2020年中考各科考点一遍过讲义01–备战2020年中考化学考点考点18 碳的单质-备战2020年中考化学考点一遍过

考点18 碳的单质

一、碳的单质

1．物质的结构决定性质

同一种元素可以组成不同的单质，以单质形式存在的碳有金刚石、石墨和等，由于它们的碳原子排列方式不同，即结构不同，它们的性质也存在较大的差异。由此也可以知道：物质的结构决定其性质。这三种常见单质的空间排列如图所示。

金刚石的结构 石墨的结构 的结构

2．金刚石、石墨和C₆₀的比较

		金刚石	石墨	C60
物理性质	颜色	无色透明	深灰色	─
	状态	正八面体形状的固体	细鳞片状固体	形似足球
	光泽	加工琢磨有夺目光泽	有金属光泽	─
	硬度	天然物质中硬度最大	质软、有滑腻感	─
	导电性	不导电	导电性好	有超导性
	熔点	很高	很高	─
主要用途		可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，制作钻探机钻头，作装饰品（钻石）	作铅笔芯、润滑剂、电极等	材料科学、超导体等
相互关系				─

3．无定形碳

无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成，没有固定形状。常见的无定形碳：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。

	用途
木炭	燃料、黑火药、制活性炭、冶炼金属
活性炭	净化多种气体和液体、作防毒面具
焦炭	冶炼金属
炭黑	墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等，作橡胶制品的填料

二、碳的化学性质

1．常温下，碳单质的化学性质稳定

在常温下，碳的化学性质不活泼。碳受日光照射或与空气、水等接触都不容易起变化。

实际生活中利用这一性质有以下应用：

（1）需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写。

（2）木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。

2．碳能与氧气反应——可燃性

在点燃的条件下，碳可以在氧气（或空气）里燃烧，放出热量。

（1）氧气充足时，完全燃烧：C+O₂ CO₂

（2）氧气不充足时，不完全燃烧：2C+O₂ 2CO

无论碳燃烧是否充分，都会放出热量，因此碳是生活生产中常用的燃料。

3．碳能与某些金属氧化物反应——还原性

单质碳在高温下可以和某些氧化物反应，夺取这些氧化物中的氧，表现出还原性。

（1）木炭还原氧化铜

①实验现象

澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。

②实验原理

C+2CuO 2Cu+CO₂↑

③实验操作目的及注意事项

a．反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。

b．试管口应略向下倾斜：防止冷凝水倒流使试管炸裂。

c．在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。

d．配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。

e．实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。

（2）工业上，用焦炭和铁的氧化物反应冶炼铁：2Fe₂O₃+3C 4Fe+3CO₂↑

（3）高温下，木炭还能与二氧化碳反应：C+CO₂ 2CO↑

三、氧化反应与还原反应

1．氧化反应、还原反应

物质与氧发生的反应叫做氧化反应。含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。简记为“得氧被氧化，失氧被还原”。

2．氧化性、还原性

在反应中物质供给氧的性质叫做氧化性，物质夺取氧的性质叫做还原性。

在2CuO+C 2Cu+CO₂↑反应里，氧化铜失去氧而变成了铜单质，氧化铜发生还原反应。木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，是还原剂。木炭跟氧化铜里的氧起反应生成了二氧化碳，又发生了氧化反应。氧化铜在反应中提供氧，具有氧化性，是氧化剂。

氧化反应与还原反应是从得氧失氧的角度研究化学反应的，不属于基本反应类型。

四、碳燃烧时生成物的判断

氧气量充足时，碳充分燃烧：C+O₂ CO₂

3 ：8 ： 11

氧气量不充足时，碳不充分燃烧：2C+O₂ 2CO

3 ：4 ： 7

依据反应的化学方程式可知，碳燃烧后生成何种气体由碳和氧气的质量决定。碳和氧气按一定质量比混合，反应后生成气体的情况可按如图所示数轴记忆（数轴下面的数字是碳和氧气的质量比）。

考向一 碳单质的结构与用途

典例1 （2019·广州市增城区第一学期期末质量检测）下列关于物质的性质和用途，对应关系错误的是

选项	性质	用途
A	石墨很软	石墨做电池电极
B	金刚石硬度大	金刚石做玻璃刀
C	干冰升华吸热	用于人工降雨
D	汽油具有可燃性	作汽车燃料

【解析】A、石墨具有优良的导电性，可用做电池电极，故A错误；B、金刚石硬度大，可做玻璃刀，故B正确；C、干冰升华吸热，可用于人工降雨，故C正确；D、汽油具有可燃性，可用作汽车燃料，故D正确。故选A。

【答案】A

1．（2019·齐齐哈尔中考）下列物质的用途主要利用其化学性质的是

A．金刚石用于切割玻璃

B．金属铜用于制导线

C．氧气用于医疗急救

D．制糖工业用活性炭脱色制白糖

2．（2019·东营中考）如图为金刚、石墨和C₆₀的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是

A．原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变

B．相同元素组成的不同物质，在足量的氧气中完全燃烧，产物相同

C．相同元素组成的不同物质，化学性质相同

D．在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为C₆₀

3．关于碳单质的组成和用途的说法不正确的是

A．用铅笔芯的粉末可以使锁的开启变的灵活

B．璀璨夺目的天然钻石是由碳元素组成的

C．活性炭可用作防毒面具的滤毒剂

D．铅笔芯主要用铅和少量碳粉制成

考向二 碳单质的化学性质

典例2 已知：2CuO+C 2Cu+CO₂↑。如图表示一定质量的CuO和C固体混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中，不正确的是

A．t₁时，开始发生反应

B．t₁和t₂时，固体中铜元素质量保持不变

C．c是固体混合物的质量

D．d是二氧化碳的质量

【解析】A、由图像可知，t₁时各物质的质量开始发生变化，说明了反应开始发生，正确；B、根据质量守恒定律可知，反应前后固体中铜元素的质量不变，正确；C、根据在方程式中的质量比可知，生成铜的质量要比二氧化碳的质量多，所以c为生成铜的质量，d应为生成二氧化碳的质量，错误；D、由上述分析可知，d应为生成的二氧化碳的质量，正确。故选C。

【答案】C

4．（2019·德州中考）石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是

A．可作散热材料 B．是一种新型化合物

C．常温下化学性质稳定 D．可作新型电池的电极

5．（2019·益阳中考）我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是

A．碳在常温下化学性质不活泼

B．炭黑具有很强的吸附能力

C．部分炭黑转变成了更稳定的物质

D．碳单质不溶于水

6．（2020·长沙雅礼集团九年级上学期期末联考）物质的用途和物质的性质密切相关，下列有关说法错误的是

A．石墨可用作电极，是因为石墨具有优良的导电性能

B．碳和一氧化碳都可用于冶炼金属，是因为它们都具有还原性

C．铝用作“银粉”漆，涂在铁栏杆表面防锈，是因为铝在常温下化学性质稳定

D．清洗餐具时，常加入一定量的洗涤剂，是因为洗涤剂具有乳化功能

过关秘籍

巧用碳单质的“三性”

1．“一性”：常温下的稳定性。

碳素墨水的使用、古代字画流传千百年不褪色都与其稳定性有关。

2．“二性”：可燃性。

注意熟悉木炭在氧气中燃烧的现象；燃烧产物与氧气的量有关。

3．“三性”：还原性。

重点掌握木炭还原氧化铜的实验装置、现象、反应原理及注意事项。

1．关于金刚石、石墨、C₆₀的叙述，正确的是

A．都属于碳单质

B．都由碳原子构成

C．都具有导电性

D．完全燃烧产物不同

2．（2020·天津市河西区九年级上学期期末）金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的单质，下列有关说法正确的是

A．硬度相同 B．都是黑色固体

C．碳原子的排列方式相同 D．完全燃烧都生成二氧化碳

3．（2020·深圳市南山区九年级上学期期末）中国年轻学者曹原，因对石墨烯超导的重大发现，成为2018年度影响世界的十大科学人物榜首。单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片” 被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列关 于石墨烯的叙述中不正确的是

A．石墨烯完全燃烧的产物为CO₂

B．石墨烯属于单质

C．石墨烯具有导电性

D．石墨烯中碳元素的化合价为+4

4．（2020·蚌埠市九年级上学期期末）氧化铜中混有少量炭粉，提纯该氧化铜的方法正确的是

A．在一氧化碳的气流中加热混合物

B．加足量水充分溶解炭粉后过滤

C．在氧气流中加热混合物

D．隔绝空气加强热

5．（2020·南京市鼓楼区九年级上学期期末）下列物质的用途，主要利用其化学性质的是

A．金刚石可用于裁玻璃

B．用碳素墨水书写具有保存价值的档案

C．活性炭可除去水中的色素和异味

D．利用干冰进行人工降雨

6．（2020·佛山市三水区九年级上学期期末）在一定条件下，甲、乙、丙三种物质之间通过一步化学反应能实现下图所示的转化。（图中“→”表示“反应生成”，其它反应物、生成物及反应条件均省略）。左下表所列A~D四组物质中，不能完全实现图示转化的一组是

	甲	乙	丙
A	过氧化氢	水	氧气
B	氯酸钾	氯化钾	氧气
C	甲烷	二氧化碳	水
D	碳	二氧化碳	一氧化碳

7．如图进行实验，下列说法及分析不正确的是

A．产生的气体一定没有CO

B．网罩的作用是集中火焰，提高温度

C．烘干的木炭粉末与CuO粉末需均匀混合

D．可观察到澄清石灰水变浑浊

8．（2020·淮北市杜集区九年级上学期期末）下列有关碳和碳的氧化物的说法，正确的是

A．C₆₀是一种新型的化合物

B．利用活性炭的吸附性可以淡化海水

C．CO、CO₂的组成元素相同，化学性质也相同

D．碳在常温下化学性质不活泼

9．已知：C+2CuO 2Cu+CO₂↑。如图表示一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量y随加热时间的变化趋势，其中纵坐标y表示

A．固体的质量

B．固体中氧化铜的质量

C．二氧化碳的质量

D．固体中铜元素的质量分数

10．用纯净的木炭粉末还原氧化铜粉末时，可发生的反应有：C+2CuO 2Cu+CO₂↑，C+ CuO Cu+CO↑。现用1.2 g木炭粉末还原8.0 g氧化铜粉末，反应物刚好反应完全，则生成的气体产物是

A．CO B．CO₂ C．CO、CO₂ D．Cu、CO

11．试管里有某种黑色粉末状固体，加热后有红色固体生成，同时还生成一种无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体。此固体物质可能是

A．氧化铜和木炭粉的混合物

B．氧化铁和木炭粉的混合物

C．木炭粉和铜粉的混合物

D．氧化铜和二氧化锰的混合物

12．（2020·南充市九年级上学期期末）我国著名化学家徐光宪院士说：“化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学”。在分子一原子层面上改变原子的排列方式就可以创造新物质。石墨在超高压和高温的条件下某些碳原子（方框中的碳原子a）受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列形式，就得到金刚石（方框中的碳原子a对应的石墨中的碳原子a）。

1985年，英国化学家克罗托发现C₆₀，提出C₆₀是由12个正五边形和20个正六边形构成封闭的完美对称的笼状分子，由于C₆₀分子的形状和结构酷似英国式足球，所以又被形象地称为“足球烯”。C₆₀在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽。

1991年，日本科学家发现了碳纳米管，它是碳原子以正六边形排列而成的管状结构，直径一般为几纳米到几十纳米。碳纳米管的管状结构决定了它的弹性和弯曲性都比较优异，可制作金属催化剂载体，作为贮氢。材料制作燃料电池等，碳纳米管还可用于纳米机器人、计算机芯片等前沿领域。

2004年，英国科学家成功制得石墨烯，这种碳单质的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯具有很多优异性能：表面积大、透光率高、导电性强、机械性能优异等，使石墨烯在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕、电脑触摸屏等方面有着良好的应用前景。科学家在一定条件下可以选取石墨烯片段包裹成足球烯，也可以将片段卷起来得到碳纳米管。

依据文章内容，回答下列问题。

（1）短文中涉及到的碳单质共有_____种。

（2）文中提到“在超高温和高压的条件下，石墨可以转变为金刚石”，这一变化是_____变化。

（3）C₆₀在常温下是_____色晶体，猜想C₆₀的一种化学性质可能是______________________（用化学方程式表示），它与金刚石性质上存在明显差异，可能的原因是__________________。

（4）碳纳米管机械加工：性能优异，弹性较好，易于弯曲，这些性质都源于它是_____结构。

（5）石墨烯具有较高的导电性和透光性，可以用来制作_____。

（6）结合本文，你认为从微观角度创造新物质的可能途径有_____。

1．（2019·江西中考）文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是

A．碳 B．硅 C．磷 D．碘

2．（2019·本溪中考）有关金刚石和石墨的说法正确的是

A．都有可燃性 B．都有导电性

C．都是黑色固体 D．都有滑腻感

3（2019·成都中考）下列物质的用途主要由其物理性质决定的是

A．金刚石切割大理石 B．碳素墨水书写档案

C．氮气用于食品防腐 D．硫酸用于铅酸蓄电池

4．（2019·广州中考）实验室有如图所示装置，回答下列问题：

（1）连接装置时，需根据导管的高度调节__________处的高度，再确定__________处的高度。（填“甲”或“乙”）

（2）结束实验的操作是：先____________________，再____________________。

5．（2019·永州中考）为探究CuO和C反应的最佳质量比（忽略副反应），化学兴趣小组取 CuO和C的混合物17.2 g，按不同的质量比进行实验，实验结果如图所示，横坐标表示混合物中CuO所占的质量分数，纵坐标表示生成物中Cu的质量。

（1）分析可知，CuO和C的最佳质量比对应图中的_______________点。

（2）计算a点时，产生CO₂的质量（写出详细计算过程）。

6．（2019·绥化中考）在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。

（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子_______________________不同。

（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有_______________________的结构。

（3）在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是_______________________。

（4）某有机化合物R在氧气中充分燃烧的化学方程式是2R+5O₂ 4CO₂+2H₂O，则R的化学式为__________________。

7．（2018·玉林中考）C₆₀的发现使人类了解到一个全新的碳世界，下列说法正确的是

A．足球由C₆₀构成

B．C₆₀这种物质由碳原子直接构成

C．C₆₀是一种新型化合物

D．C₆₀在氧气中完全燃烧生成CO₂

8．（2018·呼和浩特中考）下列碳单质的用途与其化学性质有关的是

A．用石墨制作干电池的电极

B．用碳素笔书写档案文件

C．用活性炭作饮水机的净水剂

D．用铅笔芯粉末使生锈的锁头容易开启

9．（2018·宜昌中考）下列有关碳单质的说法错误的是

A．金刚石是天然存在的最硬的物质

B．石墨和C₆₀是由不同种原子构成

C．金刚石和石墨的化学性质相似

D．活性炭包可放在冰箱中除异味

10．（2018·益阳中考）（1）金刚石、石墨、C₆₀是由碳元素组成的三种不同单质，它们的化学性质相似，但物理性质相差很大。其原因是________________________。

（2）写出石墨充分燃烧的化学方程式________________________；工业上可以将石墨制作成电极(石墨电极)的原因是________________________。

1. 木炭的主要成分与上述三种物质相同。木炭完全燃烧的产物能使紫色石蕊溶液变红，其原因是(用化学方程式进行说明)________________________。

变式拓展

1．【答案】C

【解析】A、金刚石用于切割玻璃是利用金刚石的硬度大，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故A错；B、金属铜用于制导线，是利用铜的导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质，故B错；C、氧气用于医疗急救是利用氧气供给呼吸的性质，供给呼吸吸入氧气呼出二氧化碳，属于化学变化，所以利用了氧气的化学性质，故C正确；D、制糖工业用活性炭脱色制白糖，是利用活性炭的吸附性，将色素异味吸附在表面，没有新物质生成，利用了物理性质，故D错。故选C。

2．【答案】C

【解析】A、金刚石、石墨、C₆₀的碳原子排列方式不同，构成物质的种类不同，故A说法正确；B、金刚石、石墨、C₆₀在足量的氧气中完全燃烧，产物都是二氧化碳，故B说法正确；C、相同元素组成的不同物质，化学性质不相同，同种分子性质相同，不同分子性质不同，故C说法错误；D、金刚石、石墨、C₆₀的组成元素相同，可以相互转化，故D说法正确。故选C。

3．【答案】D

【解析】A、铅笔芯的粉末的主要成分是石墨，石墨具有润滑性，所以用铅笔芯的粉末可以使锁的开启变的灵活，正确；B、天然钻石是由碳元素组成的单质，正确；C、活性炭具有吸附性，所以活性炭可用作防毒面具的滤毒剂，正确；D、铅笔芯主要用石墨和黏土制成的，而不含铅，错误。故选D。

4．【答案】B

【解析】A、石墨烯具有超强的导热性，所以可用来作散热材料，故正确；B、石墨烯是一种由同种元素组成的纯净物，属于单质，故错误；C、石墨烯是一种碳的单质，常温下化学性质稳定，故正确；D．石墨烯具有超强的导电性，所以可作新型电池的电极，故正确。故选B。

5．【答案】A

【解析】A、我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，故选项正确；B、我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，而不是炭黑具有很强的吸附能力，故选项错误；C、我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，而不是部分炭黑转变成了更稳定的物质，故选项错误；D、我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，而不是碳单质不溶于水，故选项错误。故选A。

6．【答案】C

【解析】A、石墨可用作电极，是因为石墨具有优良的导电性能，故A正确；B、碳和一氧化碳都可用于冶炼金属，是因为它们都具有还原性。故B正确；C、铝用作“银粉”漆，涂在铁栏杆表面防锈，是因为铝在常温下化学性质较活泼，易在空气形成致密而结实的氧化膜，氧化膜能隔绝空气中的水和氧气，故C错误；D、清洗餐具时，常加入一定量的洗涤剂，是因为洗涤剂具有乳化功能，故D正确。故选C。

考点冲关

1．【答案】A

【解析】A、金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的纯净物，都属于单质，正确；B、金刚石、石墨由碳原子直接构成，C₆₀是一种由分子（每个分子由60个碳原子构成）构成的单质，错误；C、金刚石没有导电性，错误；D、因为它们都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，错误。故选A。

2．【答案】D

【解析】A、三种碳单质的硬度不同，故该选项说法错误；B、纯净的金刚石是无色透明的，并非都是黑色的，C₆₀是紫红色固体，故该选项说法错误；C、三种物质是碳的不同单质，它们的碳原子的排列方式不同，故该选项说法错误；D、三种物质都是碳的单质，因此完全燃烧都生成二氧化碳，故该选项说法正确；故选D。

3．【答案】D

【解析】A、石墨烯只由碳元素组成，完全燃烧的产物为CO₂；故选项正确，但不符合题意；B、石墨烯是只由碳元素组成的纯净物，属于单质；故选项正确，但不符合题意；C、石墨烯具有导电性；故选项正确，但不符合题意；D、石墨烯属于单质，单质化合价为0；故选项错误，但符合题意；故选D。

4．【答案】C

【解析】A、在一氧化碳的气流中加热混合物，氧化铜会与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，故错误；B、氧化铜和碳粉都不溶于水，不能分离，故错误；C、在氧气流中加强热，炭粉与氧气发生反应生成了二氧化碳，从而除去炭粉。故正确；D、隔绝空气对混合物加强热，氧化铜与炭粉发生反应，氧化铜被还原为铜单质，故错误。故选C。

5．【答案】B

【解析】A、金刚石用来裁玻璃是利用金刚石的硬度，属于物理性质，故选项错误；B、用碳素墨水书写具有保存价值的档案，因为常温下，碳的化学性质稳定，故选项正确；C、活性炭除去冰箱中的异味是利用活性炭的吸附性，属于物理性质，故选项错误；D、干冰用于人工降雨是利用干冰升华吸热，属于物理性质，故选项错误；故选B。

6．【答案】B

【解析】A、过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下会生成水和氧气，水在通电的条件下会生成氧气，故A正确；B、氯酸钾加热会生成氯化钾和氧气，氯化钾不能生成氧气，故B不正确；C、甲烷在氧气中点燃生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故C正确；D、碳在氧气中点燃生成二氧化碳，二氧化碳和碳高温生成一氧化碳，碳在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，故D正确。故选B。

7．【答案】A

【解析】A、木炭粉末与CuO粉末反应产生二氧化碳，当碳粉过量时可能会产生一氧化碳，故选项错误；B、酒精灯网罩的作用是提高温度，故选项正确；C、为使反应充分，木炭粉末与CuO粉末需混合均匀，故选项正确；D、木炭粉末与CuO粉末反应产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故选项正确。故选A。

8．【答案】D

【解析】A、C₆₀是由同种元素组成的纯净物，属于单质，不是化合物，不符合题意；B、活性炭具有吸附性，只能吸附水中的色素和异味，不能淡化海水，不符合题意；C、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，两种分子构成不同，化学性质不同，不符合题意；D、在常温下，碳的化学性质不活泼，说法正确，符合题意。故选D。

9．【答案】D

【解析】A、氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，固体质量逐渐减小，错误；B、氧化铜的质量逐渐减小到零，错误；C、二氧化碳的质量应该从零开始不断增加，错误；D、铜元素质量不变，固体质量逐渐减小，所以固体中铜元素的质量分数逐渐增加，然后不变，正确。故选D。

10．【答案】A

【解析】当木炭完全反应生成二氧化碳，设：需要的氧化铜的质量为x。

C + 2CuO 2Cu + CO₂↑

12 160

1.2 g x

x=16 g

当木炭完全反应生成一氧化碳，设：需要的氧化铜的质量为y。

C + CuO Cu+CO↑

12 80

1.2 g y

y=8 g

由于氧化铜质量是8 g，所以生成物是一氧化碳。故选A。

11．【答案】A

【解析】A、无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO₂，加热后有红色固体生成说明有Cu，黑色粉末状固体，加热后生成二氧化碳和铜，因此该固体混合物可能是氧化铜和木炭粉的混合物，故A正确；B、氧化铁和木炭粉的混合物加热生成二氧化碳和铁，故B错误；C、木炭粉加热只生成二氧化碳，故C错误；D、氧化铜和二氧化锰的混合物加热不反应，故D错误。故选A。

12．【答案】（1）5 （2）化学

（3）紫红色 C₆₀+60O₂ 60CO₂或C₆₀+120CuO 120Cu+60CO₂↑ 碳原子的排列方式不同

（4）管状

（5）透明电极、手机屏幕、电脑触摸屏（任答其一）

（6）在分子、原子层面上改变原子的排列方式

【解析】（1）短文中涉及到的碳单质有石墨、金刚石、C₆₀、碳纳米管、石墨烯。共5种。

（2）“在超高温和高压的条件下，石墨可以转变为金刚石”，有新物质生成，属于化学变化；

（3）C₆₀在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽；C₆₀是碳的一种单质，可能具有可燃性，燃烧的产物是二氧化碳，可能具有还原性，与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应方程式为：C₆₀+60O₂ 60CO₂；C₆₀+120CuO 120Cu+60CO₂↑；C₆₀与金刚石性质上存在明显差异，可能的原因是：碳原子的排列方式不同。

（4）碳纳米管是碳原子以正六边形排列而成的管状结构，直径一般为几纳米到几十纳米。碳纳米管的管状结构决定了它的弹性和弯曲性都比较优异。

（5）石墨烯具有很多优异性能：表面积大、透光率高、导电性强、机械性能优异等，使石墨烯在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕、电脑触摸屏等方面有着良好的应用前景。

（6）结合本文，碳的五种单质本质区别是碳原子排列方式不同，从微观角度创造新物质的可能途径是：在分子、原子层面上改变原子的排列方式。

直通中考

1．【答案】A

【解析】A、“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，故选项正确；B、“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，而不是硅，故选项错误；C、“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，而不是磷，故选项错误；D、“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳，而不是碘，故选项错误。故选A。

2．【答案】A

【解析】A、金刚石和石墨均是碳元素形成的单质，均具有可燃性，故选项说法正确；B、金刚石不具有导电性，故选项说法错误；C、金刚石是无色透明的固体，石墨是深灰色固体，故选项说法错误；D、石墨有滑腻感，金刚石没有，故选项说法错误。故选A。

3．【答案】A

【解析】A、金刚石切割大理石，是因为金刚石硬度大，不需要通过化学变化表现出来，是物理性质；B、碳素墨水书写档案，是因为通常情况下碳不容易和其它物质反应，是化学性质；C、氮气用于食品防腐，是因为氮气在通常情况下不容易和其它物质反应，是化学性质；D、硫酸用于铅酸蓄电池，是因为硫酸能和铅的氧化物反应，需要通过化学变化表现出来，是化学性质。故选A。

4．【答案】（1）乙 甲

（2）移出导管 熄灭酒精灯

【解析】（1）连接装置时，需根据导管的高度调节乙处的高度，再根据酒精灯火焰的高度调整试管高度的旋钮，确定甲处的高度。

（2）结束实验的操作是：先移出导管，再熄灭酒精灯，以防止石灰水倒吸，使试管炸裂。

5．【答案】（1）b

（2）a点时，产生CO₂的质量2.2 g

【解析】（1）由图像可知，混合物中CuO所占的质量分数为时，生成的铜的质量多，CuO和C的最佳质量比对应图中的b点。

（2）由图像可知，a点时CuO和C的混合物17.2 g中氧化铜的质量为：17.2 g×＝8 g，碳的质量是9.2 g，由方程式质量关系可知，碳没有完全与氧化铜反应。

设生成的二氧化碳的质量为x。

2CuO+C 2Cu+CO₂↑

160 44

8g x

解得x＝2.2 g。

6．【答案】（1）排列方式

（2）疏松多孔

（3）碳在常温下化学性质不活泼

（4）C₂H₂

【解析】（1）金刚石和石墨物理性质差异较大，是因为构成它们的碳原子排列方式本题。

（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有疏松多孔的结构。

（3）在书写具有保存价值的图书档案时，应使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼。

（4）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则2R分子中含有4个碳原子和4个氢原子，则每个R分子由2个碳原子和2个氢原子构成，则物质X的化学式为C₂H₂。

7．【答案】D

【解析】A、C₆₀的分子结构与足球相似，但足球不是由C₆₀构成，错误；B、C₆₀是由60个碳原子构成的碳分子，所以由分子构成，错误；C、C₆₀是由碳元素组成的单质，错误；D、C₆₀在氧气中完全燃烧生成CO₂，正确。故选D。

8．【答案】B

【解析】A、用石墨制作干电池的电极是利用石墨的导电性，属于物理性质，故选项错误；B、用碳素笔书写档案文件，说明单质碳的化学性质不活泼，故选项正确；C、用活性炭作饮水机的净水剂是利用活性炭的吸附性，属于物理性质，故选项错误；D、用铅笔芯粉末使生锈的锁头容易开启是利用石墨的滑腻感，属于物理性质，故选项错误。故选B。

9．【答案】B

【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，正确；B、石墨和C₆₀是由同种原子不同排列方式构成的，错误；C、金刚石和石墨的化学性质相似，都是由同一种原子构成的，正确；D、活性炭包可放在冰箱中除异味，活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味，正确。故选B。

10．【答案】（1）碳原子的排列方式不同

（2）C＋O₂ CO₂ 石墨具有优良的导电性

（3）CO₂＋H₂O===H₂CO₃

【解析】（1）金刚石、石墨、C₆₀是由碳元素组成的三种不同单质，它们的化学性质相似，但物理性质相差很大，是因为碳原子的排列方式不同。（2）石墨充分燃烧生成二氧化碳气体，反应的化学方程式为：C＋O₂ CO₂。工业上可以将石墨制作成电极(石墨电极)，是因为石墨具有优良的导电性。（3）木炭完全燃烧的产物是二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，反应的化学方程式为：CO₂＋H₂O===H₂CO₃。

 

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