人教版（2024）碳单质的多样性优质导学案

这是一份人教版（2024）碳单质的多样性优质导学案，文件包含2026学年新人教版初中数学七年级上册32代数式的值第1课时课件pptx、2026学年新人教版初中数学七年级上册32代数式的值第1课时教案docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共22页， 欢迎下载使用。
内 容 导 航
考 点 演 练
题型1 碳单质的物理性质及用途
【典例1】生活中常用活性炭来净化水和空气，去除异味和色素。下列说法中，最能合理解释其净化原理的是（ ）
A．活性炭能与空气中的氧气反应，生成的物质能去除异味和色素
B．活性炭能与水中的杂质发生化学反应，生成无色物质
C．活性炭结构疏松多孔，具有很强的吸附性，能吸附色素和异味
D．活性炭不溶于水，其固体颗粒可以过滤掉水中的不溶性杂质
【答案】C
【解答】解：A、活性炭不与氧气反应；
B、活性炭吸附是物理变化，故B错误；
C、活性炭结构疏松多孔，能吸附色素和异味；
D、活性炭的净化原理主要是吸附，故D错误；
故选：C。
【变式1】石墨可用于制造高铁列车的受电弓滑板。石墨的下列性质与此应用无关的是（ ）
A．滑腻感B．金属光泽C．导电性D．熔点高
【答案】B
【解答】解：A、石墨具有滑腻感，故与A有关；
B、高铁动车的高速运行是依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，故与B无关；
C、受电弓滑板的主要用途是用于输电，故与C有关。
D、高铁动车的高速运行是依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力、熔点高的性质；
故选：B。
【变式2】“劳动是一切幸福的源泉。”下列劳动实践与化学知识没有关联的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解答】解：A、金刚石硬度大，该劳动实践与化学知识有关联；
B、清理家中的鱼缸并通入空气，该劳动实践与化学知识有关联；
C、用活性炭等材料制作净水器，具有吸附性，活性炭不具有消毒杀菌的作用，故C符合题意；
D、用电吹风热风挡快速吹干湿衣服，且温度越高，该劳动实践与化学知识有关联；
故选：C。
【变式3】下列有关物质性质与用途的对应关系正确的是（ ）
A．氮气化学性质不活泼，用于生产氮肥
B．氧气有助燃性，用作气焊气割
C．氦气通电能发光，用于制造低温环境
D．活性炭具有可燃性，用于制作净水器
【答案】B
【解答】解：A、氮气中含有氮元素，可用于生产氮肥。
B、氧气有助燃性，故选项说法正确。
C、液态氦汽化吸热，故选项说法错误。
D、活性炭具有吸附性，故选项说法错误。
故选：B。
题型2 碳的稳定性及应用
【典例1】书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是（ ）
A．碳是黑色的
B．碳粉末细小
C．碳不溶于水
D．常温下碳化学性质稳定
【答案】D
【解答】解：书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，炭黑的主要成分是碳，能长时间保存。
故选：D。
【变式1】下列对一些事实的解释错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解答】解：A、书写档案规定必须使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质稳定。
B、石墨能够做干电池的电极材料，故选项说法正确。
C、焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来，故选项说法错误。
D、制糖工业中用活性炭做脱色剂制白糖，能吸附异味和色素。
故选：C。
【变式2】下列对一些事实的解释正确的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【解答】解：A、氧气用于急救病人，故选项A解释错误；
B、金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，故选项B解释正确；
C、用墨汁写的字或作的画可永久保存，在通常情况下不容易与其他物质发生化学反应，能与一些物质反应；
D、在化学变化中，原子不能再分，说明分子可以再分。
故选：B。
【变式3】我国的黑白山水画用的墨汁主要成分为炭黑的微粒，用这种墨汁画的国画千百年都不易褪色，这是因为墨汁中的炭（ ）
A．具有氧化性B．具有还原性
C．具有吸附性D．常温下化学性质稳定
【答案】D
【解答】解：用墨汁画的国画不易褪色，是因为墨汁中的碳的化学性质稳定。
故选：D。
题型3 碳单质的可燃性
【典例1】竹炭以毛竹为原料，经高温烧制而成，其结构疏松多孔。竹炭“身怀绝技（ ）
A．将其放入红墨水中，可使墨水褪色
B．将其放入水中，可杀菌消毒
C．将其放入冰箱中，可除去冰箱异味
D．充分燃烧生成的气体能使澄清石灰水变浑浊
【答案】B
【解答】解：A、竹炭结构疏松多孔，可吸附色素，可使墨水褪色；
B、竹炭无杀菌消毒作用；
C、竹炭结构疏松多孔，可吸附异味，可除去冰箱异味；
D、竹炭主要成分为碳，故D选项正确；
故选：B。
【变式1】活性炭具有吸附性，其主要成分是碳单质。常用“碘值”来衡量吸附能力强弱：数值越高，吸附能力越强。部分数据如下表
下列关于活性炭的说法，错误的是（ ）
A．是一种单质
B．具有疏松多孔的结构
C．可吸附颜色和异味
D．在空气中不充分燃烧可生成CO
【答案】A
【解答】解：A、活性炭主要成分是碳单质，属于混合物。
B、活性炭结构疏松多孔，故选项正确。
C、活性炭结构疏松多孔，可以吸附水中的色素和异味。
D、活性炭主要成分是碳单质，故选项正确。
故选：A。
【变式2】如图是金刚石、石墨、C60等碳单质的结构示意图，下列说法正确的是（ ）
A．物质的质地都很软
B．碳原子的排列方式都相同
C．完全燃烧后的产物都是CO2
D．都由碳原子构成
【答案】C
【解答】解：A.上述五种物质中，金刚石是最硬的物质；
B.由五种物质的结构示意图可知，这五种物质碳原子的排列方式是不相同的；
C.这五种物质都是由碳元素组成的单质，其化学性质相似2，故正确；
D.C60是由分子构成的，故错误。
故选：C。
【变式3】在一定条件下，下列物质中不能与单质碳发生化学反应的是（ ）
A．COB．CO2C．O2D．CuO
【答案】A
【解答】解：A、碳和一氧化碳不能发生化学反应。
B、碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳。
C、碳和氧气反应生成二氧化碳或一氧化碳。
D、碳具有还原性，故选项不符合题意。
故选：A。
题型4 碳单质与某些氧化物的反应
【典例1】在反应C+2CuO2Cu+CO2↑中，下列有关说法正确的是（ ）
A．反应前后碳元素的质量发生改变
B．反应前后各元素的化合价均发生变化
C．参加反应的碳与氧化铜的质量比为3：20
D．该反应证明，碳具有还原性可用于冶炼金属
【答案】D
【解答】解：A．根据质量守恒定律，故A错误；
B．反应前后氧元素的化合价没有发生变化；
C．参加反应的碳与氧化铜的质量比为12：（64+16）×2＝3：40；
D．该反应中碳得到氧，所以可用于冶炼金属。
故选：D。
【变式1】单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。工业上通过以下反应将自然界中的二氧化硅（SiO2）转化为硅：SiO2+2CSi+2CO↑，下列分析正确的是（ ）
A．单晶硅不具有导电性
B．二氧化硅发生了氧化反应
C．碳表现还原性
D．该反应中没有化合价的变化
【答案】C
【解答】解：A、单晶硅是制作电子集成电路的基础材料，故选项说法错误。
B、反应中二氧化硅失去了氧，故选项说法错误。
C、由SiO2+2CSi+7CO↑可知，具有还原性。
D、单质中元素的化合价为0，碳，则该反应中一定有化合价的变化。
故选：C。
【变式2】取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图，下列说法正确的是（ ）
A．M点对应的固体物质只有两种
B．N点对应的固体为黑色
C．反应后产生气体的总质量为（a﹣b）g
D．0～t2min内，固体中铜元素的质量分数不变
【答案】C
【解答】解：A、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，固体的总质量逐渐减少，至N点恰好完全反应、氧化铜，故选项说法错误。
B、N点对应的固体为铜，故选项说法错误。
C、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应后产生气体的总质量为（a﹣b）g。
D、反应前后铜元素的质量不变，0～t2min内，固体中铜元素的质量分数增大。
故选：C。
【变式3】卡塔尔世界杯指定用球的芯片传感器产自中国。制取芯片的主要材料是硅，其生产过程涉及的化学反应为
2C+SiO2Si+2CO。关于该反应叙述正确的是（ ）
A．2C表示2个碳单质
B．该反应属于化合反应
C．反应前后硅元素的化合价不变
D．该反应中C作还原剂
【答案】D
【解答】解：A.2C+SiO2Si+7CO方程式中，2C表示2个碳原子；
B.一种单质与一种化合物反应得到新的单质和新的化合物，这样的反应为置换反应2Si+2CO反应为置换反应，故错误；
C.二氧化硅中，氧元素为﹣2价，单质硅中硅元素化合价为2价，故错误；
D.该反应中，碳夺取二氧化硅中的氧，做还原剂；
故选：D。
题型5 木炭还原氧化铜的实验
【典例1】碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质有很多，部分结构如图，完成8﹣10题。
如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是（ ）
A．实验过程中，可观察到红棕色粉末逐渐变黑
B．给酒精灯加网罩的目的是集中火焰、提高温度
C．木炭使氧化铜还原为铜，木炭具有氧化性
D．实验结束后，先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
【答案】B
【解答】解：A、在高温的条件下，实验中观察到黑色粉末慢慢变成红色；
B、给酒精灯加网罩的目的是集中火焰，故选项B说法正确；
C、木炭使氧化铜还原为铜，故选项C说法错误；
D、实验结束后，再停止加热，造成试管炸裂；
故选：B。
【变式1】下列对有关实验异常现象分析的可能原因中，合理的是（ ）
A．做铁丝在氧气中燃烧的实验时，铁丝无法点燃——没有提前在集气瓶中加水
B．做过滤实验时，过滤速度过慢——没有用玻璃棒在漏斗内进行搅拌
C．做碳粉还原氧化铜的实验，始终未得到红色固体——加热温度不够
D．给液体加热的实验结束后，发现试管炸裂——试管内盛的液体超过了三分之一
【答案】C
【解答】解：A、做铁丝在氧气中燃烧的实验时，可能原因是氧气浓度不够或铁丝表面有锈，与铁丝能否点燃无关；
B、做过滤实验时，可能原因是滤纸没有紧贴漏斗内壁或液体含杂质多，否则会戳破滤纸；
C、做碳粉还原氧化铜的实验，可能原因是加热温度不够，故C正确；
D、给液体加热的实验结束后，可能原因是试管外壁有水，试管内液体超过三分之一不会导致炸裂，故D错误；
故选：C。
【变式2】如图是碳与氧化铜反应的装置。下列说法正确的是（ ）
A．观察到试管内粉末由红色变成黑色
B．停止加热后用弹簧夹夹紧乳胶管等待试管冷却
C．若观察到导管口有气泡冒出，证明反应生成CO2
D．网罩主要作用是防止火焰熄灭
【答案】B
【解答】解：A、碳具有还原性，观察到试管内粉末由黑色变成红色。
B、停止加热后用弹簧夹夹紧乳胶管等待试管冷却，使试管因骤然冷却而炸裂。
C、若观察到导管口有气泡冒出2，是可能是试管中的空气受热膨胀逸出造成的，故选项说法错误。
D、网罩主要作用是使火焰集中，故选项说法错误。
故选：B。
【变式3】有关木炭与氧化铜反应的实验，说法正确的是（ ）
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，可观察到固体由红色变黑色
C．碳在反应中发生了还原反应
D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
【答案】A
【解答】解：A、给酒精灯加网罩，提高温度。
B、木炭与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，故选项说法错误。
C、碳夺取了氧化铜中的氧，表现出还原性。
D、实验结束后，再停止加热，使试管炸裂。
故选：A。
题型6 碳单质与二氧化碳的反应
【典例1】某小组利用如图装置进行实验。实验时，先加热炭粉，一段时间后将酒精灯移至CuO处加热。下列说法不正确的是（ ）
A．二氧化碳发生了还原反应
B．装置中发生了反应：C+2CuO2Cu+CO2↑
C．反应过程中，黑色的氧化铜固体可能会变成红色
D．气球可收集生成的尾气，防止污染空气
【答案】B
【解答】解：A、碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，发生了还原反应；
B、装置中发生的反应有C+2CuO2↑和C+CO82CO，B错误；
C、反应过程中，可看到黑色的氧化铜固体可能会变成红色；
D、反应过程产生一氧化碳，逸散到空气中会污染空气，防止污染空气；
故选：B。
题型7 C60的相关知识
【典例1】C60在超导、催化等领域具有应用前景，它在常温下为固体。石墨烯具有优异的导电性和导热性，在一定条件下60。两种物质的结构如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质
B．C60这种物质由60个碳原子构成
C．石墨烯中碳元素的化合价为0
D．C60和石墨烯中碳原子排列方式不同
【答案】B
【解答】解：A、C60和石墨烯都是由碳元素组成的纯净物，属于单质；
B、C60是由C60分子构成的，每个C60分子由60个碳原子构成，但物质本身是由大量分子聚集而成，故B错误；
C、石墨烯是碳单质，故C正确；
D、C60和石墨烯中碳原子排列方式不同，导致性质不同；
故选：B。
【变式1】模型建构是化学学习的重要思想。下列模型正确的是（ ）
A．原子结构
B．C60分子结构
C．地壳中元素含量
D．化学反应类型
【答案】B
【解答】解：A、原子由原子核和核外电子构成，故A错误；
B、每个C60分子是由60个碳原子构成的，C60分子形似足球，故B正确；
C、地壳中元素含量（前四位）由高到低依次是O、Al，故C错误；
D、化合反应是指两种或两种以上物质生成一种物质的反应，物质与氧发生的反应属于氧化反应，而氧化反应与分解反应无关，故D错误。
故选：B。
【变式2】碳元素是人类接触和利用最早的元素之一，由碳元素组成的单质有很多，部分结构如图
关于C60的说法错误的是（ ）
A．C60很稳定
B．每个C60分子中含有60个碳原子
C．相对分子质量为60
D．可应用于超导、催化等领域
【答案】C
【解答】解：A、C60是一种碳的单质，因此C60很稳定，故A说法正确；
B、由化学式可知60分子中含有60个碳原子，故B说法正确；
C、C60的相对分子质量为12×60＝720，故C说法错误；
D、C60可应用于超导、催化等领域。
故选：C。
题型8 根据新信息判断碳单质的性质
【典例1】碳元素是人类接触和利用最早的元素之一，由碳元素组成的单质有很多，部分碳单质的结构如下图。完成下面小题。
石墨烯是最薄、传导电子速度最快的材料，关于石墨烯的说法错误的是（ ）
A．完全燃烧的产物为CO2
B．常温下化学性质稳定
C．具有导电性
D．碳元素的化合价为+4
【答案】D
【解答】解：A、石墨烯是由碳元素组成的，完全燃烧的产物为CO2，故A说法正确；
B、石墨烯是由碳元素组成的单质，故B说法正确；
C、石墨烯是最薄，说明石墨烯具有导电性；
D、石墨烯是一种单质，故D说法错误。
故选：D。
【变式1】阅读下列材料，完成下面小题：
C60在超导、催化等领域具有应用前景，它在常温下为固体，可溶于苯和甲苯等溶剂。石墨烯具有优异的导电性和导热性，石墨烯可转化为C60。两种物质的结构如下图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．C60溶于苯和甲苯的过程发生了化学变化
B．石墨烯的导电性和导热性均属于化学性质
C．石墨烯在一定条件下转化为C60属于物理变化
D．C60和石墨烯在氧气中充分燃烧后产物都是CO2
【答案】D
【解答】解：A、C60溶于苯和甲苯的过程没有新物质生成，发生了物理变化；
B、石墨烯的导电性和导热性不需要发生化学变化就能表现出来，故B说法错误；
C、石墨烯在一定条件下转化为C60，此过程生成了新物质，属于化学变化；
D、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质，由质量守恒定律可知2，故D说法正确。
故选：D。
【变式2】石墨烯一层层叠起来是石墨（图1），铅笔在纸上留下的痕迹就可能是几层或一层石墨烯。石墨烯可弯曲，柔韧度很好（图2）。
有关石墨烯的说法错误的是（ ）
A．石墨烯是石墨结构中的一层
B．石墨烯和金刚石物理性质有很大差异，这是因为碳原子排列方式不同
C．石墨烯是一种新型化合物
D．石墨烯可以作弯曲屏幕材料
【答案】C
【解答】解：A、根据“石墨烯一层层叠起来是石墨“可知，故A正确；
B、石墨烯和金刚石组成元素相同，这是因为碳原子排列方式不同；
C、石墨烯是由同种元素组成，不是化合物；
D、根据“石墨烯可以弯曲，可以作弯曲屏幕材料。
故选：C。
过 关 验 收
1．铁锁不易打开时，往往需要加入少量的铅笔芯粉末来解决。下列说法不正确的是（ ）
A．铅笔芯能够导电
B．用铅笔芯开锁是因为其有滑腻感
C．铅笔芯粉末的主要成分是铅
D．铅笔芯在氧气中燃烧会有CO2生成
【答案】C
【解答】解：A、铅笔芯的主要成分是石墨，说法正确；
B、石墨具有滑腻感，说法正确；
C、铅笔芯的主要成分是石墨，说法错误；
D、铅笔芯的主要成分是石墨，在氧气中燃烧生成二氧化碳。
故选：C。
2．下列关于“物质—用途—性质”的说法不正确的是（ ）
A．氧气—医疗救护—供给呼吸
B．氮气—食品防腐—常温下化学性质稳定
C．氢气—火箭发射—可燃性
D．金刚石—永久钻石—无色透明
【答案】D
【解答】解：A、氧气能供给呼吸，故A说法正确；
B、氮气在常温下化学性质稳定，故B说法正确；
C、氢气具有可燃性，故C说法正确；
D、金刚石经雕琢后能对光起到很好的反射与折射，与无色透明无关。
故选：D。
3．碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质有很多，部分结构如图。
关于碳单质的说法错误的是（ ）
A．石墨和金刚石由不同种原子构成
B．金刚石是天然存在的最硬的物质
C．石墨很软且有滑腻感
D．每个C60分子中含有60个碳原子
【答案】A
【解答】解：A、石墨和金刚石都是碳的单质，故A说法错误；
B、金刚石是天然存在的最硬的物质；
C、石墨很软且有滑腻感；
D、由化学式的微观意义可知60分子中含有60个碳原子，故D说法正确。
故选：A。
4．文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是（ ）
A．碳B．硅C．磷D．碘
【答案】A
【解答】解：“墨”是用炭黑制成的，主要成分是碳。
故选：A。
5．下列物质的性质与所相对应的用途没有因果关系的是（ ）
A．石墨能导电﹣﹣作电极
B．干冰升华吸热﹣﹣用于人工降雨
C．稀有气体的性质稳定﹣﹣作保护气
D．氧气的密度比空气略大﹣﹣用于急救病人
【答案】D
【解答】解：A、石墨具有导电性，故A正确；
B、干冰升华吸热，故B正确；
C、稀有气体化学性质稳定，故C正确；
D、氧气能供给呼，故D错误。
故选：D。
6．劳动创造幸福。下列劳动项目涉及物质的性质与应用，相关解释正确的是（ ）
A．清洗餐具时用洗涤剂去除油污——洗涤剂能溶解油污
B．在厨灶上方安装天然气报警器——天然气易燃且密度大于空气
C．在阳光下晾晒湿衣服——温度升高，水分子变大
D．冰箱内放置活性炭包——活性炭能吸附异味
【答案】D
【解答】解：A、用洗涤剂清洗餐具是利用洗涤剂能乳化油污，故选项解释错误；
B、天然气易燃，且密度小于空气，故选项解释错误；
C、在阳光下晾晒湿衣服，温度升高，而不是分子变大；
D、活性炭具有吸附性，所以可以用活性炭可除去冰箱异味。
故选：D。
7．下列关于石墨、金刚石、木炭性质和用途的说法正确的是（ ）
A．石墨熔点高，有滑腻感，可制作划玻璃的工具
B．石墨有良好的导电性，可用于制干电池中的电极
C．金刚石耐高温，可用于制铅笔芯
D．木炭具有吸附能力，可与品红发生化学反应而使红色褪去
【答案】B
【解答】解：
A、石墨的硬度小。故选项错误；
B、石墨有良好的导电性。故选项正确；
C、金刚石的硬度大，不能用于制铅笔芯；
D、木炭具有吸附能力，发生的是物理变化。
故选：B。
8．石墨烯一层层叠起来是石墨（图1），铅笔在纸上留下的痕迹就可能是几层或一层石墨烯。石墨烯可弯曲，柔韧度很好（图2）。
下列物质也是碳元素组成的物质，其中硬度最大的是（ ）
A．C60B．活性炭C．石墨D．金刚石
【答案】D
【解答】解：在C60、活性炭、石墨，金刚石是硬度最大物质。
故选：D。
9．碳世界丰富多彩，根据如图回答下列问题：
（1）图C代表的物质的名称为 金刚石 ，木炭、焦炭、活性炭这些物质的结构与 B 类似（从A、B、C中选择）。
（2）上述A、B、C三种物质的物理性质不同的原因是 碳原子排列方式不同 。
（3）图D中向盛有红棕色NO2气体的烧瓶中投入若干块木炭，连接好装置，稍待片刻 吸附 性。
【答案】（1）金刚石；B；
（2）碳原子排列方式不同；
（3）吸附。
【解答】解：（1）由图C的结构可知，该物质为金刚石；
木炭、焦炭，图B表示石墨；
（2）A为C60、B为石墨、C为金刚石，则它们的物理性质不同；
（3）木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，则颜色变浅；
故答案为：（1）金刚石；B；
（2）碳原子排列方式不同；
（3）吸附。
10．化学知识与我们的生产生活密切相关，请从下列物质中选择相应序号填空。
①氦气
②水
③氮气
④氧气
⑤明矾
⑥活性炭
（1）能用来医疗急救的是 ④ ；
（2）能吸附色素和异味的是 ⑥ ；
（3）能使香脆的饼干变软的是 ② ；
（4）可充入霓虹灯且通电时会发出有色光的是 ① ；
（5）使水中悬浮的杂质较快沉降的是 ⑤ ；
（6）空气中含量最高，能充入食品包装中用于防腐的是 ③ 。
【答案】（1）④；
（2）⑥；
（3）②；
（4）①；
（5）⑤；
（6）③。
【解答】解：（1）氧气能供给呼吸，能用来医疗急救的是氧气；
（2）活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味；
（3）能使香脆的饼干变软的是水蒸气；
（4）稀有气体通电可发出不同颜色的光，故可充入霓虹灯且通电时会发出有色光的是氦气；
（5）明矾溶于水后，形成的胶状物能吸附水中悬浮的杂质；
（6）空气中含量最高，能充入食品包装中用于防腐的是氮气，化学性质稳定。
故答案为：（1）④；
（2）⑥；
（3）②；
（4）①；
（5）⑤；
（6）③。
11．2021年的6月17日和10月16日，我国的“神舟十二号”和“神舟十三号”载人飞船先后入轨对接，将宇航员送入中国空间站。
（1）站内空气要与地球上的空气组成基本一致，O2在空气中的体积分数约为 21% 。
（2）站内O2的来源。
①主要来源是电解水，反应的化学方程式是 。
②备用O2由分解高氯酸锂（LiClO4）获得，同时还生成氯化锂（LiCl）和氧气，氧元素的化合价变化情况为 ﹣2价变成0价 。
（3）过滤器中的活性炭可除去有气味的物质，利用了活性炭的 吸附 性。
（4）为降低太空辐射对航天员产生的伤害，航天员需要适当补充维生素C，维生素C（化学式为C6H8O6） 不是 （填“是”或“不是”）氧化物，其中 氧 元素的质量分数最高。
【答案】（1）21%；
（2）；﹣2价变成0价；
（3）吸附；
（4）不是；氧。
【解答】解：（1）空气中氧气含量约占21%，站内空气要与地球上的空气组成基本一致，O2在空气中的体积分数约为21%。
（2）①站内O2的来源是电解水，水在通电条件下反应生成氢气和氧气。
②备用O2由分解高氯酸锂（LiClO4）获得，同时还生成氯化锂（LiCl）和氧气4）氧元素化合价为﹣2价，反应后生成氧气，氧元素化合价为2，氧元素的化合价变化情况为﹣2价变成0价。
（3）过滤器中的活性炭可除去有气味的物质，利用了活性炭的吸附性，有良好的吸附性、气味等。
（4）由两种元素组成且一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物，维生素C（化学式为 C3H8O6）是由碳、氢、和氧三种元素组成，维生素C（化学式为 C5H8O6）中碳、氧和氧元素的质量比＝（2×12）：（1×8）：（16×3）＝9：1：12，氧元素的质量分数最高。
故答案为：（1）21%；
（2）；﹣2价变成6价；
（3）吸附；
（4）不是；氧。
12．复兴号列车是由我国铁路总公司牵头组织研制动车组列车。
（1）列车利用碳滑板与接触网接触来获取电。碳滑板通常用石墨制成，是因为石墨具有 导电 性；
（2）列车轨道建设中常用铝和氧化铁（化学式为Fe2O3）在高温条件下发生反应，其反应的化学方程式为Fe2O3+2Al═X+2Fe，则X的化学式为 Al2O3 。
【答案】（1）导电；
（2）Al2O3。
【解答】解：（1）碳滑板通常用石墨制成，是因为石墨具有导电性；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，反应物中含Fe、O、3、2，生成物中含Fe、O、3、0，故生成物中还应含3个O，故X的化学式为Al7O3。
故答案为：
（1）导电；
（2）Al2O5。
13．长春应用化学研究所提出了一种独特的锂﹣氮电池（Li﹣N2），结构示意图见图一，该电池由锂箔作负极，玻璃纤维作隔板，可以直接利用空气中的氮气2＝2Li3N。请回答：
（1）锂原子质子数为 3 ，它在化学反应中易 失 （填“得”或是“失”）1个电子。
（2）氮气在空气中的体积含量为 78% ，Li3N中氮元素的化合价为 ﹣3 。
（3）碳布作为锂—氮电池的电极，是利用了碳单质的 导电 性。
如图二为核聚变示意图，其中①②③表示三种原子：
（4）①②③属于同种元素的原子是 ①② （填序号，下同），相对原子质量最大的是 ③ 。
【答案】（1）3；失；
（2）78%；﹣3；
（3）导电；
（4）①②；③。
【解答】解：（1）由锂原子结构示意图可知，锂原子质子数为3，少于4个；故答案为：8；失；
（2）氮气在空气中的体积含量为78%，Li3N中，锂元素的化合价为+1价，其中氮元素的化合价为﹣3；﹣3；
（3）碳布作为锂—氮电池的电极，是利用了碳单质的导电性；
（4）元素是具有相同质子数的一类原子的总称，则①②③属于同种元素的原子是①②，则相对原子质量最大的是③
①②；③。
14．阅读下面科普短文。
活性炭具有疏松多孔结构，有较强的吸附能力，被广泛用于空气净化和污水处理等方面。
活性炭对常见气体的吸附能力均值
按原料的材质可将活性炭分为煤质活性炭、木质活性炭和纤维活性炭三种，它们在碘吸附值（mg/g）、比表面积（m2/g）、充填密度（g/cm3）、强度（%）方面的对比如图1所示（图中充填密度与强度数值都进行了可视化处理）。
用含碳量高、成本低廉、可再生能力强的农作物制备木质活性炭，有着很好的前景与可行性，比如以新疆的棉花秸秆为原料，加到50mL、50mg/L的亚甲基蓝溶液中，充分混合10min后测定其吸附率
随着工艺的不断改进，活性炭在环保、食品、医药、化工、农业等诸多领域的用途会更加广泛。
依据文章内容回答下列问题。
（1）表格所列气体中，活性炭对 Cl2 的吸附能力最强。
（2）用棉花秸秆为原料制备木质活性炭有着很好的前景与可行性，理由是 含碳量高、成本低廉、可再生能力强 。
（3）由图1可知，比表面积越大的活性炭对碘的吸附值 越大 。
【答案】（1）Cl2；
（2）含碳量高、成本低廉、可再生能力强；
（3）越大。
【解答】解：（1）根据表1信息可知，活性炭对Cl2的吸附能力最强；
（2）根据资料可知，用含碳量高、可再生能力强的农作物制备木质活性炭，比如以新疆的棉花秸秆为原料；
（3）由图5可知，纤维活性炭的比表面积越大，则比表面积越大的活性炭对碘的吸附值越大。
故答案为：（1）Cl2；
（2）含碳量高、成本低廉；
（3）越大。
15．按要求回答下列问题：
（1）请比较下列物质性质，在横线上填“＞”、“＝”或“＜”。
①密度：氧气 ＞ 空气。
②硬度：金刚石 ＞ 石墨。
③沸点：液氮 ＜ 液氧。
④化学活泼性：氧气 ＞ 氮气。
⑤等量的氯酸钾生成氧气的质量：加二氧化锰 ＝ 不加二氧化锰。
（2）请选择下列物质的序号填空：
a.氮气；b.氧气；c.水蒸气：d.二氧化硫；f.镁
①能用于炼钢、气焊和医疗急救的是 b 。
②饼于放置在空气中变软的原因是空气中有 c 。
③用作灯泡填充气的是 a 。
④能用来制作照明弹的是 f 。
【答案】（1）①＞；
②＞；
③＜；
④＞；
⑤＝；
（2）①b；
②c；
③a；
④f。
【解答】解：（1）①氧气密度比空气大。
②金刚石为天然存在最硬的物质，石墨质软。
③液氮的沸点比液氧低。
④氧气化学性质比较活泼，氮气化学性质稳定。
⑤等量的氯酸钾制取氧气的实验中，二氧化锰为催化剂，但是不会改变氧气的质量。
（2）①氧气具有助燃性，则可用于炼钢，且氧气能供给呼吸。
②饼干变软是因为吸收了空气中的水蒸气。
③氮气化学性质稳定，可作灯泡填充气。
④镁燃烧能发出耀眼的白光，则可用来制作照明弹。
故答案为：（1）①＞；
②＞；
③＜；
④＞；
⑤＝；
（2）①b；
②c；
③a；
④f。
16．春节期间，一家人围坐一起吃火锅是最温暖愉悦的事情。吃完火锅后毛衣上总会有火锅香味。
（1）请从微观粒子角度解释，香味如何从火锅里跑到毛衣里。
（2）物质的结构决定物质的用途，我们学过的一种物质与毛衣疏松多孔的结构类似，可用于防毒面具或过滤器。这种物质是什么？
【答案】（1）分子在不断运动。
（2）活性炭。
【解答】解：（1）吃完火锅后毛衣上总会有火锅香味，从微观粒子角度看是分子在不断运动，使毛衣有火锅香味；
（2）活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性。
故答案为：（1）分子在不断运动。
（2）活性炭。
17．笔、墨、纸、砚被誉为文房四宝，其品类繁多，以湖笔、徽墨、宣纸、端砚著称，烧烟凝质而为之。宣纸一般是将树皮经过浸泡、漂洗、晾晒等多道工序制作而成，其中常会利用到碳酸钾、生石灰、纯碱等多种化学物质。端砚质地细腻，其主要成分是碳酸钙，还富含铝、钾、铁的硅酸盐。回答10～11题。
文房四宝的制作中蕴含了我国浓厚的匠人精神。徽墨的制作需要使用松木的树枝，点燃后关于窑中，收集窑壁上的碳加入其他成分制作而成。毛笔的笔头2NCH2COOH，下列说法不正确的是（ ）
A．徽墨的主要成分是炭黑
B．徽墨常温下不易变质
C．H2NCH2COOH中氧元素和氢元素的质量比是32：5
D．徽墨制作过程中要注意通风
【答案】D
【解答】解：A．徽墨是通过树枝不完全燃烧而形成的炭黑，故选项正确；
B．徽墨主要成分是炭黑，所以徽墨常温下不易变质；
C．H2NCH2COOH中氧元素和氢元素的质量比＝（16×5）：（1×5）＝32：6；故选项正确；
D．徽墨是通过树枝不完全燃烧而形成的炭黑，故选项不正确；
故选：D。
18．下列有关碳单质的用途和性质之间的关系不相符的是（ ）
A．焦炭用于炼铁是因为焦炭具有还原性
B．金刚石用于切割玻璃是因为金刚石硬度比玻璃高
C．用炭黑墨汁书写的字经久不变色是因为常温下碳的化学性质稳定
D．制糖工业用活性炭脱色制白糖是因为活性炭与有色物质发生了化学反应
【答案】D
【解答】解：A、焦炭具有还原性，故选项说法正确。
B、金刚石硬度比玻璃高，故选项说法正确。
C、常温下碳的化学性质稳定，故选项说法正确。
D、活性炭具有吸附性，故选项说法错误。
故选：D。
19．中华民族传统文化源远流长，其中蕴含着很多化学知识。
（1）从分子的角度解释唐代诗句“风吹柳花满店香”所描述的现象 分子是在不断运动的 。
（2）元代著名水墨画《富春山居图》保存至今不变色的原因是 常温下碳的化学性质稳定 。
（3）黑火药是中国四大发明之一，其原理是：硫、木炭、硝石（KNO3）按一定比例混合点燃，该化学方程式是：。生成物X的化学式是 CO2 。
【答案】（1）分子是在不断运动的；
（2）常温下碳的化学性质稳定；
（3）CO2。
【解答】解：（1）“风吹柳花满店香”，是因为柳花中含有的分子是在不断运动的。
（2）墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，是因为常温下碳的化学性质稳定。
（3）在中，反应前有1个硫原子、2个氮原子、7个碳原子、1个硫原子，根据质量守恒定律，3X中应含有6个碳原子和6个氧原子，则X的化学式为CO2。
故答案为：
（1）分子是在不断运动的；
（2）常温下碳的化学性质稳定；
（3）CO6。
20．近年来，随着短视频产业的兴起，湖南的“文化名片”传播到全国各地。
（1）饮食文化：湖南有很多传统饮食，如长沙臭豆腐、邵阳米粉等，邵阳米粉中含有的淀粉密消化后转化为葡萄糖（C6H12O6），葡萄糖中氢元素和氧元素的质量之比为 1：8 （填最简比）。
（2）旅游文化：洞庭湖旁的岳阳楼是我国5A级景区之一，将洞庭湖水变为自来水，下列操作中用不到的是 ② （填序号）。
①过滤
②蒸馏
③吸附
④投药消毒
（3）历史文化：南出土了大量文物，其中“马王堆汉墓”中有用墨（炭黑等制成）绘制的字画至今仍栩栩如生 在常温下很稳定 。
【答案】（1）1：8；
（2）②；
（3）在常温下很稳定。
【解答】解：（1）葡萄糖的化学式为：C6H12O6，葡萄糖中氢元素和氧元素的质量之比为（4×12）：（16×6）＝1：8；
（2）将湖水变为自来水，将所选用的方法按净化过程排序是：加明矾吸附沉降、活性炭吸附，用不到的操作是蒸馏；
（3）用墨（炭黑等制成）绘制的字画至今仍栩栩如生，说明碳的化学性质在常温下很稳定。
故答案为：
（1）1：8；
（2）②；
（3）在常温下很稳定。
21．宋代画家王希孟创造性地用炭黑、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料绘制《千里江山图》。作画用水墨（主要成分为炭黑）打底，保存千年而不变色 不活泼 。蓝铜矿的主要成分为Cux（CO3）2（OH）2，其中Cu为+2价，则x＝ 3 。孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3，Cu2（OH）2CO3与稀硫酸反应的化学方程式为Cu2（OH）2CO3+2H2SO4＝2CuSO4+3W+CO2↑，则W的化学式为 H2O 。
【答案】不活泼；3；H2O。
【解答】解：水墨的主要成分是炭黑，炭黑的主要成分是碳，保存千年而不变色。
Cux（CO3）2（OH）7中铜元素显+2价，碳酸根显﹣2价，根据在化合物中正负化合价代数和为零，则x＝3。
由反应的化学方程式，反应前铜、氧、氢、碳、13、6、1、2、氧、氢、碳、硫原子个数分别为2、0、7、2，根据化学反应前后原子种类，则3W分子中含有4个氢原子和3个氧原子，则物质W的化学式为H2O。
故答案为：
不活泼；3；H2O。
22．中华文化源远流长，博大精深，蕴含了丰富的化学知识
（1）用墨书写的古字画长久不褪色，主要原因是 常温下，碳的化学性质不活泼 。
（2）《梦溪笔谈》中记载“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，胆矾是硫酸铜晶体 ；铁、铜是由 原子 构成的（填“分子”、“原子”或“离子”）。
（3）刘敞所著的《爆竹》中有这样的诗句：“烈火琅玕碎，深堂霹雳鸣。”火药能产生“霹雳鸣”，其反应的化学方程式为S+2KNO3+3CN2+3X+K2S，其中X的化学式为 CO2 ；请标出KNO3中N元素的化合价 KO3 。
（4）如图为古人的省油灯，用棉绳做炷（灯芯），上层盏盛油，下层盏中的水会不断减少，对该现象的微观解释正确的是 bcd （多选，填字母序号）。
a．水分子受热分解
b．水分子不断运动
c．水分子间隔变大
d．水分子数目减少
【答案】（1）常温下，碳的化学性质不活泼；
（2）；原子；
（3）CO2；KO3；
（4）bcd。
【解答】解：（1）墨的主要成分是碳，由于常温下，所以用墨书写的古字画长久不褪色。
（2）硫酸铜晶体即胆矾是由铜离子和硫酸根离子构成，硫酸根离子是阴离子；铁、铜属于金属单质。
（3）根据化学方程式可知，反应物中S、K、N、O、6、2、6、7；反应后生成物中S、K、N、O、2、2、7、0。根据反应前后原子种类，则3X中含有3个C原子和6个O原子，所以X的化学式为CO2。在KNO6中，钾元素的化合价为+1，根据化合物中各元素正负化合价代数和为0，即KO3。
（4）由于水受热水分子间隔变大，水分子不断运动，使下层盏中的水分子数目不断减少。
故答案为：（1）常温下，碳的化学性质不活泼；
（2）；原子；
（3）CO2；KO7；
（4）bcd。
23．碳及其氧化物性质的应用。
（1）如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，红棕色消失 吸附 能力，其原因是木炭具有 疏松多孔 的结构。
（2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，原因是 碳素墨水中含有碳；在常温下，碳的化学性质不活泼 。
（3）将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧，固体全部消失，写出反应的化学方程式 C+O2 CO2 ；将生成的产物用足量的氢氧化钠溶液来充分吸收并测定其质量，当金刚石的质量恰好等于 生成的二氧化碳中碳元素的质量 时，则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。
【答案】吸附；疏松多孔；碳素墨水中含有碳；在常温下，碳的化学性质不活泼；C+O2 CO2；生成的二氧化碳中碳元素的质量
【解答】解：（1）木炭具有疏松多孔的结构，决定了木炭具有吸附能力，木炭吸附了红棕色的二氧化氮气体。
（2）在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，在常温下。
（3）金刚石是碳的单质，在足量的氧气中充分燃烧生成二氧化碳2 CO2；化学反应前后，元素质量不变，可证明金刚石是由碳元素组成的单质。
故答案为：（1）吸附； 疏松多孔；
（2）碳素墨水中含有碳，在常温下。
（3）C+O5 CO2； 生成的二氧化碳中碳元素的质量；
24．请用相关知识解释下列生活中的现象。
（1）从微粒角度解释：压瘪的乒乓球放入热水中，又鼓起来了。
（2）古代用墨书写或绘制的字画保存至今不褪色。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）变瘪的乒乓球放在热水中又鼓起来体积变大，从微观角度解释。
（2）用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不褪色，这一现象说明常温下。
故答案为：（1）分子间有间隔，温度升高使分子间间隔变大；
（2）常温下碳的化学性质不活泼。
25．《千里江山图》是我国传世名画之一。宋代画家王希孟将炭黑、赭石、孔雀石、蓝铜矿等矿物颜料用在不同的画层。
（1）画作用水墨打底，保存千年而不变色，说明常温下碳单质的化学性质 不活泼 。
（2）孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]受热易分解，反应的化学方程式为：，则X的化学式为 H2O 。
（3）画作的青色用到蓝铜矿[主要成分是Cu3（OH）2（CO3）x]，其中所含金属离子的符号为 Cu2+ ，x的值为 2 。
（4）画作中所用的矿物颜料也可用于冶炼金属。如图为碳元素的价类图。
①利用图中化合物 CO （填化学式）能与某些氧化物反应的性质，冶炼赭石（主要成分是Fe2O3），Fe2O3中铁、氧元素的质量比为 7：3 。
②c→b的化学方程式为 。
③下列转化过程中一定发生化合反应的是 AD （填序号）。
A.a→b B.a→c C.b→c D.c→b E.d→c
【答案】（1）不活泼；
（2）H2O；
（3）Cu2+；2；
（4）①CO；7：3；
②；
③AD。
【解答】解：（1）由于常温下碳的化学性质不活泼或稳定，不易与其他物质反应，保存千年而不变色；
（2）根据反应前后原子的种类和个数不变，反应前铜、碳、氢、1、2、6，反应后除去X，铜、碳、氢、1、0、4，故X中含有2个H和1个O6O；
（3）Cu3（OH）2（CO3）x中所含金属离子为铜离子，铜离子带两个单位的正电荷，将数字和正负号标在元素符号的右上角，后标正负号，省略不写2+；Cu3（OH）3（CO3）x中铜显+2价，氢氧根显﹣2价，根据化合价正负代数和为0，x＝2；
（4）①如图，乙为氧化物，氧元素显﹣8价，正价在左负价在右，化合价数值约到最简交叉写在元素右下角，具有还原性；Fe2O3中铁、氧元素的质量比为（56×8）：（16×3）＝7：7；
②丙为氧化物，碳元素的化合价为+4价，根据化学式书写原则，正负化合价代数和为零，故化学式为CO2，二氧化碳与碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，方程式为：；
③A、a为碳单质，a→b可以通过碳单质不充分燃烧生成一氧化碳，都符合多变一，符合题意；
B、a为碳单质，a→c可以通过碳单质分燃烧生成二氧化碳，不都是化合反应；
C、b为一氧化碳，b→c可以通过一氧化碳燃烧生成二氧化碳，不都是化合反应；
D、c为而二氧化碳，c→b为碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，属于化合反应；
E、d为+价含碳化合物，c为而二氧化碳，属于分解反应；
故答案为：（1）不活泼；
（2）H2O；
（3）Cu7+；2；
（4）①CO；7：6；
②；
③AD。
（多选）26．物质的性质很大程度上决定了物质的用途，下列物质的性质与用途对应关系正确的是（ ）
A．活性炭有吸附性，可用于防毒面具
B．石墨有导电性，可用于生产铅笔芯
C．金刚石无色透明，可用于裁玻璃
D．焦炭有可燃性，可用来作燃料
【答案】AD
【解答】解：A、活性炭具有吸附性，可用于防毒面具。
B、石墨质地较软，可用于生产铅笔芯。
C、金刚石是自然界中最硬的物质，故选项不正确。
D、焦炭的主要成分是碳，可用作燃料。
故选：AD。
27．某小组用W形管探究炭粉还原氧化铜的实验。回答下列问题：
（1）写出A处反应的化学方程式。
（2）实验过程中能看到A处粉末变成红色，那么B处能看到的现象是什么？
【答案】（1）C+2CuO2Cu+CO2↑；
（2）澄清石灰水变浑浊。
【解答】解：（1）木炭的主要成分是碳，碳具有还原性，A处反应的化学方程式为C+2CuO2↑。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，实验过程中能看到A处粉末变成红色。
故答案为：
（1）C+4CuO2Cu+CO2↑；
（2）澄清石灰水变浑浊。
28．用木炭还原氧化铜的实验装置如图：
（1）写出试管①中的化学方程式。
（2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水未变浑浊
（3）实验结束，先把导管从试管②中取出来，然后停止加热，待试管冷却后再把药品倒出来，这样做目的是什么？
【答案】（1）C+2CuO2Cu+CO2↑；
（2）开始逸出的气体是试管内原有的空气，而非二氧化碳；
（3）防止生成的铜再次被氧化。
【解答】解：（1）碳具有还原性，试管①中碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳2Cu+CO2↑。
（2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，是因为试管内有空气，而非二氧化碳。
（3）实验结束，先把导管从试管②中取出来，并用弹簧夹夹住胶皮管，这样做目的是防止生成的铜再次被氧化。
故答案为：
（1）C+2CuO2Cu+CO2↑；
（2）开始逸出的气体是试管内原有的空气，而非二氧化碳；
（3）防止生成的铜再次被氧化。
29．采用数字化传感器改进实验（装置如图1所示），对不同质量比的CuO与C反应产生的气体进行数据采集（1ppm＝0.0001%）。
（1）实验前必须检查图1装置气密性，如何操作？
（2）分析图2，CO2浓度下降的原因可能是什么？（用化学方程式表示）
（3）分析图3，可得出反应物的质量比与产生的CO含量的关系是什么？
【答案】（1）连接装置，微热试管，气球膨胀，停止加热冷却后，气球恢复原状，说明装置不漏气。
（2）；
（3）反应物的质量比（氧化铜：碳）越大，产生的CO含量越小。
【解答】解：（1）检查图1装置的气密性的操作方法是：连接装置，微热试管，停止加热冷却后，说明装置不漏气，微热试管，停止加热冷却后，说明装置不漏气。
（2）由图像2可知，反应中先生成CO3，CO2达到最大值后，随着CO2的减少，CO逐渐增多6和C在高温条件下反应生成了CO，化学方程式为：；
（3）由图像3可知，反应物的质量比与产生的CO含量的关系是，CO的体积分数逐渐减少，产生的CO含量越小。
题型1 碳单质的物理性质及用途
题型2 碳的稳定性及应用
题型3 碳单质的可燃性
题型4 碳单质与某些氧化物的反应
题型5 木炭还原氧化铜的实验
题型6 碳单质与二氧化碳的反应
题型7 C60的相关知识
题型8 根据新信息判断碳单质的性质
解｜题｜知｜识
碳单质的物理性质及用途主要是指金刚石和石墨的物理性质及用途，具体如下表所示：
金刚石
石墨
物理性质
无色透明、正八面体形状的固体；加工 琢磨后有璀璨夺目光泽；质硬，且是天 然存在的最硬的物质。
深灰色的有金属光泽而不透明的 细磷片状固体；很软且有滑腻感； 具有优良的导电性能。
用途
装饰品、玻璃裁刀、钻探机钻头、切割 大理石、加工坚硬的金属等。
电极、铅笔芯、润滑剂等。
当然，还会经常考查到木炭和活性炭的吸附性及其用作吸附剂，等等．
选项
劳动实践
化学知识
A
用金刚石切割玻璃
金刚石硬度大
B
清理家中的鱼缸并通入空气
空气中的氧气能供给呼吸
C
用活性炭等材料制作净水器
活性炭具有消毒杀菌的作用
D
用电吹风热风挡快速吹干湿衣服
温度越高，分子运动越快
解｜题｜知｜识
一、碳的稳定性
1、常温下，碳的化学性质不活泼。碳原子的最外层电子数为 4，既不容易得电子，也不容易失电子，所以碳单质在常温下具有稳定性。
2、在较高温度下，碳能与许多物质发生化学反应。
二、碳的稳定性的应用
1、书写和绘制字画。古代用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不褪色，就是因为在常温下，碳的化学性质稳定。
2、制造碳素墨水。用于书写档案材料等，可长时间保存。
3、用于制造电极。如石墨电极，因为石墨具有良好的导电性和稳定性。
4、用于冶金工业。焦炭可以把铁从它的氧化物矿石中还原出来，在高温条件下，碳表现出还原性，但其化学组成在反应前后保持相对稳定。
事实
解释
A
书写档案规定必须使用碳素墨水
常温下碳的化学性质稳定
B
石墨能够做干电池的电极材料
石墨具有优良的导电性
C
焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来
焦炭具有氧化性
D
制糖工业中用活性炭做脱色剂制白糖
活性炭具有吸附性
序号
事实
解释
A
氧气用于急救病人
氧气具有可燃性
B
石墨和金刚石的物理性质差别大
碳原子排列方式不同
C
墨汁写的字或作的画可永久保存
碳的化学性质在任何条件都不活泼
D
水电解产生氢气和氧气
化学变化中原子是可以再分的
解｜题｜知｜识
一、碳单质可燃性的表现
1、碳完全燃烧时：氧气充足的情况下，碳燃烧生成二氧化碳，化学方程式为：C+O2CO2，此反应会放出大量的热。
2、碳不完全燃烧时：氧气不充足时，碳燃烧生成一氧化碳，化学方程式为：2C+O22CO，同样会放出热量，但相对完全燃烧时较少。
二、影响碳单质可燃性的因素
1、氧气的浓度：氧气浓度越大，越有利于碳的完全燃烧。
2、碳与氧气的接触面积：碳的颗粒越小、与氧气接触越充分，燃烧越容易且越完全。
三、碳单质可燃性的应用
1、燃料利用：煤炭作为一种常见的含碳燃料，被广泛用于工业生产和生活中的供热、发电等领域，利用的就是碳的可燃性。
2、冶金工业：在冶金过程中，焦炭（主要成分是碳）作为还原剂，通过燃烧提供热量和一氧化碳，参与金属氧化物的还原反应。
四、相关实验
在实验室中，可以通过燃烧碳单质的实验来观察其可燃性。实验时需注意通风，防止一氧化碳中毒，并对燃烧产物进行检验和分析。
五、与其他知识点的联系
1、与氧化还原反应的联系：碳单质的燃烧过程是典型的氧化还原反应，碳被氧化，氧气被还原。
2、与能量转化的联系：碳单质燃烧释放出热能，体现了化学能向热能的转化。
种类
粒状活性炭
块状活性炭
碘值mg/g
500～1200
200～600
解｜题｜知｜识
一、碳单质具有还原性，能够与一些氧化物发生反应。
①常见的反应如碳与氧化铜的反应：C+2CuO2Cu+CO2↑。
在这个反应中，碳夺取了氧化铜中的氧，将氧化铜还原为铜，自身被氧化为二氧化碳。
②碳还能与氧化铁反应：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑。
二、反应的规律和特点：
1、反应条件通常为高温。
2、碳在反应中作为还原剂，将氧化物中的氧夺走，发生氧化还原反应。
3、生成的产物通常为金属单质和二氧化碳。
这些反应在工业上有重要的应用，例如用于金属的冶炼。
解｜题｜知｜识
一、实验原理：
木炭在高温条件下将氧化铜还原为铜，化学方程式为：C+2CuO2Cu+CO2↑。
二、实验装置：
1、反应装置：一般使用酒精喷灯或普通酒精灯加网罩来提供高温环境。
2、气体收集和检验装置：用于收集和检验生成的二氧化碳气体，通常使用澄清石灰水。
三、实验药品：
木炭粉、氧化铜粉末。
四、实验步骤：
1、检查装置的气密性，确保装置不漏气。
2、将木炭粉和氧化铜粉末按一定比例混合均匀，放入硬质玻璃管中。
3、固定装置，先预热，然后集中加热反应物。
4、反应结束后，先撤离导管，再熄灭酒精灯，防止石灰水倒吸使试管炸裂。
5、待冷却后，取出反应后的固体，观察颜色变化。
五、实验现象：
1、黑色粉末逐渐变为红色，说明有铜生成。
2、澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。
六、注意事项：
1、反应条件为高温，要保证加热充分。
2、木炭和氧化铜的质量比要适当，一般为1：10左右。
3、实验结束后，要等装置冷却后再拆卸，防止烫伤。
七、实验拓展：
1、探究影响反应速率的因素，如温度、反应物的颗粒大小等。
2、对比不同还原剂（如氢气）还原氧化铜的实验，比较它们的优缺点。
解｜题｜知｜识
碳单质与二氧化碳在高温条件下发生还原反应，生成一氧化碳。反应的化学方程式为：C+CO22CO。
这个反应中，碳单质中的碳元素化合价从0价变为+2价，二氧化碳中的碳元素化合价从+4价变为+2价。
1.碳单质与二氧化碳反应的类型：
这个反应是一个氧化还原反应。在反应中，碳单质作为还原剂，被氧化，发生氧化反应；二氧化碳作为氧化剂，被还原。
2.碳单质与二氧化碳反应的条件：
这个反应需要在高温条件下进行。高温是反应的必要条件，通常需要持续的高温环境才能触发反应。
3.碳单质与二氧化碳反应的能量变化：
这个反应是一个吸热反应。由于需要在高温条件下进行，说明该反应吸收热量。
4.碳单质与二氧化碳反应的实际应用：
这个反应在实际应用中有一定的价值。例如，在冶金工业中，可以利用这个反应来还原某些金属氧化物，制备金属。
解｜题｜知｜识
碳元素组成的单质主要是指金刚石、石墨和C60；当然，碳单质不止这些，还有木炭、焦炭、活性炭、炭黑等，以及1991年日本的科学家合成、发现的布基管（即碳纳米管）和1992年瑞士科学家合成、发现的布基洋葱等一些新发现的科学前沿物质．
解｜题｜知｜识
碳元素组成的单质主要是指金刚石、石墨和C60；当然，碳单质不止这些，还有木炭、焦炭、活性炭、炭黑等，以及1991年日本的科学家合成、发现的布基管（即碳纳米管）和1992年瑞士科学家合成、发现的布基洋葱等一些新发现的科学前沿物质．
气体
H2
N2
O2
CO2
Cl2
吸附能力（mL/cm3）
4.5
11
35
97
494