化學人教版九上同步提優(yōu)講練：6.1 金剛石、石墨、C60

第六單元碳和碳的氧化物課題1金剛石、石墨、C60【教材知識講解】★知識點1：幾種常見的碳單質金剛石、石墨的物理性質和用途化學式顏色形狀硬度導電性導熱性潤滑性熔點用途金剛石C無色透明正八面體最硬無無無高劃玻璃、切割金屬、鉆探機鉆頭、制裝飾品等石墨深灰色、有金屬光澤、不透明細鱗片狀最軟之一優(yōu)良良好良好碳六十分子C60無形似足球無無無無高金剛石是天然存在的最硬的物質、石墨是最軟的物質之一。*C60中的60是指：一個C60分子中含有60個碳原子。*同種元素組成的物質不一定是單質，可能是混合物。（如O2和O3混合；紅磷和白磷混合等）*同種元素組成的純凈物才是單質。石墨在高溫高壓和催化劑的條件下可以轉化為金剛石，二者是碳元素組成的不同單質，該轉化是化學變化。無定形碳：由石墨的微小晶體和少量雜質構成，沒有固定形狀。

常見的無定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。顏色、狀態(tài)制法用途木炭灰黑色的多孔性固體木材隔絕空氣加強熱燃料、黑火藥、制活性炭、冶煉金屬活性炭灰黑色多孔顆粒狀固體木炭在高溫下用水蒸氣處理凈化多種氣體和液體、作防毒面具焦炭淺灰色多孔性固體煙煤隔絕空氣加強熱冶煉金屬炭黑極細的黑色粉末含碳物質不完全燃燒墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作橡膠制品的填料★知識點2：碳的化學性質單質碳的物理性質各異，而各種單質碳的化學性質卻完全相同（1）在常溫下，碳的化學性質不活潑。（2）碳具有可燃性：C+O2CO2（充分燃燒） 2C+O22CO（不充分燃燒）

碳在氧氣中燃燒的現(xiàn)象：燃燒劇烈，發(fā)出白光；放熱；生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。反應物氧氣充足，碳完全燃燒氧氣不足，碳不完全燃燒C+O2點燃CO22C+O2點燃2CO質量比3：83：4結論反應物相同時，若反應物的用量不同，則生成物不同應用證明某物質含有碳元素（證明燃燒有二氧化碳生成）：點燃該物質，火焰上方罩內壁涂有澄清石灰水的燒杯，若渾濁，則有二氧化碳生成，從而證明該物質含有碳元素。（3）碳具有還原性：

木炭+氧化銅澄清的石灰水C+2CuO2Cu+CO2↑ 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑

木炭+氧化銅澄清的石灰水木炭還原氧化銅的實驗（見右圖）

【實驗操作】①把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進試管；

②將試管固定在鐵架臺上。試管口裝有通入澄清石灰水的導管；

③集中加熱；

④過幾分鐘后，先撤出導氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。觀察現(xiàn)象并分析。

【實驗現(xiàn)象】澄清的石灰水變渾濁；黑色固體逐漸變成紅色。

【化學方程式】C+2CuO2Cu+CO2↑實驗分析：=1\*GB3①木炭粉和氧化銅粉末烘干的原因：防止木炭與水蒸氣反應生成的氫氣和一氧化碳與氧化銅反應。=2\*GB3②火焰加金屬網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。=3\*GB3③實驗結束后，先撤出導氣管，再停止加熱的目的：防止石灰水倒流炸裂熱的試管。=4\*GB3④待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因：防止熱的銅接觸空氣又被氧化。⑤木炭配比比理論值稍微多一點，因為木炭會和試管中的氧氣反應，★知識點3：氧化還原反應1.碳還原金屬氧化物（用于工業(yè)冶煉金屬）高溫碳+某些金屬氧化物金屬單質+CO2↑高溫2.氧化還反應分析CuOCuO失去氧元素，有氧化性，是氧化劑，被還原，發(fā)生還原反應CC奪取氧元素，有還原性，是還原劑，被氧化，發(fā)生氧化反應氧化反應：物質結合氧元素的反應。還原反應：含氧化合物里的氧被奪去的反應。氧化劑：在反應中提供氧元素的物質，具有氧化性，如CuO；還原劑：在反應中得到氧元素的物質，具有還原性，如C、CO、H2等；3.碳與二氧化碳反應：C+CO22CO（吸熱反應）4.補充：置換反應：一種單質與一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應。提分技巧1.C60、C70、碳納米管是新發(fā)現(xiàn)的物質，物質類別都屬于單質，但分別由碳六十分子、碳七十分子、碳納米管分子構成。C60由分子構成，C60可以表示一個C60分子，每個分子由60個碳原子構成。2.性質和用途的關系：物質的性質決定用途。如：金剛石很硬可作鉆頭；石墨很軟且為黑色可作鉛筆芯。3.由碳可知，一種元素有可能形成多種單質，故，只含一種元素的物質有可能是純凈物、單質、混合物，但不可能是化合物。4.同素異形體是指由同樣的單一化學元素組成，因排列方式不同，而具有不同性質的單質。同素異形體之間的性質差異主要表現(xiàn)在物理性質上，化學性質上也有著活性的差異。碳的同素異形體：金剛石、石墨、富勒烯、碳納米管、石墨烯和石墨炔；磷的同素異形體：白磷和紅磷；氧的同素異形體：氧氣、臭氧、四聚氧（O4）和紅氧（O8）。5.方法技巧①一種元素可以組成不同種單質；②石墨在一定條件下可以轉化為金剛石，該變化為化學變化；③活性炭的吸附性是物理性質。6.木炭還原氧化銅實驗實驗操作目的及注意事項a．反應開始的標志：澄清的石灰水變渾濁。b．試管口應略向下傾斜：防止冷凝水倒流使試管炸裂。c．在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的：集中火焰、提高溫度。d．配制混合物時木炭粉應稍過量的目的：防止已經(jīng)還原的銅被氧氣重新氧化。e．實驗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。【教材知識點練習】【教材知識點一】教材P108：討論：【答案】金剛石是天然存在的最硬的物質，可作鉆探機鉆頭、玻璃刀刀頭等。石墨質地很軟，可作鉛筆芯；具有導電性，可作電極；具有滑膩感，可作潤滑劑等。木炭和活性炭具有吸附性，可作吸附制。故物質的性質和用途的關系為性質決定用途，用途反映性質。【教材知識點二】教材P112：課外實驗：【答案】1．燈泡發(fā)亮。這個實驗說明石墨能導電。蠟燭的成分中含有碳元素，把冷碟子放在蠟燭火焰上方，會造成火焰附近空氣不易流通，氧氣含量因燃燒而降低且不易得到補充，碳元素因不完全燃燒生成炭黑。且冷碟子溫度低，還可防止炭黑因溫度過高而繼續(xù)燃燒。這個實驗說明在氧氣不足的條件下可以用含碳元素的物質燃燒制得炭黑?！窘滩闹R點三】教材P106：例1．填涂答題卡需要用2B鉛筆，鉛筆芯中含有石墨。下列屬于石墨化學性質的是（）A．金屬光澤 B．質軟 C．導電性 D．可燃性【答案】D【解析】A、金屬光澤不需要通過化學變化就能體現(xiàn)，屬于物理性質，不符合題意；B、質軟不需要通過化學變化就能體現(xiàn)，屬于物理性質，不符合題意；C、導電性不需要通過化學變化就能體現(xiàn)，屬于物理性質，不符合題意；D、可燃性需要通過化學變化就能體現(xiàn)，屬于物理性質，符合題意。故選D?！窘滩闹R點四】教材P107：例2．碳元素能組成多種單質。下列關于碳單質的說法中正確的是（）A.硬度都很大 B.都可用于制造鉛筆芯C.都是黑色固體 D.常溫下化學性質都不活潑【答案】D【解析】A、由于碳原子的排列方式不同，金剛石和石墨的性質存在差異，金剛石的硬度很大，石墨的質地軟，故A不符合題意；B、金剛石的硬度很大，不能用于制造鉛筆芯，石墨的質地軟，可用于制造鉛筆芯，故B不符合題意；C、純凈的金剛石是無色透明的正八面體形狀的固體，故C不符合題意；D、常溫下碳單質的化學性質都不活潑，故D符合題意。故選D?！窘滩闹R點五】教材P107：例3．“碳家族”的成員很多，用途很廣。下列說法正確的是（）A.石墨不具有導電性 B.C60單質是由碳原子直接構成的C.活性炭具有吸附性 D.金剛石和石墨里碳原子的排列方式相同【答案】C【解析】A、石墨具有良好的導電性，不符合題意；B、C60由C60分子構成，不符合題意；C、活性炭結構疏松多孔，具有吸附性，符合題意；D、金剛石和石墨均是碳原子構成，但是碳原子的排列方式不同，不符合題意。故選C。【教材知識點六】教材P107、108、110：例4．關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．都能導電【答案】A【解析】A、金剛石和石墨是碳的單質，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，但石墨很軟，C項錯誤；D、金剛石不能導電，石墨能導電，D項錯誤。故選A。【教材知識點七】教材P111：例5.取碳和氧化銅的混合物ag在一定條件下恰好完全反應，相關量的變化如下圖，下列說法正確的是（）A．M點對應的固體物質只有兩種B．N點對應的固體為黑色C．反應后產(chǎn)生氣體的總質量為(a－b)gD．0～t2min內，固體中銅元素的質量分數(shù)不變【答案】C【解析】A、碳和氧化銅在高溫下反應生成銅和二氧化碳，M點時還未完全反應，此時對應的固體物質有氧化銅、碳、銅三種物質，不符合題意；B、N點時，恰好完全反應，此時固體為銅，為紫紅色，不符合題意；C、根據(jù)質量守恒定律，化學反應前后，物質的總質量不變，故反應后產(chǎn)生氣體的總質量為(a－b)g，符合題意；D、根據(jù)質量守恒定律，化學反應前后，元素的種類和質量不變，故銅元素的質量不變，但是0～t2min內，固體的質量減少，故固體中銅元素的質量分數(shù)增大，不符合題意。故選C。【變式練習1】下列有關碳及碳的化合物說法正確的是A.碳的單質都是黑色固體 B.二氧化碳與一氧化碳能相互轉化C.金剛石和石墨中碳原子排列方式相同 D.含碳元素的化合物一定是有機化合物【答案】B【解析】A、碳的單質不都是黑色的，如純凈的金剛石是無色透明的，不符合題意；B、二氧化碳能與一氧化碳相互轉化，如二氧化碳和碳在高溫下反應生成一氧化碳，一氧化碳和氧氣在點燃的條件下反應生成二氧化碳，符合題意；C、金剛石和石墨均是由碳原子構成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性質差異很大，不符合題意；D、含碳元素的化合物不一定是有機化合物，如二氧化碳含碳元素，但是屬于無機物，不符合題意。故選B?！咀兪骄毩?】金剛石和石墨是常見的碳單質，其結構如圖所示。下列說法正確的是（）A．構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、石墨的物理性質有較大差異的原因是碳原子排列結構不同，故說法錯誤；C、金剛石、石墨是由同種碳原子構成的，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?！咀兪骄毩?】下列物質中，硬度最大的是（）A.C60 B.活性炭 C.石墨 D.金剛石【答案】D【解析】A、C60是人造物質，有彈性，硬度不大，不符合題意；B、活性炭具有疏松多孔的結構，硬度也不大，不符合題意；C、石墨很軟，是最軟的礦物之一，不符合題意；D、金剛石是天然存在的最硬的物質，符合題意；故選D。一、選擇題1．下列有關碳和碳的氧化物的說法正確的是（）A．干冰可用于人工降雨 B．金剛石和石墨都很硬 C．在常溫下，碳的化學性質活潑 D．CO和CO2都具有可燃性【答案】A【解析】A、干冰易升華吸收大量的熱，可用于人工降雨，故A說法正確；B、金剛石很硬，石墨質軟，故B說法不正確；C、在常溫下，碳的化學性質不活潑，故C說法不正確；D、CO具有可燃性，CO2不具有可燃性，故D說法不正確。故選：A。2．碳單質的性質與用途對應關系錯誤的是（）A．石墨導電性好可作電池電極 B．活性炭吸附性強可作冰箱除味劑C．金剛石硬度大可制作鉛筆芯 D．炭黑常溫化學性質穩(wěn)定可制墨汁【答案】C【教學】A、石墨導電性好可作電池電極，故選項正確；B、活性炭吸附性強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，碳單質的化學性質穩(wěn)定，可制墨汁，故選項正確。故選C。3．氮化硼（BN）是一種新型功能陶瓷，結構與金剛石相似。下列說法錯誤的是（）A．氮化硼由分子構成 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成，錯誤；B、氮化硼（BN）是一種新型功能陶瓷，結構與金剛石相似，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。4．下列物質中，硬度最大的是（）A．金剛石 B．石墨 C．焦炭 D．活性炭【答案】A【解析】A、金剛石具有正八面體的結構，它是天然存在的最硬的物質，所以A對；B、石墨最軟的物質之一，故B不對；C、焦炭是煤在干餾時得到的產(chǎn)物，它的硬度不大，故C錯；D、活性炭具有疏松多孔的結構，硬度也不大，故D錯，故選A5．圖所示是碳與氧化銅反應的實驗裝置，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中減少的質量等于試管b增加的質量C．a(chǎn)中黑色粉末變紅說明碳具有還原性D．反應結束后立即把a中的物質倒出來觀察現(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中減少的質量為反應生成的二氧化碳的質量，b中增加的質量為吸收二氧化碳的質量，理論上試管a中減少的質量等于試管b增加的質量，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、反應結束后立即把a中的物質銅倒出來，銅可能在較高溫度下與空氣中的氧氣發(fā)生反應生成氧化銅，所以不能反應結束后立即把a中的物質倒出來觀察現(xiàn)象，錯誤。故選D。6．科學家發(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是化合反應【答案】C【解析】A、由C60制取化合物M的過程有新物質M生成，發(fā)生了化學變化，敘述正確；B、由質量守恒定律可知，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中，反應物是兩種，生成物是一種，屬于化合反應，敘述正確。故選C。7．下列有關碳的化學性質的描述中正確的是()A．碳單質具有可燃性，燃燒時一定生成二氧化碳B．碳充分燃燒時放熱，不充分燃燒時吸熱C．木炭可以燃燒，金剛石不能燃燒D．C60在氧氣中充分燃燒的化學方程式為C60+60O260CO2【答案】D【解析】A、碳單質具有可燃性，燃燒時不一定生成二氧化碳，若燃燒不充分會產(chǎn)生一氧化碳，故選項說法錯誤。B、碳充分燃燒時放熱，不充分燃燒時也放熱，故選項說法錯誤。C、木炭可以燃燒，金剛石也能燃燒，故選項說法錯誤。D、C60在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳，燃燒的化學方程式為C60+60O260CO2，故選項說法正確。故選D。8．碳納米管是一種由碳原子構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【答案】A【解析】A、碳納米管是由碳元素組成的碳的單質,不是化合物，故說法錯誤；B、碳單質在常溫型化學性質穩(wěn)定，因此納米碳管在常溫下化學性質穩(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，故說法正確；故選A。9．碳的單質除了金剛石、石墨和C60外，科學家們還合成了C90、C240、C540等系列物質，據(jù)此可作出的推測是（）①同一種元素可以形成多種單質；②單質可能存在復雜的分子結構；③單質的研究具有廣闊的前景；④同種元素形成的單質之間可能存在更多的互相轉化。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，所以同一種元素可以形成多種單質。正確。②C60等單質有比較復雜的分子結構，所以單質可能存在復雜的分子結構。正確。③不同的單質有不同的性質，可以有不同的用途，所以單質的研究具有廣闊的前景。正確。④因為組成元素相同，所以同種元素形成的單質之間可能存在更多的互相轉化。如將石墨可以轉化為金剛石。正確。故選D。10．單層石墨稱為石墨烯，這種“只有一個碳原子厚的碳薄片”被公認為是目前世界上最薄、最堅硬、傳導電子速度最快的新型材料，下列關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．石墨烯有超強的導電性和導熱性，說明石墨烯的化學性質和金屬相似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、石墨烯有超強的導電性和導熱性，說明石墨烯的物理性質和金屬相似，故錯誤；D、石墨烯屬于單質，碳元素的化合價為0，故錯誤。故選A。11．建立宏觀和微觀之間的聯(lián)系是化學學科獨特的思維方式。如圖是幾種化學反應的微觀過程示意圖，下列說法不正確的是（）A．分子、原子、離子都是構成物質的微粒B．構成物質的微粒的質量和體積都很小，總在不停地運動C．氫氣、氧氣、石墨、金剛石都是單質，水、氫氧化鈉、氯化氫、氯化鈉都是化合物D．化學變化前后，構成物質的微粒種類不變，只是微粒重新結合，因而，物質的種類和質量都不發(fā)生改變【答案】D【解析】A、水由水分子構成，氯化鈉由鈉離子和氯離子構成，石墨是由碳原子構成，所以分子、原子、離子都是構成物質的微粒，選項正確；B、構成物質的微粒的質量和體積都很小，總在不停地運動，選項正確；C、氫氣、氧氣、石墨、金剛石都是由一種元素組成的純凈物，是單質；水、氫氧化鈉、氯化氫、氯化鈉都是由不同元素組成的純凈物，是化合物，選項正確；D、化學變化前后，原子的種類不變，只是原子重新結合，但是分子的種類一定改變，因而，物質的種類改變，物質的總質量不發(fā)生改變，選項錯誤。故選D。12．有關物質的組成、構成與性質關系的說法正確的是（）A．石墨和金剛石的原子排列方式不同，所以它們燃燒的生成物不同B．稀硫酸和稀鹽酸都含氫離子，所以它們具有相似的化學性質C．水和雙氧水的組成元素相同，所以它們的性質相同D．鈉原子鈉離子的核電荷數(shù)均為11，所以它們的性質相同【答案】B【解析】A、石墨和金剛石的原子排列方式不同，但石墨和金剛石均是由碳元素組成的，所以它們燃燒的生成物相同，故選項錯誤；B、物質的結構決定物質的性質，稀硫酸和稀鹽酸都含氫離子，所以它們具有相似的化學性質，故選項正確；C、水和雙氧水的組成元素相同，但水和雙氧水分子的構成不同，它們的性質不同，故選項錯誤；D、鈉原子失去電子形成鈉離子，鈉原子、鈉離子的最外層電子數(shù)不同，所以它們的性質不同，故選項錯誤。故選B。13．如圖所示進行有關碳及其氧化物的性質實驗，有關該實驗說法正確的是（）A．乙處固體減少的質量等于消耗的氧化銅中氧元素質量B．丙裝置的作用是收集未反應的一氧化碳C．丁處氫氧化鈉溶液改為澄清石灰水，可檢驗乙處生成的二氧化碳D．該裝置的不足之處是未進行尾氣處理【答案】A【解析】A、乙處：，由化學方程式可知，乙處固體減少的質量等于消耗的氧化銅中氧元素質量，符合題意；B、丙裝置的作用是防止倒吸，因為反應生成的二氧化碳能與氫氧化鈉反應，使裝置內壓強減小，容易發(fā)生倒吸，不是收集一氧化碳，不符合題意；C、該實驗中通入了二氧化碳，有可能是甲處未反應的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，不能用于檢驗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的一氧化碳的作用，不符合題意。故選A。14.關于碳的化學性質不正確的是()A．溫度越高，碳的活動性越強B．高溫時碳能與二氧化碳反應C．碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應，而不充分燃燒時是吸熱反應D．碳在常溫下能長時間保存不變質【答案】C【解析】A、常溫下化學性質不活潑，但溫度越高，碳的活動性越強，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，故選項說法正確。C、碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應，不充分燃燒時也是放熱反應，故選項說法錯誤。D、常溫下化學性質不活潑，碳在常溫下能長時間保存不變質，故選項說法正確。故選C。第II卷（非選擇題）二、填空題15．完成下列反應的化學表達式（1）木炭充分燃燒：_____________；（2）木炭不充分燃燒：_________________；（3）木炭粉和氧化銅在高溫的條件下反應：____________；（4）用焦炭和氧化鐵反應來煉鐵：________________。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】（1）木炭充分燃燒生成二氧化碳，化學表達式為；（2）木炭不充分燃燒生成一氧化碳，化學表達式為；（3）木炭粉和氧化銅在高溫的條件下反應生成二氧化碳和銅，化學表達式為；（4）用焦炭和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，化學表達式為。16．在豐富多彩的物質世界里，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，但兩者物理性質差異較大，其原因是構成它們的碳原子_____不同。（2）活性炭有較強的吸附能力，是因為活性炭具有_____的結構。（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）某有機化合物R在氧氣中充分燃燒的化學方程式是2R+5O24CO2+2H2O，則R的化學式為_____?！敬鸢浮浚?）排列方式；（2）疏松多孔；（3）碳在常溫下化學性質不活潑；（4）C2H2【解析】（1）金剛石和石墨物理性質差異較大，是因為構成它們的碳原子排列方式不同。故填：排列方式；活性炭有較強的吸附能力，是因為活性炭具有疏松多孔的結構。故填：疏松多孔；（3）在書寫具有保存價值的圖書檔案時，應使用碳素墨水筆，是因為碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常溫下化學性質不活潑。故填：碳在常溫下化學性質不活潑；（4）由質量守恒定律：反應前后，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個氫原子構成，則物質X的化學式為C2H2。故填：C2H2。17．多彩的“碳”，多姿的物質。（1）1﹣18號元素原子最外層電子數(shù)與原子序數(shù)的關系如圖。①碳屬于_____（填“金屬”或“非金屬”）元素；請畫出碳原子的結構示意圖_____。②圖1中與碳元素化學性質相似的元素是_____（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。科學家在高真空的室內，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X為_____（填化學式）。②一個環(huán)碳分子是由_____個碳原子構成。【答案】非金屬硅同一周期元素原子的最外層電子數(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，碳原子核內有6個質子，核外有兩個電子層，第一層2個電子，第二層4個電子，碳原子的結構示意圖為；②最外層電子數(shù)相等的元素化學性質相似，故與碳元素化學性質相似的元素是硅；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不同是由于碳原子排列方式不同；金剛石和石墨的化學式都可以用C表示，都是由碳元素組成，化學性質相同，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個碳原子構成。18．芯片是電腦、手機等的核心部件，碳基芯片采用石墨烯碳納米管工藝，性能比硅基芯片更好，我國已突破半導體碳納米管關鍵材料的技術瓶頸，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構示意圖，圖中n=_____，硅的相對原子質量是______，硅元素位于元素周期表中的第____周期。（3）化學反應中元素化合價升高的物質是還原劑，元素化合價降低的物質是氧化劑。在制硅反應中還原劑是______，發(fā)生還原反應的物質是______。【答案】導電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構示意圖，原子中質子數(shù)=核外電子數(shù)，圖中n=14-8-2=4，硅的相對原子質量是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）化學反應中元素化合價升高的物質是還原劑，元素化合價降低的物質是氧化劑，在制硅反應中，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)生還原反應的物質是。19．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)所學知識回答：(1)圖①為碳原子的結構示意圖，碳原子最外層電子數(shù)為___，常溫下碳的化學性質___，(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，它們的化學性質相似，但物理性質相差很大，原因是___。(3)寫出石墨充分燃燒的化學方程式___?！敬鸢浮?不活潑碳原子的排列方式不同C+O2CO2【解析】(1)①為碳原子的結構示意圖，離圓圈最遠的弧線表示最外層，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，則常溫下碳的化學性質不活潑。(2)金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種單質，它們的化學性質相似，但物理性質相差很大，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氣體，反應的化學方程式為。20．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,天宮一號目標飛行器圓滿完成各項任務返回大氣層。這標志著我國航天、航空事業(yè)進入了新時代。(1)硅是天宮一號動力太陽能電池的主要構成材料。單質硅是由石英(SiO2)固體與碳在高溫條件下反應制得的,同時生成一種可燃性氣體,該反應的化學方程式為__________。(2)硅是計算機芯片的基體材料,但其導熱性不好,而金剛石在導熱性方面遠超過硅,于是它成了芯片基體材料的最佳選擇。①從原子結構上分析,金剛石(C)和硅有相似化學性質的原因是_____________________。②因天然金剛石資稀少,難以滿足要求。人們就根據(jù)金剛石的組成和結構設法制造金剛石?，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不同的單質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不同是因為原子的結構不同D物質的性質在很大程度上決定了物質的用途,但不是唯一的決定因素③不僅硅與碳具有相似化學性質,其氧化物二氧化硅和二氧化碳也有相似化學性質。試寫出二氧化碳與氫氧化鈣溶液反應的化學方程式____?！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）單質硅是由石英（SiO2）固體與碳在高溫條件下反應制得的，同時生成一種可燃性氣體一氧化碳，該反應的化學方程式為：SiO2+2CSi+2CO↑；（2）①從原子結構上分析，金剛石（C）和硅有相似化學性質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不同的單質，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)生的是化學變化，該選項說法不正確；C．石墨與金剛石物理性質不同是因為碳原子的排列方式不同，該選項說法不正確；

D．物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，但不是唯一的決定因素，還應考慮價格、資、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生成碳酸鈣沉淀和水，化學方程式為：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。21．按要求寫出化學方程式：（1）請寫出紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗中的化學方程式：_____（2）請寫出碳在高溫條件還原氧化銅的化學方程式_____。（3）2018年10月23日，一項偉大的建筑終于竣工完成，并于24日正式通車運營。港珠澳大橋凝聚了幾代工程師的心血，具有極高的科技含量。請根據(jù)要求回答下列問題