2022年中考化学一轮总复习讲义-第11讲碳单质和碳的氧化物.docx
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1、知识点一常见的碳单质1同种元素可以组成不同单质(1)不同种元素可以组成不同的单质,如氧气是由氧元素组成的单质,氮气是由氮元素组成的单质。(2)同种元素也可以组成不同的单质,如金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的不同单质。2金刚石、石墨和C60的物理性质与用途金刚石石墨C60颜色硬度透明固体自然界中最硬深灰色固体质软黑色固体导电性不导电导电用途玻璃刀铅笔芯、电极构成微粒碳原子碳原子C60结构区别与联系碳原子的排列方式不同导致三者的物理性质存在明显差异;三者都是由碳元素组成的单质,故化学性质基本相同。3无定形碳(1)木炭、活性炭、焦炭和炭黑等通常称为无定形碳(主要是由结构类似石墨的微小晶体和少量
2、杂质构成),属于混合物,主要成分是碳单质,结构与石墨类似。(2)木炭具有疏松多孔的结构,因此具有吸附能力。利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素,也可以用它来吸附有异味的物质。木炭经水蒸气高温处理后,可得到活性炭。活性炭的吸附作用比木炭强。活性炭的用途:用在防毒面具里吸附毒气;用于制糖工业脱色以制白糖;污水的深度净化;吸附有害气体。(3)焦炭用于冶金工业,作还原剂。炭黑用于制造油墨、油漆、鞋油、颜料、橡胶工业的填充剂等。1碳单质在生活和生产中有许多用途,下列说法不正确的是()A活性炭用于冰箱除异味是利用了它的吸附性B金刚石作为装饰品是利用了它的光学性质C石墨用于做电极是利用了它的导
3、电性D用墨水作画是利用了它的还原性【答案】D。【解析】A、活性炭用于冰箱除异味是利用了它的吸附性,该选项说法正确;B、金刚石作为装饰品是利用了它的光学性质,即璀璨夺目,该选项说法正确;C、石墨用于做电极是利用了它的导电性,该选项说法正确;D、用墨水作画是利用了碳的化学性质在通常情况下不活泼,该选项说法不正确。2如图C60向人类展示了一个全新的碳世界。下列有关说法错误的是()AC60的相对分子质量为720BC60在一定条件下可与氧气反应生成二氧化碳C金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质D保持C60化学性质的最小粒子是碳原子【解答】解:AC60的相对分子质量为1260720,故正确;BC60
4、是由碳元素组成的单质,由质量守恒定律可知C60在氧气中完全燃烧生成CO2,故正确。C金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,故正确;DC60由C60分子构成的,而不是由原子直接构成的,故错误;故选:D。3物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。下列关于碳单质的描述中正确的是()选项性质用途A石墨能导电石墨可用作电极B金刚石密度大金刚石可用来切割玻璃C活性炭具有很强的吸附性活性炭可用作净化硬水D碳具有氧化性焦炭可用于冶金工业【解答】解:A、石墨具有导电性,可以用石墨来制电极,故正确;B、金刚石是自然界中硬度最大的矿物,所以可用金刚石来刻画玻璃,故错误;C、活性炭具有很强的吸附性,可用来吸附水
5、中的色素、异味的物质,但是不能使硬水软化,故错误;D、碳具有还原性,可用焦炭来冶炼金属,故错误。故选:A。4金刚石、石墨、碳60是由碳元素组成的三种不同单质,它们的化学性质相同,但物理性质有很大差异,它们的结构如图所示。导致它们在物理性质上出现差异的主要原因是()A碳原子的排列方式不同B单质外型上的差异C金刚石是金属,其他是非金属D碳原子的数目不同【解答】解:金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同单质,由结构图可知它们物理性质相差很大,是因为碳原子的排列方式不同。故选:A。55G时代,芯片运行速度提升,会带来散热问题。高性能石墨烯复合材料散热片可以很好的解决芯这一问题。关于石墨烯以下说法
6、不正确的是()A构成:碳原子B结构:微粒排列方式不同于金刚石C性质:和碳的化学性质相同D用途:用作超轻绝缘材料,导热性材料【解答】解:A、石墨烯是碳元素形成的单质,是由碳原子直接构成的,故选项说法正确。B、石墨烯和微粒排列方式不同于金刚石,它们中碳原子的排列方式不同,故选项说法正确。C、石墨烯是碳元素形成的单质,和碳的化学性质相同,故选项说法正确。D、5G时代,芯片运行速度提升,会带来散热问题。高性能石墨烯复合材料散热片可以很好的解决芯这一问题,则石墨烯可用作导热性材料,但石墨具有优良的导电性,不能用作超轻绝缘材料,故选项说法错误。故选:D。1下列有关碳单质的说法错误的是()A金刚石是天然存在
7、的最硬的矿物质,可做钻探机钻头B活性炭疏松多孔,具有很强的吸附性,可用来除去水中的色素和异味C元素的种类是由原子核内质子数和中子数决定的D石墨有良好的导电性,可制作电极【答案】C.。【解析】A、金刚石是天然最硬的物质能做钻头,A不符合题意;B、活性炭能够吸附色素和异味,B不符合题意;C、具有相同质子数或核电荷数的同类原子的总称叫元素,故元素的种类是由质子数或核电荷数决定的,C符合题意;D、石墨具有良好的导电性能做电极,D不符合题意。2证据推理是化学学科核心素养的重要内容,下列推理正确的是()A分子由原子构成,因此分子的质量一定大于原子B金刚石、石墨和C60均是由碳元素组成的单质,因此它们的性质
8、相似C纯净物中只含有一种物质,则由同种分子构成的物质一定是纯净物D不含可溶性钙、镁化合物的水是软水,则含有可溶性钙、镁化合物的水一定是硬水【解答】解:A、分子是由原子构成的,分子、原子的种类很多,有的分子比有的原子大,有的分子比有的原子小,故A推理错误;B、金刚石、石墨和C60均是由碳元素组成的单质,但它们的构成不同,物质性质不同,故B推理错误;C、纯净物中只含有一种物质,则由同种分子构成的物质一定是纯净物,故C推理正确;D、不含可溶性钙、镁化合物的水是软水,但含有可溶性钙、镁化合物的水不一定是硬水,软水是指不含或少含可溶性钙、镁化合物的水,也可能是软水,故D推理错误。故选:C。3性质决定用途
9、,用途体现性质。下列有关物质的性质与用途不相符的是()A石墨的导电性好,可以作电极、电刷B活性炭的吸附性强,可在制糖工业中作脱色剂C单质碳具有还原性,木炭可以作冬天烤火的燃料D常温下碳的化学性质不活泼,古代的字画用墨(用炭黑等制成)书写或绘制【解答】解:A、石墨的导电性好,可以作电极、电刷,故选项说法正确;B、活性炭的吸附性强,可在制糖工业中作脱色剂,故选项说法正确;C、单质碳具有可燃性,木炭可以作冬天烤火的燃料,故说法不正确;D、温下碳的化学性质不活泼,古代的字画用墨(用炭黑等制成)书写或绘制,故说法正确。故选:C。4关于金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是()A原子大小不同B原子种类不同
10、C原子数目不同D原子排列方式不同【解答】解:物质的结构决定物质的性质,金刚石和石墨均是碳元素形成的单质,金刚石和石墨物理性质有很大差异,是因为碳原子排列方式不同。故选:D。5浙江大学课题组近日制备出了一种只含碳元素的超轻气凝胶,如图是超轻气凝胶放在桃花的花蕊上。气凝胶由碳原子构成,内部有无数个孔隙,充斥空气,故而得名。下列关于超轻气凝胶说法不正确的是()A气凝胶常温下化学性质稳定B气凝胶具有很强的吸附作用C气凝胶可以用来净化被污染的水源D气凝胶化学性质和金刚石差异很大【解答】解:A、气凝胶由碳原子构成,是碳元素形成的单质,气凝胶常温下化学性质稳定,故选项说法正确。B、气凝胶内部有无数个孔隙,充
11、斥空气,具有疏松多孔的结构,具有很强的吸附作用,故选项说法正确。C、由B选项的分析,气凝胶具有吸附性,可以用来净化被污染的水源,故选项说法正确。D、气凝胶和金刚石均是碳元素形成的单质,化学性质相同,故选项说法错误。故选:D。6“钻石恒久远,一颗永流传”这句广告词,被美国的广告时代评为20世纪的经典广告词之一,该广告词能体现的钻石性质是()A硬度大B不能导电C化学性质稳定D熔点低【解答】解:钻石是金刚石打磨而成的,金刚石的主要成分是碳,在常温下,碳的化学性质很稳定,故选C。7下列物质的用途与其性质的对应关系不正确的是()A金刚石常用来裁玻璃金刚石坚硬无比B焦炭用来冶炼金属焦炭具有还原性C石墨常用
12、作电极材料石墨具有导电性D木炭可燃烧木炭具有吸附性【解答】解:A、金刚石坚硬无比,金刚石常用来裁玻璃,故选项说法正确。B、焦炭具有还原性,可用来冶炼金属,故选项说法正确。C、石墨具有导电性,石墨常用作电极材料,故选项说法正确。D、木炭可燃烧,是利用了木炭具有可燃性,故选项说法错误。故选:D。知识点二碳单质的化学性质1常温下碳的稳定性常温下,碳的化学性质不活泼。即使受日光照射或空气、水分接触,都不容易起变化。注意:碳的原子结构示意图为,最外层有4个电子,不容易得失电子,所以常温下碳的化学性质不活泼。2碳与氧气的反应可燃性点燃在点燃的条件下,碳可以在氧气(或空气)里燃烧,放出热量。点燃(1)碳在充
13、足的氧气里充分燃烧生成二氧化碳:C + O2=CO2 ;现象:发出白光,放出热量,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。(2)碳在氧气不充足时,不充分燃烧,生成一氧化碳:2C + O2 =2CO。3碳与氧化铜反应还原性方程式C + 2CuO2Cu + CO2现象黑色固体变红色,澄清石灰水变浑浊细节金属网罩作用使火焰集中并提高温度实验结束时先撤导管,后熄酒精灯1下列有关说法正确的是()A金刚石和石墨的物理性质有很大差异是因为构成它们的原子大小不同B用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼CC60是一种化合物D所有碳单质燃烧只生成二氧化碳【答案】B。【解析】A、金刚石和
14、石墨的物理性质有很大差异是因为它们的碳原子排列方式不同,构成它们的碳原子都相同,故A错误;B、用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色是因为在常温下碳的化学性质不活泼,故B正确;C、C60是由一种元素组成的纯净物,属于单质,故C错误;D、碳单质在充分燃烧时生成了二氧化碳,在不充分燃烧时生成了一氧化碳。故D错误。2清代著名画家郑板桥所作的字画至今仍不褪色,是因为墨汁中的碳()A具有可燃性B在常温下稳定C具有氧化性D具有还原性【解答】解:墨汁中的碳常温下化学性质稳定,在通常情况下不容易与其它物质发生化学反应,所以古代的字画至今仍不褪色。与碳的可燃性、还原性无关。碳不具有氧化性。故选:B。3如图是
15、木炭与氧化铜反应的实验装置图,下列说法错误的是()A给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中并提高温度B实验过程中,可观察到b中溶液变浑浊C为保证氧化铜被完全还原出来,氧化铜与木炭的质量比应该为160:12D实验结束后,先从b中移出导管,然后迅速夹紧胶管【解答】解:A、反应条件是高温,给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中并提高温度,故选项说法正确。B、实验过程中,产生CO2,可观察到b中溶液变浑浊,故选项说法正确。C、为保证氧化铜被完全还原出来,木炭的质量应过量,氧化铜与木炭的质量比应该小于160:12,故选项说法错误。D、实验结束后,先从b中移出导管,防止倒吸;然后要迅速夹紧胶管,避免高温的铜与空气接触
16、再次被氧化,故选项说法正确。故选:C。1碳还原氧化铜的实验如图所示,实验结束时停止加热,冷却至室温。相关分析正确的是()A装置中出现气泡,说明中反应已开始B反应中,装置内壁出现水雾是反应生成的C冷却后,装置I减少的固体质量等于生成气体的质量D装置中可收集到一瓶二氧化碳气体【答案】C。【解析】A、装置中出现气泡,不能说明中反应已开始,这是因为加热时,装置中的空气膨胀,导致烧杯中出现气泡,该选项说法不正确;B、反应中,装置内壁出现水雾是药品中的水蒸发、冷凝导致的,该选项说法不正确;C、冷却后,装置I减少的固体质量等于生成气体的质量,这是因为反应生成的二氧化碳逸出装置,该选项说法正确;D、装置中不能
17、收集到一瓶二氧化碳气体,如果要收集一瓶二氧化碳气体,导管应该是长进短出,该选项说法不正确。2化学课上老师演示用木炭还原氧化铜的实验如图(1)给酒精灯加灯罩的目的是什么?(2)刚开始预热,试管中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊的原因是什么?(3)继续加热,观察到。请你写出图中所有反应的化学方程式。(4)经过充分反应后,石灰水中不再冒出气泡,停止加热时,先将导管从试管中撤出,并堵住导管口,待试管冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是什么?。【解答】解:(1)给酒精灯加灯罩的目的是集中火焰,提供高温。故填:集中火焰,提供高温。(2)开始预热,试管中立即产生气泡,但石灰水不变浑浊,原因是刚开始试管
18、内的空气受热膨胀,排出来的是空气。故填:刚开始试管内的空气受热膨胀,排出来的是空气。(3)继续加热,观察到石灰水逐渐变浑浊,黑色粉末中出现红色物质。故填:石灰水逐渐变浑浊;黑色粉末中出现红色物质。氢氧化钙和二氧化碳反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O。氧化铜和碳反应的化学方程式为:C+2CuO高温2Cu+CO2。(4)这样操作的原因是防止石灰水倒吸以及生成的铜又被氧化成氧化铜。故填:防止石灰水倒吸以及生成的铜又被氧化成氧化铜。答案:(1)集中火焰,提供高温;(2)刚开始试管内的空气受热膨胀,排出来的是空气;(3)CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O C+2CuO高温
19、2Cu+CO2;(4)防止石灰水倒吸以及生成的铜又被氧化成氧化铜。知识点三还原反应含氧化合物里的氧被夺去的反应,叫做还原反应。得氧得氧高温失氧C + 2CuO = CO2+ 2Cu1已知碳在一定条件下能够与氧化铜发生反应,该反应的化学方程式为:C+2CuO2Cu+CO2,其中碳在该反应中作为()A还原剂B氧化剂C助燃剂D催化剂【答案】A。【解析】已碳在一定条件下能够与氧化铜发生反应,该反应的化学方程式为:C+2CuO 2Cu+CO2,碳夺取了氧化铜中的氧,发生了氧化反应,具有还原性,作还原2实验室里,可用火法制备锰的化学方程式为4Al+3MnO2高温2Al2O3+3Mn,其中表现出还原性的物质
20、是()AAlBMnO2CAl2O3DMn【解答】解:由化学方程式可知,在该反应中,铝夺取了二氧化锰中的氧元素,所以铝表现出了还原性。故选:A。3已知CO+CuOCu+CO2,该反应中发生还原反应的物质是()ACOBCuOCCuDCO2【解答】解:在CO+CuOCu+CO2中氧化铜失去氧,发生了还原反应,被还原,而一氧化碳得到氧,发生了氧化反应,被氧化。故选:B。4在2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2反应中,还原剂是()ACBCO2CFe2O3DFe【解答】解:由反应的化学方程式2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2可知,氧化铁失去氧生成铁发生了还原反应,是氧化剂;碳得到氧生成二氧化碳发生了
21、氧化反应,是还原剂。故选:A。1工业上常利用铝热反应冶炼金属锰,反应原理为:3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3,其中被还原的物质是()AMnBAlCMnO2DAl2O3【答案】C。【解析】根据在氧化还原反应中,含氧的化合物失去氧,发生了还原反应,被还原,进行分析解答工业上常利用铝热反应冶炼金属锰,反应原理为:3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3,其中二氧化锰失去了氧,发生了还原反应,被还原。2在C+2CuO高温2Cu+CO2反应中,发生还原反应的物质是()ACuOBCO2CCDCu【解答】解:在C+2CuO高温2Cu+CO2反应中,在此反应中碳得氧发生了氧化反应,是还原剂;氧化铜失氧发生
22、了还原反应,是氧化剂。故选:A。3工业上冶炼金属锰的反应是3MnO2+4Al 高温 3Mn+2Al2O3,反应中的还原剂是()AMnO2BMnCAlDAl2O3【解答】解:根据反应3MnO2+4Al高温3Mn+2Al2O3可知,在此反应中铝得氧发生了氧化反应,是还原剂;MnO2失氧发生了还原反应,是氧化剂。故选:C。4生产电脑芯片的材料主要是高纯硅,工业生产硅的原理为:2C+SiO2高温Si+2CO,在反应中发生了还原反应的是()ACBSiO2CSiDCO【解答】解:根据工业生产硅的原理为:2C+SiO2高温Si+2CO,可知:在此反应中碳得氧发生了氧化反应,是还原剂;SiO2失氧发生了还原反
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- 2022 年中 化学 一轮 复习 讲义 11 单质 氧化物
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