5.2 碳-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(科粤版·新教材)

第五单元惚 5.1氢气 1.D氢气燃烧产物是水，无污染，A不符合题意；氢气可 以通过水的电解等方式制取，而水在自然界中储量丰富 可不断再生，所以氢能属于可再生能源，B不符合题意；氢 气具有可燃性，与空气混合，遇明火、高热能引起燃烧爆 炸，所以需要解决安全储存问题，C不符合题意；任何能量 转化过程都存在损耗（如热能散失），效率无法达到100%， D符合题意。 2.(4)2H+0,点燃2H,0(2)控制阀门A和阀门B,使 燃烧室内的液氢、液氧充分反应 〔解析)(2)燃料充分燃烧时，可增大动力，则可控制阀门A 和阀门B,使燃烧室内的液氢、液氧充分反应 3.B由于氢气的密度比空气的小，试管口向上，氢气易逸 出，B错误 4.D氢气、氧气、空气均是无色、无气味的气体，A项方法 无法区分。氢气难溶于水，氧气、空气均不易溶于水，现象 不够明显，B项方法无法区分。将气体分别通入澄清石灰 水中，氢气和氧气都无明显现象，由于空气中二氧化碳的 含量很少，短时间内澄清石灰水也不会变浑浊，C项方法无 法区分。将燃着的木条分别伸人三个集气瓶中，若气体燃 烧或发出轻微的爆鸣声，则此气体是氢气：若木条燃烧更 旺，则此气体是氧气；若木条燃烧情况不变，则此气体为空 气，D项方法可以区分。 5.D根据质量守恒定律及产生的气体可以燃烧，可知生 成的气体是氢气，氢气燃烧产生淡蓝色火焰，A正确。铁 和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化 半方程式为3Fe十4H0(g)商温Fe,0,十4H,B正确。根 据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，故该实验 可证明水是由氢、氧两种元素组成的，C正确。用干冷烧杯 罩在火焰上方，目的是便于观察氢气燃烧的产物，而不是 观察燃烧时火焰的亮度，D错误。 6.(1)节约能源(2)+3(3)分解反应2MgCu+ 3H,氢气MeOu+3MgH4C 高温 〔解析)(1)与传统电解法制取氢气相比，该工艺的优点是 节约能源。(2)ZnFe O,中，锌元素的化合价为十2，氧元 素的化合价为一2，根据化合物中各元素正、负化合价的代 数和为0，可得铁元素的化合价为十3。(3)反应1是由一 种物质生成三种物质，属于分解反应；反应3的化学方程式 为2Mg2Cu+3H2 MeCu+3MeH。(4)反应1中， 高温 料与二氧化碳 ZnFe2O,是反应物，故A错误：制氢过程中不需要不断加 入氧化锌和四氧化三铁，因为反应2中ZnO、FeO,和 HO反应生成ZnFe2O,和H,反应1中ZnFe2O又分解 生成ZnO、FeO,和O2,ZnO、FeO,和ZnFe,O,可以循环 利用，故B错误；反应3中通人氩气作保护气，是利用氩气 的化学性质不活泼，故C正确。 MnO2 7.(1)长颈漏斗2KC1O3 2KC1+302↑甲 △ (2)气泡(3)氢气的体积分数（或氢气与氧气的体积比） 〔解析)(1)仪器A为长颈漏斗。氯酸钾在二氧化锰的催 化作用下受热分解生成氯化钾和氧气。锌和稀硫酸在常 温下接触即可产生氢气，因此可选甲装置作发生装置。 (2)氢气和氧气通入水中会观察到有气泡产生，通过观察 气泡数量可以确定两种气体体积的比例关系。(3)氢气的 体积分数（或氢气与氧气的体积比）不同，现象不同，说明爆 炸与氢气的体积分数（或氢气与氧气的体积比）有关。 8(D2H0催剂2，个+0个吸收(2)H、0 (3)①防止熔炼时镁、铜与空气中的成分反应②MgH 〔解析)(1)水在催化剂和光照条件下分解生成氧气和氢 催化剂 气，化学方程式为2H0 光照2H↑+0，↑，该反应将 光能转化为化学能储存在生成的氢气和氧气中，是一个吸 收能量的化学反应。(2)原子是化学变化中最小的微观粒 子，在水分解的过程中，水分子先分解成氢原子和氧原子， 由水的化学式可知，水中氢原子与氧原子的个数比为2： 1,根据图像可知，曲线A、B对应的微观粒子个数比约为 2：1,所以曲线A、B对应的微观粒于依次是氢原子、氧原 子，其符号依次是H、O。(3)①镁、铜在一定温度下能与 空气中的成分发生反应，可以通人化学性质稳定的氩气，隔 绝空气。②仅含Mg、H两种元素的化合物，其中氢元素的 质量分数为7.7%，则镁元素的质量分数为1一7.7%= 264↓明士写彩中屏形 77必≈1：2，则该化合物的化学式为MeH。 1 5.2碳 1.B金刚石、石墨和C6都是由碳元素组成的，A正确； 金刚石和新制铅笔芯的主要成分一石墨，都是由碳原子 构成的单质，B错误；物质的结构决定物质的性质，所以金 刚石和石墨的物理性质差异主要源于碳原子的排列方式 不同，C正确；在常温下，碳单质的化学性质稳定，D正确。 2.C①石墨具有优良的导电性，干电池里的碳棒是用石 墨制成的，故说法正确。②活性炭具有吸附性，能吸附异 味和色素，电冰箱的除味剂是活性炭，故说法正确。③活 性炭具有吸附性，能吸附有毒气体，防毒面具用活性炭吸 附有毒气体，不是用焦炭，故说法错误。④活性炭具有吸 附性，能吸附异味和色素，制糖工业用活性炭来吸附有色 物质，不是用炭黑，故说法错误。⑤金刚石的硬度大，不仅 能切割玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的岩层，故说法正 确。故说法错误的是③④ 3.(1D缓慢(2)2C+0,点燃2C0化合(3)剧烈燃 烧，发出白光，放出热量向集气瓶中加人少量的澄清石 灰水，振荡(4)反应物的量不同 〔解析)(1)做“木炭的燃烧”实验时，将红热的木炭放入燃 烧匙，由上而下要缓慢伸入盛满氧气的集气瓶中，防止伸 人太快导致部分氧气受热膨胀逸出。(2)碳不完全燃烧生 成一氧化碳，化学方程式为2C+0,点燃2C0,该反应属于 化合反应。(3)红热的木炭在足量氧气中燃烧的实验现象 是剧烈燃烧，发出白光，放出热量；反应生成的是二氧化 碳，要验证该反应的生成物，可以加人少量澄清石灰水，振 荡。(4)对比第(2)(3)小题，反应物相同但生成物不同是 因为反应物的量不同。 4.D高铁列车依靠车顶的受电弓碳滑板与接触网持续摩 擦获取电力，这说明石墨具有良好的导电性、滑腻感、熔点 高。该用途与石墨具有光泽无关。 5.AC可用于储存气体，这一用途主要利用了其分子 结构特征中的空心球体，其空心球体内部可容纳气体 6.C“煤烟”中毒实质是一氧化碳中毒，A错误；木材或煤 炭不完全燃烧会释放“煤烟”，B错误；保持室内通风可以预 防“煤烟”中毒，C正确：一氧化碳难溶于水，在房间里放一 盆水，不能防止一氧化碳中毒，D错误 7.B“梵塔黑”是用比头发细一万倍的碳纳米管制造的， 是由碳元素一种元素组成的纯净物，一种新型的单质，A 错误。碳单质具有可燃性，在一定条件下“梵塔黑”能够燃 烧，B正确。“梵塔黑”是一种用比头发细一万倍的碳纳米 管制造的新型材料，因此不属于天然存在的物质，C错误。 “梵塔黑”是由碳元素形成的一种单质，碳元素的化合价为 0,D错误。 8.CC0和CO2为化合物，O2为单质，该反应可表示为 2C0+0,四氧化三钴纳米棒2C0,属于化合反应，A不正 确：四氧化三钴纳米俸为催化剂，在化学反应前后其化学 性质保持不变，B不正确；该反应能有效降低C0对大气的 污染，C正确：根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种 类、数目不变，D不正确。 9.C若碳完全燃烧生成二氧化碳，则C十0，点燃C0, 1232 即m(C):m(O2)=3:8。若碳不完全燃烧生成一氧化 碳，则2C+0,点燃2C0,即m(C:m(0,)=3:4。根据 2432 题意，参加反应的m(C):m(O2)=6g:10g=3:5,介于 3:8与3：4之间，由此判断碳和氧气反应后所得产物既 有C02,又有C0。 方法归纳 碳在氧气中燃烧的产物的判断 根据碳在氧气中完全燃烧及不完全燃烧的化学方 程式分析可知， m(C)3 (0,)≤8时，0，充足，碳完金燃烧生 成CO2气体 8≥导时，0，不足，碳不完全燃浇生 m(C) ,3<m(C<3时，生成C0和C0,的混 成C0气体；8<m(O2)4 合气体。因此对于一些给出碳与氧气按一定质量比混 合的反应，判断反应后的气体成分的试题，可用如下图 示判断： C0、0,C0,C0、C0C0C0m(C) m(02) 10.(1)原子体积小(2)单质金刚石是由碳原子构 成的纯净物(3)是(4)ABC 〔解析)(1)“石墨烯是从石墨材料中剥离出来的”，说明石 墨烯是由碳原子构成的。“1mm厚的石墨大约包含300 万层石墨烯”，说明构成物质的微观粒子体积小。(2)金刚 石是由碳原子构成的纯净物，属于单质。(3)由题意可知， 石墨烯作为一种新材料，能导电，是优良的导体。(4)纯净 的金刚石是无色、透明的，故A错误；石墨烯是从石墨材料 中剥离出来的，是由碳元素组成的碳单质，故B错误；石墨 烯是由碳元素组成的，属于非金属单质，故C错误。 11.CAB段电热丝放热，使容器内气体受热膨胀，压强 略微变大，但碳粉还没有开始燃烧，A错误。CD段碳粉燃 烧放热，气体迅速膨胀，容器内压强迅速增大，B错误。碳 能与氧气发生的反应有C+0,点燃c0,和2C+0,点燃 2C0,一定温度和体积下，压强与气体分子数成正比，根据 反应的化学方程式，生成二氧化碳的过程中，氧气和二氧 化碳的分子个数比为1：1，则反应前后气体分子数不变； 生成一氧化碳的过程中，氧气和一氧化碳的分子个数比为 1：2,反应后气体体积增大；若反应后全部生成了一氧化 碳，则气体分子数变为原来的2倍，压强也变为原来的2 倍，但题图乙中显示最终压强为原来的1.4倍，所以E点 时气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物，C正确。燃烧结 束后，温度下降至室温，气体收缩，压强减小，DE段压强下 降，D错误。拔尖特训·化学（科粤版）九年级上 5.2碳 自一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.[2025周口沈丘段考]下列关于碳单质的说法错误的是 () A.金刚石、石墨和C都由碳元素组成 B.金刚石和新制铅笔芯的主要成分 —石墨，都是由碳原子构成的化合物 C.金刚石和石墨的物理性质差异大，是因为碳原子的排列方式不同 D.常温下碳单质的化学性质稳定 2.舒趋势教材P151习题T2改编下列说法中，错误的是 () ①干电池里的碳棒是用石墨制成的②电冰箱的除味剂是活性炭③防毒面具用焦炭吸附有 毒气体④制糖工业用炭黑吸附有色物质⑤金刚石不仅能切割玻璃，还能用作钻凿坚硬岩层 的钻头 A.①②③ B.②③④ C.③④ D.④⑤ 3.根据木炭与氧气的反应，回答下列问题。 (1)做“木炭的燃烧”实验时，将红热的木炭放入燃烧匙，由上而下 (填“缓慢”或“迅速”) 伸入盛满氧气的集气瓶中 (2)木炭不完全燃烧的反应的化学方程式为 ,该反应属于基本反应类型 中的 反应。 (3)红热的木炭在足量氧气中燃烧的实验现象是 要验证该反应 的生成物，操作方法是 (4)对比第(2)(3)小题，反应物相同但生成物不同的原因是 归二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能 4.[2025周口西华期末]石墨可制作受电弓碳滑板，是高铁列车的重要组件，安装在 受电弓的最上部（如图）。石墨的下列性质与此应用无关的是 A.滑腻感 B.导电性 C.熔点高 D.有光泽 (第4题图) 5.[2025太原期末]Co可用于储存气体，这一用途主要利用了其分子结构特征中的 () A.空心球体 B.形似足球 C.比较稳定 D.高度对称 6.某些地区，由于冬季煤炭或木材取暖方式的不当使用，常有“煤烟”中毒事例发生。下列关于“煤 烟”的说法正确的是 () A.“煤烟”中毒实质是二氧化碳中毒 B.木材或煤炭完全燃烧会释放“煤烟” C.保持室内通风可以预防“煤烟”中毒 D.屋内放置一盆水可吸收“煤烟” 7.舒情境科技成就“梵塔黑”是一种用比头发细一万倍的碳纳米管制造的新型材料，它只能反射 0.035%的光线，其传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10倍。下列说法正确的是() A.“梵塔黑”是一种新型的化合物 B.在一定条件下，“梵塔黑”能够燃烧 C.“梵塔黑”是天然存在的最硬的物质 D.“梵塔黑”中碳元素的化合价为+4 74 第五单元燃料与二氧化碳 8.如图，利用四氧化三钴纳米棒作催化剂，可将汽车尾气中的CO在低温下转化为CO2。下列关于 该反应的说法，正确的是 ( A.反应物和生成物都是化合物，该反应属于化合反应 四氧化三钴 C0、02 →C0 B.反应前后四氧化三钴纳米棒的化学性质发生了变化 纳米棒 (第8题图) C.可有效降低汽车尾气对大气的污染 D.反应前后氧原子数目发生了变化 9.*将6g碳放在盛有10g氧气的密闭容器中燃烧，反应后两者均无剩余，所得生成物 A.只有CO B.只有CO2 C.有CO和CO2 D.不能确定 10.阅读短文，回答下列问题。 石墨和金刚石都是碳元素的存在形式。石墨烯是从石墨材料中剥离出来的，它只由一层碳原 子在平面上构成。可以说，石墨烯的特点之一就是薄，堪称目前世界上最薄的材料，1mm厚的石 墨大约包含300万层石墨烯。同时，它又能导电，电子在石墨烯中的运动速度达1000k/s,是光 速的，目前世界上最薄、最轻的金新材科一 石墨烯，其硬度比最硬的钢铁还要强100倍。 (1)石墨烯由碳 (填“分子”“原子”“离子”或“元素”)构成。“1mm厚的石墨大约包含 300万层石墨烯”，说明构成物质的微观粒子具有的性质是 (2)金刚石属于 (填“单质”或“化合物”)，判断的依据是 (3)石墨烯作为一种新材料，它 (填“是”或“不是”)优良的导体。 (4)金刚石、石墨和石墨烯都是由碳元素组成的，下列关于这三种物质的说法，错误的是 (填字母)。 A.这三种碳单质都是黑色固体 B.石墨烯是一种新型化合物 C.石墨烯能导电，说明石墨烯是一种金属 道三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 11.舒超势数字化实验将一定质量的碳粉在密闭容器中引燃（如图甲），一段时间后碳粉消失，用传感 器测得容器内压强（同温下，容器内压强与气体分子数成正比）随时间变化的关系如图乙。下列 分析正确的是 () 氧气 传感器 密 碳粉 高温容器 电热丝 时间 甲 乙 (第11题图) A.AB段碳粉开始燃烧 B.反应生成的CO2导致CD段压强增大 C.E点时气体的成分是CO2和CO D.燃烧放出的热量减少导致DE段压强下降 “答案与解析”见P39 75