人教版九年級化學(xué)上冊課后培優(yōu)分級練第19課課題1金剛石石墨和C60(原卷版+解析)

第19課課題1金剛石、石墨和C60基礎(chǔ)知識清單基礎(chǔ)知識清單一、碳單質(zhì)金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)正八面體細(xì)鱗片狀足球狀物理性質(zhì)無色透明，硬度最大，不導(dǎo)電深灰色、較軟、滑膩感、熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性好用途作裝飾品、制鉆頭、制玻璃刀鉛筆芯，電極，高溫潤滑劑制備新材料（超導(dǎo)、催化、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域）微粒構(gòu)成由構(gòu)成由構(gòu)成由構(gòu)成相同點(diǎn)①都由組成的單質(zhì)②在氧氣中完全燃燒，都生成二氧化碳物理性質(zhì)不同的原因碳原子不同其他碳單質(zhì)木炭、活性炭：具有的結(jié)構(gòu)，具有吸附能力，可以用來活性炭：吸附性比木炭更強(qiáng)（常用于防毒面具中作吸附劑）炭黑：制造油墨、油漆、顏料等，用作橡膠制品的填料以增強(qiáng)橡膠的耐磨性焦炭：用于【總結(jié)歸納】①物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，物質(zhì)的用途在一定程度上反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)。②一種元素可以組成不同種單質(zhì)。③石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，該變化為變化。④活性炭的吸附性是性質(zhì)。二、碳的化學(xué)性質(zhì)常溫下（木樁埋入地下的一段用火燒焦；檔案用碳素墨水書寫；古字畫可以保存多年）1.性——（用途：）（不完全燃燒）2.性（用途：）（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①②（2）實(shí)驗(yàn)中的問題①反應(yīng)開始的標(biāo)志：。②在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的：。③配制混合物時木炭粉應(yīng)稍過量的目的：。④實(shí)驗(yàn)完畢后先熄滅酒精燈的后果：。（3）該反應(yīng)中：碳得到氧，是劑，具有性，被，發(fā)生反應(yīng)。氧化銅失去氧，是劑，具有性，被，發(fā)生反應(yīng)。（4）碳還能還原其他物質(zhì)，如①碳還原二氧化碳②碳還原氧化鐵答案自查答案自查一、碳單質(zhì)金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)正八面體細(xì)鱗片狀足球狀物理性質(zhì)無色透明，硬度最大，不導(dǎo)電深灰色、較軟、滑膩感、熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性好用途作裝飾品、制鉆頭、制玻璃刀鉛筆芯，電極，高溫潤滑劑制備新材料（超導(dǎo)、催化、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域）微粒構(gòu)成由原子構(gòu)成由原子構(gòu)成由分子構(gòu)成相同點(diǎn)①都由碳元素組成的單質(zhì)②在氧氣中完全燃燒，都生成二氧化碳物理性質(zhì)不同的原因碳原子排列方式不同其他碳單質(zhì)木炭、活性炭：具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有吸附能力，可以用來吸附色素和異味。活性炭：吸附性比木炭更強(qiáng)（常用于防毒面具中作吸附劑）炭黑：制造油墨、油漆、顏料等，用作橡膠制品的填料以增強(qiáng)橡膠的耐磨性焦炭：用于冶煉金屬③化學(xué)④物理二、很穩(wěn)定1.可燃作燃料2.還原冶煉金屬（1）①黑色固體變成紅色固體；②澄清的石灰水變渾濁。（2）集中火焰，提高溫度（3）還原還原氧化氧化氧化氧化還原還原課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1.（2021湖北宜昌）碳單質(zhì)的性質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系錯誤的是（）A．石墨導(dǎo)電性好可作電池電極 B．活性炭吸附性強(qiáng)可作冰箱除味劑C．金剛石硬度大可制作鉛筆芯 D．炭黑常溫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可制墨汁2.（2021遼寧中考）關(guān)于金剛石和石墨的說法正確的是（）A．都有可燃性 B．都是無色固體 C．硬度都很大 D．都能導(dǎo)電3．在“一帶一路”偉大戰(zhàn)略實(shí)施中，代表中國智造的高鐵走在了前列，高鐵動車與電路連接的石墨電刷沒有用到石墨的性質(zhì)是()A．穩(wěn)定性 B．滑膩感 C．還原性 D．導(dǎo)電性4．兩位英國科學(xué)家因在石墨烯材料方面的開創(chuàng)性研究獲得2010年諾貝爾獎。石墨烯是由碳元素組成的單質(zhì)，下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法正確的是（）A．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可用來裁玻璃B．石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，所以是一種金屬C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物質(zhì)D．金剛石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接構(gòu)成的5.石墨烯是一種非常優(yōu)良的納米材料，由碳元素組成，化學(xué)性質(zhì)和石墨相似，還具有超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的性能。關(guān)于石墨烯的認(rèn)識錯誤的是（）A.可作散熱材料 B.是一種新型化合物C.常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 D.可作新型電池的電極6．如圖所示是碳與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說法錯誤的是（）A．網(wǎng)罩的作用：集中火焰并提高溫度B．理論上試管a中減少的質(zhì)量等于試管b增加的質(zhì)量C．a(chǎn)中黑色粉末變紅說明碳具有還原性D．反應(yīng)結(jié)束后立即把a(bǔ)中的物質(zhì)倒出來觀察現(xiàn)象7．氮化硼（BN）是一種新型功能陶瓷，結(jié)構(gòu)與金剛石相似。下列說法錯誤的是（）A．氮化硼由分子構(gòu)成 B．氮化硼的硬度很大C．氮化硼屬于化合物 D．氮化硼可用于切割玻璃8．金剛石?石墨?木炭和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，下列關(guān)于碳的單質(zhì)的敘述正確的是（）A．都是黑色固體B．在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳C．碳原子的排列方式相同D．一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是物理變化9．碳納米管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個納米的空心管，下列說法錯誤()A．碳納米管是一種新型的化合物B．碳納米管常溫下性質(zhì)穩(wěn)定C．碳納米管完全燃燒生成物是CO2D．碳納米管材料管道多，表面積大吸附強(qiáng)10．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)由C60制取的化合物M具有抑制艾滋病毒的作用，下列敘述錯誤的是()A．由C60制取M的過程中發(fā)生了化學(xué)變化B．化合物M中含有碳元素C．C60中的碳原子比石墨中的大D．C60在空氣中燃燒生成二氧化碳的反應(yīng)是化合反應(yīng)11．關(guān)于碳的化學(xué)性質(zhì)不正確的是()A．溫度越高，碳的活動性越強(qiáng)B．高溫時碳能與二氧化碳反應(yīng)C．碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應(yīng)，而不充分燃燒時是吸熱反應(yīng)D．碳在常溫下能長時間保存不變質(zhì)12．在豐富多彩的物質(zhì)世界里，碳及其化合物占有重要地位。（1）金剛石和石墨均是碳元素組成的單質(zhì)，但兩者物理性質(zhì)差異較大，其原因是構(gòu)成它們的碳原子_____不同。（2）活性炭有較強(qiáng)的吸附能力，是因?yàn)榛钚蕴烤哂衉_________的結(jié)構(gòu)。（3）在書寫具有保存價值的圖書檔案時，規(guī)定使用碳素墨水，其原因是____________________。（4）某有機(jī)化合物R在氧氣中充分燃燒的化學(xué)方程式是2R+5O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))4CO2+2H2O，則R的化學(xué)式為_____。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練1．據(jù)報道，科學(xué)家已經(jīng)研制出世界上最薄的材料——碳膜片，其厚度只有一根頭發(fā)的二十萬分之一。如下圖所示，這種碳膜片形狀如蜂巢，是由碳原子構(gòu)成的六邊形單元向外延展而成，下列有關(guān)碳膜片的說法中，正確的是A．碳膜片屬于單質(zhì)B．碳膜片與C60是同一種物質(zhì)C．碳膜片屬于一種新型的金屬材料D．碳膜片屬于一種新型化合物2．浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上最輕的材料——碳海綿?！疤己＞d”具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)）。下列關(guān)于“碳海綿”說法錯誤的是A．具有吸附性，可處理海上石油泄漏B．常溫下化學(xué)性質(zhì)活潑C．“碳海綿”是混合物D．在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO23．（2021廣東廣州）金剛石和石墨是常見的碳單質(zhì)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是A．構(gòu)成金剛石和石墨的原子大小不同B．金剛石和石墨中原子排列方式相同C．1g金剛石和1g石墨所含原子數(shù)相同D．金剛石和石墨在氧氣中都不能燃燒4．碳的單質(zhì)除了金剛石、石墨和C60外，科學(xué)家們還合成了C90、C240、C540等系列物質(zhì)，據(jù)此可作出的推測是（）①同一種元素可以形成多種單質(zhì)；②單質(zhì)可能存在復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)；③單質(zhì)的研究具有廣闊的前景；④同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的互相轉(zhuǎn)化。只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④5．單層石墨稱為石墨烯，這種“只有一個碳原子厚的碳薄片”被公認(rèn)為是目前世界上最薄、最堅硬、傳導(dǎo)電子速度最快的新型材料，下列關(guān)于石墨烯的敘述中正確的是（）A．石墨烯在足量的氧氣中的燃燒產(chǎn)物是CO2B．石墨烯的硬度小于金剛石C．石墨烯有超強(qiáng)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，說明石墨烯的化學(xué)性質(zhì)和金屬相似D．石墨烯中碳元素的化合價為＋46．4月9日—11日，2021第八屆深圳國際石墨烯論壇在深圳大學(xué)城會議中心成功召開兩位“石墨烯之父”諾貝爾獎獲得者應(yīng)邀岀席本屆論壇。石墨烯是由碳元素組成的單質(zhì)，下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法正確的是A．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可用來切割玻璃B．石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，所以是一種金屬C．金剛石和石墨物理性質(zhì)差異大是因?yàn)闃?gòu)成它們的原子不同D．金剛石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接構(gòu)成的7．美國科學(xué)家用某有機(jī)分子和球形籠狀分子C60制成了“納米車”(如圖所示)，每輛“納米車”是由一個有機(jī)分子和4個C60分子構(gòu)成?！凹{米車”可以用來運(yùn)輸單個的有機(jī)分子。下列說法正確的是A．人們用肉眼可以清晰地看到“納米車”的運(yùn)動B．一個C60分子中含有60個碳原子C．C60是一種新型的化合物D．“納米車”人為外力作用下才能運(yùn)動8．閱讀下列短文，回答問題：石墨、石墨烯、碳納米管都是碳單質(zhì)。1mm厚的石墨大約包含300萬層石墨烯。石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性，強(qiáng)度能超出鋼鐵數(shù)十倍，有極好的透光性。石墨烯將成為硅的替代品，用來生產(chǎn)超級計算機(jī)和新能源電池。（1）石墨烯可用于制作新能源電池，利用石墨烯的______性。（2）石墨、石墨烯、碳納米管物理性質(zhì)差異較大，原因是__________________。（3）由碳元素組成的單質(zhì)還有______（寫一種）。（4）下列說法正確的是______（填字母）。A．石墨烯與硅的性質(zhì)完全相同B．石墨烯在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定C．1mm厚的石墨大約包含300萬層石墨烯，說明碳原子很小培優(yōu)第三階——中考沙場點(diǎn)兵1．如圖所示進(jìn)行有關(guān)碳及其氧化物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，有關(guān)該實(shí)驗(yàn)說法正確的是（）A．乙處固體減少的質(zhì)量等于消耗的氧化銅中氧元素質(zhì)量B．丙裝置的作用是收集未反應(yīng)的一氧化碳C．丁處氫氧化鈉溶液改為澄清石灰水，可檢驗(yàn)乙處生成的二氧化碳D．該裝置的不足之處是未進(jìn)行尾氣處理2．多彩的“碳”，多姿的物質(zhì)。（1）1﹣18號元素原子最外層電子數(shù)與原子序數(shù)的關(guān)系如圖。①碳屬于_____（填“金屬”或“非金屬”）元素；請畫出碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖_________。②圖1中與碳元素化學(xué)性質(zhì)相似的元素是_________（填元素名稱）。③從圖1中你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是_________________________（寫一條）。（2）碳有幾種不同的形式，如鉆石、石墨等，它們物理性質(zhì)不同的原因是_____________________，它們完全燃燒的產(chǎn)物_____（填“相同”或“不相同”）。（3）近期化學(xué)家首次制造出純碳環(huán)，將極大推動分子晶體管的發(fā)展?？茖W(xué)家在高真空的室內(nèi)，操作“氧﹣碳”分子（C24O6），逐步除去其多余的含氧部分，最終得到環(huán)碳分子。C24O6C22O4C20O2C18（制備環(huán)碳的步驟）①制備環(huán)碳的各步驟中，每次去除的物質(zhì)X為_____（填化學(xué)式）。②一個環(huán)碳分子是由_____個碳原子構(gòu)成。3．芯片是電腦、手機(jī)等的核心部件，碳基芯片采用石墨烯碳納米管工藝，性能比硅基芯片更好，我國已突破半導(dǎo)體碳納米管關(guān)鍵材料的技術(shù)瓶頸，請回答：（1）石墨烯碳納米管具有良好的________性。（2）如圖是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子結(jié)構(gòu)示意圖，圖中n=_____，硅的相對原子質(zhì)量是______，硅元素位于元素周期表中的第____周期。（3）化學(xué)反應(yīng)中元素化合價升高的物質(zhì)是還原劑，元素化合價降低的物質(zhì)是氧化劑。在制硅反應(yīng)中還原劑是______，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是______。4．碳在地殼中的含量不高，但它的化合物數(shù)量眾多，而且分布極廣。根據(jù)所學(xué)知識回答：(1)圖①為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子最外層電子數(shù)為_______________，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)_______________，(填“活潑”或“不活潑”)。(2)金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種單質(zhì)，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)相差很大，原因是_____________________。(3)寫出石墨充分燃燒的化學(xué)方程式___________________________。5．近五年來,我國在科技、文化、環(huán)境等方面創(chuàng)新發(fā)展。I.大國重器——航天、航空取得重大突破2018年4月2日,天宮一號目標(biāo)飛行器圓滿完成各項任務(wù)返回大氣層。這標(biāo)志著我國航天、航空事業(yè)進(jìn)入了新時代。(1)硅是天宮一號動力源太陽能電池的主要構(gòu)成材料。單質(zhì)硅是由石英(SiO2)固體與碳在高溫條件下反應(yīng)制得的,同時生成一種可燃性氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。(2)硅是計算機(jī)芯片的基體材料,但其導(dǎo)熱性不好,而金剛石在導(dǎo)熱性方面遠(yuǎn)超過硅,于是它成了芯片基體材料的最佳選擇。①從原子結(jié)構(gòu)上分析,金剛石(C)和硅有相似化學(xué)性質(zhì)的原因是_____________________。②因天然金剛石資源稀少,難以滿足要求。人們就根據(jù)金剛石的組成和結(jié)構(gòu)設(shè)法制造金剛石。現(xiàn)有兩種制造金剛石的方法,一是以石墨為原料在高溫高壓和催化劑的條件下合成；二是在較低溫度和壓力下用甲烷(CH4)等為原料制造金剛石薄膜。下列說法不正確的是_________(寫字母序號)。A一種元素可以組成多種性質(zhì)不同的單質(zhì)B石墨合成金剛石發(fā)生的是物理變化C石墨與金剛石物理性質(zhì)不同是因?yàn)樵拥慕Y(jié)構(gòu)不同D物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途,但不是唯一的決定因素③不僅硅與碳具有相似化學(xué)性質(zhì),其氧化物二氧化硅和二氧化碳也有相似化學(xué)性質(zhì)。試寫出二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。6.（2021北京中考）閱讀下面科普短文。碳元素是人類接觸和利用最早的元素之一。由碳元素組成的單質(zhì)可分為無定形碳、過液態(tài)碳和晶形碳三大類，如圖1。石墨是制鉛筆芯的原料之一，在16世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)后，曾被誤認(rèn)為是含鉛的物質(zhì)。直到18世紀(jì)，化學(xué)家將石墨與KNO3共熔后產(chǎn)生CO2，才確定了它是含碳的物質(zhì)。碳纖維既有碳材料的固有本質(zhì)特性，又有紡織纖維的柔軟可加工性，綜合性能優(yōu)異。目前，我國已形成碳纖維生產(chǎn)、碳纖維復(fù)合材料成型，應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)鏈，碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)城分布如圖2?？茖W(xué)界不斷研發(fā)出新型碳材料，碳?xì)饽z就是其中一種。碳?xì)饽z具有優(yōu)良的吸附性能，在環(huán)境凈化中發(fā)揮重要作用。我國科研人員在不同溫度下制備了三種碳?xì)饽z樣品，比較其對CO2的選擇性吸附性能。他們在不同壓強(qiáng)下測定了上述樣品對混合氣體中CO2吸附的選擇性值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。圖中選擇性值越高，表明碳?xì)饽z對CO2的選擇性吸附性能越好。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，碳材料的潛能不斷被激發(fā)，應(yīng)用領(lǐng)城越來越廣泛。依據(jù)文章內(nèi)容回答下列問題：（1）金剛石屬于______（填序號）。A．無定形碳B．過渡態(tài)碳C．晶形碳（2）石墨與KNO3共熔，能發(fā)生如下反應(yīng)，配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________。（3）由圖2可知，我國碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用占比最高的領(lǐng)域是______。（4）判斷下列說法是否正確（填“對”或“錯”）。①石墨是一種含鉛的物質(zhì)______。②碳材料其有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景______。（5）對比圖3中三條曲線，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______。7．（2021江蘇南通中考）碳及其化合物的綜合利用使世界變得更加絢麗多彩。Ⅰ.碳的多樣性（1）金剛石和C60的化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)卻存在著很大差異。原因是__________。（2）從石墨中分離出的單層石墨片（石墨烯）是目前人工制得的最薄材料，單層石墨片屬于_________（填“單質(zhì)”或“化合物”）。Ⅱ.“碳中和”的實(shí)現(xiàn)“碳中和”是指一定時間內(nèi)CO2的排放量與吸收量基本相當(dāng)。CO2的捕集、利用是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。我國力爭在2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”，體現(xiàn)了中國對解決氣候問題的大國擔(dān)當(dāng)。（3）CO2的過度排放會造成_________的加劇。結(jié)合生活實(shí)際，列舉可為實(shí)現(xiàn)“碳中和”做出直接貢獻(xiàn)的一種措施：___________。（4）工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2經(jīng)吸收劑處理可實(shí)現(xiàn)CO2的捕集。①NaOH吸收。NaOH溶液吸收CO2生成NaHCO3的化學(xué)方程式為_______________。②CaO吸收。CaC2O4在高溫下分解制得疏松多孔的CaO，同時產(chǎn)生CO、CO2。該反應(yīng)所得CO、CO2的分子個數(shù)之比為________。（5）CO2與H2在一定條件下轉(zhuǎn)化為CH4（反應(yīng)過程如圖所示，虛線處部分中間產(chǎn)物略去），可實(shí)現(xiàn)CO2的再利用。①該反應(yīng)中，除CH4外另一種生成物為__________（填化學(xué)式），MgO的作用是_________。②天然氣（主要成分為CH4）已成為居民的生活用氣，是因?yàn)镃H4在空氣中燃燒時______（填“吸收”或“放出”）熱量。第19課課題1金剛石、石墨和C60基礎(chǔ)知識清單基礎(chǔ)知識清單一、碳單質(zhì)金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)正八面體細(xì)鱗片狀足球狀物理性質(zhì)無色透明，硬度最大，不導(dǎo)電深灰色、較軟、滑膩感、熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性好用途作裝飾品、制鉆頭、制玻璃刀鉛筆芯，電極，高溫潤滑劑制備新材料（超導(dǎo)、催化、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域）微粒構(gòu)成由原子構(gòu)成由原子構(gòu)成由分子構(gòu)成相同點(diǎn)①都由碳元素組成的單質(zhì)②在氧氣中完全燃燒，都生成二氧化碳物理性質(zhì)不同的原因碳原子排列方式不同其他碳單質(zhì)木炭、活性炭：具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有吸附能力，可以用來吸附色素和異味?；钚蕴浚何叫员饶咎扛鼜?qiáng)（常用于防毒面具中作吸附劑）炭黑：制造油墨、油漆、顏料等，用作橡膠制品的填料以增強(qiáng)橡膠的耐磨性焦炭：用于冶煉金屬【總結(jié)歸納】①物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，物質(zhì)的用途在一定程度上反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)。②一種元素可以組成不同種單質(zhì)。③石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，該變化為化學(xué)變化。④活性炭的吸附性是物理性質(zhì)。二、碳的化學(xué)性質(zhì)常溫下很穩(wěn)定（木樁埋入地下的一段用火燒焦；檔案用碳素墨水書寫；古字畫可以保存多年）1.可燃性——（用途：作燃料）（不完全燃燒）2.還原性（用途：冶煉金屬）（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①黑色固體變成紅色固體；②澄清的石灰水變渾濁。（2）實(shí)驗(yàn)中的問題①反應(yīng)開始的標(biāo)志：澄清的石灰水變渾濁。②在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的：使火焰集中并提高溫度。③配制混合物時木炭粉應(yīng)稍過量的目的：使氧化銅反應(yīng)更充分。④實(shí)驗(yàn)完畢后先熄滅酒精燈的后果：石灰水倒吸入熱的試管中使試管炸裂。（3）該反應(yīng)中：碳得到氧，是還原劑，具有還原性，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。氧化銅失去氧，是氧化劑，具有氧化性，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。（4）碳還能還原其他物質(zhì)，如①碳還原二氧化碳②碳還原氧化鐵答案自查答案自查一、碳單質(zhì)金剛石石墨C60結(jié)構(gòu)正八面體細(xì)鱗片狀足球狀物理性質(zhì)無色透明，硬度最大，不導(dǎo)電深灰色、較軟、滑膩感、熔點(diǎn)高，導(dǎo)電性好用途作裝飾品、制鉆頭、制玻璃刀鉛筆芯，電極，高溫潤滑劑制備新材料（超導(dǎo)、催化、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域）微粒構(gòu)成由原子構(gòu)成由原子構(gòu)成由分子構(gòu)成相同點(diǎn)①都由碳元素組成的單質(zhì)②在氧氣中完全燃燒，都生成二氧化碳物理性質(zhì)不同的原因碳原子排列方式不同其他碳單質(zhì)木炭、活性炭：具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有吸附能力，可以用來吸附色素和異味。活性炭：吸附性比木炭更強(qiáng)（常用于防毒面具中作吸附劑）炭黑：制造油墨、油漆、顏料等，用作橡膠制品的填料以增強(qiáng)橡膠的耐磨性焦炭：用于冶煉金屬③化學(xué)④物理二、很穩(wěn)定1.可燃作燃料2.還原冶煉金屬（1）①黑色固體變成紅色固體；②澄清的石灰水變渾濁。（2）集中火焰，提高溫度（3）還原還原氧化氧化氧化氧化還原還原課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1.（2021湖北宜昌）碳單質(zhì)的性質(zhì)與用途對應(yīng)關(guān)系錯誤的是（）A．石墨導(dǎo)電性好可作電池電極 B．活性炭吸附性強(qiáng)可作冰箱除味劑C．金剛石硬度大可制作鉛筆芯 D．炭黑常溫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定可制墨汁【答案】C【解析】A、石墨導(dǎo)電性好可作電池電極，故選項正確；B、活性炭吸附性強(qiáng)可作冰箱除味劑是利用了活性炭的吸附性，故選項正確；C、石墨在刻劃時容易留下痕跡，可以制作鉛筆芯，故選項錯誤；D、常溫下，碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可制墨汁，故選項正確。故選C。2.（2021遼寧中考）關(guān)于金剛石和石墨的說法正確的是（）A．都有可燃性 B．都是無色固體 C．硬度都很大 D．都能導(dǎo)電【答案】A【解析】A、金剛石和石墨是碳的單質(zhì)，都具有可燃性，A項正確；B、石墨是黑色固體，B項錯誤；C、金剛石是自然界最硬的物質(zhì)，但石墨很軟，C項錯誤；D、金剛石不能導(dǎo)電，石墨能導(dǎo)電，D項錯誤。故選A。3．在“一帶一路”偉大戰(zhàn)略實(shí)施中，代表中國智造的高鐵走在了前列，高鐵動車與電路連接的石墨電刷沒有用到石墨的性質(zhì)是()A．穩(wěn)定性 B．滑膩感 C．還原性 D．導(dǎo)電性【答案】C【解析】石墨電刷利用了石墨的導(dǎo)電性，電刷在運(yùn)動的過程中為了減少摩擦，利用到滑膩感，同時互相摩擦產(chǎn)生大量的熱量，要求石墨的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，故選C。4．兩位英國科學(xué)家因在石墨烯材料方面的開創(chuàng)性研究獲得2010年諾貝爾獎。石墨烯是由碳元素組成的單質(zhì)，下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法正確的是（）A．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可用來裁玻璃B．石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，所以是一種金屬C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物質(zhì)D．金剛石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接構(gòu)成的【答案】A【解析】A、金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可以做鉆頭，切割玻璃大理石等，正確，符合題意；B、石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，但不是金屬，選項錯誤，不符合題意；C、活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物質(zhì)，選項錯誤，不符合題意；D、金剛石、石墨是由碳原子直接構(gòu)成的，但足球烯（C60）是由C60分子構(gòu)成的，選項錯誤，不符合題意。故選A。5.石墨烯是一種非常優(yōu)良的納米材料，由碳元素組成，化學(xué)性質(zhì)和石墨相似，還具有超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱的性能。關(guān)于石墨烯的認(rèn)識錯誤的是（）A.可作散熱材料 B.是一種新型化合物C.常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 D.可作新型電池的電極【答案】B【解析】A、石墨烯具有超強(qiáng)導(dǎo)熱的性能，則可作散熱材料，故A正確；B、石墨烯化學(xué)性質(zhì)和石墨相似，屬于單質(zhì)，故B不正確；C、常溫下石墨烯不和其他物質(zhì)反應(yīng)，則化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，故C正確；D、石墨烯超強(qiáng)導(dǎo)電性能，則可作新型電池的電極，故D正確。故選B。6．如圖所示是碳與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說法錯誤的是（）A．網(wǎng)罩的作用：集中火焰并提高溫度B．理論上試管a中減少的質(zhì)量等于試管b增加的質(zhì)量C．a(chǎn)中黑色粉末變紅說明碳具有還原性D．反應(yīng)結(jié)束后立即把a(bǔ)中的物質(zhì)倒出來觀察現(xiàn)象【答案】D【解析】A、網(wǎng)罩可以使火焰集中，提高溫度，正確。B、理論上a中減少的質(zhì)量為反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，b中增加的質(zhì)量為吸收二氧化碳的質(zhì)量，理論上試管a中減少的質(zhì)量等于試管b增加的質(zhì)量，正確。C、a中黑色粉末變紅，說明碳能奪走氧化銅中的氧，說明碳具有還原性，正確。D、反應(yīng)結(jié)束后立即把a(bǔ)中的物質(zhì)銅倒出來，銅可能在較高溫度下與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化銅，所以不能反應(yīng)結(jié)束后立即把a(bǔ)中的物質(zhì)倒出來觀察現(xiàn)象，錯誤。故選D。7．氮化硼（BN）是一種新型功能陶瓷，結(jié)構(gòu)與金剛石相似。下列說法錯誤的是（）A．氮化硼由分子構(gòu)成 B．氮化硼的硬度很大C．氮化硼屬于化合物 D．氮化硼可用于切割玻璃【答案】A【解析】A、由圖示可知氮化硼由氮原子和硼原子構(gòu)成，錯誤；B、氮化硼（BN）是一種新型功能陶瓷，結(jié)構(gòu)與金剛石相似，氮化硼的硬度很大，正確；C、氮化硼是由兩種元素組成的純凈物，屬于化合物，正確；D、氮化硼硬度大，可用于切割玻璃，正確；故選A。8．金剛石?石墨?木炭和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，下列關(guān)于碳的單質(zhì)的敘述正確的是（）A．都是黑色固體B．在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳C．碳原子的排列方式相同D．一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是物理變化【答案】B【解析】A、金剛石是無色固體，該選項說法不正確；B、金剛石、石墨、木炭和C60都是由碳元素組成的，在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳，該選項說法正確；C、四種碳的單質(zhì)物理性質(zhì)不同，碳原子的排列方式不同，該選項說法不正確；D、石墨和金剛石是不同的碳單質(zhì)，一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是化學(xué)變化，該選項說法不正確。故選B。9．碳納米管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個納米的空心管，下列說法錯誤()A．碳納米管是一種新型的化合物B．碳納米管常溫下性質(zhì)穩(wěn)定C．碳納米管完全燃燒生成物是CO2D．碳納米管材料管道多，表面積大吸附強(qiáng)【答案】A【解析】A、碳納米管是由碳元素組成的碳的單質(zhì),不是化合物，故說法錯誤；B、碳單質(zhì)在常溫型化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此納米碳管在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，故說法正確；C、碳納米管由碳元素組成，碳完全燃燒生成二氧化碳，說法正確；D、納米碳管材料管道多，表面積大，吸附能力強(qiáng)，故說法正確；故選A。10．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)由C60制取的化合物M具有抑制艾滋病毒的作用，下列敘述錯誤的是()A．由C60制取M的過程中發(fā)生了化學(xué)變化B．化合物M中含有碳元素C．C60中的碳原子比石墨中的大D．C60在空氣中燃燒生成二氧化碳的反應(yīng)是化合反應(yīng)【答案】C【解析】A、由C60制取化合物M的過程有新物質(zhì)M生成，發(fā)生了化學(xué)變化，敘述正確；B、由質(zhì)量守恒定律可知，用C60制取化合物M中一定含有碳元素，敘述正確；C、C60中的碳原子和石墨中的的碳原子屬于同種原子，體積與質(zhì)量一樣大，敘述錯誤；D、C60在空氣中燃燒生成二氧化碳的反應(yīng)中，反應(yīng)物是兩種，生成物是一種，屬于化合反應(yīng)，敘述正確。故選C。11．關(guān)于碳的化學(xué)性質(zhì)不正確的是()A．溫度越高，碳的活動性越強(qiáng)B．高溫時碳能與二氧化碳反應(yīng)C．碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應(yīng)，而不充分燃燒時是吸熱反應(yīng)D．碳在常溫下能長時間保存不變質(zhì)【答案】C【解析】A、常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，但溫度越高，碳的活動性越強(qiáng)，故選項說法正確。B、碳具有還原性，高溫時碳能與二氧化碳反應(yīng)，故選項說法正確。C、碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應(yīng)，不充分燃燒時也是放熱反應(yīng)，故選項說法錯誤。D、常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，碳在常溫下能長時間保存不變質(zhì)，故選項說法正確。故選C。12．在豐富多彩的物質(zhì)世界里，碳及其化合物占有重要地位。（1）金剛石和石墨均是碳元素組成的單質(zhì)，但兩者物理性質(zhì)差異較大，其原因是構(gòu)成它們的碳原子_____不同。（2）活性炭有較強(qiáng)的吸附能力，是因?yàn)榛钚蕴烤哂衉____的結(jié)構(gòu)。（3）在書寫具有保存價值的圖書檔案時，規(guī)定使用碳素墨水，其原因是_____。（4）某有機(jī)化合物R在氧氣中充分燃燒的化學(xué)方程式是2R+5O24CO2+2H2O，則R的化學(xué)式為_____?！敬鸢浮浚?）排列方式；（2）疏松多孔；（3）碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑；（4）C2H2【解析】（1）金剛石和石墨物理性質(zhì)差異較大，是因?yàn)闃?gòu)成它們的碳原子排列方式不同。故填：排列方式；活性炭有較強(qiáng)的吸附能力，是因?yàn)榛钚蕴烤哂惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)。故填：疏松多孔；（3）在書寫具有保存價值的圖書檔案時，應(yīng)使用碳素墨水筆，是因?yàn)樘妓啬泻刑亢?，炭黑的主要成分是碳，碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。故填：碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑；（4）由質(zhì)量守恒定律：反應(yīng)前后，原子種類、數(shù)目均不變，則2R分子中含有4個碳原子和4個氫原子，則每個R分子由2個碳原子和2個氫原子構(gòu)成，則物質(zhì)X的化學(xué)式為C2H2。故填：C2H2。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練1．據(jù)報道，科學(xué)家已經(jīng)研制出世界上最薄的材料——碳膜片，其厚度只有一根頭發(fā)的二十萬分之一。如下圖所示，這種碳膜片形狀如蜂巢，是由碳原子構(gòu)成的六邊形單元向外延展而成，下列有關(guān)碳膜片的說法中，正確的是A．碳膜片屬于單質(zhì)B．碳膜片與C60是同一種物質(zhì)C．碳膜片屬于一種新型的金屬材料D．碳膜片屬于一種新型化合物【答案】A【解析】碳膜片是由碳元素組成的純凈物，應(yīng)該屬于單質(zhì)，故A正確，D錯誤；碳元素屬于非金屬元素，故C錯誤；碳膜片與C60不是同一種物質(zhì)。2．浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上最輕的材料——碳海綿?！疤己＞d”具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)）。下列關(guān)于“碳海綿”說法錯誤的是A．具有吸附性，可處理海上石油泄漏B．常溫下化學(xué)性質(zhì)活潑C．“碳海綿”是混合物D．在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO2【答案】B【解析】A、“碳海綿”具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，具有吸附性，可處理海上石油泄漏，故選項說法正確；B、“碳海綿”的主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)），常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，故選項說法錯誤；C、“碳海綿”的主要成分是石墨烯和碳納米管（兩者都是碳單質(zhì)），屬于混合物，故選項說法正確；D、碳單質(zhì)具有可燃性，“碳海綿”在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是CO2，故選項說法正確。故選：B。3．（2021廣東廣州）金剛石和石墨是常見的碳單質(zhì)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是A．構(gòu)成金剛石和石墨的原子大小不同B．金剛石和石墨中原子排列方式相同C．1g金剛石和1g石墨所含原子數(shù)相同D．金剛石和石墨在氧氣中都不能燃燒【答案】C【解析】A、構(gòu)成金剛石、石墨的原子大小相同，故說法錯誤；B、金剛石、石墨的物理性質(zhì)有較大差異的原因是碳原子排列結(jié)構(gòu)不同，故說法錯誤；C、金剛石、石墨是由同種碳原子構(gòu)成的，所以1g金剛石和1g石墨所含原子數(shù)相同，故說法正確；D、金剛石、石墨是由碳元素組成的，都能在氧氣中燃燒生成二氧化碳，故說法錯誤。故選C。4．碳的單質(zhì)除了金剛石、石墨和C60外，科學(xué)家們還合成了C90、C240、C540等系列物質(zhì)，據(jù)此可作出的推測是（）①同一種元素可以形成多種單質(zhì)；②單質(zhì)可能存在復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)；③單質(zhì)的研究具有廣闊的前景；④同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的互相轉(zhuǎn)化。只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④【答案】D【解析】①通過題干可知，碳元素能形成多種單質(zhì)，所以同一種元素可以形成多種單質(zhì)。正確。②C60等單質(zhì)有比較復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，所以單質(zhì)可能存在復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)。正確。③不同的單質(zhì)有不同的性質(zhì)，可以有不同的用途，所以單質(zhì)的研究具有廣闊的前景。正確。④因?yàn)榻M成元素相同，所以同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的互相轉(zhuǎn)化。如將石墨可以轉(zhuǎn)化為金剛石。正確。故選D。5．單層石墨稱為石墨烯，這種“只有一個碳原子厚的碳薄片”被公認(rèn)為是目前世界上最薄、最堅硬、傳導(dǎo)電子速度最快的新型材料，下列關(guān)于石墨烯的敘述中正確的是（）A．石墨烯在足量的氧氣中的燃燒產(chǎn)物是CO2B．石墨烯的硬度小于金剛石C．石墨烯有超強(qiáng)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，說明石墨烯的化學(xué)性質(zhì)和金屬相似D．石墨烯中碳元素的化合價為＋4【答案】A【解析】A、石墨烯是由碳元素組成的，完全燃燒后的產(chǎn)物是CO2，故說法正確；B、由題意可知，“只有一個碳原子厚的碳薄片”被公認(rèn)為是目前世界上最薄、最堅硬的材料。所以，石墨烯的硬度大于金剛石，故錯誤；C、石墨烯有超強(qiáng)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，說明石墨烯的物理性質(zhì)和金屬相似，故錯誤；D、石墨烯屬于單質(zhì)，碳元素的化合價為0，故錯誤。故選A。6．4月9日—11日，2021第八屆深圳國際石墨烯論壇在深圳大學(xué)城會議中心成功召開兩位“石墨烯之父”諾貝爾獎獲得者應(yīng)邀岀席本屆論壇。石墨烯是由碳元素組成的單質(zhì)，下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法正確的是A．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可用來切割玻璃B．石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，所以是一種金屬C．金剛石和石墨物理性質(zhì)差異大是因?yàn)闃?gòu)成它們的原子不同D．金剛石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接構(gòu)成的【答案】A【解析】A、金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可以做鉆頭，切割玻璃大理石等，故選項正確；B、石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，但不是金屬，故選項錯誤；C、金剛石和石墨的物理性質(zhì)有很大差異，是因它們的原子排列不同，不是原子不同，故選項錯誤；D、金剛石、石墨是由碳原子直接構(gòu)成的，但足球烯（C60）是由碳分子構(gòu)成的，故選項錯誤。故選A。7．美國科學(xué)家用某有機(jī)分子和球形籠狀分子C60制成了“納米車”(如圖所示)，每輛“納米車”是由一個有機(jī)分子和4個C60分子構(gòu)成?！凹{米車”可以用來運(yùn)輸單個的有機(jī)分子。下列說法正確的是A．人們用肉眼可以清晰地看到“納米車”的運(yùn)動B．一個C60分子中含有60個碳原子C．C60是一種新型的化合物D．“納米車”人為外力作用下才能運(yùn)動【答案】B【解析】A、分子原子體積很小，科學(xué)家用某有機(jī)分子和球形籠狀分子C60制成了“納米車”，用肉眼不可以清晰地看到，錯誤；B、分子是由原子構(gòu)成的；一個C60分子中含有60個碳原子，正確；C、C60中只有一種元素，是一種單質(zhì)，錯誤；D、分子原子是不斷運(yùn)動的，“納米車”不需要人為外力作用下就能運(yùn)動，錯誤。故選B。8．閱讀下列短文，回答問題：石墨、石墨烯、碳納米管都是碳單質(zhì)。1mm厚的石墨大約包含300萬層石墨烯。石墨烯具有非同尋常的導(dǎo)電性，強(qiáng)度能超出鋼鐵數(shù)十倍，有極好的透光性。石墨烯將成為硅的替代品，用來生產(chǎn)超級計算機(jī)和新能源電池。（1）石墨烯可用于制作新能源電池，利用石墨烯的______性。（2）石墨、石墨烯、碳納米管物理性質(zhì)差異較大，原因是__________________。（3）由碳元素組成的單質(zhì)還有______（寫一種）。（4）下列說法正確的是______（填字母）。A．石墨烯與硅的性質(zhì)完全相同B．石墨烯在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定C．1mm厚的石墨大約包含300萬層石墨烯，說明碳原子很小【答案】導(dǎo)電碳原子的排列方式不同金剛石或C60（寫一種即可）BC【解析】（1）石墨烯可用于制作新能源電池，利用石墨烯的導(dǎo)電性；（2）石墨、石墨烯、碳納米管物理性質(zhì)差異較大，原因是碳原子的排列方式不同；（3）由碳元素組成的單質(zhì)有金剛石、C60等；（4）A、石墨烯由碳原子構(gòu)成，硅由硅原子構(gòu)成，原子構(gòu)成不同，性質(zhì)不會完全相同，不符合題意；B、石墨烯屬于碳單質(zhì)，常溫下，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，符合題意；C、1mm厚的石墨大約包含300萬層石墨烯，說明碳原子很小，符合題意。故選BC。培優(yōu)第三階——中考沙場點(diǎn)兵1．如圖所示進(jìn)行有關(guān)碳及其氧化物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，有關(guān)該實(shí)驗(yàn)說法正確的是（）A．乙處固體減少的質(zhì)量等于消耗的氧化銅中氧元素質(zhì)量B．丙裝置的作用是收集未反應(yīng)的一氧化碳C．丁處氫氧化鈉溶液改為澄清石灰水，可檢驗(yàn)乙處生成的二氧化碳D．該裝置的不足之處是未進(jìn)行尾氣處理【答案】A【解析】A、乙處：，由化學(xué)方程式可知，乙處固體減少的質(zhì)量等于消耗的氧化銅中氧元素質(zhì)量，符合題意；B、丙裝置的作用是防止倒吸，因?yàn)榉磻?yīng)生成的二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，使裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小，容易發(fā)生倒吸，不是收集一氧化碳，不符合題意；C、該實(shí)驗(yàn)中通入了二氧化碳，有可能是甲處未反應(yīng)的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，不能用于檢驗(yàn)乙處生成的二氧化碳，不符合題意；D、丁裝置可以起到收集未反應(yīng)的一氧化碳的作用，不符合題意。故選A。2．多彩的“碳”，多姿的物質(zhì)。（1）1﹣18號元素原子最外層電子數(shù)與原子序數(shù)的關(guān)系如圖。①碳屬于_____（填“金屬”或“非金屬”）元素；請畫出碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖_____。②圖1中與碳元素化學(xué)性質(zhì)相似的元素是_____（填元素名稱）。③從圖1中你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是_____（寫一條）。（2）碳有幾種不同的形式，如鉆石、石墨等，它們物理性質(zhì)不同的原因是_____，它們完全燃燒的產(chǎn)物_____（填“相同”或“不相同”）。（3）近期化學(xué)家首次制造出純碳環(huán)，將極大推動分子晶體管的發(fā)展。科學(xué)家在高真空的室內(nèi)，操作“氧﹣碳”分子（C24O6），逐步除去其多余的含氧部分，最終得到環(huán)碳分子。C24O6C22O4C20O2C18（制備環(huán)碳的步驟）①制備環(huán)碳的各步驟中，每次去除的物質(zhì)X為_____（填化學(xué)式）。②一個環(huán)碳分子是由_____個碳原子構(gòu)成?！敬鸢浮糠墙饘俟柰恢芷谠卦拥淖钔鈱与娮訑?shù)從1遞增到8碳原子排列方式不同相同CO18【解析】（1）①碳屬于非金屬元素，碳原子核內(nèi)有6個質(zhì)子，核外有兩個電子層，第一層2個電子，第二層4個電子，碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖為；②最外層電子數(shù)相等的元素化學(xué)性質(zhì)相似，故與碳元素化學(xué)性質(zhì)相似的元素是硅；③從圖中發(fā)現(xiàn)的一條規(guī)律是：同一周期元素原子的最外層電子數(shù)從1遞增到8；（2）金剛石和石墨的物理性質(zhì)不同是由于碳原子排列方式不同；金剛石和石墨的化學(xué)式都可以用C表示，都是由碳元素組成，化學(xué)性質(zhì)相同，在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物都是二氧化碳；（3）①根據(jù)C24O6C22O4C20O2C18（制備環(huán)碳的步驟）可知2X含有2個碳原子和2個氧原子，故X含有一個碳和一個氧，故X為CO；②由題意可知，一個環(huán)碳分子是由18個碳原子構(gòu)成。3．芯片是電腦、手機(jī)等的核心部件，碳基芯片采用石墨烯碳納米管工藝，性能比硅基芯片更好，我國已突破半導(dǎo)體碳納米管關(guān)鍵材料的技術(shù)瓶頸，請回答：（1）石墨烯碳納米管具有良好的________性。（2）如圖是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子結(jié)構(gòu)示意圖，圖中n=_____，硅的相對原子質(zhì)量是______，硅元素位于元素周期表中的第____周期。（3）化學(xué)反應(yīng)中元素化合價升高的物質(zhì)是還原劑，元素化合價降低的物質(zhì)是氧化劑。在制硅反應(yīng)中還原劑是______，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是______?！敬鸢浮繉?dǎo)電428.09三C【解析】（1）根據(jù)題意可知，石墨烯碳納米管具有良好的導(dǎo)電性。（2）如圖是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子結(jié)構(gòu)示意圖，原子中質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，圖中n=14-8-2=4，硅的相對原子質(zhì)量是28.09，硅元素核外有三個電子層，位于元素周期表中的第三周期。（3）化學(xué)反應(yīng)中元素化合價升高的物質(zhì)是還原劑，元素化合價降低的物質(zhì)是氧化劑，在制硅反應(yīng)中，碳的化合價由0價升高為+2價，故還原劑是C，中硅元素化合價由+4價降為0價，故發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是。4．碳在地殼中的含量不高，但它的化合物數(shù)量眾多，而且分布極廣。根據(jù)所學(xué)知識回答：(1)圖①為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子最外層電子數(shù)為_______________，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)_______________，(填“活潑”或“不活潑”)。(2)金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種單質(zhì)，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)相差很大，原因是_____________________。(3)寫出石墨充分燃燒的化學(xué)方程式___________________________?！敬鸢浮?不活潑碳原子的排列方式不同C+O2CO2【解析】(1)①為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，離圓圈最遠(yuǎn)的弧線表示最外層，則其碳原子最外層電子數(shù)為4；既不容易得到電子，也不容易失去電子，則常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。(2)金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種單質(zhì)，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)相差很大，原因是碳原子的排列方式不同。(3)石墨充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的化學(xué)方程式為。5．近五年來,我國在科技、文化、環(huán)境等方面創(chuàng)新發(fā)展。I.大國重器——航天、航空取得重大突破2018年4月2日,天宮一號目標(biāo)飛行器圓滿完成各項任務(wù)返回大氣層。這標(biāo)志著我國航天、航空事業(yè)進(jìn)入了新時代。(1)硅是天宮一號動力源太陽能電池的主要構(gòu)成材料。單質(zhì)硅是由石英(SiO2)固體與碳在高溫條件下反應(yīng)制得的,同時生成一種可燃性氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。(2)硅是計算機(jī)芯片的基體材料,但其導(dǎo)熱性不好,而金剛石在導(dǎo)熱性方面遠(yuǎn)超過硅,于是它成了芯片基體材料的最佳選擇。①從原子結(jié)構(gòu)上分析,金剛石(C)和硅有相似化學(xué)性質(zhì)的原因是_____________________。②因天然金剛石資源稀少,難以滿足要求。人們就根據(jù)金剛石的組成和結(jié)構(gòu)設(shè)法制造金剛石?，F(xiàn)有兩種制造金剛石的方法,一是以石墨為原料在高溫高壓和催化劑的條件下合成；二是在較低溫度和壓力下用甲烷(CH4)等為原料制造金剛石薄膜。下列說法不正確的是_________(寫字母序號)。A一種元素可以組成多種性質(zhì)不同的單質(zhì)B石墨合成金剛石發(fā)生的是物理變化C石墨與金剛石物理性質(zhì)不同是因?yàn)樵拥慕Y(jié)構(gòu)不同D物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途,但不是唯一的決定因素③不僅硅與碳具有相似化學(xué)性質(zhì),其氧化物二氧化硅和二氧化碳也有相似化學(xué)性質(zhì)。試寫出二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式____?！敬鸢浮縎iO2+2CSi+2CO↑最外層電子數(shù)相同BCCa(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O【解析】（1）單質(zhì)硅是由石英（SiO2）固體與碳在高溫條件下反應(yīng)制得的，同時生成一種可燃性氣體一氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑；（2）①從原子結(jié)構(gòu)上分析，金剛石（C）和硅有相似化學(xué)性質(zhì)的原因是最外層電子數(shù)相同。②A．一種元素可以組成多種性質(zhì)不同的單質(zhì)，例如氧元素可以組成氧氣和臭氧，碳元素可以組成金剛石和石墨等，該選項說法正確；B．石墨合成金剛石發(fā)生的是化學(xué)變化，該選項說法不正確；C．石墨與金剛石物理性質(zhì)不同是因?yàn)樘荚拥呐帕蟹绞讲煌?，該選項說法不正確；

D．物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但不是唯一的決定因素，還應(yīng)考慮價格、資源、對環(huán)境的影響等，該選項說法正確。故填：BC。③二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。6.（2021北京中考）閱讀下面科普短文。碳元素是人類接觸和利用最早的元素之一。由碳元素組成的單質(zhì)可分為無定形碳、過液態(tài)碳和晶形碳三大類，如圖1。石墨是制鉛筆芯的原料之一，在16世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)后，曾被誤認(rèn)為是含鉛的物質(zhì)。直到18世紀(jì)，化學(xué)家將石墨與KNO3共熔后產(chǎn)生CO2，才確定了它是含碳的物質(zhì)。碳纖維既有碳材料的固有本質(zhì)特性，又有紡織纖維的柔軟可加