人教版九年級化學上冊精講精練6.1金剛石、石墨和C60(原卷版+解析)

6.1金剛石、石墨和C60考點精講【知識點一】碳的單質1.金剛石、石墨和C60項目金剛石石墨C60結構外觀無色透明、正八面體形狀的固體深灰色、不透明的細鱗片狀固體，有金屬光澤—硬度天然存在的最硬的物質軟、滑，在紙上劃過可留下痕跡—熔點很高高（耐高溫）較低導電性幾乎不導電優(yōu)良—導熱性差良好差用途鉆頭、刻刀、裝飾品潤滑劑、鉛筆芯、電極作超導體、制備新材料、醫(yī)學應用物理性質差異的原因金剛石、石墨和C60雖然都是碳的單質，但其單質中碳原子的排列方式不同，所以它們的物理性質差異很大【特別提醒】（1）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）碳：指碳元素、碳原子、碳的單質及化合物，在物質組成中寫“碳”。（3）炭：指的是具體的物質，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，這些碳的單質的名稱中寫“炭”。2．無定形碳無定形碳：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。木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物質的主要成分都是碳單質，它們的結構與石墨類似。①木炭：具有疏松多孔的結構，有吸附性，常用于吸附色素和異味。②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和異味。③焦炭：用于冶金工業(yè)。④炭黑：常用于制造墨、油漆、顏料等?！咎貏e提醒】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。3.活性炭的吸附實驗在盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色，投入幾塊烘烤過的木炭（成活性炭）。輕輕振蕩錐形瓶，紅色溶液變成無色溶液。因為活性炭具有吸附性，能吸附水中的有色物質?！镜湫屠}】（2022·廣西賀州·中考真題）下列物質中，硬度最大的是（）A．C60 B．活性炭 C．石墨 D．金剛石【舉一反三】1.（2022·吉林·中考真題）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2.（2022·湖南長沙·中考真題）“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3.C60在能源、信息、醫(yī)藥等領域有著廣闊的應用前景。關于C60的敘述不正確的是（）A．該物質由C60分子構成B．該物質由60個碳原子構成C．其相對分子質量為720D．C60和C70是兩種物質【技巧方法】①物質的性質決定物質的用途，物質的用途在一定程度上反應物質的性質。②一種元素可以組成不同種單質；③石墨在一定條件下可以轉化為金剛石，該變化為化學變化；④活性炭的吸附性是物理性質?！就卣寡由臁?、碳單質物理性質差別的原因為碳原子的排列順序不同。金剛石中碳原子排列呈正四面體結構，石墨中碳原子排列呈片層結構，C60中碳原子排列呈足球狀結構。2、無定性碳活性炭、木炭具有強烈的吸附性，木炭可用于食品、工業(yè)產品中除去色素、異味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。【針對訓練】1．（2022年云南省昆明市中考）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2.下列說法中，錯誤的是（）A．C60可用作超導材料 B．木炭可用作電池電極C．石墨可用于制鉛筆芯 D．金剛石可用于裁割玻璃3.金剛石、石墨物理性質差異很大，是因為它們（）A．原子大小不同 B．原子數(shù)目不同C．原子排列方式不同 D．由不同種原子構成4.下列有關金剛石、石墨、C60的說法中，錯誤的是（）A．C60是一種新型的化合物B．金剛石是天然存在最硬的物質C．金剛石、石墨、C60在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳D．金剛石與石墨物理性質不同的原因是碳原子的排列方式不同5.多彩的“碳”，多姿的生活，相信隨著科學技術的發(fā)展，碳單質的用途將不斷擴大。(1)如圖1物質的用途中，利用了石墨導電性的是________(填序號)。(2)炭雕(如圖2)是活性炭成型技術與傳統(tǒng)雕刻工藝的完美結合，這里利用了活性炭的________(填“物理”或“化學”)性質。(3)世界上最輕的材料“碳海綿”由碳元素組成，具有多孔結構，彈性好。它對石油有很強的吸附能力(不吸水)，將吸入的石油擠出后仍可恢復原狀。下列關于碳海綿的說法正確的是________(填字母)。A.具有吸附性 B.可重復利用 C.可處理海上石油泄漏【知識點二】碳的化學性質1．常溫下，碳單質的化學性質穩(wěn)定在常溫下，碳的化學性質不活潑。碳受日光照射或與空氣、水等接觸都不容易起變化。實際生活中利用這一性質有以下應用：（1）需要長期保存的檔案材料一般用碳素墨水書寫。（2）木質電線桿埋入地下部分用火燒焦。2．碳能與氧氣反應——可燃性在點燃的條件下，碳可以在氧氣（或空氣）里燃燒，放出熱量。（1）氧氣充足時，完全燃燒：C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))CO2（2）氧氣不充足時，不完全燃燒：2C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2CO無論碳燃燒是否充分，都會放出熱量，因此碳是生活生產中常用的燃料。3．碳能與某些金屬氧化物反應——還原性單質碳在高溫下可以和某些氧化物反應，奪取這些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。（1）木炭還原氧化銅①實驗操作a．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；b．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；c．集中加熱；d．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。②實驗現(xiàn)象澄清的石灰水變渾濁；黑色固體逐漸變成紅色。③實驗原理C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑在碳還原氧化銅的反應中，C在反應中得到氧，發(fā)生氧化反應，具有還原性。CuO在反應中失去氧，發(fā)生還原反應，具有氧化性。④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。（2）工業(yè)上，用焦炭和鐵的氧化物反應冶煉鐵：2Fe2O3+3Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))4Fe+3CO2↑（3）高溫下，木炭還能與二氧化碳反應：C+CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO（4）高溫下，木炭還能與水反應：C（紅熱）+H2O（蒸汽）eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))CO+H2O注：工業(yè)上水煤氣的制取方法【典型例題】1．（2022年山東省泰安市中考）物質的性質決定用途。下列物質的用途中利用其化學性質的是（）A．氧氣用于氣焊 B．干冰用于人工降雨C．銅用于制導線 D．活性炭用于除冰箱異味2.（2022年吉林省中考）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【舉一反三】1．“鉆石恒久遠，一顆永流傳”這句廣告詞，被美國的《廣告時代》評為20世紀的經典廣告詞之一，該廣告詞能體現(xiàn)的鉆石的性質是 ()A.硬度大 B.不能導電 C.化學性質穩(wěn)定 D.熔點低2．(2022獨家原創(chuàng))高科技讓冬奧“暖暖的”，北京冬奧禮儀服使用的石墨烯發(fā)熱材料是目前世界上導熱率最高的材料之一。石墨烯是單層的石墨片，下列有關石墨烯的說法不正確的是 ()A.石墨烯完全燃燒的產物為CO2 B.石墨烯在一定條件下可還原氧化銅C.石墨烯是一種新型化合物 D.石墨烯與金剛石的碳原子的排列方式不同3．單晶硅是制作電子集成電路的基礎材料。工業(yè)上通過以下反應將自然界中的二氧化硅(SiO2)轉化為硅：SiO2+2Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Si+2CO↑，下列分析正確的是 () B.碳發(fā)生了還原反應 C.碳表現(xiàn)還原性 D.碳表現(xiàn)氧化性4．(2022河北辛集期末)如圖是用木炭在高溫條件下還原氧化銅的實驗裝置圖，按要求回答下列問題。(1)實驗中在酒精燈上加裝了金屬網罩，作用是________________________________________。(2)加熱一段時間后，被加熱的試管中觀察到的現(xiàn)象是________________________________,發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________。(3)停止加熱時，應該________________________________________,再熄滅酒精燈，原因是__________________________________________________________________________?！炯记煞椒ā拷獯疬@類題目，首先要理解和熟記碳的化學性質及其反應現(xiàn)象、化學方程式和用途等相關知識。然后根據(jù)所給的實驗、問題情景或圖表信息等，結合所學的相關知識和技能，以及自己的生產或生活經驗所得，細致地分析題意或圖表信息等各種信息資源，聯(lián)系起來綜合分析，按照題目要求進行認真地選擇或解答。【拓展延伸】碳原子常溫下化學性質穩(wěn)定的原因為最外層電子數(shù)為4個，達到半穩(wěn)定結構，故化學性質不穩(wěn)定。【針對訓練】1．兩份質量相等的碳,一份與足量的氧氣完全反應生成二氧化碳,另一份與氧氣反應全部生成一氧化碳,則前者與后者消耗氧氣的質量比為（）A．2:1 B．1:2 C．3:4 D．3:82．已知：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑。如圖表示一定量的木炭和氧化銅固體混合物受熱過程中，某變量y隨加熱時間的變化趨勢，其中縱坐標y表示（）A．固體的質量 B．固體中氧化銅的質量C．二氧化碳的質量 D．固體中銅元素的質量分數(shù)3．用純凈的木炭粉還原氧化銅粉末時，可能發(fā)生的化學反應是：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑，C+2CuOeq\o\ac(\s\up5(△),\o(===,====))Cu+CO↑．某同學設計實驗，欲證明氧化銅中含有氧元素，實驗裝置如圖。有關說法不正確的是（）A．實驗前先通入N2的目的是排盡玻璃管中的空氣，防止干擾 B．本實驗能證明含氧元素的證據(jù)是澄清石灰水變渾濁 C．硬質玻璃管中黑色固體變紅，可以證明氧化銅含有氧元素 D．本實驗的不足是沒有處理尾氣4．在高溫條件下，碳能使二氧化碳轉變成一氧化碳：C+CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO，下列說法不正確的是（）A．反應中碳發(fā)生了還原反應B．產物是空氣污染物之一C．該反應為吸熱反應D．該反應中原子數(shù)目在反應前后不變5．已知：2CuO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑．如圖表示一定質量的CuO和C固體混合物在受熱過程中各物質質量隨時間的變化趨勢。下列說法中錯誤的是（）A．t1時，開始發(fā)生反應 B．t1和t2時，固體中銅元素質量保持不變 C．b是固體混合物的質量 D．d是二氧化碳的質量6．某化學興趣小組的同學探究木炭還原氧化銅的實驗，實驗裝置如圖。實驗時，a中的固體由黑色變紅色，b中的試管內產生氣泡和白色沉淀?！緰碎嗁Y料】氧化亞銅（Cu2O）是紅色固體，能與稀硫酸發(fā)生如下反應：Cu2O＋H2SO4＝Cu＋CuSO4＋H2O?！咎岢鰡栴}】已知實驗后a中的紅色固體含有單質銅，是否還含有氧化亞銅（Cu2O）呢？【實驗驗證】取a中的紅色固體少量于試管中，加入____________溶液，試管中出現(xiàn)___________________________________，證明固體中確實含有Cu2O?！咎岢鰡栴}】木炭還原氧化銅產生的氣體是什么？【提出猜想】猜想一：CO2；猜想二：CO；猜想三：_________________。【提出質疑】甲同學認為猜想二不正確，他的理由是____________________________?！掘炞C猜想】乙同學將木炭還原氧化銅產生的氣體通入灼熱的氧化銅粉末中，黑色固體變紅，證明猜想______是正確的，該反應的化學方程式為____________________________________。【交流反思】興趣小組認為上圖裝置不夠完善，為了防止尾氣對空氣的污染，應該把上圖裝置中的b部分裝置換成下列______裝置（填字母序號）。ABCD【知識點三】氧化反應與還原反應1．氧化反應、還原反應物質與氧發(fā)生的反應叫做氧化反應。含氧化合物中的氧被奪去的反應叫做還原反應。簡記為“得氧被氧化，失氧被還原”。2．氧化性、還原性在反應中物質供給氧的性質叫做氧化性，物質奪取氧的性質叫做還原性。在2CuO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑反應里，氧化銅失去氧而變成了銅單質，氧化銅發(fā)生還原反應。木炭是使氧化銅還原為銅的物質，它具有還原性，是還原劑。木炭跟氧化銅里的氧起反應生成了二氧化碳，又發(fā)生了氧化反應。氧化銅在反應中提供氧，具有氧化性，是氧化劑。氧化反應與還原反應是從得氧失氧的角度研究化學反應的，不屬于基本反應類型。氧化劑是指能夠供給氧的物質，還原劑是指能夠得到氧的物質，氧化劑、還原劑指的都是反應物。氧化反應和還原反應是針對化學反應中的某一反應物而言的，如C與CuO的反應中，C發(fā)生了氧化反應，CuO發(fā)生了還原反應。氧化劑和還原劑的判斷方法氧化還原反應是一類常見的反應類型，它不屬于基本反應類型，初中階段，主要是從得氧、失氧的角度判斷氧化還原反應。氧化反應是指物質跟氧發(fā)生的反應（或者說，物質得到氧的反應）；還原反應是指含氧化合物中的氧被奪去的反應（或者說物質失去氧的反應)。一種物質得到氧，必然有另一種物質失去氧，故氧化反應和還原反應是同時發(fā)生的，通常叫做氧化還原反應。在氧化還原反應中，能提供氧的物質叫做氧化劑，氧化劑失去氧發(fā)生的是還原反應；能得到氧的物質叫做還原劑，還原劑發(fā)生的是氧化反應。以碳還原氧化銅為例，它們之間的關系為：即：氧化劑一失去氧→被還原一發(fā)生還原反應；還原劑→得到氧→被氧化→發(fā)生氧化反應。【典型例題】在2Fe2O3＋3Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))4Fe＋3CO2↑反應中，還原劑是（）A．CB．CO2C．Fe2O3D．Fe【舉一反三】1.在化學反應，C＋2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu＋CO2↑中，氧化劑是()A．CuOB．CC．CuD．CO22．化學上規(guī)定，有化合價升降的反應屬于氧化還原反應。下列實驗室制取氣體的反應不屬于氧化還原反應的是()A．加熱高錳酸鉀制O2B．用雙氧水和二氧化錳混合物制O2C．用大理石和稀鹽酸制CO2D．用金屬鋅與稀硫酸反應制H23．如圖是木炭還原氧化侗的微觀模擬圖，有以下說法，其中不正確的是（）A．氧化銅被奪去氧，發(fā)生了還原反應 B．碳奪取了氧，表現(xiàn)出還原性 C．參與反應的三種元素中，只有氧元素的化合價沒有改變 D．根據(jù)質量守恒定律可知，此反應前后固體的沒有改變【針對訓練】1．高爐煉鐵核心反應Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2中，發(fā)生還原反應的物質是（）A．Fe2O3 B．CO C．Fe D．CO22．工業(yè)煉鐵原理為3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2，其中CO體現(xiàn)還原性。下列化學反應中有物質體現(xiàn)還原性的是（）A．SO3+H2O═H2SO4 B．H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+H2O C．CuSO4+BaCl2═BaSO4↓+CuCl2 D．H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O3．（2021?重慶）已知CO+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+CO2，該反應中發(fā)生還原反應的物質是（）A．CO B．CuO C．Cu D．CO24．（2021秋?鳳凰縣期末）對比、分析、歸納是學習化學的重要方法。（1）已知H2、CO、C是初中化學常見的還原劑，請分析下列反應：H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+H2O3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))CO2得出的結論是：物質（如H2、CO、C）作還原劑時，所含元素中，一定有元素的化合價在反應后（選填“升高”或“降低”或“不變”）。（2）依據(jù)上述結論，則在反應SO2+2H2S＝3S+2H2O中作為還原劑的物質是。（3）已知甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的化學式分別為CH4、C2H6、C3H8、C4H10，從中發(fā)現(xiàn)這類碳氫化合物的分子中，碳原子和氫原子的結合有一定規(guī)律，若1個分子中的碳原子個數(shù)為n，則其化學式為。5．分類、類比是學習化學常用的方法。（1）下列實驗或操作中均有氣泡出現(xiàn)。請從1﹣4號容器內，氣泡中氣體的主要成分屬于純凈物或混合物的角度，將下列實驗A與（填字母）分為一類，分類依據(jù)是：氣泡中氣體的主要成分均屬于。A．水通電分解B．檢查裝置氣密性C．向試管中加入稀硫酸（2）3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))3CO2+2Fe，H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))H2O+Cu，在這兩個反應中Fe2O3、CuO都發(fā)生了還原反應，據(jù)此推測H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))H2O+Cu反應中發(fā)生了還原反應，此反應中氫元素的化合價由價變?yōu)?1。6．《天工開物》中介紹了用碳和氧化鋅在高溫條件下冶煉鋅的方法，化學方程式為：2ZnO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Zn+CO2↑。該反應中具有還原性的反應物是，ZnO中鋅元素的化合價為價?？键c達標1.（2022廣西賀州中考）下列物質中，硬度最大的是（）A.C60 B.活性炭 C.石墨 D.金剛石2.（2022湖南長沙中考）“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4.（2022湖南郴州）有關碳及其化合物說法錯誤的是（）A.金剛石是由碳元素組成的天然存在的最硬的物質B.綠色植物通過光合作用吸收二氧化碳并放出氧氣C.一氧化碳氣體易溶于水D.加熱條件下，木炭可使氧化銅還原為銅5．（2022年云南省昆明市中考）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6．我國古代的珍貴字畫，雖年深日久仍不變色，原因是常溫下墨汁中的含碳單質（）A．化學性質穩(wěn)定 B．具有氧化性C．具有還原性 D．具有可燃性7．科學家已證實了有一種具有空心球狀結構的N60分子，以下判斷不正確的是（）A．N60和N2都是氮元素的單質 B．N60的相對分子質量是840C．N60中含有30個氮分子 D．N60中氮元素的化合價為08．據(jù)報道，科學家已經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，是由碳原子構成的六邊形單元向外延展而成，下列有關碳膜片的說法中，正確的是（）A．碳膜片屬于單質B．碳膜片與C60是同一種物質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9．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10．下圖是金剛石、石墨、C60、碳納米管結構示意圖，下列說法正確的是（）金剛石石墨C60碳納米管A．這四種物質都很軟，可作潤滑劑B．這四種物質碳原子的排列方式相同C．這四種物質完全燃燒后的產物都是CO2D．這四種物質的結構中都是每個碳原子連接3個碳原子鞏固提升11．（2022年山東省泰安市中考）中國政府向世界宣布2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。下列做法不利于實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的是（）A．綠色出行 B．火力發(fā)電 C．植樹造林 D．節(jié)約用電12．（2022年江蘇省揚州市中考）下列物質的性質與用途具有對應關系的是（）A．石墨能導電，可用于制作鉛筆芯 B．氮氣是無色氣體，可用作保護氣C．一氧化碳難溶于水，可用于高爐煉鐵 D．濃硫酸具有吸水性，可用于干燥氧氣13．（2022年江蘇省連云港市中考）下列物質的性質與用途具有對應關系的是（）A．活性炭有吸附性，可用于凈水 B．石墨有導電性，可用于生產鉛筆芯C．一氧化碳有可燃性，可用來煉鐵 D．碳酸鈣難溶于水，可用作補鈣劑14．（2022年湖南省懷化市中考）物質的性質決定用途。下列關于物質的性質與用途對應不正確的是（）A．熟石灰呈堿性，可用于改良酸性土壤B．活性炭具有疏松多孔的結構，吸附性強，可用做冰箱除味劑C．氮氣的化學性質活潑，可用于食品充氮防腐D．濃硫酸有吸水性，在實驗室中常用它做干燥劑15．石墨烯是一種由碳原子組成的六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，碳納米管主要是由呈六邊形排列的碳原子構成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管，它們的微觀結構如圖所示。下列說法正確的是（）A．碳元素只能組成碳納米管和石墨烯兩種單質 B．碳納米管不與其他物質發(fā)生反應 C．構成石墨烯的原子間有一定間隔 D．構成碳納米管的原子不再運動16．（2022?三水區(qū)校級開學）石墨具有優(yōu)異的光學、電學和力學特性，是一種革命性材料。如圖為金剛石、石墨和石墨烯的結構模型，圖中小球代表碳原子，下列說法正確的是（）①石墨烯是一種新型化合物②三種物質分別在足量的氧氣中完全燃燒的產物相同③金剛石和石墨烯是組成相同但結構不同的兩種物質④構成金剛石和石墨的原子大小不同A．①④ B．②③ C．①③ D．②③④17．“見著之微，見微之著”是化學的思維方法。如圖為金剛石、石墨、足球烯的結構示意圖。下列說法正確的是（）A．它們都是由原子直接構成的 B．構成它們的原子的種類和大小都不同 C．構成它們的原子種類相同，但原子的排列方式不同 D．只有石墨和足球烯能在氧氣中燃燒，金剛石不能燃燒18．下列關于用途的敘述，錯誤的是（）A．用活性炭做冰箱除味劑 B．用活性炭冶煉金屬 C．用石墨和黏土可制成鉛筆芯 D．用石墨可做干電池的電極19．下列關于碳的各種模型（如圖）的說法，正確的是（）A．由圖1可推測常溫下碳的化學性質很活潑 B．由圖2可知一個碳原子的質量為12.01g C．圖3中三種物質完全燃燒后的產物相同 D．圖3中石墨在一定條件下轉化為金剛石，發(fā)生的是物理變化20．(2022年陜西省中考B卷）化學實驗中常會出現(xiàn)一些“出乎意料”的現(xiàn)象或結果，下列各項對相關異常情況的解釋不合理的是（）實驗異常情況未看到火星四射濾液渾濁測定結果偏大澄清石灰水未變渾濁選項A．可能是溫度未達到鐵絲的著火點B．可能是濾紙破損C．可能是紅磷的量不足D．可能是二氧化碳中混有氯化氫氣體21．（2022年江西省中考）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22．碳與碳的化合物在工農業(yè)生產及日常生活中有廣泛的用途。（1）圖1是碳原子結構示意圖，碳原子的最外層電子數(shù)為。（2）圖2、3、4對應三種碳單質，圖2單質的名稱是；它們的物理性質相差很大，其原因是。（3）普通干電池采用石墨作為電極材料，是利用石墨優(yōu)良的性。（4）如圖5是木炭還原氧化銅的實驗，實驗中酒精燈火焰處加網罩，其作用是。此反應中發(fā)生還原反應的物質是（填化學式）。23．金剛石、石墨、C60都是由碳元素形成的單質，它們的原子排列方式不同，導致它們在性質上存在著明顯差異。（1）請寫出另一組由同種元素形成的不同單質。（2）石墨具有優(yōu)良的，常用作干電池的電極。（3）硅是一種良好的半導體材料。工業(yè)上制粗硅的反應為：2C+SiO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Si+2CO↑，該反應中SiO2發(fā)生（填“氧化”或“還原”）反應。（4）已知反應：2Mg+CO2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2+C，則Mg著火時（填“能”或“不能”）使用干粉滅火器滅火。24．實驗小組利用如圖所示裝置分別進行木炭還原氧化銅的實驗。（1）木炭與氧化銅反應的化學方程式為，該反應的基本反應類型是。（2）實驗開始前，將木炭研磨成粉末狀與氧化銅粉末均勻混合，簡要說明其原理及目的；酒精燈上加銅網的作用是。（3）圖1實驗中可觀察到的現(xiàn)象是。圖2實驗中，當試管底部的固體顏色發(fā)生明顯變化時，停止加熱；發(fā)現(xiàn)試管中的固體顏色仍由下而上繼續(xù)蔓延，由此現(xiàn)象可以說明木炭與氧化銅的反應是（填“吸熱”或“放熱”）反應。（4）反應結束一段時間后，發(fā)現(xiàn)圖1的試管中生成的部分銅單質的顏色發(fā)生改變；而圖2裝置可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。寫出圖2實驗的操作步驟。25．我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅，在化學實驗室里模擬煉銅，既可用傳統(tǒng)的實驗裝置(見圖甲)，又可用改進的微型實驗裝置(見圖乙)?；瘜W興趣小組采用圖乙裝置，開展以下探究活動。(1)寫出木炭與氧化銅反應的化學方程式________________________，其中發(fā)生還原反應的物質是________。(2)判斷木炭與氧化銅已經發(fā)生反應的依據(jù)是_________________________________________________。(3)使用圖乙裝置與使用圖甲裝置相比，其優(yōu)點是__________(寫出一條即可)。(4)用甲裝置進行實驗，完畢后先停止加熱，可能引起的后果是__________________________。26．某同學在學習木炭和氧化銅反應的知識后，產生了疑問：木炭與氧化銅反應生成的氣體有哪些?同學們帶著疑問進行了下列探究：[提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：_____。[查閱資料]沒有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇二氧化碳無變化，但遇到微量一氧化碳會立即變成藍色。[實驗步驟]連接好實驗裝置，并進行實驗，裝置如下圖所示（夾持儀器已?。翰襟E一：實驗前先通一段時間N2；步驟二：點燃酒精噴燈加熱。玻璃管中的現(xiàn)象是_____。[實驗結論]（1）若觀察到氯化鈀試紙不變色，澄清石灰水變渾濁，則猜想一成立，請寫出澄清石灰水變渾濁的化學方程式：_____。（2）若觀察到氯化鈀試紙變藍，澄清石灰水不變渾濁，則猜想_____成立。（3）若觀察到氯化鈀試紙_____，澄清石灰水_____，則猜想三成立。[實驗反思]（1）該實驗開始前通一會兒N2的目的是：_____。（2）有同學認為該裝置需要添加尾氣處理裝置，你認為是否需要?請說明理由。_____。27．實驗室可利用堿式碳酸銅【Cu2(OH)2CO3】制備氧化銅，并進行碳粉還原氧化銅的實驗。（1）制備氧化銅并檢驗產物，裝置如圖所示（省略夾持儀器）：ABCD步驟一：連接A和B，打開活塞，通入空氣。步驟二：關閉活塞，連上C和D，開始加熱。步驟三：在加熱過程中，記錄在B中固體質量變化如下表，在t3時停止加熱。加熱時間（min）0t1t2t3B中固體質量（g）6.665.204.804.80B中發(fā)生反應的化學方程式為：___Cu2(OH)2CO3＝___CuO＋___H2O＋___CO2↑；C中的試劑是________；A的作用是吸收空氣中的_____________，防止對產物檢驗造成干擾。選擇t3時停止加熱的理由是____________________________________________________。（2）一定量碳粉還原（1）中制得的氧化銅并檢驗產物，裝置如圖所示：實驗過程中，觀察到F中溶液變渾濁，E中的現(xiàn)象是____________________________；反應完全后，若僅撤走酒精噴燈停止加熱，可能導致的后果是___________________________。（3）分析：若（1）中省略步驟三，對（2）中反應產物判斷可能產生的影響及其原因：_______________________________________________________________。28．（2021秋?東莞市期末）李洋同學在實驗室用木炭和氧化銅兩種黑色粉末在高溫下反應制取單質銅，他聯(lián)想到單質碳的一些化學性質，認為在該實驗中還可能會有CO產生。【查閱資料】CO氣體能使?jié)駶櫟狞S色氯化鈀試紙變藍色?！緦嶒烌炞C】（1）點燃A處酒精燈，數(shù)分鐘后發(fā)現(xiàn)試管中的黑色固體物質變紅，反應的化學方程式為：。（2）裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為：。（3）剛開始預熱時，B中立即有氣泡產生，但石灰水不變渾濁，原因是，實驗結束后應該先（填“熄滅酒精燈”或“拿出導管”）。（4）C裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象，說明有CO氣體生成，證明該同學的判斷是正確的。【實驗反思】（5）李洋同學對CO產生的原因進行了分析。①原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接反應放出產生CO。②原因二：反應中的一種產物和反應物木炭又發(fā)生了新的化學反應，產生了CO，請你從原因一、原因二中選擇其一，用化學方程式表示其反應原理：。（6）此實驗裝置存在缺陷，應該如何改進？。6.1金剛石、石墨和C60考點精講【知識點一】碳的單質1.金剛石、石墨和C60項目金剛石石墨C60結構外觀無色透明、正八面體形狀的固體深灰色、不透明的細鱗片狀固體，有金屬光澤—硬度天然存在的最硬的物質軟、滑，在紙上劃過可留下痕跡—熔點很高高（耐高溫）較低導電性幾乎不導電優(yōu)良—導熱性差良好差用途鉆頭、刻刀、裝飾品潤滑劑、鉛筆芯、電極作超導體、制備新材料、醫(yī)學應用物理性質差異的原因金剛石、石墨和C60雖然都是碳的單質，但其單質中碳原子的排列方式不同，所以它們的物理性質差異很大【特別提醒】（1）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）碳：指碳元素、碳原子、碳的單質及化合物，在物質組成中寫“碳”。（3）炭：指的是具體的物質，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑，這些碳的單質的名稱中寫“炭”。2．無定形碳無定形碳：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。木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物質的主要成分都是碳單質，它們的結構與石墨類似。①木炭：具有疏松多孔的結構，有吸附性，常用于吸附色素和異味。②活性炭：用于防毒面具、制糖、吸附色素和異味。③焦炭：用于冶金工業(yè)。④炭黑：常用于制造墨、油漆、顏料等。【特別提醒】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。3.活性炭的吸附實驗在盛有半瓶水的小錐形瓶里，加入一滴紅墨水，使水略顯紅色，投入幾塊烘烤過的木炭（成活性炭）。輕輕振蕩錐形瓶，紅色溶液變成無色溶液。因為活性炭具有吸附性，能吸附水中的有色物質?！镜湫屠}】（2022·廣西賀州·中考真題）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?！九e一反三】1.（2022·吉林·中考真題）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。2.（2022·湖南長沙·中考真題）“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。3.C60在能源、信息、醫(yī)藥等領域有著廣闊的應用前景。關于C60的敘述不正確的是（）A．該物質由C60分子構成B．該物質由60個碳原子構成C．其相對分子質量為720D．C60和C70是兩種物質【答案】B【解析】A、C60由C60分子構成，故正確；B、每個C60分子由60個碳原子構成，故錯誤；C、C60相對分子質量為12×60＝720，故正確；D、C60和C70的分子構成不同，屬于兩種物質，故正確。故選B?！炯记煞椒ā竣傥镔|的性質決定物質的用途，物質的用途在一定程度上反應物質的性質。②一種元素可以組成不同種單質；③石墨在一定條件下可以轉化為金剛石，該變化為化學變化；④活性炭的吸附性是物理性質?！就卣寡由臁?、碳單質物理性質差別的原因為碳原子的排列順序不同。金剛石中碳原子排列呈正四面體結構，石墨中碳原子排列呈片層結構，C60中碳原子排列呈足球狀結構。2、無定性碳活性炭、木炭具有強烈的吸附性，木炭可用于食品、工業(yè)產品中除去色素、異味等，活性炭可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；焦炭用于冶鐵，炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性?！踞槍τ柧殹?．（2022年云南省昆明市中考）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】通過化學變化才能體現(xiàn)出來的性質屬于化學性質。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。2.下列說法中，錯誤的是（）A．C60可用作超導材料 B．木炭可用作電池電極C．石墨可用于制鉛筆芯 D．金剛石可用于裁割玻璃【答案】B【解析】A、C60具有金屬光澤，有許多優(yōu)異性能，如超導、強磁性、耐高壓、抗化學腐蝕、在光、電、磁等領域有潛在的應用前景，故A正確。B、石墨用作電池的電極，是因為石墨具有導電性，木炭導電性較差，故B錯誤；C、石墨很軟且在紙上劃過會留下痕跡，故可用于制作鉛筆芯，故C正確；D、金剛石是自然界中硬度最大的物質，可用于裁割玻璃，故D正確。故選B。3.金剛石、石墨物理性質差異很大，是因為它們（）A．原子大小不同 B．原子數(shù)目不同C．原子排列方式不同 D．由不同種原子構成【答案】C【解析】金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質，構成金剛石和石墨的碳原子的排列方式不同，物理性質有很大的差異，故選C。4.下列有關金剛石、石墨、C60的說法中，錯誤的是（）A．C60是一種新型的化合物B．金剛石是天然存在最硬的物質C．金剛石、石墨、C60在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳D．金剛石與石墨物理性質不同的原因是碳原子的排列方式不同【答案】A【解析】A、化合物中含有多種元素，而C60只含有碳一種元素，屬于單質，錯誤；B、金剛石是天然存在最硬的物質，正確；C、金剛石、石墨、C60都含有碳元素，在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳，正確；D、金剛石與石墨物理性質不同的原因是碳原子的排列方式不同，正確；故選A。5.多彩的“碳”，多姿的生活，相信隨著科學技術的發(fā)展，碳單質的用途將不斷擴大。(1)如圖1物質的用途中，利用了石墨導電性的是________(填序號)。(2)炭雕(如圖2)是活性炭成型技術與傳統(tǒng)雕刻工藝的完美結合，這里利用了活性炭的________(填“物理”或“化學”)性質。(3)世界上最輕的材料“碳海綿”由碳元素組成，具有多孔結構，彈性好。它對石油有很強的吸附能力(不吸水)，將吸入的石油擠出后仍可恢復原狀。下列關于碳海綿的說法正確的是________(填字母)。A.具有吸附性 B.可重復利用 C.可處理海上石油泄漏【答案】(1)④(2)物理(3)ABC【解析】(1)石墨具有導電性，可以制成電極。(3)碳海綿具有多孔結構，具有吸附性；碳海綿將吸入的石油擠出后仍可恢復原狀，可重復使用；碳海綿對石油有很強的吸附能力，可處理海上石油泄漏?！局R點二】碳的化學性質1．常溫下，碳單質的化學性質穩(wěn)定在常溫下，碳的化學性質不活潑。碳受日光照射或與空氣、水等接觸都不容易起變化。實際生活中利用這一性質有以下應用：（1）需要長期保存的檔案材料一般用碳素墨水書寫。（2）木質電線桿埋入地下部分用火燒焦。2．碳能與氧氣反應——可燃性在點燃的條件下，碳可以在氧氣（或空氣）里燃燒，放出熱量。（1）氧氣充足時，完全燃燒：C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))CO2（2）氧氣不充足時，不完全燃燒：2C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))2CO無論碳燃燒是否充分，都會放出熱量，因此碳是生活生產中常用的燃料。3．碳能與某些金屬氧化物反應——還原性單質碳在高溫下可以和某些氧化物反應，奪取這些氧化物中的氧，表現(xiàn)出還原性。（1）木炭還原氧化銅①實驗操作a．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；b．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；c．集中加熱；d．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。②實驗現(xiàn)象澄清的石灰水變渾濁；黑色固體逐漸變成紅色。③實驗原理C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑在碳還原氧化銅的反應中，C在反應中得到氧，發(fā)生氧化反應，具有還原性。CuO在反應中失去氧，發(fā)生還原反應，具有氧化性。④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。（2）工業(yè)上，用焦炭和鐵的氧化物反應冶煉鐵：2Fe2O3+3Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))4Fe+3CO2↑（3）高溫下，木炭還能與二氧化碳反應：C+CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO（4）高溫下，木炭還能與水反應：C（紅熱）+H2O（蒸汽）eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))CO+H2O注：工業(yè)上水煤氣的制取方法【典型例題】1．（2022年山東省泰安市中考）物質的性質決定用途。下列物質的用途中利用其化學性質的是（）A．氧氣用于氣焊 B．干冰用于人工降雨C．銅用于制導線 D．活性炭用于除冰箱異味【答案】A【解析】A、氧氣用于氣焊，是因為氧氣具有助燃性，助燃性屬于化學性質；B、干冰用于人工降雨，是因為干冰升華吸熱，不需要通過化學變化就能表現(xiàn)出來，利用的是其物理性質；C、銅用于制導線，是因為銅具有良好的導電性，導電性屬于物理性質；D、活性炭用于除冰箱異味，是因為活性炭具有吸附性，吸附性屬于物理性質。故選A。2.（2022年吉林省中考）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。【舉一反三】1．“鉆石恒久遠，一顆永流傳”這句廣告詞，被美國的《廣告時代》評為20世紀的經典廣告詞之一，該廣告詞能體現(xiàn)的鉆石的性質是（）A.硬度大 B.不能導電 C.化學性質穩(wěn)定 D.熔點低【答案】C【解析】鉆石是由金剛石打磨而成的，金剛石的主要成分是碳，在常溫下，碳的化學性質穩(wěn)定。2．(2022獨家原創(chuàng))高科技讓冬奧“暖暖的”，北京冬奧禮儀服使用的石墨烯發(fā)熱材料是目前世界上導熱率最高的材料之一。石墨烯是單層的石墨片，下列有關石墨烯的說法不正確的是（）A.石墨烯完全燃燒的產物為CO2 B.石墨烯在一定條件下可還原氧化銅C.石墨烯是一種新型化合物 D.石墨烯與金剛石的碳原子的排列方式不同【答案】C【解析】石墨烯是由碳元素組成的單質。3．單晶硅是制作電子集成電路的基礎材料。工業(yè)上通過以下反應將自然界中的二氧化硅(SiO2)轉化為硅：SiO2+2Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Si+2CO↑，下列分析正確的是（） B.碳發(fā)生了還原反應 C.碳表現(xiàn)還原性 D.碳表現(xiàn)氧化性【答案】C【解析】物質得到氧的反應是氧化反應，物質失去氧的反應是還原反應，故A、B項均不正確；物質奪取氧的性質是還原性，物質供給氧的性質是氧化性，故項正確，D項不正確。4．(2022河北辛集期末)如圖是用木炭在高溫條件下還原氧化銅的實驗裝置圖，按要求回答下列問題。(1)實驗中在酒精燈上加裝了金屬網罩，作用是________________________________________。(2)加熱一段時間后，被加熱的試管中觀察到的現(xiàn)象是________________________________,發(fā)生反應的化學方程式為________________________________________________________。(3)停止加熱時，應該________________________________________,再熄滅酒精燈，原因是__________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)集中火焰，提高溫度(2)黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO,↑(3)先把導管移出裝有澄清石灰水的試管防止石灰水倒吸，使試管炸裂【解析】(3)停止加熱時，應該先把導管移出裝有澄清石灰【技巧方法】解答這類題目，首先要理解和熟記碳的化學性質及其反應現(xiàn)象、化學方程式和用途等相關知識。然后根據(jù)所給的實驗、問題情景或圖表信息等，結合所學的相關知識和技能，以及自己的生產或生活經驗所得，細致地分析題意或圖表信息等各種信息資源，聯(lián)系起來綜合分析，按照題目要求進行認真地選擇或解答?！就卣寡由臁刻荚映叵禄瘜W性質穩(wěn)定的原因為最外層電子數(shù)為4個，達到半穩(wěn)定結構，故化學性質不穩(wěn)定?！踞槍τ柧殹?．兩份質量相等的碳,一份與足量的氧氣完全反應生成二氧化碳,另一份與氧氣反應全部生成一氧化碳,則前者與后者消耗氧氣的質量比為（）A．2:1 B．1:2 C．3:4 D．3:8【答案】A【解析】碳充分燃燒時，C+O2eq\o\ac(\s\up5(點燃),\o(===,====))CO2，一個碳原子跟兩個氧原子結合生成一分子二氧化碳，即一個碳原子消耗兩個氧原子；碳不充分燃燒時，2C+O2eq\o\ac(\s\up5(點燃),\o(===,====))2CO，一個碳原子跟一個氧原子結合生成一分子一氧化碳，即一個碳原子消耗一個氧原子；由于兩份碳的質量相等，碳原子的質量一定。設每份碳中碳原子的個數(shù)為x，則生成二氧化碳和一氧化碳時消耗氧氣的質量之比為：（氧原子的質量×2x）：（氧原子的質量×x）=2：1前者與后者消耗氧氣的質量之比2：1。故選A。2．已知：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑。如圖表示一定量的木炭和氧化銅固體混合物受熱過程中，某變量y隨加熱時間的變化趨勢，其中縱坐標y表示（）A．固體的質量 B．固體中氧化銅的質量C．二氧化碳的質量 D．固體中銅元素的質量分數(shù)【答案】D【解析】A、氧化銅和碳反應生成銅和二氧化碳，固體質量逐漸減小，錯誤；B、氧化銅的質量逐漸減小到零，錯誤；C、二氧化碳的質量應該從零開始不斷增加，錯誤；D、銅元素質量不變，固體質量逐漸減小，所以固體中銅元素的質量分數(shù)逐漸增加，然后不變，正確。故選D。3．用純凈的木炭粉還原氧化銅粉末時，可能發(fā)生的化學反應是：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑，C+2CuOeq\o\ac(\s\up5(△),\o(===,====))Cu+CO↑．某同學設計實驗，欲證明氧化銅中含有氧元素，實驗裝置如圖。有關說法不正確的是（）A．實驗前先通入N2的目的是排盡玻璃管中的空氣，防止干擾 B．本實驗能證明含氧元素的證據(jù)是澄清石灰水變渾濁 C．硬質玻璃管中黑色固體變紅，可以證明氧化銅含有氧元素 D．本實驗的不足是沒有處理尾氣【答案】C?！窘馕觥緼、實驗前先通入N2的目的是排盡玻璃管中的空氣，防止氧氣對證明氧化銅中含有氧元素造成干擾，故選項說法正確。B、二氧化碳能使石灰水變渾濁，二氧化碳中含有氧元素，可以判斷氧化銅中的確含有氧元素，故選項說法正確。C、硬質玻璃管中黑色固體變紅，說明生成了銅，不能證明氧化銅含有氧元素，故選項說法錯誤。D、實驗中可能由一氧化碳生成，一氧化碳有毒，會污染空氣，本實驗的不足是沒有處理尾氣，故選項說法正確。4．在高溫條件下，碳能使二氧化碳轉變成一氧化碳：C+CO2eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2CO，下列說法不正確的是（）A．反應中碳發(fā)生了還原反應B．產物是空氣污染物之一C．該反應為吸熱反應D．該反應中原子數(shù)目在反應前后不變【答案】A【解析】A、碳奪取了二氧化碳中的氧，發(fā)生了氧化反應，故選項說法錯誤；B、生成物是一氧化碳，是空氣污染物之一，故選項說法正確；C、該反應在高溫下進行，為吸熱反應，故選項說法正確；D、由質量守恒定律，該反應中原子數(shù)目在反應前后不變，故選項說法正確。故選A。5．已知：2CuO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑．如圖表示一定質量的CuO和C固體混合物在受熱過程中各物質質量隨時間的變化趨勢。下列說法中錯誤的是（）A．t1時，開始發(fā)生反應 B．t1和t2時，固體中銅元素質量保持不變 C．b是固體混合物的質量 D．d是二氧化碳的質量【答案】C?！窘馕觥緼、碳與氧化銅在高溫下反應生成銅和二氧化碳，由圖示可知，t1時，開始發(fā)生反應，故選項說法正確。B、碳與氧化銅在高溫下反應生成銅和二氧化碳，t1和t2時，固體中銅元素質量保持不變，故選項說法正確。C、圖中b反應后減少至0，固體混合物的質量逐漸減少，但不可能減少至0，故選項說法錯誤。D、碳與氧化銅在高溫下反應生成銅和二氧化碳，反應的化學方程式為：C+2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑，生成銅和二氧化碳的質量比為128：88，則d是二氧化碳的質量，故選項說法正確。6．某化學興趣小組的同學探究木炭還原氧化銅的實驗，實驗裝置如圖。實驗時，a中的固體由黑色變紅色，b中的試管內產生氣泡和白色沉淀?！緰碎嗁Y料】氧化亞銅（Cu2O）是紅色固體，能與稀硫酸發(fā)生如下反應：Cu2O＋H2SO4＝Cu＋CuSO4＋H2O?！咎岢鰡栴}】已知實驗后a中的紅色固體含有單質銅，是否還含有氧化亞銅（Cu2O）呢？【實驗驗證】取a中的紅色固體少量于試管中，加入____________溶液，試管中出現(xiàn)___________________________________，證明固體中確實含有Cu2O?！咎岢鰡栴}】木炭還原氧化銅產生的氣體是什么？【提出猜想】猜想一：CO2；猜想二：CO；猜想三：_________________?！咎岢鲑|疑】甲同學認為猜想二不正確，他的理由是____________________________。【驗證猜想】乙同學將木炭還原氧化銅產生的氣體通入灼熱的氧化銅粉末中，黑色固體變紅，證明猜想______是正確的，該反應的化學方程式為____________________________________?！窘涣鞣此肌颗d趣小組認為上圖裝置不夠完善，為了防止尾氣對空氣的污染，應該把上圖裝置中的b部分裝置換成下列______裝置（填字母序號）。ABCD【答案】【實驗驗證】稀硫酸；固體部分溶解，溶液由無色變成藍色；【提出猜想】CO2和CO；【提出質疑】僅有一氧化碳時不能使澄清石灰水變渾濁；【驗證猜想】三；CO＋CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))Cu＋CO2；【交流反思】A或B或D?！窘馕觥勘绢}主要考查物質的性質，解答時要根據(jù)各種物質的性質，結合各方面條件進行分析、判斷，從而得出正確的結論?！緦嶒烌炞C】取a中的紅色固體少量于試管中，加入稀硫酸，試管中出現(xiàn)固體部分溶解，溶液由無色變成藍色，說明氧化亞銅和硫酸反應生成了硫酸銅，證明固體中確實含有Cu2O?！咎岢霾孪搿坎孪胍唬篊O2；猜想二：CO；猜想三：CO2和CO；【提出質疑】甲同學認為猜想二不正確，理由是一氧化碳不能和氫氧化鈣反應，因此b中的試管內不能產生白色沉淀。【驗證猜想】乙同學將木炭還原氧化銅產生的氣體通入灼熱的氧化銅粉末中，黑色固體變紅，說明氧化銅和一氧化碳反應生成了銅和二氧化碳，證明猜想三是正確的；【交流反思】為了防止尾氣對空氣的污染，應該把上圖裝置中的b部分裝置換成如圖2中的A、B、D都可以，這是因為A、B、D裝置都能夠防止一氧化碳進入空氣中?！局R點三】氧化反應與還原反應1．氧化反應、還原反應物質與氧發(fā)生的反應叫做氧化反應。含氧化合物中的氧被奪去的反應叫做還原反應。簡記為“得氧被氧化，失氧被還原”。2．氧化性、還原性在反應中物質供給氧的性質叫做氧化性，物質奪取氧的性質叫做還原性。在2CuO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu+CO2↑反應里，氧化銅失去氧而變成了銅單質，氧化銅發(fā)生還原反應。木炭是使氧化銅還原為銅的物質，它具有還原性，是還原劑。木炭跟氧化銅里的氧起反應生成了二氧化碳，又發(fā)生了氧化反應。氧化銅在反應中提供氧，具有氧化性，是氧化劑。氧化反應與還原反應是從得氧失氧的角度研究化學反應的，不屬于基本反應類型。氧化劑是指能夠供給氧的物質，還原劑是指能夠得到氧的物質，氧化劑、還原劑指的都是反應物。氧化反應和還原反應是針對化學反應中的某一反應物而言的，如C與CuO的反應中，C發(fā)生了氧化反應，CuO發(fā)生了還原反應。氧化劑和還原劑的判斷方法氧化還原反應是一類常見的反應類型，它不屬于基本反應類型，初中階段，主要是從得氧、失氧的角度判斷氧化還原反應。氧化反應是指物質跟氧發(fā)生的反應（或者說，物質得到氧的反應）；還原反應是指含氧化合物中的氧被奪去的反應（或者說物質失去氧的反應)。一種物質得到氧，必然有另一種物質失去氧，故氧化反應和還原反應是同時發(fā)生的，通常叫做氧化還原反應。在氧化還原反應中，能提供氧的物質叫做氧化劑，氧化劑失去氧發(fā)生的是還原反應；能得到氧的物質叫做還原劑，還原劑發(fā)生的是氧化反應。以碳還原氧化銅為例，它們之間的關系為：即：氧化劑一失去氧→被還原一發(fā)生還原反應；還原劑→得到氧→被氧化→發(fā)生氧化反應?！镜湫屠}】在2Fe2O3＋3Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))4Fe＋3CO2↑反應中，還原劑是（）A．CB．CO2C．Fe2O3D．Fe【答案】A【解析】根據(jù)氧化還原反應的相關概念“得到氧的為還原劑，還原劑被氧化，發(fā)生氧化反應，得到的產物是氧化產物”可知：該反應中得到氧的是單質碳，所以還原劑是碳。故A選項正確?！九e一反三】1.在化學反應，C＋2CuOeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Cu＋CO2↑中，氧化劑是()A．CuOB．CC．CuD．CO2【答案】A【解析】根據(jù)氧化還原反應的相關概念“失去氧的為氧化劑，氧化劑被還原，發(fā)生還原反應，得到的產物是還原產物”可知：該反應中失去氧的是氧化銅，所以氧化劑是氧化銅。故A選項正確。2．化學上規(guī)定，有化合價升降的反應屬于氧化還原反應。下列實驗室制取氣體的反應不屬于氧化還原反應的是()A．加熱高錳酸鉀制O2B．用雙氧水和二氧化錳混合物制O2C．用大理石和稀鹽酸制CO2D．用金屬鋅與稀硫酸反應制H2【答案】C【解析】本題考查了氧化還原反應，掌握氧化還原反應和化合價的關系是解答本題的關鍵。A．加熱高錳酸鉀制O2中氧元素的化合價由﹣2價變?yōu)?價，錳元素的化合價由﹢7價變?yōu)椹€6價和﹢4價，化合價有升降，屬于氧化還原反應。故A選項不符合題意；B．用雙氧水和二氧化錳混合物制O2中氧元素的化合價由﹣1價變?yōu)椹?價和0價，化合價有升降，屬于氧化還原反應。故B選項不符合題意；C．用大理石和稀鹽酸制CO2中各元素的化合價都沒有改變，不屬于氧化還原反應。故C選項符合題意；D．用金屬鋅與稀硫酸反應制H2中鋅的化合價由0價變?yōu)椹€2價，氫元素的化合價由﹢1價變?yōu)?價，化合價有升降，屬于氧化還原反應。故D選項不符合題意。3．如圖是木炭還原氧化侗的微觀模擬圖，有以下說法，其中不正確的是（）A．氧化銅被奪去氧，發(fā)生了還原反應 B．碳奪取了氧，表現(xiàn)出還原性 C．參與反應的三種元素中，只有氧元素的化合價沒有改變 D．根據(jù)質量守恒定律可知，此反應前后固體的沒有改變【答案】D?！窘馕觥緼、根據(jù)圖示可知氧化銅被奪去氧，發(fā)生了還原反應，故A正確；B、根據(jù)圖示可知碳奪取了氧，表現(xiàn)出還原性，故B正確；C、參與反應的三種元素中，只有氧元素的化合價沒有改變，碳元素的化合價由0價變?yōu)?4價，銅元素的化合價由+2價變?yōu)?價，故C正確；D、根據(jù)質量守恒定律可知，參加反應木炭和氧化銅的質量等于生成銅和二氧化碳的質量，所以此反應前后固體的減少，故D錯誤?！踞槍τ柧殹?．高爐煉鐵核心反應Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2中，發(fā)生還原反應的物質是（）A．Fe2O3 B．CO C．Fe D．CO2【答案】A。【解析】一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，在此反應中一氧化碳得氧發(fā)生了氧化反應，是還原劑；氧化鐵失氧發(fā)生了還原反應，是氧化劑。2．工業(yè)煉鐵原理為3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2，其中CO體現(xiàn)還原性。下列化學反應中有物質體現(xiàn)還原性的是（）A．SO3+H2O═H2SO4 B．H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+H2O C．CuSO4+BaCl2═BaSO4↓+CuCl2 D．H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O【答案】B?！窘馕觥緼、該反應體現(xiàn)二氧化硫和水能反應的性質，錯誤；B、該反應中氫氣奪取了氧化銅中的氧，體現(xiàn)還原性，正確；C、該反應是物質陰陽離子的交換，不體現(xiàn)還原性，錯誤；D、該反應是物質陰陽離子的交換，不體現(xiàn)還原性，錯誤。故選：B。3．（2021?重慶）已知CO+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+CO2，該反應中發(fā)生還原反應的物質是（）A．CO B．CuO C．Cu D．CO2【答案】B?！窘馕觥吭贑O+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+CO2中氧化銅失去氧，發(fā)生了還原反應，被還原，而一氧化碳得到氧，發(fā)生了氧化反應，被氧化。故選：B。4．（2021秋?鳳凰縣期末）對比、分析、歸納是學習化學的重要方法。（1）已知H2、CO、C是初中化學常見的還原劑，請分析下列反應：H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+H2O3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))CO2得出的結論是：物質（如H2、CO、C）作還原劑時，所含元素中，一定有元素的化合價在反應后（選填“升高”或“降低”或“不變”）。（2）依據(jù)上述結論，則在反應SO2+2H2S＝3S+2H2O中作為還原劑的物質是。（3）已知甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的化學式分別為CH4、C2H6、C3H8、C4H10，從中發(fā)現(xiàn)這類碳氫化合物的分子中，碳原子和氫原子的結合有一定規(guī)律，若1個分子中的碳原子個數(shù)為n，則其化學式為?！敬鸢浮浚?）升高；（2）H2S；（3）CnH（2n+2）。【解析】（1）在H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))Cu+H2O；Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Fe+3CO2；C+O2eq\o\ac(\s\up7(點燃),\o(===,====))CO2中，H2、C屬于單質，其中氫元素和碳元素的化合價為0；CO中氧元素顯﹣2價，碳元素顯+2價；生成物水、二氧化碳中，水中氫元素顯+1價，二氧化碳中碳元素顯+4價，則物質（如H2、CO、C）作還原劑時，所含元素中，一定有元素的化合價在反應后升高．故填：升高；（2）根據(jù)反應可以看出，二氧化硫中硫元素的化合價反應后降低，氧元素的化合價不變，故不是還原劑；硫化氫中氫元素的化合計反應前后不變，硫元素的化合價由反應前的﹣2價變?yōu)?價，故化合價升高，作的是還原劑；H2S；故填：H2S；（3）甲烷（CH4）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10），碳原子的個數(shù)分別是1、3、4時，氫原子個數(shù)是4、8、10，所以分子中的碳原子數(shù)為n，則其化學式為CnH（2n+2）；故填：CnH（2n+2）。5．分類、類比是學習化學常用的方法。（1）下列實驗或操作中均有氣泡出現(xiàn)。請從1﹣4號容器內，氣泡中氣體的主要成分屬于純凈物或混合物的角度，將下列實驗A與（填字母）分為一類，分類依據(jù)是：氣泡中氣體的主要成分均屬于。A．水通電分解B．檢查裝置氣密性C．向試管中加入稀硫酸（2）3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))3CO2+2Fe，H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))H2O+Cu，在這兩個反應中Fe2O3、CuO都發(fā)生了還原反應，據(jù)此推測H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))H2O+Cu反應中發(fā)生了還原反應，此反應中氫元素的化合價由價變?yōu)?1。【答案】（1）C；純凈物；（2）CuO；0?！窘馕觥浚?）實驗A中試管1、2中的氣體分別是氫氣、氧氣，屬于純凈物；B中產生的氣體是空氣，C中產生的氣體是氫氣，則實驗A與C分為一類，分類依據(jù)是：氣泡中氣體的主要成分均屬于純凈物。（2）3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))3CO2+2Fe，H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))H2O+Cu，在這兩個反應中Fe2O3、CuO都發(fā)生了還原反應，H2+CuOeq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))H2O+Cu反應中氧化銅失去了氧，發(fā)生了還原反應；氫氣屬于單質，氫元素的化合價為0，此反應中氫元素的化合價由0價變?yōu)?1。故答案為：（1）C；純凈物；（2）CuO；0。6．《天工開物》中介紹了用碳和氧化鋅在高溫條件下冶煉鋅的方法，化學方程式為：2ZnO+Ceq\o\ac(\s\up7(高溫),\o(===,====))2Zn+CO2↑。該反應中具有還原性的反應物是，ZnO中鋅元素的化合價為價。【答案】碳；+2?！窘馕觥刻紛Z取了氧化鋅中的氧，具有還原性。在化合物中氧元素一般顯﹣2價，設鋅元素的化合價是x，根據(jù)在化合物中正負化合價代數(shù)和為零，可得：x+（﹣2）＝0，則x＝+2價。故答案為：碳；+2。考點達標1.（2022廣西賀州中考）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。2.（2022湖南長沙中考）“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。4.（2022湖南郴州）有關碳及其化合物說法錯誤的是（