第六单元 碳和碳的氧化物（复习讲义）（湖南专用）2026年中考化学一轮复习讲练测

该初中化学中考复习讲义聚焦“碳和碳的氧化物”单元，覆盖碳单质多样性、碳的氧化物性质及用途、二氧化碳实验室制取等中考核心考点，结合考情分析构建知识网络，通过考点解析、题型洞悉、优题精选等环节，帮助学生系统梳理知识，突破实验探究等难点。 亮点在于融合科学探究与实践和科学态度与责任，如设计“二氧化碳制取与性质”实验活动培养操作能力，结合“碳中和”理念设计低碳行动方案实践任务。真题训练分基础到提升，配合考向预测，助力学生高效复习，教师可据此精准把控节奏，提升学生应考能力。

2026·湖南·中考一轮复习 第六单元 碳和碳的氧化物 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·知识导航·网络构建 3 03·考点解析·知识通关 4 考点一 碳单质的多样性 考点二 碳的氧化物 考点三 二氧化碳的实验室制取 实验活动03二氧化碳的实验室制取与性质 跨学科实践活动05基于碳中和理念设计低碳行动方案 04·题型洞悉·考向预测 22 考点一 碳单质的多样性 考向01几种常见的碳单质物理性质和用途 考向02碳单质化学性质和用途 考点二 碳的氧化物 考向01 二氧化碳 考向02一氧化碳 考点三 二氧化碳的实验室制取 考向01 实验室制取气体的仪器和原理 考向02 发生装置和收集装置的选择 考向03 气体的检验和验满 05·优题精选·练能提分 27 1 / 46 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考点要求 2025年 2024年 课标要求 碳单质的多样性 T16（1）（省卷） T17（2）（省卷） T15（长沙） T19（长沙） T16（1）（省卷） T8（长沙） 认识碳的几种单质, 掌握碳单质的物理和化学性质，理解造成几种碳单质物理性质差异的原因。 碳的氧化物 T5（省卷） T7（长沙） T13（长沙） T20（1）（长沙） T22（省卷） T16（2）（长沙） T22（长沙） 了解二氧化碳的物理性质;掌握二氧化碳的化学性质及用途;掌握一氧化碳的化学性质及用途;了解二氧化碳与生活、环境间的关系;知道“碳达峰”、“碳中和”、“低碳生活”的含义。 二氧化碳的实验室制取 T21（长沙） 掌握实验室可用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳反应的原理、装置、检验、验满方法等知识;掌握气体发生装置和收集方法的选择依据, 能制取气体的原料和反应发生的条件，正确选择出合理的实验装置。 命题预测 1.碳和碳的氧化物是中考的必考内容。选择题、实验题、实验探究题均有涉及。预计2026年湖南中考仍以碳和碳的化合物的性质和用途，二氧化碳的制取，低碳生活为考查重点，且以实验题、实验探究题为主要题型进行考查。 2.气体的制取、检验与净化是中考实验探究题常考题型，主要考查常见气体二氧化碳、氧气、氢气（有时也会拓展考查氨气和甲烷等）的制备，并且常见气体的检验和净化也常穿插其中，常考题型是实验探究题，有时也会以选择题的形式考查。 考点一 碳单质的多样性 一、碳单质的物理性质和用途 结构 构成微粒 性质 用途 物理性质不同的原因 金刚石 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。 制装饰品(钻石)；制钻头、 、 ； 金刚石薄膜用作 ；用于 。 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： 石墨 的有金属光泽的固体；很 ，有 ；熔点高，有良好的 。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 C60 有特殊的物理性质 用于 、 、材料科学等领域 二、无定形碳 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。 3．活性炭、木炭的吸附性是 性质。 三、碳单质的化学性质 1．碳单质的化学性质 （1）常温下 强（古代字画能长久保存的原因）。 （2） ：(O2充足)完全燃烧生成CO2： ； （O2不足）不完全燃烧生成CO： 。 （3）还原性： （置换反应）（现象：黑色粉末逐渐变成 ，石灰水变 ）。 （现象：红棕色粉末逐渐变成 ，石灰水变浑浊） 应用：冶金工业。 2．实验：木炭与氧化铜反应 实验仪器 试管、酒精灯、金属网罩、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、橡胶塞、导管、升降台、火柴 实验试剂 木炭、氧化铜、澄清石灰水。 实验原理 实验装置 实验步骤 a.连接仪器，检查装置的气密性； b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中； d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟； e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。 实验现象 大试管中的固体由 色变为 色；小试管中的澄清石灰水 。 实验结论 木炭能够还原氧化铜生成 单质和 ；该实验说明木炭具有 性。 实验注意 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。 计算思维辨析 固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为 。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是 。 1．金刚石、石墨都是由碳原子构成的，C60是由C60分子构成的，一个C60分子由60个碳原子构成。 2．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。 3．木炭、活性炭、焦炭和炭黑都属于混合物，这些物质的主要成分是碳单质，结构与石墨类似。木炭、活性炭都是疏松多孔的结构，具有吸附性（物理性质），活性炭的吸附性更强。 1．（2024·湖南长沙·中考真题）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． 2．（2025·湖南长沙·模拟预测）今年，“中国水周”主题为“推动水利高质量发展，保障我国水安全”。以下做法正确的是（ ） A．地球上的总水储量很少，所以要节约用水 B．农业上对农作物采用滴灌供水 C．水体有自净能力，生活污染可任意排放 D．用活性炭吸附可除去水中的所有杂质 3．（2026·湖南邵阳·一模）金刚石、石墨、是三种碳单质，下图是它们的结构示意图，请回答下列问题： (1)图B代表的物质是 (填物质名称)。 (2)由分子构成，完全燃烧的化学方程式为 。 (3)金刚石、石墨和都是碳的单质，但它们的物理性质差异很大，原因是 。 (4)下列关于石墨、金刚石、的说法正确的是_______(填序号)。 A．它们都是黑色固体 B．它们之间的互相转化都是物理变化 C．它们在一定条件下都具有还原性 D．它们的共同优势是都具有优良的导电性 4．（2025·湖南·一模）将科幻变为现实，引领折叠新时代。2024年9月，国产三折叠手机正式开售。 I、材料的选择 三折叠手机屏幕主要由涂层和柔性基板组成。其中，屏幕保护膜使用透光率92%的高透聚硅氧烷，聚硅氧烷具有良好的热稳定性和优异的电绝缘性能：柔性基板的常见材料为聚酰亚胺薄膜，它可由二元酐（C10H2O6）和二元胺（C12H12ON2）合成制备。 Ⅱ、技术的融合 散热系统：业界首创“超冷柔性石墨烯散热系统”，将石墨烯膜散热技术应用在更小尺寸的折叠屏上、石墨烯的热导率极高，理论上单层石墨烯的热导率可以达到5000W/mK以上，远高于传统金属散热材料如铜（约400W/mK）和铝（约200W/mK）。其次，石墨烯能兼顾轻质和柔韧性，这使得它易于加工成不同的形状，适用于各种电子产品的散热设计。 依据上述材料及所学化学知识，回答下列问题。 (1)聚硅氧烷的化学性质有 （答出一点即可）。 (2)你推测石墨烯有良好散热性的原因 。 5．（2025·湖南岳阳·二模）阅读如下科普短文，回答问题。 新型材料——液态金属材料 清华大学、中国科学院理化技术研究所发明了一种全新的可实现超大尺度膨胀变形的液态金属材料，该材料其实是一种低沸点的，由液态金属和硅胶制成的材料。液态金属并不只是一种，而是种类繁多的大家族，通过不同的金属和配比，可以获得不同性能的液态金属材料。硅胶的主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸(HF)外不与任何物质发生反应，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，具有开放的多孔结构，是一种非晶态物质，并且也不易燃烧。 研究人员称，这种可以被3D打印成任意形状的特殊材料，可以摆脱其他刚体支撑物和溶液环境并得以站立，呈现出超大尺度变形和运动功能，且全部过程可逆。而这种材料既具有金属的性质，又具有液体的流动性，尤其适合制备由无线控制的软体机器人以及肿瘤的治疗、神经和骨骼修复等。 (1)硅胶具有开放的多孔结构，推测其具有 性。 (2)请将化学方程式补充完整：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ 。 (3)这种液态金属材料可用于 (填一种用途)。 考点二 碳的氧化物 一、二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 （1）二氧化碳的物理性质 无色、 味的气体， 溶于水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为 （用途制冷剂、 、食物储运、制造舞台烟雾效果）。 （2）探究二氧化碳物理性质的两个实验 倾倒二氧化碳 溶解性实验 实验装置图 实验操作 向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。 向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。 实验现象 蜡烛 塑料瓶 实验分析 二氧化碳 （物理性质）； 二氧化碳 ，也 （化学性质）。 原因： ， ， 。 2．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能 ，也不 。 （2）与水反应： ，生成的碳酸能使紫色蕊溶液变 。碳酸易分解，发生反应的化学方程式为： ↑。 （3）与碱反应： ①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应： ，观察到有 生成，因此实验室通常用澄清石灰水 ； ②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应： ，应用：实验室通常用氢氧化钠溶液 二氧化碳。 （4）二氧化碳与水反应的实验探究 实验操作 直接喷水 直接放入CO2中 喷水后放入CO2中 烘干第三朵花 现象 小花不变色 小花不变色 小花变红色 红色褪去 分析 水不能使紫色石蕊变色 二氧化碳不能使紫色石蕊变色 结论 a.二氧化碳能与水反应生成碳酸， ，显酸性。 b.生成的碳酸 ，很容易分解生成 和 。 实验改进 ①操作示意图（a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花，垂直固定装璃管的装置末画出）； ②现象：d处棉花比a处棉花 ，b、c处棉花 ； ③结论：根据棉花变红的顺序，可得出二氧化碳的密度比空气 ，温润的棉花 ，干燥的棉花 ，可得出二氧化碳能与水反应。 3．二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途： ① ：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。 ②用于 ：利用干冰升华吸热的原理。 ③制造舞台烟雾效果。 （2）灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（密度 ），又利用二氧化碳的化学性质（ ）。 （3）农业生产中的 。 （4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。 4．二氧化碳对生活和环境影响 对人体健 康的影响 二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能 ，因此在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必须先做 。 自然界中 CO2的循环 温室效应 概 念 大气中的CO2像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让太阳光的热量不易向外散失，起到对地球的保护作用的现象。 加剧的原因 空气中的 含量过高。 防治的措施 ①控制排放——减少使用煤、石油和天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、 风能等清洁能源，加强节能产品和技术的进一步开发和普及 ②增强吸收——大力植树造林，严禁乱砍滥伐；采用物理或化学方法， 人工吸收二氧化碳 低碳生活 低碳”是指较低的CO2的排放。 措施：如乘坐公共交通工具，少开私家车出行等 二、一氧化碳 1.一氧化碳性质和用途 物理 性质 无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水 化学性质 可燃性 一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。发生如下反应： 还原性 一氧化碳能还原某些金属氧化物 、 毒性 一氧化碳通过呼吸系统进入血液与 ，使 ，使生物体内 甚至死亡。 2.一氧化碳和二氧化碳的比较 一氧化碳 二氧化碳 物理性质 色态味 无色、无臭气体 无色、无臭气体 密度 比空气 比空气 水溶性 溶于水 溶于水 化学性质 可燃性 在一般情况下，既 与某些氧化物反应 不反应 与水反应 不反应 与石灰水反应 不反应 毒性 无毒 主要用途 燃料、冶炼金属 灭火、温室肥料、化工原料等 相互转化 ； 1.二氧化碳不是空气污染物。二氧化碳会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源，但是由于二氧化碳的过多排放，会导致“温室效应”加剧，只是影响环境，不能算污染。 2.像CO等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。 1．（2025·湖南长沙·二模）下列有关碳和碳的氧化物的性质或用途叙述正确的是（ ） A．二氧化碳能供给呼吸 B．石墨用作钻探机钻头 C．木炭常温下化学性质很活泼 D．一氧化碳具有可燃性，可用作燃料 2．（2025·湖南长沙·二模）下列有关碳和碳的氧化物的说法中，正确的是（ ） A．二氧化碳和一氧化碳在一定条件下不可相互转化 B．二氧化碳能使干燥的石蕊纸花变红 C．碳还原氧化铜时酒精灯的火焰上罩铁丝网的目的是集中火焰提高温度 D．金刚石和石墨的物理性质差异不大是因为都是由碳原子的构成的 3．（2025·湖南·模拟预测）下列有关碳的氧化物的说法错误的是（ ） A．二氧化碳能与澄清石灰水发生反应，发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O B．在煤炉上放一盆水能防止CO中毒 C．二氧化碳能与水发生化学反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红 D．CO具有还原性，故常用于冶炼金属 4．（2025·湖南张家界·二模）实现“碳中和”的途径有很多，例如利用天然气制H2；利用工业废气中的H2与CO2反应合成“低碳甲醇(CH3OH)”。天然气(主要成分为CH4)可用于制备碳材料和高纯H2，其流程如图所示： 请回答下列问题： (1)流程中，可回收利用的物质是 。 (2)“消炭”：除去催化剂表面堆积的含碳物质。高温时，将“积炭”的催化剂置于CO2气流中可除去C，该反应的化学方程式为 。 (3)不同催化剂的相关参数如下表，分析可知，最合适的催化剂为 (填序号)。 催化剂序号 最佳反应温度/℃ 最佳反应温度下的使用寿命/h 积炭量/mg a 500 90 250 b 600 80 585 c 760 2 19 考点三 二氧化碳的实验室制取 一、实验室制取气体的装置 装置 类型 选择依据 拓展装置 发生装置 固体加热型 反应物是固体； 反应条件需要加热。 —— 固液不加热型 反应物是固体和液体； 反应条件不加热。 分液漏斗可以控制反应速率，节约药品。 收集装置 排水法 适合溶解性小； 不与水反应的气体 气体从短管进集气瓶，水从长管排出 向上排空气法 适合密度大于空气的气体； 且不与空气各成分反应 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 向下排空气法 适合密度小于空气的气体； 且不与空气各成分反应 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出 各种装 置气密 性检查 将导管伸入 中，手紧握容器外壁，观察导管口有 　 冒出，松手后 ，则装置不漏气，反之漏气 用弹簧夹夹住乳胶管，往长颈漏斗内注入 ，若长颈漏斗下端形成　 ，则装置不漏气 向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中，用手捂容器外壁，伸入水中的导管口有气泡产生，则气密性良好 当缓缓拉活塞时，观察到 ，则气密性良好；当缓缓推活塞时，观察到 ，则气密性良好 关闭分液漏斗活塞，缓缓拉注射器活塞，松手后， ，说明装置气密性良好 装置拓展 固液常温型装置 二、二氧化碳的制取 制取方法 实验室制法 工业制法 制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 反应原理 装置 依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度 型 （反应物状态为固体和液体，反应条件为常温） 法 （二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大） 实验步骤 （1）“组”：组装仪器。 （2）“查”：检查装置的气密性。 （3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。 （4）“集”：用向上排空气法收集。 （5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。 （6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。 检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变 ，证明生成的气体是二氧化碳。 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若观察到 ，证明二氧化碳已经收集满。 净化装置 制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气，实验室常将制取的气体先通过 除去HCl气体，再通过 除去水蒸气。 三、二氧化碳与氧气实验室制法的比较 二氧化碳的实验室制法 氧气的实验室制法 反应原理 发生装置 过氧化氢制氧气 收集方法 向上排空气法 向上排空气法或排水法 检验 将气体通入澄清石灰水，若其变浑浊，则该气体是CO2 用带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则为O2 验满 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若燃着的木条立即熄灭，则CO2已集满 将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则O2已集满 四、实验室制取气体的一般思路和方法 1．确定制取气体的化学反应原理 （1）要研究在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等)，可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。 （2）还要考虑以下几个方面的因素：原料要容易获得；实验条件要易于控制；实验装置易于装配；实验操作安全可靠；实验速度适中；易于收集纯净的气体。 2．确定制取气体时应采用的实验装置 （1）发生装置的确定：一般根据反应条件和反应物的状态设计发生装置，如下图所示： ①固体+液体气体，选择上图中的装置B或装置C，如实验室制取二氧化碳。 ②固体+固体气体，选择上图中的装置A，如实验室用高锰酸钾制取氧气。 温馨提示 有时发生装置具有多样性，特别是固液常温型的反应，因为反应容器可选用试管，也可选用锥形瓶、烧瓶，橡皮塞可用单孔橡皮塞，也可用双孔橡皮塞，用双孔橡皮塞时添加液体的仪器可选长颈漏斗，也可选分液漏斗或注射器，那么组装起来的装置就有很多种。 （2）收集装置的确定 所收集气体的性质 难溶(或不溶)于水 密度小于空气的(相对分子质量小于29) 密度大于空气的(相对分子质量大于29) 收集装置 收集方法的特点[ 所收集气体较纯，但有少量水蒸气 所收集气体常混有空气，仅凭观察难以判定气体是否集满，操作简单 注意事项 集气瓶事先要装满水，导管置于瓶口处 导管应伸入到集气瓶底部，在瓶口验证气体是否集满 3．实验室制取气体的实验操作顺序 实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般顺序为： ①组装仪器： ； ②检查装置气密性； ③装药品：若是固体跟液体反应，一般是 ； ④准备收集装置：若用排水法收集气体，应在制取气体之前将 ； ⑤制取气体； ⑥收集气体并验满； ⑦拆洗仪器。 1．药品的选择：①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应，是因为稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发）。②也不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 2．①反应容器中的导管不能伸入过长，应稍露出橡皮塞。 ②若使用双孔橡皮塞，长颈漏斗下端的管口应伸入到液面以下，以免产生的气体从长颈漏斗逸散到空气中。 ③收集气体时，集气瓶口朝上，导管伸入到集气瓶的底部，以收集到较纯净的气体。 3．用排空气法收集气体时，注意集气瓶口的方向。集气瓶口朝上，表明空气从上方排出，为向上排空气法；集气瓶口朝下，表明空气从下方排出，为向下排空气法； 4．气体检验：检验二氧化碳只能用澄清石灰水，不能用燃烧的木条，因为使燃烧的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳气体，还可能是氮气等。 5．气体验满：验满时燃着的木条应放在集气瓶口，不能伸入集气瓶中。 1．（2025·湖南邵阳·模拟预测）下列用大理石与稀盐酸混合制取的实验操作中，错误的是（ ） A．检查气密性 B．加大理石 C．收集 D．检验是否集满 2．（2025·湖南常德·二模）在实验室制取二氧化碳实验中，涉及的部分实验操作如下，其中正确的是（ ） A．发生装置 B．取完盐酸后 C．检验 D．验满 3．（2025·湖南永州·二模）如图是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。请回答下列问题。 (1)写出仪器①的名称 。 (2)实验室用二氧化锰与双氧水制取氧气，若要较好地控制产生氧气的速度，应选用的发生装置为 （填字母序号）。 (3)利用D装置收集二氧化碳时，检验二氧化碳是否集满的操作方法是 。 (4)用收集到的氧气进行如图H的实验，集气瓶内水的作用是 。 4．（2025·湖南长沙·模拟预测）二氧化碳是生活中一种重要的气体，小宇同学想利用下图中装置研究二氧化碳的制备和性质，请根据要求回答问题。 (1)仪器①的名称是 。 (2)小宇同学选择的发生装置是 （填字母）。 (3)若用装置C收集气体，证明瓶中已集满二氧化碳的方法是： 。 (4)若向装有紫色石蕊溶液的试管D中通入二氧化碳，试管中溶液会变为 色。 实验活动03二氧化碳的实验室制取与性质 【实验目的】1.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。 2.加深对二氧化碳性质的认识。 【实验用品】烧杯、试管、集气瓶、量筒、玻璃导管、乳胶管、带导管的单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管夹、玻璃片、酒精灯、镊子、火柴。 石灰石(或大理石)、稀盐酸、澄清石灰水、石溶液、蜡烛、木条、蒸馏水。 你还需要的实验用品: 。 【实验步骤】 1.制取二氧化碳 (1)按照图6-21所示连接装置(你也可以选择自己在课题3中设计的装置，但须经教师同意)，并检查装置的气密性。 (2)在试管里放人几小块石灰石(或大理石)，然后小心地注人15mL稀盐酸。立即用带有导管的胶塞塞住管口，观察试管里发生的现象，以及反应中产生气体的颜色。过一会儿，检查集气瓶中是否已收集满二氧化碳。用玻璃片盖住已收集满二氧化碳的集气瓶，备用。 2.二氧化碳的性质 (1)把一支短蜡烛固定在烧杯底部，点燃。拿起收集满二氧化碳的集气瓶，向烧杯内缓慢倾倒二氧化碳，如图 6-22 所示。观察现象。 (2)如图6-23所示，向两支试管中分别加人2m蒸馏水然后各滴人1-2滴石蕊溶液，观察试管中溶液的颜色。将其中一支试管静置。向另一支试管中通人二氧化碳，观察现象，并与静置的试管中溶液的颜色进行对比。将通入二氧化碳的试管放在酒精灯火焰上加热，观察现象。 (3)另取一支试管，向其中加人少量澄清石灰水。然后通人二氧化碳，观察现象。 (4)经教师同意，你也可以进行其他有关二氧化碳性质(如溶解性)的实验。 1．（2025·湖南长沙·一模）实验小组依据以下思路展开制取和性质的实验： (1)确定反应原理：实验室制取的化学方程式为 。 (2)设计制取装置：选择实验1中发生装置的依据是 。 (3)性质探究：实验1烧杯中的蜡烛由下到上依次熄灭，由此得出二氧化碳具有的性质是 。 (4)反思：实验2能否证明二氧化碳与水发生了化学反应，请你判断并说明理由： 。 (5)拓展：在确定反应原理时要综合考虑反应的速率快慢等因素，若要使反应速率最快，则实验3中简易灭火器应选择的试剂是________（填字母序号）。 A．大理石 B．碳酸钠溶液 C．稀盐酸 D．浓盐酸 2．（2025·湖南永州·模拟预测）CO2是一种重要的化工原料。小红同学在实验室内制取CO2并验证其性质。 (1)实验室利用图1装置制取CO2并验证其性质，组装发生装置A应选择的仪器是 (填序号)，写出该反应的化学方程式 。 (2)装置B中发生反应的基本类型是 ，实验结束后将装置B取下，加热煮沸一段时间，发现石蕊溶液不变色，造成这种现象的原因可能是 。 (3)若装置C中盛放少量澄清石灰水，实验中可观察到的现象是 。 3．（2025·湖南长沙·三模）下图是实验室制取常见气体的相关装置。回答下列问题： (1)写出标号a仪器名称 。 (2)实验室用高锰酸钾制较纯净氧气的发生装置和收集装置是 。 (3)用A、E、F装置制取并收集干燥的CO2，管口的连接顺序是① 。 (4)装置C中明显的一处错误，可能产生的后果是 。 跨学科实践活动05基于碳中和理念设计低碳行动方案 【活动目标】基于碳中和理念，结合生物学、地理、物理等课程的学习，从物质的性质和转化角度认识二氧化碳的排放和吸收，理解低碳行动原理。设计并评价低碳行动方案，从个人、国家和国际层面体会低碳行动的意义和价值。 【活动设计与实施】 任务一 了解相关概念，聚焦核心物质 任务二 测定不同环境中二氧化碳的含量 任务三 梳理自然界中的碳循环 任务四 设计低碳行动方案 1．（2025·湖南永州·模拟预测）阅读以下短文，回答下列问题 最近南京大学的研究人员与复旦大学合作，开发了一种直接将二氧化碳分解为碳和氧气的新技术。其微观示意图如下 他们的工艺使用锂作为关键的中间物，原理是二氧化碳与锂反应生成碳酸锂，随后碳酸锂进一步反应，产生氧化锂（）和单质碳，最后，通过电催化氧化过程，生成的氧化锂（Li2O）被转化成锂，释放出氧气。这个过程有效地将二氧化碳转化为碳和氧气，氧气产率大大超过了自然光合作用，可用在特殊环境下制取氧气。 （1）根据短文中内容，下列说法不正确的是 A．该反应制取氧气原理和光合作用相同 B．该反应可为空间站提供氧气 C．该反应有利于实现碳循环、氧循环 D．反应中锂可循环使用 （2）由微观示意图可以获取的信息中，正确的是 A．三种物质都是由分子直接构成 B．该反应为化合反应 C．所有元素化合价都发生改变 D．反应前后氧原子个数增多 2．（2025·湖南衡阳·二模）小明同学想要做实验室制取二氧化碳实验： (1)实验室制取的方程式： ；用E装置干燥气体，E中盛放试剂 。 (2)模拟海洋生态系统 ①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和 作用参与碳循环； ②小明向生态箱中通入，一段时间后烧杯中出现现象为 ； ③测得生态箱内值下降，原因是 。 考点一 碳单质的多样性 ►考向01 几种常见的碳单质物理性质和用途 【典例】（2023·湖南长沙·中考真题）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 【变式】（2025·湖南长沙·一模）2025年3月，黑龙江发现超大型石墨矿床，该矿藏将强化中国在石墨供应链的主导地位。下列有关于石墨的说法不正确的是（ ） A．石墨常温下化学性质稳定 B．石墨很坚硬 C．石墨具有优良的导电性 D．石墨有滑腻感 ►考向02 碳单质的化学性质和用途 【典例】（2025·湖南郴州·模拟预测）在超导、催化等领域具有应用前景，它在常温下为固体，可溶于苯和甲苯等溶剂，能与钾等金属反应生成超导材料。石墨烯具有优异的导电性和导热性。在一定条件下，石墨烯可转化为。这两种物质的结构如图所示。根据以上材料，完成下列小题。 (1)下列说法中错误的是（ ） A．在石墨烯中，每个碳原子连接3个六元环 B．在和石墨烯中，碳原子的排列方式不同 C．石墨烯在一定条件下转化为，物质种类发生改变 D．这种物质由60个碳原子构成 (2)下列关于和石墨烯的性质和用途的说法中，错误的是（ ） A．能与钾等金属反应生成超导材料 B．和石墨烯完全燃烧时产物均为一氧化碳 C．石墨烯具有优异的导电性，可用作电极 D．和石墨烯在一定条件下都能还原氧化铜 【变式】（2025·湖南长沙·三模）墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是（ ） A．碳单质在常温下不活泼 B．碳单质的硬度大 C．碳单质有吸附性 D．碳单质有可燃性 考点二 碳的氧化物 ►考向01二氧化碳 【典例】（2024·湖南长沙·三模）近年来，我国建成多个百万吨级的碳捕集、利用与封存项目，每年可以减排二氧化碳数百万吨，下列有关说法正确的是（ ） A．将排放源产生的二氧化碳进行压缩，二氧化碳分子缩小 B．用海水封存二氧化碳时，分子的化学性质不发生改变 C．干冰（固态二氧化碳）升华时，放出热量，分子间间隔变大 D．二氧化碳气体中的分子和干冰中二氧化碳分子大小相同 【变式】（2025·湖南长沙·模拟预测）认真阅读下列科普短文，回答相关问题。 在“碳达峰、碳中和”的大背景下，地质封存技术作为当前缓解排放最有效的措施，将成为影响碳中和进度的关键。地质封存是通过管道将注入油气田、咸水层或不可采煤层的密闭地质构造中，形成长时间或永久性对的封存。煤层封存过程如图1所示，主要包含注入和采出两大系统。烟气注入煤层后，由于煤对气体的吸附能力：，和逐渐被驱替并脱附，再通过采出并抽出。研究人员对不同的煤在相同条件下吸附的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层封存也涉及多种安全风险。如注入后，易引发地质结构失稳，导致泄漏，使土壤、水酸化，破坏周围的生态环境，对人类健康产生影响。 依据文章内容，回答下列问题。 (1)煤层封存过程，主要包含 两大系统。 (2)对比图2中的四条曲线，可以得出的结论是在实验研究的压力范围内， 煤对的吸附能力最强。 (3)响应“低碳生活”，下列有关低碳生活的做法合理的是_______(填标号)。 A．纸张双面打印 B．出行乘坐公共交通工具 C．在生产生活中提倡使用节能用具 ►考向02 一氧化碳 【典例】（2025·湖南长沙·二模）碳及碳的化合物在日常生活和工农业生产中应用广泛。下列有关说法错误的是（ ） A．金刚石和石墨都是天然存在的硬度最大的物质 B．二氧化碳能用于灭火、作气体肥料等用途 C．一氧化碳有毒，煤火取暖一定要注意室内通风 D．一氧化碳和二氧化碳在一定条件下，可以相互转换 【变式】（2024·湖南长沙·三模）用全球历史上最短的时间实现从碳达峰到碳中和，中国目标体现了最大的雄心壮志。下列有关碳和碳的氧化物的说法，正确的是（ ） A．一氧化碳和二氧化碳都有毒 B．固体二氧化碳升华时吸热，因此可用作人工降雨 C．木炭、一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，因此都可用作燃料 D．木炭、一氧化碳和二氧化碳都具有还原性，因此都可用于冶炼金属 考点三 二氧化碳实验室制取 ►考向01实验室制取气体的仪器和原理 【典例】（2025·湖南长沙·二模）下列是常见气体的制取及探究气体相关性质的装置图，请回答下列问题。 (1)仪器①的名称是 。 (2)实验室制取CO2时，一般选用的药品是 (请填名称)。 (3)实验室可用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气，氢气难溶于水。若要收集较纯的氢气，请从A-E中选择合适的装置制取并收集氢气 (请填序号)。 (4)在做“硫在氧气中的燃烧”实验时，集气瓶中常留少量的水，目的是 。 【变式】（2025·湖南长沙·二模）在实验室中制取气体是初中重要的化学知识，如图A~E是实验室制备气体的常用装置。 (1)实验仪器a的名称是 。 (2)实验室利用大理石与稀盐酸制取二氧化碳应选择的装置是 (填字母)。 (3)用装置C收集氧气验满的方法是将 ，若木条复燃证明氧气。已满，反之则不满。 (4)用高锰酸钾制备氧气，若用排水法收集氧气，实验结束时应先将导管撤离水面再熄灭酒精灯，这样的目的是 。 ►考向02 发生装置和收集装置的选择 【典例】（2025·湖南·三模）实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是（ ） A．检查气密性 B．装药品 C．收集气体 D．气体验满 【变式】（2026·湖南邵阳·一模）下图为实验室常用的实验装置。回答下列问题： (1)写出图中标号仪器的名称：① 。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，其化学方程式为 。选择D作为发生装置的优点是可以控制反应的发生和停止，关闭止水夹后，装置D中多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母c、d、e进行排序)。 (3)实验室可以用锌粒和稀硫酸在常温下反应制取氢气，若要平稳地获得纯净的氢气，应选择的发生和收集装置为 (填字母)。若用H装置收集氢气，氢气应从 (填“a”或“b”)端通入。 ►考向03 气体的检验和验满 【典例】（2025·湖南永州·模拟预测）我省某市中考实验操作考试其一是“二氧化碳的实验室制法及性质”，以下是某同学进行的部分实验操作，其中不正确的一项是（ ） A．装大理石 B．加稀盐酸 C．制取并收集气体 D．气体验满 【变式】（2025·湖南·一模）化学是一门以实验为基础的自然科学，正确的操作是实验成功的重要保证。下列实验基本操作正确的是 A．检查气密性 B．验满CO2气体 C．点燃酒精灯 D．读取液体体积 1．【新情境】（2025·湖南长沙·二模）金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的热冰，原理如图。下列有关说法错误的是（ ） A．金刚石由原子构成 B．水变“热冰”后，分子将停止运动 C．“热冰”和水所含的分子化学性质相同 D．水转化为“热冰”过程中分子间隔变小 2．（2025·湖南长沙·一模）中国科研团队受“弓弩”等结构启发，研制出碳单质家族的新成员—“碳弹簧”，该新型碳材料由多孔碳材料制作而成。下列关于“碳弹簧”的说法正确的是（ ） A．常温下，“碳弹簧”的化学性质很活泼 B．“碳弹簧”中碳原子静止不动 C．在一定条件下，“碳弹簧”可以与氧化铜发生反应 D．“碳弹簧”在氧气中燃烧只能生成二氧化碳 3．（2025·湖南·二模）用墨写的福字和春联成为春节的传统，福字和春联在次年更换时墨迹依然清晰，体现出碳单质具有的性质是（ ） A．高温下的还原性 B．氧化性 C．常温下化学性质稳定 D．可燃性 4．【新情境“绿色燃料”】（2025·湖南岳阳·二模）甲醇是一种绿色燃料。如图所示的是CO2转化为甲醇(CH3OH)的微观示意图。下列关于该反应的说法中，不正确的是（ ） A．反应体系中共有4种化合物 B．反应前后原子的种类不变 C．参加反应的两种分子的个数比为1∶3 D．该反应能有效缓解温室效应 5．（2025·湖南长沙·二模）宏观辨识与微观探析相结合是化学学科的重要思想之一。下列对宏观事实的微观解释错误的是（ ） 选项 宏观事实 微观解释 A 墙内开花墙外香 分子在不断运动 B 自行车轮胎夏天容易爆裂 气体分子受热变大 C 水和过氧化氢的化学性质不同 分子构成不同 D 金刚石和石墨的物理性质差异很大 碳原子的排列方式不同 6．（2025·湖南长沙·三模）归纳与比较是化学学习的重要方法。下列有关一氧化碳和二氧化碳的知识总结错误的是（ ） A．组成：一氧化碳和二氧化碳均由碳元素和氧元素组成 B．结构：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子 C．性质：一氧化碳和二氧化碳都具有还原性 D．用途：一氧化碳可作燃料，二氧化碳可用于灭火 7．（2025·湖南长沙·二模）下列有关化学观念的说法正确的是（ ） A．微粒观：二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同，是因为构成两种物质的分子不同 B．守恒观：1g木炭在1g氧气中充分燃烧生成的质量为2g C．转化观：不可以互相转化 D．元素观：某物质在纯氧中完全燃烧生成和，推知该物质一定由元素组成 8．（2025·湖南·一模）石墨烯和石墨双炔都是由碳原子构成的物质，都具有优良的导电性，但它们其它的性质又有所不同，比如石墨烯的机械强度比石墨双炔高很多等，其结构如图一所示；石墨双炔可实现氢气的分离提纯，其原理如图二所示。 石墨烯和石墨双炔均是由碳元素组成的 (填“单质”或“化合物”)。 9．（2025·湖南长沙·三模）化学反应伴随着热量变化，请写出相关的化学方程式。 (1)放热反应示例：任写一个常见的燃烧反应 。 (2)吸热反应示例：碳和二氧化碳在高温条件生成一氧化碳 。 10．（2025·湖南常德·二模）阅读下列科普短文，回答相关问题。 碳纳米技术的应用十分广泛，碳纳米管作为碳纳米技术的典型代表，具有独特的结构和优异的性能。它是由碳原子组成的管状结构，管径通常在几纳米到几十纳米之间。碳纳米管的碳原子之间以共价键相连，这种特殊的化学键赋予了它极高的强度和良好的导电性。在制备碳纳米管时，化学气相沉积法较为常用。以甲烷为碳源，在高温和催化剂（如铁、钴等金属颗粒）的作用下，甲烷分解，碳原子在催化剂表面沉积并逐渐生长成管状的碳纳米管。 在催化领域，碳纳米管负载催化剂也备受关注。例如，将金属催化剂（如铂）负载在碳纳米管表面，由于碳纳米管的高比表面积和良好的电子传导性，能够提高催化剂的活性和稳定性。在化学反应中，反应物分子更容易吸附在碳纳米管表面的催化剂上，从而加速反应进行。 (1)化学气相沉积法制备碳纳米管的过程中，催化剂在化学反应前后的质量和 不变。 (2)除碳纳米管外，金刚石和石墨同样是由碳原子构成的碳单质，然而二者物理性质却大相径庭，其原因是 。 (3)下列关于碳纳米技术中化学知识的说法正确的是________（填序号）。 A．碳纳米管的强度和导电性与碳原子间的共价键无关 B．碳纳米管结构独特，由碳原子组成管状，管径在几纳米到几十纳米 C．制备碳纳米管常用化学气相沉积法，以甲烷为碳源，在高温和催化剂作用下制备 D．化学气相沉积法制备碳纳米管时，铁、钴等金属颗粒作反应物 11．（2025·湖南长沙·三模）实验室里现有高锰酸钾、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及下图所示的仪器。 (1)仪器C的名称是 。 (2)利用上述仪器和试剂可以制取二氧化碳，组装发生装置需要的仪器有 (填字母)。 (3)收集二氧化碳时证明是否集满的方法是将燃着的小木条放在集气瓶口，若 ，则证明已满。 (4)将收集的氧气倒入图2的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是 。 1．（2025·湖南长沙·三模）要学会从化学的视角认识世界，对下列实例和解释都正确的是（ ） 选项 事实 解释 A 金刚石和石墨的性质存在着明显差异 碳原子结构不同 B 水蒸发为水蒸气，所占气体变大 水分子体积变大 C 一氧化碳和二氧化碳化学性质不同 构成这两种物质的原子的结构不同 D 古代用墨汁书写的字画保存很长时间而不变色 在常温下，单质碳的化学性质不活泼 2．（2025·湖南·一模）实验小组的同学按照图1所示装置进行木炭还原氧化铜的实验，实验时，试管中固体的质量随加热时间的变化如图2所示，下列分析错误的是（ ） A．M点时反应未开始 B．N点对应的固体物质只有两种 C．M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 D．反应中木炭表现出还原性，将氧化铜还原为铜 3．（2025·湖南长沙·二模）在日常生活和工农业生产中，我们常常要用到许多主要成分是碳单质的物质。下列含碳物质的用途错误的是（ ） A．石墨用于做钻探机钻头 B．焦炭常用于冶炼金属 C．活性炭可用于冰箱除臭 D．金刚石薄膜可用于集成电路基板散热 4．【新科技复合电极材料】（2025·福建福州·二模）南开大学使用高压合成技术制备出新型“石墨-金刚石”复合材料，兼具石墨的导电与金刚石的超硬特性。以下说法正确的是（ ） A．该材料具有绝缘性 B．该材料仅含碳元素，属于纯净物 C．金刚石由碳原子构成 D．石墨转化成金刚石发生物理变化 5．【新考向新教材改编】（2025·湖南·优选卷）如图是自然界存在的三大重要循环—“水循环”、“氧循环”和“碳循环”。用学科观点分析循环过程，其中错误的是（ ） A．“水循环”、“氧循环”和“碳循环”的失衡会导致人类生存环境恶化 B．植物光合作用可以将大气中全部吸收 C．碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定 D．水循环过程中水分子之间的间隔会发生变化 6．（2025·湖南长沙·二模）碳和碳的氧化物就存在于我们的身边，下列说法错误的是（ ） A．《清明上河图》至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定 B．一氧化碳有毒，在煤炉上放一壶水，能防止一氧化碳中毒 C．和分子构成不同，所以它们的化学性质也不相同 D．可用于冶炼金属、作气体燃料，可用于人工降雨、灭火 7．（2025·湖南长沙·三模）性质决定用途，用途体现性质。下列有关碳和碳的化合物的性质和用途对应正确的是（ ） A．金刚石是天然存在最硬的物质——用于装饰品 B．一氧化碳具有可燃性——用于冶炼金属 C．碳常温化学性质稳定——用墨水书写档案资料 D．二氧化碳密度大于空气——-用于人工增雨 8．（2025·湖南常德·一模）注射器在初中科学实验中的巧妙使用可使实验操作更简洁、现象更明显且节约药品。以下对注射器在实验中的使用及实验分析有误的是（ ） A．检查甲装置气密性：打开止水夹推活塞，若锥形瓶内液面低于长颈漏斗管口内液面，则气密性良好 B．乙中注射器作反应容器，夹紧弹簧夹振荡，紫色石蕊变红 C．丙中的注射器可用于气体体积的测量，该装置测量的是红磷燃烧后试管中被消耗的气体的体积 D．丁中的注射器代替了长颈漏斗，优点之一为控制反应发生和停止 9．（2025·湖南长沙·中考真题）认真阅读下列科普短文。 “人才济济”的碳家族 墨是文房四宝之一，在我国书法和绘画中发挥了重要作用。《天工开物》中就有制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质（主要成分是碳）加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。 墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨（结构如图所示）当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。 石墨的碳层间距是0.335nm（），能够嵌入锂离子，目前被广泛应用于锂离子电池负极材料。但地球上锂资源有限，钠资源更为丰富，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。 依据短文内容，回答下列问题： (1)推测桐油、猪油、松枝中一定含 元素。 (2)写出石墨烯的一条物理性质 。 (3)钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是 （从结构角度分析）。 10．（2025·湖南岳阳·一模）我国传统的色彩体系由我国古人从自然万物的变迁中发掘而出。又用浪漫的想象赋予它们雅致动听的名称，体现了中国人的美学追求。 (1)墨是中国传统水墨画的绘画材料，由炭黑中加入天然胶等制成。画家用墨书写或绘制的字画能够长久保存而不变色的原因是 。 (2)群青：取自青金石，主要含Na、Al、Cl、Si、O、Ca等元素，不同种元素最本质的区别是 不同。 (3)桃红：古代的桃红胭脂可由红花汁制成，红花的染色成分为红花素，红花素燃烧后的产物只有水和二氧化碳，推测红花素中一定含有 元素。 11．（2025·湖南长沙·二模）认真阅读下列科普短文。 “碳中和”是指人类活动的碳排放通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存，使排放到大气中的温室气体净增量为零。 目前，CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。分离方法主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法中的一种是用甲醇作溶剂进行吸收；另一种是用活性炭、沸石等对CO2进行吸附性吸收。化学吸收法用氨水(NH3·H2O)作为吸收剂。控制30℃左右，采用喷氨技术吸收CO2，生成碳酸氢铵。 分离后的CO2与H2一定条件下反应生成甲醇 (CH3OH)和水，CH3OH的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO质量分数的影响(如图)。我国科学家们撰文提出“液态阳光”概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料，实现燃料零碳化。随着科学技术的发展。今后的世界，每天的阳光将为我们提供取之不尽、用之不竭的热、电，还有可再生燃料！ (1)森林碳汇主要是指绿色植物通过光合作用将CO2吸收并固定的过程，该反应将太阳能转化为 能。 (2)CH3OH的产率除了受浓度、温度、催化剂等因素影响外，还受 因素的影响。根据下图可知，甲醇的产率最大时催化剂CuO 质量分数为 。 (3)下列说法正确的是___________(填字母)。 A．碳中和中的“碳”指的是碳单质 B．控制化石燃料的使用可减少碳排放 C．碳中和指的是没有碳排放 D．“液态阳光”将实现燃料零碳化 12．（2025·湖南湘西·二模）为了积极应对气候变化问题，我国提出了“碳达峰”和“碳中和”目标。 (1)自然界中的过度排放会造成 加剧。 (2)下图是以物质类别为横坐标、碳的化合价为纵坐标制成的碳元素“价类二维图”。 ①b点对应的一种单质能切割大理石，体现出的性质是 。 ②为实现“碳中和”，科学家们正在研究将d点对应物质与某单质反应转化为a点对应物质(还生成了其他物质)，该单质是 (填化学式)。 13．（2025·湖南永州·模拟预测）如图是中学化学实验中常用的一些装置，请回答下列问题 (1)写出标号仪器的名称：② 。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2时应选用的发生和收集装置的组合为 （填装置标号，从A~E中选）。 (3)实验室可以用C装置收集O2，是因为 。 (4)通常情况下氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气体，密度比空气大。若用F装置收集氯气，则气体应从 （填“a”或“b”）端进入。 14．（2025·湖南永州·模拟预测）某化学兴趣小组对绿色植物的呼吸作用是否产生二氧化碳进行探究，装置如图所示。从装置左边不断缓慢通入空气，最终证明绿色植物的呼吸作用产生二氧化碳。 请回答： (1)A瓶中石灰水的作用是 。 (2)C瓶植物要处于不透光的环境下的原因是 。 (3)能表示这个探究实验获得成功的两个现象是B中石灰水 和D中石灰水 。 $ 2026·湖南·中考一轮复习 第六单元 碳和碳的氧化物 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·知识导航·网络构建 3 03·考点解析·知识通关 4 考点一 碳单质的多样性 考点二 碳的氧化物 考点三 二氧化碳的实验室制取 实验活动03二氧化碳的实验室制取与性质 跨学科实践活动05基于碳中和理念设计低碳行动方案 04·题型洞悉·考向预测 28 考点一 碳单质的多样性 考向01几种常见的碳单质物理性质和用途 考向02碳单质化学性质和用途 考点二 碳的氧化物 考向01 二氧化碳 考向02一氧化碳 考点三 二氧化碳的实验室制取 考向01 实验室制取气体的仪器和原理 考向02 发生装置和收集装置的选择 考向03 气体的检验和验满 05·优题精选·练能提分 36 1 / 46 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 考点要求 2025年 2024年 课标要求 碳单质的多样性 T16（1）（省卷） T17（2）（省卷） T15（长沙） T19（长沙） T16（1）（省卷） T8（长沙） 认识碳的几种单质, 掌握碳单质的物理和化学性质，理解造成几种碳单质物理性质差异的原因。 碳的氧化物 T5（省卷） T7（长沙） T13（长沙） T20（1）（长沙） T22（省卷） T16（2）（长沙） T22（长沙） 了解二氧化碳的物理性质;掌握二氧化碳的化学性质及用途;掌握一氧化碳的化学性质及用途;了解二氧化碳与生活、环境间的关系;知道“碳达峰”、“碳中和”、“低碳生活”的含义。 二氧化碳的实验室制取 T21（长沙） 掌握实验室可用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳反应的原理、装置、检验、验满方法等知识;掌握气体发生装置和收集方法的选择依据, 能制取气体的原料和反应发生的条件，正确选择出合理的实验装置。 命题预测 1.碳和碳的氧化物是中考的必考内容。选择题、实验题、实验探究题均有涉及。预计2026年湖南中考仍以碳和碳的化合物的性质和用途，二氧化碳的制取，低碳生活为考查重点，且以实验题、实验探究题为主要题型进行考查。 2.气体的制取、检验与净化是中考实验探究题常考题型，主要考查常见气体二氧化碳、氧气、氢气（有时也会拓展考查氨气和甲烷等）的制备，并且常见气体的检验和净化也常穿插其中，常考题型是实验探究题，有时也会以选择题的形式考查。 考点一 碳单质的多样性 一、碳单质的物理性质和用途 结构 构成微粒 性质 用途 物理性质不同的原因 金刚石 碳原子 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。 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。 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 石墨 碳原子 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。 作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 C60 C60分子 有特殊的物理性质 用于超导、催化、材料科学等领域 二、无定形碳 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。 3．活性炭、木炭的吸附性是物理性质。 三、碳单质的化学性质 1．碳单质的化学性质 （1）常温下稳定性强（古代字画能长久保存的原因）。 （2）可燃性：(O2充足)完全燃烧生成CO2：C+O2CO2 ；（O2不足）不完全燃烧生成CO：2C+O22CO。 （3）还原性：C+2CuO 2Cu+CO2↑（置换反应）（现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊）。3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊） 应用：冶金工业。 2．实验：木炭与氧化铜反应 实验仪器 试管、酒精灯、金属网罩、铁架台（带铁夹）、弹簧夹、橡胶塞、导管、升降台、火柴 实验试剂 木炭、氧化铜、澄清石灰水。 实验原理 C＋2CuO2Cu＋CO2↑。 实验装置 实验步骤 a.连接仪器，检查装置的气密性； b.把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管； c.将试管固定在铁架台上，将导管插入澄清石灰水中； d.打开弹簧夹，用酒精灯加热混合物几分钟； e.先撤出导管，用弹簧夹夹紧乳胶管，停止加热，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象。 实验现象 大试管中的固体由 黑 色变为 红 色；小试管中的澄清石灰水 变浑浊 。 实验结论 木炭能够还原氧化铜生成 铜 单质和 二氧化碳 ；该实验说明木炭具有 还原 性。 实验注意 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。 计算思维辨析 固体木炭还原氧化铜，完全反应后固体减少量为生成的二氧化碳质量。用氢气和一氧化碳两种气体还原氧化铜时，则固体减少量是氧化铜中氧元素的质量。 1．金刚石、石墨都是由碳原子构成的，C60是由C60分子构成的，一个C60分子由60个碳原子构成。 2．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。 3．木炭、活性炭、焦炭和炭黑都属于混合物，这些物质的主要成分是碳单质，结构与石墨类似。木炭、活性炭都是疏松多孔的结构，具有吸附性（物理性质），活性炭的吸附性更强。 1．（2024·湖南长沙·中考真题）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． 【答案】A 【详解】A、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，用于去除冰箱、汽车中的异味，故正确； B、金刚石无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； C、石墨无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； D、C60不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误。 故选A。 2．（2025·湖南长沙·模拟预测）今年，“中国水周”主题为“推动水利高质量发展，保障我国水安全”。以下做法正确的是（ ） A．地球上的总水储量很少，所以要节约用水 B．农业上对农作物采用滴灌供水 C．水体有自净能力，生活污染可任意排放 D．用活性炭吸附可除去水中的所有杂质 【答案】B 【详解】A、地球上的总水储量很大，但淡水资源有限，所以要节约用水，故选项说法错误； B、农业上对农作物采用滴灌供水，可以大大减少水的浪费，是一种节约用水的有效措施，故选项说法正确； C、水体虽然有自净能力，但自净能力是有限的，生活污染不能任意排放，否则会超过水体的自净能力，造成水污染，故选项说法错误；   D、活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味等，但不能除去水中的所有杂质，例如不能除去水中的可溶性钙镁化合物等，故选项说法错误；   故选：B。 3．（2026·湖南邵阳·一模）金刚石、石墨、是三种碳单质，下图是它们的结构示意图，请回答下列问题： (1)图B代表的物质是 (填物质名称)。 (2)由分子构成，完全燃烧的化学方程式为 。 (3)金刚石、石墨和都是碳的单质，但它们的物理性质差异很大，原因是 。 (4)下列关于石墨、金刚石、的说法正确的是_______(填序号)。 A．它们都是黑色固体 B．它们之间的互相转化都是物理变化 C．它们在一定条件下都具有还原性 D．它们的共同优势是都具有优良的导电性 【答案】(1)石墨 (2) (3)碳原子的排列方式不同 (4)C 【详解】（1）图B中碳原子是层状排列，故图B代表的物质是石墨； （2）完全燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：； （3）金刚石、石墨和C60都是碳的单质，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异大； （4）A、金刚石是无色透明晶体，该选项不符合题意； B、石墨、金刚石、C60是三种不同的碳单质，它们之间的互相转化都是化学变化，该选项不符合题意； C、三种碳单质在一定条件下都具有还原性，该选项符合题意； D、金刚石几乎没有导电性，该选项不符合题意； 故选C。 4．（2025·湖南·一模）将科幻变为现实，引领折叠新时代。2024年9月，国产三折叠手机正式开售。 I、材料的选择 三折叠手机屏幕主要由涂层和柔性基板组成。其中，屏幕保护膜使用透光率92%的高透聚硅氧烷，聚硅氧烷具有良好的热稳定性和优异的电绝缘性能：柔性基板的常见材料为聚酰亚胺薄膜，它可由二元酐（C10H2O6）和二元胺（C12H12ON2）合成制备。 Ⅱ、技术的融合 散热系统：业界首创“超冷柔性石墨烯散热系统”，将石墨烯膜散热技术应用在更小尺寸的折叠屏上、石墨烯的热导率极高，理论上单层石墨烯的热导率可以达到5000W/mK以上，远高于传统金属散热材料如铜（约400W/mK）和铝（约200W/mK）。其次，石墨烯能兼顾轻质和柔韧性，这使得它易于加工成不同的形状，适用于各种电子产品的散热设计。 依据上述材料及所学化学知识，回答下列问题。 (1)聚硅氧烷的化学性质有 （答出一点即可）。 (2)你推测石墨烯有良好散热性的原因 。 【答案】(1)良好的热稳定性 (2)石墨烯的热导率高 【详解】（1）化学性质是指物质需要通过化学变化才能体现出来的性质，由题中信息可知，聚硅氧烷的化学性质是具有良好的热稳定性。 （2）石墨烯的热导率极高，理论上单层石墨烯的热导率可以达到5000W/mK以上，热量会快速传导到表面,并通过辐射的方式释放出去，因此石墨烯有良好散热性。 5．（2025·湖南岳阳·二模）阅读如下科普短文，回答问题。 新型材料——液态金属材料 清华大学、中国科学院理化技术研究所发明了一种全新的可实现超大尺度膨胀变形的液态金属材料，该材料其实是一种低沸点的，由液态金属和硅胶制成的材料。液态金属并不只是一种，而是种类繁多的大家族，通过不同的金属和配比，可以获得不同性能的液态金属材料。硅胶的主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸(HF)外不与任何物质发生反应，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，具有开放的多孔结构，是一种非晶态物质，并且也不易燃烧。 研究人员称，这种可以被3D打印成任意形状的特殊材料，可以摆脱其他刚体支撑物和溶液环境并得以站立，呈现出超大尺度变形和运动功能，且全部过程可逆。而这种材料既具有金属的性质，又具有液体的流动性，尤其适合制备由无线控制的软体机器人以及肿瘤的治疗、神经和骨骼修复等。 (1)硅胶具有开放的多孔结构，推测其具有 性。 (2)请将化学方程式补充完整：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+ 。 (3)这种液态金属材料可用于 (填一种用途)。 【答案】(1)吸附 (2)H2O (3)制作软体机器人(或肿瘤的治疗、神经修复、骨骼修复) 【详解】（1）硅胶具有开放的多孔结构，表面积大，可推测其具有吸附性。 （2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前Si、O、Na、H的原子个数分别为1、4、2、2，反应后Si、O、Na、H的原子个数分别为1、3、2、0，故还差1个氧原子、2个氢原子，即1个水分子，故填：H2O。 （3）根据“这种可以被3D打印成任意形状的特殊材料，可以摆脱其他刚体支撑物和溶液环境并得以站立，呈现出超大尺度变形和运动功能，且全部过程可逆。而这种材料既具有金属的性质，又具有液体的流动性，尤其适合制备由无线控制的软体机器人以及肿瘤的治疗、神经和骨骼修复等”可知：这种液态金属材料可用于制作软体机器人(或肿瘤的治疗、神经修复、骨骼修复等)。 考点二 碳的氧化物 一、二氧化碳 1．二氧化碳的物理性质 （1）二氧化碳的物理性质 无色、无味的气体，能溶于水，在一定压强和低温条件下变成白色块状或片状固体，称为干冰（用途制冷剂、人工降雨、食物储运、制造舞台烟雾效果）。 （2）探究二氧化碳物理性质的两个实验 倾倒二氧化碳 溶解性实验 实验装置图 实验操作 向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳。 向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡。 实验现象 蜡烛自下而上依次熄灭 塑料瓶变瘪了 实验分析 二氧化碳密度比空气大（物理性质）； 二氧化碳不能燃烧，也不能支持燃烧（化学性质）。 原因：二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。 2．二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）与水反应：CO2+H2O===H2CO3，生成的碳酸能使紫色蕊溶液变红色。碳酸易分解，发生反应的化学方程式为：H2CO3===H2O+CO2↑。 （3）与碱反应： ①二氧化碳与氢氧化钙溶液反应：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O，观察到有白色沉淀生成，因此实验室通常用澄清石灰水检验二氧化碳； ②二氧化碳与氢氧化钠溶液反应：CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O，应用：实验室通常用氢氧化钠溶液吸收或去除二氧化碳。 （4）二氧化碳与水反应的实验探究 实验操作 直接喷水 直接放入CO2中 喷水后放入CO2中 烘干第三朵花 现象 小花不变色 小花不变色 小花变红色 红色褪去 分析 水不能使紫色石蕊变色 二氧化碳不能使紫色石蕊变色 二氧化碳和水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红 碳酸不稳定，容易分解 结论 a.二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，显酸性。 b.生成的碳酸不稳定，很容易分解生成二氧化碳和水。 实验改进 ①操作示意图（a、d为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花，b、c为含有紫色石蕊的干燥棉花，垂直固定装璃管的装置末画出）； ②现象：d处棉花比a处棉花 先变红 ，b、c处棉花 不变红 ； ③结论：根据棉花变红的顺序，可得出二氧化碳的密度比空气 大 ，温润的棉花 变红 ，干燥的棉花 不变红 ，可得出二氧化碳能与水反应。 3．二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途： ①制冷剂：食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液和疫苗的储存与运输。 ②用于人工增雨：利用干冰升华吸热的原理。 ③制造舞台烟雾效果。 （2）灭火和作保护气：既利用二氧化碳的物理性质（密度比空气大），又利用二氧化碳的化学性质（不能燃烧，也不支持燃烧）。 （3）农业生产中的气体肥料。 （4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。 4．二氧化碳对生活和环境影响 对人体健 康的影响 二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸，因此在人群密集的地方应该注意通风换气。在进入久未开启的菜窖、干涸的深井和深洞底部之前，必须先做灯火试验。 自然界中 CO2的循环 温室效应 概 念 大气中的CO2像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让太阳光的热量不易向外散失，起到对地球的保护作用的现象。 加剧的原因 空气中的二氧化碳(或CO2)含量过高。 防治的措施 ①控制排放——减少使用煤、石油和天然气等化石燃料，更多地利用太阳能、 风能等清洁能源，加强节能产品和技术的进一步开发和普及 ②增强吸收——大力植树造林，严禁乱砍滥伐；采用物理或化学方法， 人工吸收二氧化碳 低碳生活 低碳”是指较低的CO2的排放。 措施：如乘坐公共交通工具，少开私家车出行等 二、一氧化碳 1.一氧化碳性质和用途 物理 性质 无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水 化学性质 可燃性 一氧化碳能燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。发生如下反应：2CO+O2 2CO2 用作燃料 还原性 一氧化碳能还原某些金属氧化物 CO+CuOCu+CO2 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 用于冶金 毒性 一氧化碳通过呼吸系统进入血液与血红蛋白结合，使血红蛋白不能与氧气结合，使生物体内缺氧而中毒甚至死亡。 2.一氧化碳和二氧化碳的比较 一氧化碳 二氧化碳 物理性质 色态味 无色、无臭气体 无色、无臭气体 密度 比空气略小 比空气大 水溶性 难溶于水 能溶于水 化学性质 可燃性 2CO+O22CO2 在一般情况下，既不燃烧也不支持燃烧 与某些氧化物反应 CO+CuOCu+CO2 不反应 与水反应 不反应 CO2+H2O==H2CO3 与石灰水反应 不反应 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O 毒性 剧毒 无毒 主要用途 燃料、冶炼金属 灭火、温室肥料、化工原料等 相互转化 2CO+O22CO2 ；C+ CO22CO 1.二氧化碳不是空气污染物。二氧化碳会参与大气中的碳循环，是氧气的间接来源，但是由于二氧化碳的过多排放，会导致“温室效应”加剧，只是影响环境，不能算污染。 2.像CO等有毒气体，进行实验时，一定要进行尾气处理，方法是点燃或收集。 1．（2025·湖南长沙·二模）下列有关碳和碳的氧化物的性质或用途叙述正确的是（ ） A．二氧化碳能供给呼吸 B．石墨用作钻探机钻头 C．木炭常温下化学性质很活泼 D．一氧化碳具有可燃性，可用作燃料 【答案】D 【详解】A、二氧化碳是空气的成分之一，但不能供给呼吸。呼吸作用需要氧气，二氧化碳反而是呼吸作用的产物。高浓度二氧化碳会导致窒息。因此，此叙述错误。 B、石墨具有质软、滑腻的性质（可用于铅笔芯或润滑剂），但钻探机钻头需要极硬的材料（如金刚石，也是碳的同素异形体）。石墨硬度低，不适合做钻头。因此，此叙述错误。 C、木炭主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定（不活泼），不易与其他物质反应。因此，此叙述错误。 D、一氧化碳（CO）具有可燃性，燃烧时生成二氧化碳并放出热量，因此可用作燃料。此叙述正确。 故选D。 2．（2025·湖南长沙·二模）下列有关碳和碳的氧化物的说法中，正确的是（ ） A．二氧化碳和一氧化碳在一定条件下不可相互转化 B．二氧化碳能使干燥的石蕊纸花变红 C．碳还原氧化铜时酒精灯的火焰上罩铁丝网的目的是集中火焰提高温度 D．金刚石和石墨的物理性质差异不大是因为都是由碳原子的构成的 【答案】C 【详解】A、CO2与CO在一定条件下可相互转化，如CO2与C高温生成CO，CO燃烧生成CO2，该选项说法不正确； B、CO2本身不能使干燥石蕊变红，需与水反应生成酸性物质，该选项说法不正确； C、铁丝网可集中酒精灯火焰，提高温度至反应所需高温，该选项说法正确； D、金刚石和石墨物理性质差异大，因碳原子排列方式不同，而非“差异不大”，该选项说法不正确。 故选C。 3．（2025·湖南·模拟预测）下列有关碳的氧化物的说法错误的是（ ） A．二氧化碳能与澄清石灰水发生反应，发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O B．在煤炉上放一盆水能防止CO中毒 C．二氧化碳能与水发生化学反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红 D．CO具有还原性，故常用于冶炼金属 【答案】B 【详解】A、二氧化碳能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故说法正确； B、一氧化碳难溶于水，在煤炉上放一盆水不能防止中毒，故说法错误； C、二氧化碳能与水发生化学反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，故说法正确； D、CO具有还原性，故常用于冶炼金属，故说法正确。 故选B。 4．（2025·湖南张家界·二模）实现“碳中和”的途径有很多，例如利用天然气制H2；利用工业废气中的H2与CO2反应合成“低碳甲醇(CH3OH)”。天然气(主要成分为CH4)可用于制备碳材料和高纯H2，其流程如图所示： 请回答下列问题： (1)流程中，可回收利用的物质是 。 (2)“消炭”：除去催化剂表面堆积的含碳物质。高温时，将“积炭”的催化剂置于CO2气流中可除去C，该反应的化学方程式为 。 (3)不同催化剂的相关参数如下表，分析可知，最合适的催化剂为 (填序号)。 催化剂序号 最佳反应温度/℃ 最佳反应温度下的使用寿命/h 积炭量/mg a 500 90 250 b 600 80 585 c 760 2 19 【答案】(1)甲烷/CH4 (2) (3)a 【详解】（1）由流程图可知，可以回收利用的物质是甲烷； （2）二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳，从而除去碳，该反应的化学方程式为：； （3）分析表中数据可知，催化剂a最佳反应温度最低，最佳反应温度下的使用寿命最长，积炭量适中，属于最合适的催化剂。 考点三 二氧化碳的实验室制取 一、实验室制取气体的装置 装置 类型 选择依据 拓展装置 发生装置 固体加热型 反应物是固体； 反应条件需要加热。 —— 固液不加热型 反应物是固体和液体； 反应条件不加热。 分液漏斗可以控制反应速率，节约药品。 收集装置 排水法 适合溶解性小； 不与水反应的气体 气体从短管进集气瓶，水从长管排出 向上排空气法 适合密度大于空气的气体； 且不与空气各成分反应 气体从长管进集气瓶，空气从短管排出 向下排空气法 适合密度小于空气的气体； 且不与空气各成分反应 气体从短管进集气瓶，空气从长管排出 各种装 置气密 性检查 将导管伸入水 中，手紧握容器外壁，观察导管口有　气泡冒出，松手后导管有一段液柱，则装置不漏气，反之漏气 用弹簧夹夹住乳胶管，往长颈漏斗内注入水，若长颈漏斗下端形成　一段稳定液柱，则装置不漏气 向长颈漏斗中加水使其下端浸入水中，用手捂容器外壁，伸入水中的导管口有气泡产生，则气密性良好 当缓缓拉活塞时，观察到有气泡产生，则气密性良好；当缓缓推活塞时，观察到长颈漏斗中形成一段液柱，则气密性良好 关闭分液漏斗活塞，缓缓拉注射器活塞，松手后，活塞回到原处，说明装置气密性良好 装置拓展 固液常温型装置 二、二氧化碳的制取 制取方法 实验室制法 工业制法 制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 石灰石 反应原理 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3CaO+CO2↑ 装置 依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度 固体加热型 （反应物状态为固体和液体，反应条件为常温） 向上排空气法 （二氧化碳能溶于水且能与水反应，密度比空气大） 实验步骤 （1）“组”：组装仪器。 （2）“查”：检查装置的气密性。 （3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。 （4）“集”：用向上排空气法收集。 （5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。 （6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。 检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若观察到木条熄灭，证明二氧化碳已经收集满。 净化装置 制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气，实验室常将制取的气体先通过饱和NaHCO3溶液除去HCl气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。 三、二氧化碳与氧气实验室制法的比较 二氧化碳的实验室制法 氧气的实验室制法 反应原理 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2H2O22H2O+O2↑ 发生装置 过氧化氢制氧气 收集方法 向上排空气法 向上排空气法或排水法 检验 将气体通入澄清石灰水，若其变浑浊，则该气体是CO2 用带火星的木条伸入瓶中，若木条复燃，则为O2 验满 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若燃着的木条立即熄灭，则CO2已集满 将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则O2已集满 四、实验室制取气体的一般思路和方法 1．确定制取气体的化学反应原理 （1）要研究在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等)，可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。 （2）还要考虑以下几个方面的因素：原料要容易获得；实验条件要易于控制；实验装置易于装配；实验操作安全可靠；实验速度适中；易于收集纯净的气体。 2．确定制取气体时应采用的实验装置 （1）发生装置的确定：一般根据反应条件和反应物的状态设计发生装置，如下图所示： ①固体+液体气体，选择上图中的装置B或装置C，如实验室制取二氧化碳。 ②固体+固体气体，选择上图中的装置A，如实验室用高锰酸钾制取氧气。 温馨提示 有时发生装置具有多样性，特别是固液常温型的反应，因为反应容器可选用试管，也可选用锥形瓶、烧瓶，橡皮塞可用单孔橡皮塞，也可用双孔橡皮塞，用双孔橡皮塞时添加液体的仪器可选长颈漏斗，也可选分液漏斗或注射器，那么组装起来的装置就有很多种。 （2）收集装置的确定 所收集气体的性质 难溶(或不溶)于水 密度小于空气的(相对分子质量小于29) 密度大于空气的(相对分子质量大于29) 收集装置 收集方法的特点[ 所收集气体较纯，但有少量水蒸气 所收集气体常混有空气，仅凭观察难以判定气体是否集满，操作简单 注意事项 集气瓶事先要装满水，导管置于瓶口处 导管应伸入到集气瓶底部，在瓶口验证气体是否集满 3．实验室制取气体的实验操作顺序 实验室制取气体在选择好药品、仪器后操作的一般顺序为： ①组装仪器：一般按从下到上，从左到右的顺序进行组装； ②检查装置气密性； ③装药品：若是固体跟液体反应，一般是先装入固体再加入液体； ④准备收集装置：若用排水法收集气体，应在制取气体之前将集气瓶盛满水； ⑤制取气体； ⑥收集气体并验满； ⑦拆洗仪器。 1．药品的选择：①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应，是因为稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发）。②也不用浓盐酸，是因为浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 2．①反应容器中的导管不能伸入过长，应稍露出橡皮塞。 ②若使用双孔橡皮塞，长颈漏斗下端的管口应伸入到液面以下，以免产生的气体从长颈漏斗逸散到空气中。 ③收集气体时，集气瓶口朝上，导管伸入到集气瓶的底部，以收集到较纯净的气体。 3．用排空气法收集气体时，注意集气瓶口的方向。集气瓶口朝上，表明空气从上方排出，为向上排空气法；集气瓶口朝下，表明空气从下方排出，为向下排空气法； 4．气体检验：检验二氧化碳只能用澄清石灰水，不能用燃烧的木条，因为使燃烧的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳气体，还可能是氮气等。 5．气体验满：验满时燃着的木条应放在集气瓶口，不能伸入集气瓶中。 1．（2025·湖南邵阳·模拟预测）下列用大理石与稀盐酸混合制取的实验操作中，错误的是（ ） A．检查气密性 B．加大理石 C．收集 D．检验是否集满 【答案】B 【详解】A、检查气密性时，关闭弹簧夹，从长颈漏斗注水，若装置气密性良好，长颈漏斗内会形成稳定液柱，操作正确； B、加大理石应先将锥形瓶横放，用镊子夹取大理石放在瓶口，再慢慢竖起锥形瓶，让大理石滑到瓶底，图中直接向直立锥形瓶内加，易打破锥形瓶，操作错误； C、二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集，操作正确； D、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以使燃着的木条熄灭，通常使用燃着的木条验满二氧化碳。将燃着木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满，操作正确。 故选B。 2．（2025·湖南常德·二模）在实验室制取二氧化碳实验中，涉及的部分实验操作如下，其中正确的是（ ） A．发生装置 B．取完盐酸后 C．检验 D．验满 【答案】C 【详解】A、在实验室制取二氧化碳的实验中，A中的长颈漏斗要深入液面以下进行液封，以防止生成的气体逸出，错误； B、取完盐酸后瓶塞要盖好试剂瓶，且放置时要倒放，防止盐酸挥发，瓶塞被污染，错误； C、二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，常用澄清石灰水检验二氧化碳，将气体通入澄清石灰水，若变浑浊，则该气体是二氧化碳，正确； D、二氧化碳的验满要将燃着的小木条置于瓶口而不是瓶中，错误。 故选C。 3．（2025·湖南永州·二模）如图是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。请回答下列问题。 (1)写出仪器①的名称 。 (2)实验室用二氧化锰与双氧水制取氧气，若要较好地控制产生氧气的速度，应选用的发生装置为 （填字母序号）。 (3)利用D装置收集二氧化碳时，检验二氧化碳是否集满的操作方法是 。 (4)用收集到的氧气进行如图H的实验，集气瓶内水的作用是 。 【答案】(1)分液漏斗 (2)C (3)将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满 (4)防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底 【详解】（1）由图可知，仪器①的名称是：分液漏斗； （2）实验室用双氧水与二氧化锰制取氧气，属于固液不加热反应，若要较好地控制产生氧气的速度，应选用的发生装置为C，C装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率； （3）利用D装置收集二氧化碳时，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，检验二氧化碳是否集满的操作方法是：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满； （4）图H实验中，铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，集气瓶内水的作用是：防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底。 4．（2025·湖南长沙·模拟预测）二氧化碳是生活中一种重要的气体，小宇同学想利用下图中装置研究二氧化碳的制备和性质，请根据要求回答问题。 (1)仪器①的名称是 。 (2)小宇同学选择的发生装置是 （填字母）。 (3)若用装置C收集气体，证明瓶中已集满二氧化碳的方法是： 。 (4)若向装有紫色石蕊溶液的试管D中通入二氧化碳，试管中溶液会变为 色。 【答案】(1)酒精灯 (2)B (3)将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明二氧化碳已收集满 (4)红 【详解】（1）仪器①的名称是酒精灯； （2）实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置B； （3）用装置C通过向上排空气法收集二氧化碳，证明瓶中已集满二氧化碳的方法是：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明二氧化碳已收集满； （4）若向装有紫色石蕊溶液的试管D中通入二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，因此试管中溶液会变为红色。 实验活动03二氧化碳的实验室制取与性质 【实验目的】1.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。 2.加深对二氧化碳性质的认识。 【实验用品】烧杯、试管、集气瓶、量筒、玻璃导管、乳胶管、带导管的单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管夹、玻璃片、酒精灯、镊子、火柴。 石灰石(或大理石)、稀盐酸、澄清石灰水、石溶液、蜡烛、木条、蒸馏水。 你还需要的实验用品: 。 【实验步骤】 1.制取二氧化碳 (1)按照图6-21所示连接装置(你也可以选择自己在课题3中设计的装置，但须经教师同意)，并检查装置的气密性。 (2)在试管里放人几小块石灰石(或大理石)，然后小心地注人15mL稀盐酸。立即用带有导管的胶塞塞住管口，观察试管里发生的现象，以及反应中产生气体的颜色。过一会儿，检查集气瓶中是否已收集满二氧化碳。用玻璃片盖住已收集满二氧化碳的集气瓶，备用。 2.二氧化碳的性质 (1)把一支短蜡烛固定在烧杯底部，点燃。拿起收集满二氧化碳的集气瓶，向烧杯内缓慢倾倒二氧化碳，如图 6-22 所示。观察现象。 (2)如图6-23所示，向两支试管中分别加人2m蒸馏水然后各滴人1-2滴石蕊溶液，观察试管中溶液的颜色。将其中一支试管静置。向另一支试管中通人二氧化碳，观察现象，并与静置的试管中溶液的颜色进行对比。将通入二氧化碳的试管放在酒精灯火焰上加热，观察现象。 (3)另取一支试管，向其中加人少量澄清石灰水。然后通人二氧化碳，观察现象。 (4)经教师同意，你也可以进行其他有关二氧化碳性质(如溶解性)的实验。 1．（2025·湖南长沙·一模）实验小组依据以下思路展开制取和性质的实验： (1)确定反应原理：实验室制取的化学方程式为 。 (2)设计制取装置：选择实验1中发生装置的依据是 。 (3)性质探究：实验1烧杯中的蜡烛由下到上依次熄灭，由此得出二氧化碳具有的性质是 。 (4)反思：实验2能否证明二氧化碳与水发生了化学反应，请你判断并说明理由： 。 (5)拓展：在确定反应原理时要综合考虑反应的速率快慢等因素，若要使反应速率最快，则实验3中简易灭火器应选择的试剂是________（填字母序号）。 A．大理石 B．碳酸钠溶液 C．稀盐酸 D．浓盐酸 【答案】(1) (2)制取气体的反应物是固体和液体，反应条件是常温 (3)密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧 (4)不能；未验证干燥的气体能否使紫色石蕊变色 (5)BD 【详解】（1）实验室制取二氧化碳，常用大理石或石灰石与盐酸反应，大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为； （2）碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，选择实验1中发生装置的依据是该反应的反应物是固体和液体，不需加热； （3）实验 1 烧杯中的蜡烛由下到上依次熄灭，蜡烛熄灭说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，下面的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳先充满底部，即二氧化碳密度比空气大； （4）实验 2 不能证明二氧化碳与水发生了化学反应。理由是：实验 2 中紫色石蕊纸花变红，可能是二氧化碳使石蕊变红，或者是二氧化碳与水反应后的产物使石蕊变红，未验证干燥的气体能否使紫色石蕊变色，不能确定是二氧化碳与水发生反应生成了酸性物质使石蕊变红； （5）若要使反应速率最快，在实验 3 中简易灭火器应选择的试剂是 B（碳酸钠溶液）和 C（浓盐酸）；大理石与稀盐酸反应速率适中，用于实验室制取二氧化碳。而碳酸钠是粉末状固体，与稀盐酸接触面积大，反应速率比大理石与稀盐酸反应快；浓盐酸与碳酸钠反应的速率大于稀盐酸与碳酸钠反应速率。 故选BD。 2．（2025·湖南永州·模拟预测）CO2是一种重要的化工原料。小红同学在实验室内制取CO2并验证其性质。 (1)实验室利用图1装置制取CO2并验证其性质，组装发生装置A应选择的仪器是 (填序号)，写出该反应的化学方程式 。 (2)装置B中发生反应的基本类型是 ，实验结束后将装置B取下，加热煮沸一段时间，发现石蕊溶液不变色，造成这种现象的原因可能是 。 (3)若装置C中盛放少量澄清石灰水，实验中可观察到的现象是 。 【答案】(1) ①⑤⑥ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (2) 化合反应 盐酸的浓度较大，挥发出的HCl溶解在石蕊溶液中且加热不能除去 (3)澄清石灰水变浑浊 【详解】（1）实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸反制取二氧化碳，该反应属于固液常温型，可选用锥形瓶作反应容器、为便于添加液体试剂可选用双孔塞和长颈漏斗，故组装发生装置A应选择的仪器是①⑤⑥；石灰石或大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为。 （2）装置A中反应生成的二氧化碳进入装置B中与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊变红色，该反应符合多变一的特点，属于化合反应；盐酸的有挥发性，如盐酸的浓度较大，挥发出的HCl溶解在石蕊溶液中且加热不能除去，实验结束后将装置B取下，加热煮沸一段时间，石蕊溶液也不会变色。 （3）二氧化碳会澄清石灰水变浑浊，故实验中可观察到的现象是澄清石灰水变浑浊。 3．（2025·湖南长沙·三模）下图是实验室制取常见气体的相关装置。回答下列问题： (1)写出标号a仪器名称 。 (2)实验室用高锰酸钾制较纯净氧气的发生装置和收集装置是 。 (3)用A、E、F装置制取并收集干燥的CO2，管口的连接顺序是① 。 (4)装置C中明显的一处错误，可能产生的后果是 。 【答案】(1)分液漏斗 (2)BD (3)⑤④② (4)产生的气体会从长颈漏斗中逸出 【详解】（1）由图可知，标号a的仪器名称为分液漏斗，故填：分液漏斗； （2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应适用于固体加热型，发生装置选B，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可采用向上排空气法或排水法进行收集，其中排水法收集的气体较为纯净，即收集装置选D，故填：BD； （3）浓硫酸具有吸水性，且不和二氧化碳反应，可用来干燥二氧化碳，二氧化碳应从长导管⑤通入；且CO2的密度比空气大，用E装置收集CO2时气体应从②口进入，空气从③口排出；所以用A、E、F收集干燥的CO2时管口的连接顺序是①⑤④②，故填：⑤④②； （4）C装置中长颈漏斗的下端没有浸入液面以下，产生的气体会从长颈漏斗中逸出，故填：产生的气体会从长颈漏斗中逸出。 跨学科实践活动05基于碳中和理念设计低碳行动方案 【活动目标】基于碳中和理念，结合生物学、地理、物理等课程的学习，从物质的性质和转化角度认识二氧化碳的排放和吸收，理解低碳行动原理。设计并评价低碳行动方案，从个人、国家和国际层面体会低碳行动的意义和价值。 【活动设计与实施】 任务一 了解相关概念，聚焦核心物质 任务二 测定不同环境中二氧化碳的含量 任务三 梳理自然界中的碳循环 任务四 设计低碳行动方案 1．（2025·湖南永州·模拟预测）阅读以下短文，回答下列问题 最近南京大学的研究人员与复旦大学合作，开发了一种直接将二氧化碳分解为碳和氧气的新技术。其微观示意图如下 他们的工艺使用锂作为关键的中间物，原理是二氧化碳与锂反应生成碳酸锂，随后碳酸锂进一步反应，产生氧化锂（）和单质碳，最后，通过电催化氧化过程，生成的氧化锂（Li2O）被转化成锂，释放出氧气。这个过程有效地将二氧化碳转化为碳和氧气，氧气产率大大超过了自然光合作用，可用在特殊环境下制取氧气。 （1）根据短文中内容，下列说法不正确的是 A．该反应制取氧气原理和光合作用相同 B．该反应可为空间站提供氧气 C．该反应有利于实现碳循环、氧循环 D．反应中锂可循环使用 （2）由微观示意图可以获取的信息中，正确的是 A．三种物质都是由分子直接构成 B．该反应为化合反应 C．所有元素化合价都发生改变 D．反应前后氧原子个数增多 【答案】(1)A (2)C 【解析】(1)A、光合作用是植物利用光能，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，而该反应是利用锂作中间物，通过一系列反应将二氧化碳分解为碳和氧气，原理不同，A 错误； B、该反应能产生氧气，且氧气产率大，可在特殊环境制取氧气，空间站属于特殊环境，可为空间站提供氧气，B 正确； C、反应将二氧化碳转化为碳和氧气，碳和氧气又可参与其他含碳、含氧物质的反应，有利于实现碳循环、氧循环，C 正确； D、工艺中锂作为关键中间物，反应最后氧化锂又转化成锂，可循环使用，D 正确。 故选A。 (2)A、从微观示意图看，碳原子直接构成碳单质，不是由分子构成，A 错误； B、化合反应是多种物质生成一种物质，此反应是二氧化碳分解为碳和氧气，是分解反应，不是化合反应，B 错误； C、反应前二氧化碳（CO2）中碳元素为 +4 价，氧元素为 -2 价，反应后碳单质（C）中碳元素为 0 价，氧气（O2）中氧元素为 0 价，所有元素化合价都发生改变 ，C 正确； D、根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和个数不变，反应前后氧原子个数不变，D 错误。 故选C。 2．（2025·湖南衡阳·二模）小明同学想要做实验室制取二氧化碳实验： (1)实验室制取的方程式： ；用E装置干燥气体，E中盛放试剂 。 (2)模拟海洋生态系统 ①绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和 作用参与碳循环； ②小明向生态箱中通入，一段时间后烧杯中出现现象为 ； ③测得生态箱内值下降，原因是 。 【答案】(1) 浓硫酸 (2) 光合 澄清石灰水变浑浊 二氧化碳与水反应生成碳酸 【详解】（1）实验室制取二氧化碳，是用大理石（或石灰石，主要成分碳酸钙）和稀盐酸（HCl）反应，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为； E 装置是干燥装置，干燥二氧化碳常用浓硫酸，因为浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，所以 E 中盛放试剂为浓硫酸。 （2）①绿色植物在生态箱中，通过呼吸作用释放二氧化碳，通过光合作用吸收二氧化碳，从而参与碳循环，所以填 “光合”； ②生态箱中通入，会进入烧杯与澄清石灰水（主要成分氢氧化钙）反应，化学方程式为，生成的碳酸钙是白色沉淀，所以现象为澄清石灰水变浑浊； ③生态箱内 pH 值下降，是因为二氧化碳与水发生反应生成碳酸，化学方程式为，碳酸呈酸性，使生态箱内溶液酸性增强，pH 降低。 考点一 碳单质的多样性 ►考向01 几种常见的碳单质物理性质和用途 【典例】（2023·湖南长沙·中考真题）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 【答案】A 【详解】A、活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，符合题意； B、木炭（主要成分是碳）常温下化学性质不活泼，不符合题意； C、金刚石不具有导电性，不能用作电极，不符合题意； D、石墨质软，不能用作钻探机钻头，不符合题意； 故选A。 【变式】（2025·湖南长沙·一模）2025年3月，黑龙江发现超大型石墨矿床，该矿藏将强化中国在石墨供应链的主导地位。下列有关于石墨的说法不正确的是（ ） A．石墨常温下化学性质稳定 B．石墨很坚硬 C．石墨具有优良的导电性 D．石墨有滑腻感 【答案】B 【详解】A、石墨属于碳单质，常温下碳单质的化学性质稳定，不符合题意； B、石墨为层状结构，层间作用力弱，易滑动，故质地较软而非坚硬，符合题意； C、石墨层内存在自由电子，可导电，因此可用作电极材料，不符合题意； D、石墨层间易滑动，可产生滑腻感，可用作固体润滑剂，不符合题意。 故选B。 ►考向02 碳单质的化学性质和用途 【典例】（2025·湖南郴州·模拟预测）在超导、催化等领域具有应用前景，它在常温下为固体，可溶于苯和甲苯等溶剂，能与钾等金属反应生成超导材料。石墨烯具有优异的导电性和导热性。在一定条件下，石墨烯可转化为。这两种物质的结构如图所示。根据以上材料，完成下列小题。 (1)下列说法中错误的是（ ） A．在石墨烯中，每个碳原子连接3个六元环 B．在和石墨烯中，碳原子的排列方式不同 C．石墨烯在一定条件下转化为，物质种类发生改变 D．这种物质由60个碳原子构成 (2)下列关于和石墨烯的性质和用途的说法中，错误的是（ ） A．能与钾等金属反应生成超导材料 B．和石墨烯完全燃烧时产物均为一氧化碳 C．石墨烯具有优异的导电性，可用作电极 D．和石墨烯在一定条件下都能还原氧化铜 【答案】(1)．D (2)．B 【解析】(1)．A. 由图可知，在石墨烯中，每个碳原子连接3个六元环，此说法正确； B. C60 是由60个碳原子组成的球形分子，而石墨烯是由碳原子组成的二维平面结构。两者的碳原子排列方式确实不同，此说法正确； C. 石墨烯在一定条件下可以转化为C60 ，但石墨烯和C60 是由碳原子组成的不同物质，物质种类发生改变，此说法正确； D.  一个C60分子是由60个碳原子构成的，此说法错误。 故选D； (2)．A. C60能与钾等金属反应生成超导材料，此说法正确； B. C60和石墨烯都属于碳单质，完全燃烧时产物应为二氧化碳，而不是一氧化碳，此说法错误； C. 石墨烯具有优异的导电性，确实可用作电极，此说法正确； D.  C60和石墨烯都属于碳单质，碳单质具有还原性，在一定条件下都能还原氧化铜，此说法正确。 故选B。 【变式】（2025·湖南长沙·三模）墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是（ ） A．碳单质在常温下不活泼 B．碳单质的硬度大 C．碳单质有吸附性 D．碳单质有可燃性 【答案】A 【详解】墨的主要成分是碳单质，古代水墨画保存至今而不变色的原因是常温下碳单质的化学性质稳定，与碳单质的硬度大、碳单质有吸附性、碳单质有可燃性无关，故选：A。 考点二 碳的氧化物 ►考向01二氧化碳 【典例】（2024·湖南长沙·三模）近年来，我国建成多个百万吨级的碳捕集、利用与封存项目，每年可以减排二氧化碳数百万吨，下列有关说法正确的是（ ） A．将排放源产生的二氧化碳进行压缩，二氧化碳分子缩小 B．用海水封存二氧化碳时，分子的化学性质不发生改变 C．干冰（固态二氧化碳）升华时，放出热量，分子间间隔变大 D．二氧化碳气体中的分子和干冰中二氧化碳分子大小相同 【答案】D 【详解】A、将排放源产生的二氧化碳进行压缩，二氧化碳分子之间的间隔变小，分子的大小不变，不符合题意； B、用海水封存二氧化碳时，二氧化碳与水反应生成碳酸，分子种类发生了改变，分子的化学性质发生改变，不符合题意； C、干冰（固态二氧化碳）升华时，吸收热量，固态变为气态，分子之间的间隔变大，不符合题意； D、二氧化碳气体和干冰均是由二氧化碳分子构成，分子的大小相同，符合题意。 故选D。 【变式】（2025·湖南长沙·模拟预测）认真阅读下列科普短文，回答相关问题。 在“碳达峰、碳中和”的大背景下，地质封存技术作为当前缓解排放最有效的措施，将成为影响碳中和进度的关键。地质封存是通过管道将注入油气田、咸水层或不可采煤层的密闭地质构造中，形成长时间或永久性对的封存。煤层封存过程如图1所示，主要包含注入和采出两大系统。烟气注入煤层后，由于煤对气体的吸附能力：，和逐渐被驱替并脱附，再通过采出并抽出。研究人员对不同的煤在相同条件下吸附的能力进行研究，结果如图2所示。然而，煤层封存也涉及多种安全风险。如注入后，易引发地质结构失稳，导致泄漏，使土壤、水酸化，破坏周围的生态环境，对人类健康产生影响。 依据文章内容，回答下列问题。 (1)煤层封存过程，主要包含 两大系统。 (2)对比图2中的四条曲线，可以得出的结论是在实验研究的压力范围内， 煤对的吸附能力最强。 (3)响应“低碳生活”，下列有关低碳生活的做法合理的是_______(填标号)。 A．纸张双面打印 B．出行乘坐公共交通工具 C．在生产生活中提倡使用节能用具 【答案】(1)注入和采出 (2)无烟 (3)ABC 【详解】（1）由题干信息可知，煤层封存过程，主要包含注入和采出两大系统； （2）对比图2中的四条曲线，可以得出的结论是在实验研究的压强范围内，相同条件下无烟煤对CO2的吸附量最大（同压力比较、对应曲线上的点最高），所以无烟煤对CO2的吸附能力最强； （3）A、纸张双面打印，可以节约资源，减少森林的砍伐，增加二氧化碳的吸收，减少二氧化碳的含量，符合题意； B、出行乘坐公共交通工具，可以减少化石燃料的使用，减少二氧化碳的排放，符合题意； C、在生产生活中提倡使用节能用具，可以节约能源，减少二氧化碳的排放，符合题意。 故选ABC。 ►考向02 一氧化碳 【典例】（2025·湖南长沙·二模）碳及碳的化合物在日常生活和工农业生产中应用广泛。下列有关说法错误的是（ ） A．金刚石和石墨都是天然存在的硬度最大的物质 B．二氧化碳能用于灭火、作气体肥料等用途 C．一氧化碳有毒，煤火取暖一定要注意室内通风 D．一氧化碳和二氧化碳在一定条件下，可以相互转换 【答案】A 【详解】A、金刚石是天然存在最硬的物质，石墨质地软，故说法错误； B、二氧化碳不可燃、不助燃，可灭火；光合作用原料，可作气体肥料，故说法正确； C、 一氧化碳有毒，煤火取暖一定要注意室内通风，避免中毒，故说法正确； D、一氧化碳和二氧化碳在一定条件下，可相互转化，一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳，二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳，故说法正确； 故选A。 【变式】（2024·湖南长沙·三模）用全球历史上最短的时间实现从碳达峰到碳中和，中国目标体现了最大的雄心壮志。下列有关碳和碳的氧化物的说法，正确的是（ ） A．一氧化碳和二氧化碳都有毒 B．固体二氧化碳升华时吸热，因此可用作人工降雨 C．木炭、一氧化碳和二氧化碳都具有可燃性，因此都可用作燃料 D．木炭、一氧化碳和二氧化碳都具有还原性，因此都可用于冶炼金属 【答案】B 【详解】A、一氧化碳有毒，二氧化碳无毒，该项错误； B、固体二氧化碳升华时吸热，因此可用作人工降雨，该项正确； C、碳、一氧化碳具有可燃性，二氧化碳不具有可燃性，该项错误； D、木炭、一氧化碳都具有还原性，因此可用于冶炼金属，二氧化碳不具有还原性，不能冶炼金属，该项错误； 故选B。 考点三 二氧化碳实验室制取 ►考向01实验室制取气体的仪器和原理 【典例】（2025·湖南长沙·二模）下列是常见气体的制取及探究气体相关性质的装置图，请回答下列问题。 (1)仪器①的名称是 。 (2)实验室制取CO2时，一般选用的药品是 (请填名称)。 (3)实验室可用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气，氢气难溶于水。若要收集较纯的氢气，请从A-E中选择合适的装置制取并收集氢气 (请填序号)。 (4)在做“硫在氧气中的燃烧”实验时，集气瓶中常留少量的水，目的是 。 【答案】(1)水槽 (2)石灰石（或大理石）与稀盐酸 (3)BE (4)吸收生成的二氧化硫，防止空气污染 【详解】（1）仪器①是水槽； （2）实验室制取CO2时，一般选用石灰石（或大理石）与稀盐酸； （3）实验室可用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气，反应物为固体和液体，不需要加热，选择B为发生装置；氢气难溶于水，可用排水法收集，排水法收集的气体更纯，故选择E装置为收集装置； （4）硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫污染空气，集气瓶中常留少量的水，可以吸收生成的二氧化硫，防止空气污染。 【变式】（2025·湖南长沙·二模）在实验室中制取气体是初中重要的化学知识，如图A~E是实验室制备气体的常用装置。 (1)实验仪器a的名称是 。 (2)实验室利用大理石与稀盐酸制取二氧化碳应选择的装置是 (填字母)。 (3)用装置C收集氧气验满的方法是将 ，若木条复燃证明氧气。已满，反之则不满。 (4)用高锰酸钾制备氧气，若用排水法收集氧气，实验结束时应先将导管撤离水面再熄灭酒精灯，这样的目的是 。 【答案】(1)酒精灯 (2)BC (3)带火星的木条放在集气瓶口 (4)防止水倒吸使试管炸裂 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是：酒精灯； （2）实验室利用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选B，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选C，故填：BC； （3）用装置C收集氧气，氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满； （4）用高锰酸钾制备氧气，若用排水法收集氧气，实验结束时应先将导管撤离水面再熄灭酒精灯，这样的目的是防止水倒吸使试管炸裂。 ►考向02 发生装置和收集装置的选择 【典例】（2025·湖南·三模）实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是（ ） A．检查气密性 B．装药品 C．收集气体 D．气体验满 【答案】A 【详解】A、图示中长颈漏斗下端伸入液面以下，形成液封，双手紧握试管外壁，装置内气体受热膨胀，导管口有气泡冒出，则说明该装置气密性良好，图示操作正确； B、实验室利用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，向试管中装药品时，应先装固体药品，再装液体药品，且装块状固体药品时，应“一横二放三慢竖”，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再将试管慢慢竖起来，图示操作错误； C、二氧化碳密度比空气大，应该用向上排空气法收集，图示操作错误； D、二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法为：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满，图示操作错误； 故选：A。 【变式】（2026·湖南邵阳·一模）下图为实验室常用的实验装置。回答下列问题： (1)写出图中标号仪器的名称：① 。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，其化学方程式为 。选择D作为发生装置的优点是可以控制反应的发生和停止，关闭止水夹后，装置D中多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母c、d、e进行排序)。 (3)实验室可以用锌粒和稀硫酸在常温下反应制取氢气，若要平稳地获得纯净的氢气，应选择的发生和收集装置为 (填字母)。若用H装置收集氢气，氢气应从 (填“a”或“b”)端通入。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) edc (3) CE b 【详解】（1）图中标号①的仪器是长颈漏斗。 （2）大理石（主要成分CaCO3）与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为； 使用D装置时，关闭止水夹后，装置内压强增大，会将液体压回长颈漏斗，液面逐渐下降，最终低于多孔隔板，依次观察到的现象是e→d→c。 （3）制取氢气时，要平稳地获得纯净的氢气，应选择可以控制液体滴加速度的发生装置C，并用排水法（装置E）收集，这样能得到较纯净的氢气； 氢气密度比空气小，可用向下排空气法收集，用H装置收集时，应从短管b端通入，使空气从长管a端排出。 ►考向03 气体的检验和验满 【典例】（2025·湖南永州·模拟预测）我省某市中考实验操作考试其一是“二氧化碳的实验室制法及性质”，以下是某同学进行的部分实验操作，其中不正确的一项是（ ） A．装大理石 B．加稀盐酸 C．制取并收集气体 D．气体验满 【答案】D 【详解】A、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时，应该先把容器横放，把药品或金属颗粒放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使药品或金属颗粒滑到容器底部，以免打破容器，图中操作正确，不符合题意； B、倾倒液体时，瓶塞应倒放，瓶口应紧挨试管口，标签应朝向手心处，图中操作正确，不符合题意； C、实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，可以选择该装置制取并收集二氧化碳，不符合题意； D、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满，不能伸入集气瓶内部，符合题意。 故选D。 【变式】（2025·湖南·一模）化学是一门以实验为基础的自然科学，正确的操作是实验成功的重要保证。下列实验基本操作正确的是 A．检查气密性 B．验满CO2气体 C．点燃酒精灯 D．读取液体体积 【答案】A 【详解】A.检查装置气密性，按要求连接装置，将导管的一端放入水中，用手握住试管外壁，导管口会有气泡冒出，移开手后，装置冷却一段时间，导管中会形成一段水柱，说明装置气密性良好，故A正确； B.验满CO2气体时，应将燃着的木条放到集气瓶口，木条熄灭则说明二氧化碳已满，燃着的木条不能伸入瓶内，故B错误； C.点燃酒精灯不能对火，因为侧倾酒精灯容易导致酒精洒出，引起失火，故C错误； D.读取液体体积时，量筒应放平，视线与量筒内液体凹液面的最低处保持水平，故D错误； 故选：A。 1．【新情境】（2025·湖南长沙·二模）金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的热冰，原理如图。下列有关说法错误的是（ ） A．金刚石由原子构成 B．水变“热冰”后，分子将停止运动 C．“热冰”和水所含的分子化学性质相同 D．水转化为“热冰”过程中分子间隔变小 【答案】B 【详解】A、金刚石为碳单质，是由原子构成，该选项说法正确； B、分子在永不停息的运动，水变“热冰”后，分子不会停止运动，该选项说法不正确； C、“热冰”和水都是由水分子构成，同种分子，化学性质相同，该选项说法正确； D、水转化为“热冰”过程中，压强增大，分子间的间隔减小，该选项说法正确。 故选B。 2．（2025·湖南长沙·一模）中国科研团队受“弓弩”等结构启发，研制出碳单质家族的新成员—“碳弹簧”，该新型碳材料由多孔碳材料制作而成。下列关于“碳弹簧”的说法正确的是（ ） A．常温下，“碳弹簧”的化学性质很活泼 B．“碳弹簧”中碳原子静止不动 C．在一定条件下，“碳弹簧”可以与氧化铜发生反应 D．“碳弹簧”在氧气中燃烧只能生成二氧化碳 【答案】C 【详解】A、“碳弹簧”是碳单质，常温下碳的化学性质不活泼，说法错误，不符合题意； B、“碳弹簧”中碳原子在不断运动，说法错误，不符合题意； C、“碳弹簧”是碳单质，碳具有还原性，在高温条件下可与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，说法正确，符合题意； D、“碳弹簧”是碳单质，碳具有可燃性，在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，说法错误，不符合题意。 故选：C。 3．（2025·湖南·二模）用墨写的福字和春联成为春节的传统，福字和春联在次年更换时墨迹依然清晰，体现出碳单质具有的性质是（ ） A．高温下的还原性 B．氧化性 C．常温下化学性质稳定 D．可燃性 【答案】C 【详解】墨汁主要成分是炭黑，主要成分是碳单质，用墨书写的福字在次年更换时墨迹依然清晰，与碳单质在常温下化学性质稳定有关系； 故选：C。 4．【新情境“绿色燃料”】（2025·湖南岳阳·二模）甲醇是一种绿色燃料。如图所示的是CO2转化为甲醇(CH3OH)的微观示意图。下列关于该反应的说法中，不正确的是（ ） A．反应体系中共有4种化合物 B．反应前后原子的种类不变 C．参加反应的两种分子的个数比为1∶3 D．该反应能有效缓解温室效应 【答案】A 【分析】反应前后相同的粒子为未参与反应的粒子，划去未参与反应的粒子，该反应图示为： 【详解】A、反应体系中共有3种化合物，1种单质，选项不正确。 B、根据质量守恒定律，反应前后原子的种类不变，选项正确。 C、参加反应的两种分子的个数比为1:3，选项正确。 D、该反应中二氧化碳为反应物，能减少二氧化碳的排放，从而有效缓解温室效应，选项正确。 故选A。 5．（2025·湖南长沙·二模）宏观辨识与微观探析相结合是化学学科的重要思想之一。下列对宏观事实的微观解释错误的是（ ） 选项 宏观事实 微观解释 A 墙内开花墙外香 分子在不断运动 B 自行车轮胎夏天容易爆裂 气体分子受热变大 C 水和过氧化氢的化学性质不同 分子构成不同 D 金刚石和石墨的物理性质差异很大 碳原子的排列方式不同 【答案】B 【详解】A、墙内开花墙外香，是因为分子在不断运动，引起香味的分子四处扩散，不符合题意； B、自行车轮胎夏天容易爆裂，是因为温度升高，分子之间的间隔变大，分子的大小不变，符合题意； C、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子，水和过氧化氢分子构成不同，故化学性质不同，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，不符合题意。 故选B。 6．（2025·湖南长沙·三模）归纳与比较是化学学习的重要方法。下列有关一氧化碳和二氧化碳的知识总结错误的是（ ） A．组成：一氧化碳和二氧化碳均由碳元素和氧元素组成 B．结构：一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子 C．性质：一氧化碳和二氧化碳都具有还原性 D．用途：一氧化碳可作燃料，二氧化碳可用于灭火 【答案】C 【详解】A、一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）都是由碳元素和氧元素组成的，选项正确； B、一个一氧化碳分子（CO）由 1 个碳原子和 1 个氧原子构成；一个二氧化碳分子（CO2）由 1 个碳原子和 2 个氧原子构成。因此，一个二氧化碳分子比一个一氧化碳分子多一个氧原子，选项正确； C、一氧化碳（CO）具有还原性，二氧化碳（CO2）不具有还原性。选项错误； D、 一氧化碳（CO）具有可燃性，可作燃料，二氧化碳（CO2）不燃烧、不支持燃烧，且密度比空气大，能覆盖在可燃物表面隔绝空气，因此常用于灭火。选项正确； 故选C。 7．（2025·湖南长沙·二模）下列有关化学观念的说法正确的是（ ） A．微粒观：二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同，是因为构成两种物质的分子不同 B．守恒观：1g木炭在1g氧气中充分燃烧生成的质量为2g C．转化观：不可以互相转化 D．元素观：某物质在纯氧中完全燃烧生成和，推知该物质一定由元素组成 【答案】A 【详解】A、二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，一氧化碳是由一氧化碳分子构成的，二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同，是因为构成两种物质的分子不同，不同种分子的化学性质不同，故选项说法正确； B、碳和氧气点燃生成二氧化碳和水，化学方程式为，参加反应的碳、氧气和生成的二氧化碳的质量比为12：32：44=3：8：11，故1g木炭在1g氧气中充分燃烧，木炭有剩余，生成二氧化碳的质量小于2g，故选项说法错误； C、二氧化碳、一氧化碳可以通过一步反应互相转化，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，故选项说法错误； D、某物质在纯氧中完全燃烧生成二氧化碳和水，生成物中含有碳、氢、氧三种元素，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，则某物质中一定含有碳、氢两种元素，可能含有氧元素，故选项说法错误； 故选：A。 8．（2025·湖南·一模）石墨烯和石墨双炔都是由碳原子构成的物质，都具有优良的导电性，但它们其它的性质又有所不同，比如石墨烯的机械强度比石墨双炔高很多等，其结构如图一所示；石墨双炔可实现氢气的分离提纯，其原理如图二所示。 石墨烯和石墨双炔均是由碳元素组成的 (填“单质”或“化合物”)。 【答案】单质 【详解】石墨烯和石墨双炔均是由碳元素组成的纯净物，属于单质。 9．（2025·湖南长沙·三模）化学反应伴随着热量变化，请写出相关的化学方程式。 (1)放热反应示例：任写一个常见的燃烧反应 。 (2)吸热反应示例：碳和二氧化碳在高温条件生成一氧化碳 。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为； （2）碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为。 10．（2025·湖南常德·二模）阅读下列科普短文，回答相关问题。 碳纳米技术的应用十分广泛，碳纳米管作为碳纳米技术的典型代表，具有独特的结构和优异的性能。它是由碳原子组成的管状结构，管径通常在几纳米到几十纳米之间。碳纳米管的碳原子之间以共价键相连，这种特殊的化学键赋予了它极高的强度和良好的导电性。在制备碳纳米管时，化学气相沉积法较为常用。以甲烷为碳源，在高温和催化剂（如铁、钴等金属颗粒）的作用下，甲烷分解，碳原子在催化剂表面沉积并逐渐生长成管状的碳纳米管。 在催化领域，碳纳米管负载催化剂也备受关注。例如，将金属催化剂（如铂）负载在碳纳米管表面，由于碳纳米管的高比表面积和良好的电子传导性，能够提高催化剂的活性和稳定性。在化学反应中，反应物分子更容易吸附在碳纳米管表面的催化剂上，从而加速反应进行。 (1)化学气相沉积法制备碳纳米管的过程中，催化剂在化学反应前后的质量和 不变。 (2)除碳纳米管外，金刚石和石墨同样是由碳原子构成的碳单质，然而二者物理性质却大相径庭，其原因是 。 (3)下列关于碳纳米技术中化学知识的说法正确的是________（填序号）。 A．碳纳米管的强度和导电性与碳原子间的共价键无关 B．碳纳米管结构独特，由碳原子组成管状，管径在几纳米到几十纳米 C．制备碳纳米管常用化学气相沉积法，以甲烷为碳源，在高温和催化剂作用下制备 D．化学气相沉积法制备碳纳米管时，铁、钴等金属颗粒作反应物 【答案】(1)化学性质 (2)碳原子的排列方式不同 (3)BC 【详解】（1）根据催化剂的定义，催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变，所以化学气相沉积法制备碳纳米管的过程中，催化剂在化学反应前后的质量和化学性质不变。 （2）金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但金刚石中碳原子是正四面体结构；石墨中碳原子是层状结构，所以二者物理性质大相径庭的原因是碳原子的排列方式不同。 （3）A、文中提到“碳纳米管的碳原子之间以共价键相连，这种特殊的化学键赋予了它极高的强度和良好的导电性”，说明碳纳米管的强度和导电性与碳原子间的共价键有关，A错误； B、由原文“碳纳米管作为碳纳米技术的典型代表，具有独特的结构和优异的性能。它是由碳原子组成的管状结构，管径通常在几纳米到几十纳米之间”可知，B正确； C、根据原文“在制备碳纳米管时，化学气相沉积法较为常用。以甲烷为碳源，在高温和催化剂（如铁、钴等金属颗粒）的作用下，甲烷分解，碳原子在催化剂表面沉积并逐渐生长成管状的碳纳米管”，C正确； D、化学气相沉积法制备碳纳米管时，铁、钴等金属颗粒作催化剂，而不是反应物，D错误。 故选BC。 11．（2025·湖南长沙·三模）实验室里现有高锰酸钾、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及下图所示的仪器。 (1)仪器C的名称是 。 (2)利用上述仪器和试剂可以制取二氧化碳，组装发生装置需要的仪器有 (填字母)。 (3)收集二氧化碳时证明是否集满的方法是将燃着的小木条放在集气瓶口，若 ，则证明已满。 (4)将收集的氧气倒入图2的烧杯中，观察到带火星的木条自下而上依次复燃，说明氧气具有的性质是 。 【答案】(1)试管 (2)AEF (3)木条熄灭 (4)能支持燃烧，密度比空气大 【详解】（1）由图可知，仪器C为试管； （2）实验室用大理石（或石灰石）与稀盐酸制取二氧化碳，应选用固液常温型发生装置，故选：AEF； （3）二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，则收集二氧化碳时证明是否集满的方法是将燃着的小木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明已满； （4）木条复燃，说明氧气能支持燃烧，下方的木条先复燃，说明氧气密度比空气大。 1．（2025·湖南长沙·三模）要学会从化学的视角认识世界，对下列实例和解释都正确的是（ ） 选项 事实 解释 A 金刚石和石墨的性质存在着明显差异 碳原子结构不同 B 水蒸发为水蒸气，所占气体变大 水分子体积变大 C 一氧化碳和二氧化碳化学性质不同 构成这两种物质的原子的结构不同 D 古代用墨汁书写的字画保存很长时间而不变色 在常温下，单质碳的化学性质不活泼 【答案】D 【详解】A、金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，所以二者的物理性质存在明显差异，说法错误，不符合题意； B、水蒸发为水蒸气，所占气体变大，是因为水分子间的间隔变大，水分子体积不变，说法错误，不符合题意； C、一氧化碳和二氧化碳化学性质不同，是因为构成这两种物质的分子结构不同，一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，所以二者化学性质不同，说法错误，不符合题意； D、古代用墨汁书写的字画保存很长时间而不变色，是因为墨的主要成分是碳，在常温下，单质碳的化学性质不活泼，说法正确，符合题意。 故选：D。 2．（2025·湖南·一模）实验小组的同学按照图1所示装置进行木炭还原氧化铜的实验，实验时，试管中固体的质量随加热时间的变化如图2所示，下列分析错误的是（ ） A．M点时反应未开始 B．N点对应的固体物质只有两种 C．M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 D．反应中木炭表现出还原性，将氧化铜还原为铜 【答案】B 【详解】A、M点时固体质量不变，反应没有发生，故正确； B、从图2可知，N点时反应还没有结束，此时固体物质有未反应的氧化铜、木炭以及生成的铜三种物质，故错误； C、木炭和氧化铜高温下反应生成铜和二氧化碳，根据质量守恒定律，在M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量，故正确； D、反应中木炭夺取了氧化铜中的氧，表现出还原性，将氧化铜还原为铜，故正确。 故选B。 3．（2025·湖南长沙·二模）在日常生活和工农业生产中，我们常常要用到许多主要成分是碳单质的物质。下列含碳物质的用途错误的是（ ） A．石墨用于做钻探机钻头 B．焦炭常用于冶炼金属 C．活性炭可用于冰箱除臭 D．金刚石薄膜可用于集成电路基板散热 【答案】A 【详解】A、石墨的物理性质是质软、滑腻，通常用作润滑剂或电极材料。而钻探机钻头需要极高的硬度，金刚石才是自然界最坚硬的物质，常用于此用途。选项错误； B、焦炭具有还原性，能用于冶炼金属。选项正确； C、活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附异味和色素，可用于冰箱除臭。选项正确； D、金刚石是导热性极佳的材料，其薄膜可应用于散热领域（如电子元件散热）。选项正确。 故选A。 4．【新科技复合电极材料】（2025·福建福州·二模）南开大学使用高压合成技术制备出新型“石墨-金刚石”复合材料，兼具石墨的导电与金刚石的超硬特性。以下说法正确的是（ ） A．该材料具有绝缘性 B．该材料仅含碳元素，属于纯净物 C．金刚石由碳原子构成 D．石墨转化成金刚石发生物理变化 【答案】C 【详解】A、石墨本身具有导电性，题干明确指出复合材料保留了石墨的导电性，因此材料不可能绝缘。A错误； B、石墨和金刚石是由碳元素组成的不同种单质，该材料虽然只含碳元素，但是由两者物质组成的，仍属于混合物。B错误； C、金刚石由碳原子直接构成的。C正确； D、石墨和金刚石是由碳元素组成的不同种单质，石墨转化成金刚石，生成新物质，属于化学变化。D错误； 故选C。 5．【新考向新教材改编】（2025·湖南·优选卷）如图是自然界存在的三大重要循环—“水循环”、“氧循环”和“碳循环”。用学科观点分析循环过程，其中错误的是（ ） A．“水循环”、“氧循环”和“碳循环”的失衡会导致人类生存环境恶化 B．植物光合作用可以将大气中全部吸收 C．碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定 D．水循环过程中水分子之间的间隔会发生变化 【答案】B 【详解】A、“水循环”、“氧循环”和“碳循环”的失衡会导致人类生存环境恶化，故A不符合题意； B、植物光合作用可以吸收二氧化碳，但不能将大气中CO2全部吸收，故B符合题意； C、碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定，故C不符合题意； D、水循环过程中水的状态会发生改变，因此水分子间隔会发生变化，故D不符合题意。 故选B。 6．（2025·湖南长沙·二模）碳和碳的氧化物就存在于我们的身边，下列说法错误的是（ ） A．《清明上河图》至今图案清晰可见，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定 B．一氧化碳有毒，在煤炉上放一壶水，能防止一氧化碳中毒 C．和分子构成不同，所以它们的化学性质也不相同 D．可用于冶炼金属、作气体燃料，可用于人工降雨、灭火 【答案】B 【详解】A、碳单质（如墨汁中的炭黑）在常温下化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，因此古代字画能长期保存。此说法正确。 B、一氧化碳（CO）有毒，因为它能与血红蛋白结合，阻止氧气运输。但一氧化碳不溶于水，且与水不发生反应，因此在煤炉上放水无法吸收或去除一氧化碳。正确预防方法是保持通风或使用报警器。此说法错误。 C、分子是保持物质化学性质的最小粒子。一氧化碳是由一氧化碳分子构成，二氧化碳是由二氧化碳分子构成。分子结构不同导致化学性质不同，例如CO可燃，CO2不支持燃烧。此说法正确。 D、CO具有还原性，可用于冶炼金属（如炼铁）；可燃性，可作气体燃料。CO2固体（干冰）升华吸热，可用于人工降雨；密度比空气大且不支持燃烧，可用于灭火。此说法正确。 故选B。 7．（2025·湖南长沙·三模）性质决定用途，用途体现性质。下列有关碳和碳的化合物的性质和用途对应正确的是（ ） A．金刚石是天然存在最硬的物质——用于装饰品 B．一氧化碳具有可燃性——用于冶炼金属 C．碳常温化学性质稳定——用墨水书写档案资料 D．二氧化碳密度大于空气——-用于人工增雨 【答案】C 【详解】A、金刚石硬度高，但装饰用途基于其光泽，选项错误； B、一氧化碳冶炼金属利用其还原性，而非可燃性，选项错误； C、碳常温化学性质稳定，用碳素墨水书写档案确保持久保存，选项正确； D、人工增雨依赖干冰升华吸热，与密度无关，选项错误。 故选C。 8．（2025·湖南常德·一模）注射器在初中科学实验中的巧妙使用可使实验操作更简洁、现象更明显且节约药品。以下对注射器在实验中的使用及实验分析有误的是（ ） A．检查甲装置气密性：打开止水夹推活塞，若锥形瓶内液面低于长颈漏斗管口内液面，则气密性良好 B．乙中注射器作反应容器，夹紧弹簧夹振荡，紫色石蕊变红 C．丙中的注射器可用于气体体积的测量，该装置测量的是红磷燃烧后试管中被消耗的气体的体积 D．丁中的注射器代替了长颈漏斗，优点之一为控制反应发生和停止 【答案】D 【详解】A.甲中注射器用于气密性检查，打开止水夹推活塞，如果装置气密性良好，装置内压强增大，长颈漏斗下端液面上升，故正确； B.乙中注射器作反应容器，夹紧弹簧夹振荡，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，故正确； C.实验中红磷燃烧消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开弹簧夹，注射器活塞左移，减少的体积就是消耗氧气的体积，故丙中的注射器可用于气体体积的测量，该装置测量的是红磷燃烧后试管中被消耗的气体的体积，故正确； D.丁中的注射器代替了长颈漏斗，该装置可通过注射器控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，不是控制反应发生和停止，故错误。 故选：D。 9．（2025·湖南长沙·中考真题）认真阅读下列科普短文。 “人才济济”的碳家族 墨是文房四宝之一，在我国书法和绘画中发挥了重要作用。《天工开物》中就有制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质（主要成分是碳）加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。 墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨（结构如图所示）当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。 石墨的碳层间距是0.335nm（），能够嵌入锂离子，目前被广泛应用于锂离子电池负极材料。但地球上锂资源有限，钠资源更为丰富，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。 依据短文内容，回答下列问题： (1)推测桐油、猪油、松枝中一定含 元素。 (2)写出石墨烯的一条物理性质 。 (3)钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是 （从结构角度分析）。 【答案】(1)碳/C (2)优异的导电导热性（合理即可） (3)硬碳结构中存在相互扭曲的碳层，且碳层间距比石墨大（合理即可） 【详解】（1）根据题干可知，桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，会产生主要成分是碳的黑色粉状物质。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，所以可推测桐油、猪油、松枝中一定含碳（C）元素。 （2）物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质。文中提到石墨烯有优异的导电导热性、极佳的透光特性，这些都属于物理性质。 （3）从结构角度分析，文中明确指出石墨的碳层难以嵌入钠离子，而硬碳结构中存在相互扭曲的碳层，且碳层间距较大（约为0.37~0.40nm），这种结构特点使其能够嵌入钠离子，所以硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。 10．（2025·湖南岳阳·一模）我国传统的色彩体系由我国古人从自然万物的变迁中发掘而出。又用浪漫的想象赋予它们雅致动听的名称，体现了中国人的美学追求。 (1)墨是中国传统水墨画的绘画材料，由炭黑中加入天然胶等制成。画家用墨书写或绘制的字画能够长久保存而不变色的原因是 。 (2)群青：取自青金石，主要含Na、Al、Cl、Si、O、Ca等元素，不同种元素最本质的区别是 不同。 (3)桃红：古代的桃红胭脂可由红花汁制成，红花的染色成分为红花素，红花素燃烧后的产物只有水和二氧化碳，推测红花素中一定含有 元素。 【答案】(1)常温下，碳单质的化学性质稳定 (2)质子数（或核电荷数） (3)碳 、氢 【详解】（1）墨的主要成分是碳，常温下，碳的化学性质稳定，不易发生反应，所以画家用墨书写或绘制的字画能够长久保存而不变色； （2）元素是具有相同质子数（或核电荷数）的一类原子的总称，质子数（或核电荷数）决定元素的种类，则不同种元素的本质区别是质子数或核电荷数不同； （3）红花素燃烧后的产物只有水和二氧化碳，生成物中含有碳、氢、氧三种元素，反应物氧气中只含有氧元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，推测红花素中一定含有碳元素和氢元素。 11．（2025·湖南长沙·二模）认真阅读下列科普短文。 “碳中和”是指人类活动的碳排放通过森林碳汇和人工手段加以捕集、利用和封存，使排放到大气中的温室气体净增量为零。 目前，CO2捕集技术的关键是将CO2从排放物中分离出来。分离方法主要分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法中的一种是用甲醇作溶剂进行吸收；另一种是用活性炭、沸石等对CO2进行吸附性吸收。化学吸收法用氨水(NH3·H2O)作为吸收剂。控制30℃左右，采用喷氨技术吸收CO2，生成碳酸氢铵。 分离后的CO2与H2一定条件下反应生成甲醇 (CH3OH)和水，CH3OH的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外，还受催化剂CuO质量分数的影响(如图)。我国科学家们撰文提出“液态阳光”概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料，实现燃料零碳化。随着科学技术的发展。今后的世界，每天的阳光将为我们提供取之不尽、用之不竭的热、电，还有可再生燃料！ (1)森林碳汇主要是指绿色植物通过光合作用将CO2吸收并固定的过程，该反应将太阳能转化为 能。 (2)CH3OH的产率除了受浓度、温度、催化剂等因素影响外，还受 因素的影响。根据下图可知，甲醇的产率最大时催化剂CuO 质量分数为 。 (3)下列说法正确的是___________(填字母)。 A．碳中和中的“碳”指的是碳单质 B．控制化石燃料的使用可减少碳排放 C．碳中和指的是没有碳排放 D．“液态阳光”将实现燃料零碳化 【答案】(1)化学 (2) 压强 50% (3)BD 【详解】（1）绿色植物光合作用是将太阳能转化为化学能，储存于有机物中。 （2）由文中 “CH3OH的产率除受浓度、温度、压强等因素影响外，还受催化剂质量分数的影响”，故填：压强； 从图中可看出，CuO质量分数为 50% 时，甲醇产率最大。 （3）A、碳中和中的“碳”指二氧化碳，不是碳单质，A错误； B、化石燃料燃烧产生二氧化碳，控制其使用可减少碳排放，B正确； C、碳中和是碳排放与捕集、利用和封存等使温室气体净增量为零，不是没有碳排放，C错误； D、文中提到 “液态阳光” 实现燃料零碳化，D正确。 故选BD。 12．（2025·湖南湘西·二模）为了积极应对气候变化问题，我国提出了“碳达峰”和“碳中和”目标。 (1)自然界中的过度排放会造成 加剧。 (2)下图是以物质类别为横坐标、碳的化合价为纵坐标制成的碳元素“价类二维图”。 ①b点对应的一种单质能切割大理石，体现出的性质是 。 ②为实现“碳中和”，科学家们正在研究将d点对应物质与某单质反应转化为a点对应物质(还生成了其他物质)，该单质是 (填化学式)。 【答案】(1)温室效应 (2) 硬度大 H2 【详解】（1）二氧化碳是主要的温室气体，大气中二氧化碳等温室气体含量过高，会使全球气温升高，导致温室效应加剧，引发一系列环境问题，如冰川融化、海平面上升等。 （2）①b 点对应的碳元素化合价为0，是单质，可知是碳的一种单质，能切割大理石的碳单质是金刚石，金刚石能切割大理石是因为它的硬度大； ②d 点碳元素化合价为+4，且为氧化物，所以 d 点对应物质是CO2；a 点碳元素化合价为−4，且为氢化物，所以 a 点对应物质是CH4；二氧化碳与一种单质反应生成甲烷和其他物质，由质量守恒定律可知，该单质是氢气，化学式为：H2。 13．（2025·湖南永州·模拟预测）如图是中学化学实验中常用的一些装置，请回答下列问题 (1)写出标号仪器的名称：② 。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸制取CO2时应选用的发生和收集装置的组合为 （填装置标号，从A~E中选）。 (3)实验室可以用C装置收集O2，是因为 。 (4)通常情况下氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气体，密度比空气大。若用F装置收集氯气，则气体应从 （填“a”或“b”）端进入。 【答案】(1)集气瓶 (2)BD (3)氧气不易溶于水且不与水反应 (4)a 【详解】（1）仪器②的名称是集气瓶； （2）实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应中反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置B，二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法收集，即装置D，综上可知，应选用的发生和收集装置的组合为BD； （3）实验室可以用C装置通过排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水且不与水反应； （4）若用F装置收集氯气，由于氯气密度比空气大，则气体应从a端进入。 14．（2025·湖南永州·模拟预测）某化学兴趣小组对绿色植物的呼吸作用是否产生二氧化碳进行探究，装置如图所示。从装置左边不断缓慢通入空气，最终证明绿色植物的呼吸作用产生二氧化碳。 请回答： (1)A瓶中石灰水的作用是 。 (2)C瓶植物要处于不透光的环境下的原因是 。 (3)能表示这个探究实验获得成功的两个现象是B中石灰水 和D中石灰水 。 【答案】(1)除去空气中的二氧化碳气体 (2)防止绿色植物发生光合作用 (3) 不变浑浊 变浑浊 【分析】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，C中要发生呼吸作用，在通空气的时候需要除去二氧化碳，所以A是除二氧化碳的装置，B是检验是否除尽，从而保证进入C的气体含有氧气，而没有二氧化碳，这样C中呼吸作用顺利进行，再利用二氧化碳与石灰水反应检验呼吸产物。 【详解】（1）根据分析可知，A瓶中石灰水的作用是除去空气中二氧化碳气体； （2）绿色植物在有光的情况下发生光合作用，在没有光的情况下发生呼吸作用；C瓶植物要处于不透光的环境，是为了防止绿色植物发生光合作用； （3）实验要获得成功，需说明原来进入C的气体中没有二氧化碳，而反应后存在了二氧化碳，所以能表示这个探究实验获得成功的两个主要对比现象是B中石灰水不变浑浊和D中石灰水变浑浊。 $