的实验： （1）写出木炭粉与氧化铜在高温条件下反应的化学反应的文字表达式： 。 （2）要保证该实验成功，有以下关键环节： ①较高的温度。据此，实验中应对酒精灯进行的改进是 ； ②两种固体反应物的质量比。若木炭粉不足，则氧化铜不能被全部还原；若木炭粉过多，则除了生成铜和二氧化碳外还会生成 （填化学式），原因是 （写化学反应的文字表达式）。 20．2023年春节，《流浪地球2》震撼登场，影片中的太空天梯是重头戏，到目前为 止，碳纳米管是人类能造出来最坚固的材料，它是制造太空天梯的理想材料。碳纳米管是碳单质的一种，根据如图，请回答以下问题： （1）神奇的“碳”，多姿的“碳”世界。图①是碳原子的结构示意图，碳原子最外层电子数是 。 （2）图②、图③、图④三种碳单质中，由分子构成的单质的化学式是 ，硬度最大的物质是（写物质名称） ，它们性质存在差异的原因是 。 （3）图⑤是新兴纳米材料石墨烯，它可以帮助科学家实现修建“太空天梯”的设想，石墨烯是由碳原子构成的单质，请推测石墨烯可能具有的一条性质 。 （4）已知，水分子的粒径约为0.3纳米，金属离子的粒径一般在0.7纳米以上。利用真空抽滤法可将单层石墨片制成0.6纳米孔径的石墨烯滤膜，该滤膜只允许 （填“水分子”或“金属离子”）通过，据此可预测该滤膜在净水领域中的应用 。 21．莆田木雕是福建省传统民间雕刻艺术之一，莆田木雕兴于唐宋，盛于明清，素以“精微透雕”著称。 （1）将木材隔绝空气加热，可以得到活性木炭，活性木炭经雕刻成为工艺品，摆在工作、居住场所可以净化空气中的异味，这是利用活性木炭具有 的性质。 （2）光裕坊是莆田市区目前仅存的木坊明代古建筑。建造之时，埋入地层木材要先用火使其表面碳化方可保存久远，原因是 。 （3）烧制的木炭还可以用来还原氧化铜，该反应的化学反应的文字表达式为 。 22．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的重要思维方式。 （1）硅与金刚石结构相似、构成硅的微观粒子是 （填粒子名称）。已知硅原子结构示意图为图甲，图乙是四种粒子的结构示意图，其中与硅的化学性质相似的是 （填序号）。 （2）科学家在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷（CH4）气体，硅与甲烷反应生成四氢化硅（SiH4）和石墨，石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。 ①从宏观上看，甲烷由 组成。 ②图1生成石墨的文字表达式为 ，图2石墨转化成金刚石薄膜，该变化的微观实质是 。 ③下列有关石墨转变为金刚石的叙述中，正确的有 （填字母序号）。 a．一种元素可以组成多种性质不同的单质 b．石墨转变为金刚石的过程属于物理变化 c．物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素 23．燃料的变革预示着文明的进步，人类使用燃料的大致顺序为：木柴→木炭→煤→石油→天然气。 （1）木柴：柴火灶是古代劳动人民智慧的结晶，其内部结构如图。 从燃烧条件分析，通风口的作用是 ；下列关于柴火灶中烟囱的说法正确的是 （填字母序号）。 a．排走烟气，改善燃烧条件 b．若排烟口出现浓黑烟，则证明燃烧不充分 c．烟囱建高就可以消除污染 （2）煤：近日“围炉煮茶”成为热门休闲方式，若不开窗通风，煤燃烧时产生的CO会使人中毒，煤燃烧产生CO的化学反应的文字表达式为 ，基本反应类型是 反应。 （3）石油：家庭使用的石油气能够被压缩到钢瓶，是因为分子之间有 。 （4）天然气：随着生活条件改善，很多家庭已经使用管道天然气，若燃烧的过程中发现火焰呈现黄色，则需要 （填“调大”或“调小”）进风口。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题3：结构多样的碳单质 知 识 梳 理 命题点 1 碳单质 外观（结构） 物理性质 用途 金刚石 无色透明，呈八面体，晶莹剔透、固体。 天然物质中，最硬的物质。 有强折光性。 熔点高、不易导电。 切割、钻头。 做钻石饰品。 石墨 深灰色，有金属光泽，不透明的细鳞片状固体 软而滑，是世界上较 软的物质之一， 良好的导电性， 耐高温。 固体润滑。 做铅笔芯。 电极。 石墨坩埚。 C60 又叫足球烯 分子形似足球， 有金属光泽。 超导、强磁性、能抗辐射、耐高压、抗化学腐蚀。 制备新材料。 （如纳米碳管） 金刚石的微观结构 石墨的微观结构 C60的微观结构 金刚石、石墨在微观结构上的相同点：都是由碳原子构成。 金刚石、石墨在微观结构上的不同点：碳原子的排列方式不同。 命题点 2 金刚石、石墨、C60的微观结构 【想一想】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，为什么它们物理性质却有巨大的差异呢？碳原子的排列方式不同。 【想一想】由石墨制金刚石，从组成元素角度分析，你认为可能吗？可能，金刚石与石墨都是由碳元素组成的单质，只要在一定条件下能改变碳原子的排列方式，就有可能实现石墨制金刚石。 命题点 3 无定形碳 1、无定形碳：由微小的石墨晶体和少量杂质组成的，属于混合物（选填“纯净物”或“混合物”）。 木炭 活性炭 无定形碳 焦炭 炭黑 【想一想】在生活中常见的物质，木炭、焦炭、活性炭、炭黑等物质是否与金刚石、石墨一样，都属于由碳元素组成的不同单质呢？否，无定形碳属于含碳的混合物，因此不属于单质。 2、活性炭的结构与性质 活性炭能对气体、色素进行吸附，属于物理变化。 活性炭具有吸附性，由于其具有疏松多孔的结构。 3、活性炭的用途 命题点 4 碳的化学性质 ★碳在不同温度下，体现出不同的化学性质。 1、 木炭具有稳定性。常温条件下 古代字画保存千年 重要文档材料用碳素水笔填写 答题用2B铅笔填图答题卡 加热或点燃时 2、 木炭具有可燃性。 氧气充足时 氧气不充足时 化学反应的 文字表达式 碳+氧气二氧化碳 碳+氧气一氧化碳 小结 反应物的种类相同，用量不同，产物不同。 （1）燃料的不充分燃烧，容易造成资源浪费、污染环境。 （2）性质决定用途：碳的可燃性决定了碳可以做燃料。 （3）一氧化碳是一种无色、无味、难溶于水的气体。 一氧化碳有毒，它很容易与血液中的血红蛋白结合，从而阻碍其与氧气结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。 （4）在室内使用可能产生一氧化碳的装置时，要保证有充分的通风措施。 （5）如果发生一氧化碳中毒，轻度的应立即呼吸大量新鲜空气，严重的应立即送医治疗。 3、 木炭具有还原性。高温条件下 （1）木炭还原氧化铜 性质与现象 反应前 反应后 固体物质的颜色、光泽 固体碳为黑色粉末，固体氧化铜为黑色粉末，两种固体物质均没有金属光泽。 生成的铜为红色固体，有金属光泽。 盛有澄清石灰水的试管中的现象 澄清无色透明的液体。 澄清的石灰水变浑浊（产生白色沉淀）。 化学反应的文字表达式：碳+氧化铜二氧化碳+铜 二氧化碳+氢氧化钙碳酸钙+水 实验步骤 操作说明 检查装置气密性。 防止装置漏气。 将固体平铺于硬质试管底部。 便于固体受热均匀。 用酒精喷灯加热。 先预热，再集中加热，防止硬质玻璃管炸裂。 实验结束后，先将导管从石灰水中撤出，再熄灭酒精喷灯。 防止石灰水倒吸入硬质玻璃管中，使硬质玻璃管炸裂。 待装置冷却后，将试管中的固体倒在滤纸上，观察并记录。 防止新生成的铜被空气中的氧气再次氧化。 （2）木炭还原氧化铁 化学反应的文字表达式：碳+氧化铁二氧化碳+铁 性质决定用途：冶炼金属。 （3）木炭还原CO2 化学反应的文字表达式：碳+二氧化碳一氧化碳 （4）木炭在高温条件下与水蒸气反应生产水煤气。 化学反应的文字表达式：碳+水蒸气一氧化碳+氢气 〖归纳总结〗木炭的化学性质 稳定性 可燃性 还原性 考 题 演 练 1．天然存在的最硬的物质是（ ） A．石头 B．金刚石 C．玻璃 D．黄金 答案：B 解析：天然存在的最硬的物质是金刚石。 故选B。 2．书写档案文书时，最好使用（ ） A．铅笔 B．碳素墨水笔 C．蓝黑墨水笔 D．圆珠笔 答案：B 解析：碳素墨水中含有碳，碳在常温下化学性质不活泼，很难与其它物质发生反应，保存的时间较长，重要文件资料书写时最好使用碳素墨水笔。 故选B。 3．金刚石不导电，石墨导电，导致物理性质存在差异的原因是（ ） A．金刚石是纯洁物，石墨是混合物 B．金刚石是单质，石墨是化合物 C．金刚石和石墨里碳原子排列方式不同 D．金刚石和石墨由不同种元素组成 答案：C 解析：金刚石中的碳原子是正四面体结构，硬度很大；石墨中的碳原子是正六边形结构，并且形成层状，硬度较小；正是因为金刚石和石墨里碳原子的排列不同，才导致了金刚石和石墨的物理性质有很大差异。故选C。 4．能与血液中的血红蛋白结合，导致人缺氧中毒的物质是（ ） A．氮气 B．二氧化硫 C．二氧化碳 D．一氧化碳 答案：D 解析：能与血液中的血红蛋白结合，导致人缺氧中毒的物质是一氧化碳，故选D。 5．家用净水器常用活性炭作净水剂，这是因为活性炭（ ） A．可作催化剂 B．疏松多孔，吸附性强 C．无毒 D．可以将水变成纯净物 答案：B 解析：活性炭具有吸附性是因为活性炭的结构是疏松多孔，故选B。 6．下列物质的性质与其用途对应关系正确的是（ ） A．活性炭有吸附性，可除去水中色素 B．氧气化学性质稳定，用作焊接保护气 C．金刚石有特殊光学性质，可用于切割玻璃 D．石墨有导电性，可用于制作铅笔芯 答案：A 解析：A、活性炭具有疏松多孔的结构，这使得它具有很强的吸附性。水中的色素分子可以被吸附到活性炭的表面，从而达到除去水中色素的目的，故A正确； B、氮气化学性质稳定，用作焊接保护气，故B错误； C、金刚石可用于切割玻璃是因为金刚石的硬度很大，而不是因为特殊光学性质，故C错误； D、石墨用于制作铅笔芯是因为石墨质软，在纸上划过会留下痕迹，而不是因为导电性，故D错误。 故选A。 7．“碳元素家族”的成员很多，用途很广，下列说法正确的是（ ） A．碳单质常温下化学性质比较稳定 B．石墨、金刚石、都是由碳原子直接构成的 C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有杂质 D．碳燃烧一定只生成二氧化碳 答案：A 解析：A、碳单质常温下化学性质比较稳定，不易反应，故A正确； B、金刚石和石墨均是碳原子构成的，C60是由C60分子构成，故B错误； C、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附色素和异味，不是所有杂质都能吸附，故C错误； D、碳完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，故D错误。 故选A。 8．“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（ ） A．石墨不具有导电性 B．C60是由碳原子直接构成的 C．木炭疏松多孔具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的结构不同 答案：C 解析：A、石墨具有良好的导电性，故A错误，不符合题意； B、C60由C60分子构成，故B错误，不符合题意； C、木炭结构疏松多孔，具有吸附性，故C正确，符合题意； D、金刚石和石墨均是碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，碳原子的结构是相同的，故D错误，不符合题意。 故选：C。 9．高温下碳和氧化铜可发生反应：木炭+氧化铜铜+二氧化碳，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 答案：D 解析：高温下碳和氧化铜可发生反应：木炭+氧化铜铜+二氧化碳，碳夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，具有还原性，作还原剂。故选D。 10．木炭铜火锅是人们在冬季喜爱的一道美食，但在品尝美味时如果不注意通风，容易造成中毒，这是因为木炭燃烧生成了（ ） A．水 B．一氧化碳 C．烟尘 D．二氧化碳 答案：B 解析：木炭铜火锅容易造成中毒，这是因为木炭燃烧生成了一氧化碳，一氧化碳有毒，一氧化碳极易与血红蛋白结合，其结合能力约是氧气与血红蛋白结合能力的200-300倍。一旦一氧化碳与血红蛋白结合，就会形成稳定的碳氧血红蛋白，使血红蛋白失去运输氧气的能力，导致组织细胞缺氧，使人中毒； 故选：B。 11．随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是（ ） A．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 B．金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的 C．石墨烯和石墨炔都具有优良的导电性，属于化学性质 D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同 答案：D 解析：A、石墨、石墨烯和石墨炔均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，不是同种物质，不符合题意； B、金刚石和石墨均是由碳原子构成的碳单质，C60由C60分子构成，C60分子由碳原子构成，不符合题意； C、石墨烯和石墨炔都具有优良的导电性，导电性不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意； D、金刚石和石墨均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，符合题意。 故选D。 12．下列“碳家族”中相关物质的用途，利用到化学性质的是（ ） A．石墨作电车的电刷——导电性 B．金刚石切割玻璃——硬度大 C．干冰作制冷剂——升华吸热 D．木炭作燃料——可燃性 答案：D 解析：A、石墨作电车的电刷，是利用石墨具有导电性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质； B、金刚石切割玻璃，是利用金刚石硬度大，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质； C、干冰作制冷剂，是利用干冰升华吸热，使周围的温度降低，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质； D、木炭作燃料，是利用木炭具有可燃性，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质。 故选D。 13．下列关于碳及其化合物的说法中不正确的是（ ） A．一氧化碳有毒 B．石墨具有导电性 C．在常温下，碳的化学性质不稳定 D．在一定条件下，碳能使转变成CO 答案：C 解析：A、一氧化碳有毒，易与血液中的血红蛋白结合，使其失去携氧能力，从而导致缺氧窒息，选项正确； B、石墨具有导电性，选项正确； C、在常温下，碳的化学性质稳定，选项错误； D、碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，选项正确； 故选C。 14．如图是木炭和氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是（ ） A．实验结束后，应先停止加热，再将导管从澄清石灰水中撤出 B．实验过程中，酒精喷灯可以换成酒精灯 C．实验过程中，观察到试管A中红色固体逐渐变黑 D．该实验中的木炭粉可换成活性炭 答案：D 解析：A、实验结束后，若先停止加热，试管内温度降低，气压减小，会导致澄清石灰水倒吸进入试管，使试管炸裂，所以应先将导管从澄清石灰水中撤出，再停止加热 ，A选项错误； B、该实验需要在高温的条件下进行，而酒精灯只能提供一般加热的条件，不能提供高温的条件，因此不能将酒精喷灯换成酒精灯，B选项错误； C、木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳，铜是红色固体，氧化铜是黑色固体，所以实验过程中应观察到试管A中黑色固体逐渐变红，C选项错误。 D、活性炭的主要成分也为碳，则可将木炭粉可换成活性炭，D选项正确。 故选D。 15．木炭与反应产生的气体除，还可能有。用图1装置进行三组实验（每组实验中木炭与的质量比不同，其他条件相同），测得产生的体积分数随时间变化如图2。下列说法错误的是（ ） A．实验前排尽装置内的空气，以免影响实验结果 B．实验中观察到试管内的黑色粉末逐渐变为红色 C．气体产物中有CO的原因可能是“木炭+二氧化碳一氧化碳 D．其他条件相同，木炭与CuO的质量比越大，生成的CO越少 答案：D 解析：A、反应有气体产生，实验前必须检查装置气密性，故正确； B、木炭还原氧化铜反应产生铜和二氧化碳，现象为黑色粉末逐渐变红，故正确； C、木炭具有还原性，可能也还原了二氧化碳产生了一氧化碳，故正确； D、由图2可知，木炭与CuO的质量比越大，生成的CO越多，故错误。 故选D。 16．碳及其化合物与我们的生活密切相关，请依据如图回答问题： （1）图①利用了该碳单质 的性质。 （2）图②中用到的碳单质是 。 （3）图③利用了该碳单质的 性。 答案：（1）硬度大 （2）石墨 （3）吸附 解析：（1）图1中碳单质可用于制玻璃刀，说明该碳单质是金刚石，金刚石是天然存在的最硬的物质，故可用于切割玻璃，故利用了硬度大的性质； （2）图②中碳单质应是石墨，石墨质软，且是灰黑色，容易留下痕迹，可用于制铅笔芯； （3）图③中活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，故可作吸味剂。 17．下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。 （1）甲的名称是 ，请写出物质甲的一条用途： 。 （2）物质乙是由 (填具体粒子名称)构成的，在一定条件下，物质乙转化为物质甲是 （填“物理”或“化学”）变化。 （3）物质丙的化学式为 ，从其化学式可以获得的信息是 （写一条）。 答案：（1）金刚石；制作玻璃刀。 （2）碳原子；化学。 （3）C60；1个C60分子由60个碳原子构成。 解析：（1）由物质甲的结构示意图可知，甲具有正八面体结构，是金刚石； 金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割大理石、制作玻璃刀等； （2）石墨的碳原子的排列是层状结构，石墨由碳原子构成； 石墨转化为金刚石生成了新物质，属于化学变化； （3）C60的碳原子的排列是由60个原子构成的分子，形似足球，所以物质丙是C60； 从其化学式可知：它的一个分子是由60个碳原子构成的。 18．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、过渡态碳和晶形碳三大类，如图，请回答下列问题： （1）据图可知，金刚石属于 碳。 （2）由于其吸附能力较强，常用作防毒面具中吸附材料的是 。 （3）金刚石和石墨的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是 。 答案：（1）晶形。 （2）活性炭。 （3）碳原子的排列方式不同。 解析：（1）由图可知，金刚石属于晶形碳； （2）活性炭具有吸附性，可用作防毒面具中的吸附材料； （3）金刚石和石墨的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是碳原子的排列方式不同。 19．如图是某同学进行的木炭粉还原氧化铜的实验： （1）写出木炭粉与氧化铜在高温条件下反应的化学反应的文字表达式： 。 （2）要保证该实验成功，有以下关键环节： ①较高的温度。据此，实验中应对酒精灯进行的改进是 ； ②两种固体反应物的质量比。若木炭粉不足，则氧化铜不能被全部还原；若木炭粉过多，则除了生成铜和二氧化碳外还会生成 （填化学式），原因是 （写化学反应的文字表达式）。 答案：（1）木炭+氧化铜铜+二氧化碳 （2） 加上网罩（答案合理即可） CO 木炭+二氧化碳一氧化碳 解析：（1）木炭和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学反应的文字表达式为：木炭+氧化铜铜+二氧化碳。 （2）①要保证实验成功，需要提供较高的温度，故可将酒精灯加上网罩，这样可以聚拢火焰，集中加热，从而提高温度。 ②若木炭粉过多，木炭粉会与生成的二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学式为CO； 反应的化学反应的文字表达式为：木炭+二氧化碳一氧化碳。 20．2023年春节，《流浪地球2》震撼登场，影片中的太空天梯是重头戏，到目前为 止，碳纳米管是人类能造出来最坚固的材料，它是制造太空天梯的理想材料。碳纳米管是碳单质的一种，根据如图，请回答以下问题： （1）神奇的“碳”，多姿的“碳”世界。图①是碳原子的结构示意图，碳原子最外层电子数是 。 （2）图②、图③、图④三种碳单质中，由分子构成的单质的化学式是 ，硬度最大的物质是（写物质名称） ，它们性质存在差异的原因是 。 （3）图⑤是新兴纳米材料石墨烯，它可以帮助科学家实现修建“太空天梯”的设想，石墨烯是由碳原子构成的单质，请推测石墨烯可能具有的一条性质 。 （4）已知，水分子的粒径约为0.3纳米，金属离子的粒径一般在0.7纳米以上。利用真空抽滤法可将单层石墨片制成0.6纳米孔径的石墨烯滤膜，该滤膜只允许 （填“水分子”或“金属离子”）通过，据此可预测该滤膜在净水领域中的应用 。 答案：（1）4。 （2）C60；金刚石；碳原子排列方式不同。 （3）可燃性（合理即可）。 （4）水分子；用于海水淡化（合理即可）。 解析：（1）根据图①，原子最外层电子数是4。 （2）图②、图③、图④三种碳单质分别是金刚石、石墨、C60，金刚石、石墨都是由碳原子构成的物质，由分子构成的单质是C60； 硬度最大的物质是金刚石； 它们性质存在差异的原因是碳原子排列方式不同。 （3）石墨烯是由碳原子构成的单质，可知石墨烯可能具有的性质是：可燃性、还原性、常温下稳定等。 （4）水分子的粒径约为0.3纳米，金属离子的粒径一般在0.7纳米以上。利用真空抽滤法可将单层石墨片制成0.6纳米孔径的石墨烯滤膜，可知该滤膜只允许水分子通过； 据此可预测该滤膜在净水领域中的应用：用于海水淡化、除去污水中的重金属离子等。 21．莆田木雕是福建省传统民间雕刻艺术之一，莆田木雕兴于唐宋，盛于明清，素以“精微透雕”著称。 （1）将木材隔绝空气加热，可以得到活性木炭，活性木炭经雕刻成为工艺品，摆在工作、居住场所可以净化空气中的异味，这是利用活性木炭具有 的性质。 （2）光裕坊是莆田市区目前仅存的木坊明代古建筑。建造之时，埋入地层木材要先用火使其表面碳化方可保存久远，原因是 。 （3）烧制的木炭还可以用来还原氧化铜，该反应的化学反应的文字表达式为 。 答案：（1）吸附性 （2）常温下碳的化学性质不活泼 （3）木炭+氧化铜铜+二氧化碳 解析：（1）活性木炭疏松多孔，具有吸附性，因此利用活性木炭的吸附性进行净化空气中异味，故填：吸附性； （2）常温下碳的化学性质不活泼，因此埋入地层木材要先用火使其表面碳化方可保存久远，故填：常温下碳的化学性质不活泼； （3）木炭与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学反应的文字表达式为木炭+氧化铜铜+二氧化碳，故填：木炭+氧化铜铜+二氧化碳。 22．在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的重要思维方式。 （1）硅与金刚石结构相似、构成硅的微观粒子是 （填粒子名称）。已知硅原子结构示意图为图甲，图乙是四种粒子的结构示意图，其中与硅的化学性质相似的是 （填序号）。 （2）科学家在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷（CH4）气体，硅与甲烷反应生成四氢化硅（SiH4）和石墨，石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。 ①从宏观上看，甲烷由 组成。 ②图1生成石墨的文字表达式为 ，图2石墨转化成金刚石薄膜，该变化的微观实质是 。 ③下列有关石墨转变为金刚石的叙述中，正确的有 （填字母序号）。 a．一种元素可以组成多种性质不同的单质 b．石墨转变为金刚石的过程属于物理变化 c．物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素 答案：（1）硅原子；④。 （2）碳、氢元素；硅+甲烷四氢化硅+石墨；碳原子的排列方式不同；ac。 解析：（1）硅是由硅原子构成； 决定元素化学性质的为最外层电子数，硅原子和②最外层电子数相同，化学性质相似。 （2）①结合化学式可知，甲烷是由碳、氢元素组成。 ②石墨为碳单质，碳燃烧生成二氧化碳，反应的文字表达式为：硅+甲烷四氢化硅+石墨； 石墨和金刚石都为碳单质，但碳原子排列方式不同，则将石墨转化为金刚石，碳原子的排列方式改变。 ③a、石墨、金刚石都是由碳元素组成的单质，则一种元素可以组成多种性质不同的单质，该选项叙述正确； b、石墨转化为金刚石的过程中，有新物质生成，属于化学变化，该选项叙述不正确； c、物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素，还要考虑价格、美观等该选项叙述正确。 故选ac。 23．燃料的变革预示着文明的进步，人类使用燃料的大致顺序为：木柴→木炭→煤→石油→天然气。 （1）木柴：柴火灶是古代劳动人民智慧的结晶，其内部结构如图。 从燃烧条件分析，通风口的作用是 ；下列关于柴火灶中烟囱的说法正确的是 （填字母序号）。 a．排走烟气，改善燃烧条件 b．若排烟口出现浓黑烟，则证明燃烧不充分 c．烟囱建高就可以消除污染 （2）煤：近日“围炉煮茶”成为热门休闲方式，若不开窗通风，煤燃烧时产生的CO会使人中毒，煤燃烧产生CO的化学反应的文字表达式为 ，基本反应类型是 反应。 （3）石油：家庭使用的石油气能够被压缩到钢瓶，是因为分子之间有 。 （4）天然气：随着生活条件改善，很多家庭已经使用管道天然气，若燃烧的过程中发现火焰呈现黄色，则需要 （填“调大”或“调小”）进风口。 答案：（1） 提供氧气（或空气） ab （2） 煤+氧气一氧化碳 化合 （3）间隔 （4）调大 解析：（1）燃烧需要可燃物、氧气及温度达到着火点以上，而通风口能提供氧气； a、烟囱能排走烟气，可使空气流通，改善燃烧条件，此选项正确； b.、柴火中含有碳元素，若排烟口出现浓黑烟，是柴火燃烧不充分生成的炭黑，则证明燃烧不充分，此选项正确； c、烟囱建高并没有从根本上消除污染，不会减少对空气的污染，此选项错误。 故选ab。 （2）煤中含有碳元素，碳不充分燃烧会生成一氧化碳，反应的化学反应的文字表达式为：煤+氧气一氧化碳； 该反应为多种物质生成一种物质的反应，属于化合反应。 （3）石油气能够被压缩，是因为分子间有间隔，在加压情况下，分子间的间隔减小。 （4）若燃烧的过程中发现火焰呈现黄色，说明燃料没有充分燃烧，则需要调大进风口，提供更多的氧气，使燃料充分燃烧。 学科网（北京）股份有限公司 $$