第六单元 碳和碳的氧化物（培优竞赛精练）初中化学人教版（2024）九年级上册 （原卷版）

/第六单元碳和碳的氧化物内容概览01竞赛技巧通关核心策略精讲，高效解题通法提炼技巧1：碳单质的多样性技巧2：碳的物理性质及用途技巧3：碳的化学性质技巧4：碳还原金属氧化物技巧5：二氧化碳的性质和用途技巧6：一氧化碳的性质技巧7：二氧化碳的实验室制备技巧8：二氧化碳对环境的影响技巧7：碳循环技巧8：碳中和02综合培优精练高阶思维拓展，综合问题融合演练03竞赛真题精练实战命题解密，赛场节奏模拟特训技巧1碳单质的多样性碳单质的多样性主要体现在同素异形体（由碳元素组成但结构不同的单质）上，其物理性质差异显著，但化学性质具有共性。物质金刚石石墨C60结构模型宏观组成都是由碳元素组成的单质构成物质的粒子碳原子碳原子C60分子化学式CCC60物理性质差异很大的原因碳原子的排列方式不同其他碳单质：碳纳米管石墨烯（单层石墨片）石墨炔T-碳【特别提醒】1．金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，而C60是由分子构成的，一个C60分子中含有60个碳原子。2．石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，它们是两种不同的物质，故石墨转化为金刚石是化学变化。3．同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物（如O2和O3混合物；金刚石和石墨的混合物等）。同种元素组成的纯净物才是单质。1.（2024年青岛58中“卓越杯”科学素养邀请赛）下列对宏观事实的微观解释错误的是A.气体可压缩存储于钢瓶中——分子之间有间隔B.工业上用空气制取氧气的过程属于物理变化——分子的种类没有发生变化C.酒精溶液不能导电——溶液中没有自由移动粒子D.金刚石与石墨的物理性质差异很大——碳原子排列方式不同2．（2023九年级上·湖南长沙·竞赛）关于碳及碳的化合物，下列说法正确的是A．在一定条件下，CO和CO2可以相互转变B．CO和CO2都由碳原子和氧原子构成C．金刚石、石墨和C60都是由分子构成的D．CO2灭火只利用了CO2的化学性质3．（2023九年级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）下列过程中不发生化学变化的是A．含烧碱的炉具清洁剂除油污B．海水晒盐C．水滴石穿D．石墨转化为金刚石A．A B．B C．C D．D4．（2023九年级上·广东肇庆·竞赛）下列说法正确的是A．金刚石与石墨的各种性质都不相同B．铅笔芯是由金属铅制成的，所以能导电C．金刚石是由碳元素组成的，所以能导电D．金刚石是天然物质中最硬的物质技巧2碳的物理性质及用途碳单质的物理性质与用途的对应关系物质性质用途金刚石加工后璀璨夺目作装饰品硬度大裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等金刚石薄膜透光性好、硬度大作透镜等光学仪器的涂层金刚石薄膜导热性好用于集成电路基板散热，提高芯片性能石墨很软、有滑腻感，且为灰黑色制铅笔芯导电性好作电极导电性好、有滑腻感、熔点高制高铁列车的受电弓滑板木炭、活性炭木炭(或活性炭)具有疏松多孔的结构，因此具有吸附能力。活性炭的吸附作用比木炭强，可用于防毒面具吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。C60具有一些特殊的物理和化学性质可应用于超导、催化、能源及医学等领域物质结构、性质与用途的关系：结构决定性质，性质决定用途，用途反映性质1．（2024九年级上·江西赣州·竞赛）下列物质的用途中，利用其化学性质的是A．液氮用作冷冻剂 B．干冰用于人工降雨C．氧气用于气焊 D．活性炭作吸附剂2．（2024九年级上·陕西榆林·竞赛）物质的性质决定物质的用途。下列物质的用途只与其物理性质有关的是A．氧气用于医疗急救B．木炭用于取暖C．稀有气体用于制造多种用途的电光源D．镁粉用于制作照明弹技巧3碳的化学性质1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（稳定）（1）常温下化学性质不活泼的原因：碳原子的最外层电子数为4，不易得失（2）实例：古代用墨书写的字画保存时间很久仍不变色；木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。（3）用途：用炭黑制成的墨，档案用碳素墨水书写。1．在常温下，碳单质的化学性质不活泼（碳原子的最外层电子数为4，不易得失）用途：用炭黑制成的墨书写绘画，档案用碳素墨水书写，木质电线杆埋入地下部分烤焦增强耐腐蚀性。2．可燃性（碳单质与氧气反应）燃烧是否充分化学方程式用途充分燃烧C＋O2点燃CO2作燃料不充分燃烧2C＋O2点燃2CO3．还原性（1）碳与金属氧化物反应（用于冶炼金属）木炭与氧化铜反应，反应的化学方程式为焦炭与氧化铁反应，反应的化学方程式为（2）碳与二氧化碳反应，反应的化学方程式为1．（2024八年级上·黑龙江哈尔滨·竞赛）下列实验现象叙述正确的是A．石灰石和足量稀盐酸反应时，固体逐渐减少，其表面有大量的二氧化碳气体产生B．硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放热C．木炭在空气中燃烧时，放热，发白光D．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠，无色溶液中产生蓝色沉淀2．（2023·湖南长沙·二模）下列关于碳及其化合物的说法正确的是A．金刚石和石墨中碳原子排列方式相同B．CO2是引起温室效应的主要气体，因此大气中CO2的含量越少越好C．CO2灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质D．在常温下，碳的化学性质活泼3．（2024九年级上·陕西榆林·竞赛）某化学兴趣小组的同学利用下面实验，学习用加热的方法从废弃的CuO粉末中回收Cu。【学习交流】(1)实验时，先打开，关闭，当丁中澄清石灰水变浑浊后，点燃酒精喷灯和酒精灯的同时关闭，打开，用空瘪的气球收集尾气。丁中发生反应的化学方程式是。(2)实验中，观察到丙中黑色固体逐渐变红，乙中木炭粉逐渐（填“减少”或“不变”）。【提出问题】进一步处理尾气时，同学们想探究气球内气体的成分是什么?【作出猜想】(3)猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三：【实验验证】小明同学设计下列实验进行验证。（NaOH溶液可以和CO2反应，用于吸收CO2）(4)实验中，Ⅰ中出现浑浊，Ⅲ中未见浑浊，m处导出的气体可以点燃，则证明猜想成立。(5)上述实验可以证明CO具有性，CO和CO2组成元素相同但化学性质不同的原因是。技巧4碳还原金属氧化物木炭还原氧化铜实验装置实验现象实验结论黑色粉末变成红

色实验现象说明反应生成了铜和二氧化碳，反应的化学方程式为。澄清石灰水变浑浊实验操作分析=1\*GB3①在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰，提高温度。=2\*GB3②反应结束时，先撤出导管，再停止加热的目的：防止石灰水倒吸入热的试管中，使试管炸裂。=3\*GB3③用弹簧夹夹紧乳胶管后，要待试管冷却后再将粉末倒出：防止热的铜重新被氧。从得氧失氧角度分析CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化剂，被还原，发生还原反应C夺取氧元素，有还原性，是还原剂，被氧化，发生氧化反应1．（2023九年级上·湖南长沙·竞赛）称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入图1装置B的玻璃管中。

(1)在图A装置中，实验结束时应先(选填“取出导管”或“停止加热”)。【实验现象】(2)当图(选填“A”或“B”)中的固体粉末完全由红色变为黑色时，另一装置中中仍有红色固体。【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过下图的检验装置。

(3)按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是。(4)B装置中NaOH浓溶液的作用是。(5)根据设计意图，观察到(填写实验现象)时，证明混合气体中既有CO又有CO2.(6)从环保角度分析，该流程设计中的一处明显不足是。(7)反应后称得F中增重6.6g，则E中生成的Fe的质量为g。2．（2022九年级·湖南郴州·竞赛）两位同学帮助老师整理实验室时，在标有“单质”的药柜中发现一瓶失去标签的黑色粉末A，在标有“氧化物”的药柜中发现另一瓶失去标签的黑色粉末B。【提出问题】这两瓶黑色粉末A和B分别是什么物质？【猜想】甲同学：A是铁粉，B是二氧化锰。乙同学：A是碳，B是氧化铜。【实验探究】实验步骤实验现象实验结论①取少量A粉末于试管中加入适量稀硫酸。黑色粉末不溶解没有气体产生。A粉末一定不是。②取少量B粉末于试管中加入适量稀硫酸。，。B粉末是氧化铜。有关化学方程式【反思与拓展】（1）将这两种黑色粉末混合加热(如图)，观察到黑色粉末逐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊。黑色粉末A和B发生反应的化学方程式为。实验结束时，先将导管移出，再熄灭酒精灯的原因是。

（2）乙同学的猜想正确。技巧5二氧化碳的性质和用途1．二氧化碳的物理性质及实验验证物理性质无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水，高压低温下可得固体干冰实验验证倾倒二氧化碳操作向盛有高低不等两根燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，现象蜡烛自下而上依次熄灭结论说明二氧化碳密度比空气大，不能燃烧，也不能支持燃烧。溶解性实验操作向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，振荡现象塑料瓶变瘪了原因部分二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，大气压将瓶子压瘪。【特别提醒】因为二氧化碳密度大于空气，且不能供给呼吸，进入久未开启的菜窖或干涸的深井前，做灯火实验。2.二氧化碳的化学性质化学性质实验现象解释和结论与水反应CO2不显酸性，CO2与水反应生成碳酸，化学方程式为CO2+H2O=H2CO3；向干燥石蕊小花喷水不变红水不能使石蕊变红干燥小花放进O2气体中不变红二氧化碳不能使石蕊变红湿润的石蕊小花放入O2气体变红二氧化碳与水反应生成了酸性物质，使石蕊变红取出变红的小花烘干红色变紫色碳酸不稳定，易分解；化学方程式为H2CO3=H2O+CO2↑与氢氧化钙反应将气体通入澄清石灰水澄清石灰水变浑浊化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O（用于检验二氧化碳气体）该反应在生活中的应用：（1）用石灰浆抹墙一段时间后变硬:氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体；（2）在刚抹过石灰浆的室内生一盆炭火，墙壁变得更湿：氢氧化钙吸收二氧化碳生成了水；（3）实验室里久置的石灰水上层和试剂瓶内壁会有一层白膜：石灰水中的氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙固体。（4）用石灰水保存鲜鸡蛋：鸡蛋呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸钙难溶，堵住了鸡蛋上的小孔。与灼热的碳反应化学反应方程式：（吸热）不燃烧，不支持燃烧用于灭火3.二氧化碳的用途O2用途依据的性质二氧化碳固体（干冰）作制冷剂：用于食品冷藏保鲜和运输；医疗上血液制品和疫苗的储存和运输；制造舞台雾景干冰升华吸热（物理变化）使周围环境温度降低，且没有液体留下人工增雨二氧化碳气体灭火化学性质：CO2不能燃烧，也不支持燃烧物理性质：CO2密度比空气的大光合作用的原料CO2是光合作用的反应物之一温室的气体肥料CO2能促进作物进行光合作用，可提高农作物的产量制汽水饮料（碳酸饮料）CO2能溶于水；且与水反应生成碳酸化工产品的原料，制纯碱、尿素等CO2能与多种物质反应1.（湖南邵阳市大祥区2024-2025上学期竞赛）利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置（a、d为用紫色石蕊试液湿润的棉花，b、c为用紫色石蕊试液浸过的干燥棉花，固定玻璃管的装置未画出）来探究二氧化碳的制取和性质，下列关于该实验装置的叙述不正确的是A.通过推压注射器活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量B.纸花变红的顺序是d→c→b→aC.利用该装置可验证二氧化碳的密度比空气的大及二氧化碳能与水发生反应D.该装置的左半部分也可用于制取氧气2.（2024年青岛58中“卓越杯”科学素养邀请赛）下列实验方案可以达到实验目的的是选项实验目的实验方案A除去N2中混有的少量CO通过足量灼热CuOB分离CaCl2和CaCO3的固体混合物加足量水溶解，蒸发C鉴别NaOH、BaCl2、（NH4）2SO4三种浓溶液取样，相互滴加，观察现象D检验生石灰中是否含有熟石灰取样，加水溶解，滴加酚酞溶液A.A B.B C.C D.D3.（2024“金钥匙”科技竞赛CESL初赛）用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是A.干燥 B.验证性质C.监控气体流速 D.收集4.（2024陕西渭南蒲城县竞赛）下图均为验证CO2性质的实验，实验①与实验______（填序号）所得结论完全相同。实验④中，除了观察到塑料瓶变瘪，还可看到_____。①.②.③.④.5.（2024江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）下列实验能达到对应实验目的是A.图1：实验室制取并收集氢气B.图2：验证二氧化碳能与水反应C.图3：证明酸碱发生了中和反应D.图4：比较火焰各层温度技巧6一氧化碳的性质1.物理性质CO是无色、无臭的气体，难溶于水，密度比空气略小。2.化学性质和用途化学性质用途可燃性2CO+O22CO2（CO点燃前需验纯）反应现象：一氧化碳在空气中燃烧，发出蓝色火焰，放出热量，生成使澄清石灰水变浑浊的气体作燃料与某些氧化物反应（1）一氧化碳与氧化铜反应，方程式CO+CuOCu+CO2反应现象：黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊（2）一氧化碳与氧化铁反应，方程式3CO+Fe2O32Fe+3CO2反应现象：红棕色粉末变成黑色，生成的气体使澄清石灰水变浑浊冶炼金属毒性一氧化碳跟血液中的血红蛋白的结合能力比氧气强，使人体缺少氧气而窒息死亡。——【注意事项】一氧化碳有剧毒，随意排放会造成空气污染，必须进行尾气处理。1.（2024江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是A.氮气不易溶于水，可用作保护气B.碳酸钙能与盐酸反应，可用作补钙剂C.一氧化碳具有可燃性，可用于工业炼铁D.氢氧化钙为白色固体，可用于改良酸性土壤2.（2024“金钥匙”科技竞赛CESL初赛）正确的操作是实验成功的重要保证。（1）某无色气体可能含有、CO、中的一种或几种，按如下图所示装置进行实验，可以看到玻璃管中有红色物质生成，无水变蓝，澄清石灰水变浑浊，下列判断正确的是____（填序号）。A.该气体中一定含有 B.该气体中一定含有C.该气体可能由3种气体组成 D.该气体的组成可能有3种情况（2）设计实验鉴别石灰水和氢氧化钠溶液，并完成下表。实验步骤实验现象实验结论___________________________3.（陕西榆林市定边五中2024-2025上学期“酬勤杯”竞赛决赛）某化学兴趣小组的同学利用下面实验，学习用加热的方法从废弃的CuO粉末中回收Cu。【学习交流】（1）实验时，先打开，关闭，当丁中澄清石灰水变浑浊后，点燃酒精喷灯和酒精灯的同时关闭，打开，用空瘪的气球收集尾气。丁中发生反应的化学方程式是_______。（2）实验中，观察到丙中黑色固体逐渐变红，乙中木炭粉逐渐_______（填“减少”或“不变”）。【提出问题】进一步处理尾气时，同学们想探究气球内气体的成分是什么?【作出猜想】（3）猜想一：CO；猜想二：CO2；猜想三：________【实验验证】小明同学设计下列实验进行验证。（NaOH溶液可以和CO2反应，用于吸收CO2）（4）实验中，Ⅰ中出现浑浊，Ⅲ中未见浑浊，m处导出的气体可以点燃，则证明猜想_______成立。（5）上述实验可以证明CO具有_______性，CO和CO2组成元素相同但化学性质不同的原因是_______。技巧7二氧化碳的实验室制备1.药品：石灰石（或大理石）、稀盐酸。2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（用化学方程式表示）。3.实验装置：（1）发生装置：反应物为固体和液体，反应条件为常温，应选用固液常温型，常见的制取二氧化碳的发生装置如下。装置A操作简单，适用于制取少量气体；装置B方便随时添加液体试剂；装置C可通过控制分液漏斗的开关控制液体的滴加速度和滴加量，进而控制反应；装置D可控制反应的发生和停止。（2）收集装置：二氧化碳能溶于水且与水反应，密度比空气大，应用向上排空气法收集，如装置E；若用装置F收集CO2，应从a口通入。4.检验：将气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，证明收集的气体是二氧化碳。5.验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭，证明二氧化碳已集满。【易错提醒】①不能用稀硫酸代替稀盐酸：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的进行；不用浓盐酸代替稀盐酸：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯；不用碳酸钙粉末或碳酸钠等代替大理石、石灰石：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。2.二氧化碳的工业制法：煅烧石灰石，反应的化学方程式为CaCO3高温CaO+CO2↑。1.（2024“金钥匙”科技竞赛CESL初赛）根据下列装置图，回答有关问题：（1）利用上图中A、C装置的组合可以制取某种气体，实验室制取该气体的化学方程式是______________________________，验满方法是_________________________________。（2）实验室通常利用上图中_______装置的组合制取二氧化碳（选填字母），该反应的化学方程式为_______________________________。①为了得到纯净、干燥的二氧化碳气体，除杂装置（如下图）的导管按气流方向连接顺序是________（选填字母）。Aa→b→c→dBb→a→c→dCd→c→a→bDd→c→b→a②常用澄清石灰水检验二氧化碳的存在，该反应的化学方程式为____________________；若二氧化碳过量，二氧化碳又会与碳酸钙、水反应生成易溶的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，该反应的化学方程式为_______________________。向含有氢氧化钙14.8g的石灰水里缓缓通入一定量二氧化碳，充分反应后若生成10g沉淀，则通入二氧化碳的质量可能为___（选填字母）。A.4.4g B.8.8g C.13.2g D.17.6g技巧8二氧化碳对环境的影响1.CO2对人体健康的影响：CO2无毒，但CO2不能供给呼吸。当空气中CO2超过正常含量时，会对人体健康造成影响，因此室内一定要注意通风换气。进入久未开启的菜窖和山洞、深井前，需做灯火实验。2.CO2对环境的影响：空气中CO2含量过高，会使温室效应加剧，造成全球变暖等。【易错提醒】①CO2不是空气污染物，但大气中CO2含量过高，会使温室效应加剧。②能产生温室效用的气体有：CO2、O3、CH4（甲烷）、N2O（一氧化二氮）、氟氯代烷等。1．（2025·山东青岛·中考真题）“设计低碳行动方案”实践活动中的下列认识和做法正确的是A．低碳行动中的“碳”指的是碳元素B．用澄清石灰水检验呼出气体中是否有二氧化碳C．绿色植物的光合作用是消耗大气中二氧化碳的有效途径D．为减少二氧化碳的排放，禁止使用化石燃料2．（2023·湖南长沙·二模）下列关于碳及其化合物的说法正确的是A．金刚石和石墨中碳原子排列方式相同B．CO2是引起温室效应的主要气体，因此大气中CO2的含量越少越好C．CO2灭火既利用了CO2的物理性质，又利用了其化学性质D．在常温下，碳的化学性质活泼3．（24-25八年级下·湖南株洲·期中）下列关于二氧化碳的说法正确的是A．二氧化碳能使紫色石蕊试液变蓝B．二氧化碳是空气污染物之一C．二氧化碳能灭火是因为其密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧D．二氧化碳的过量排放会导致酸雨技巧9碳循环1.碳循环的定义碳元素以二氧化碳、有机物等形式在不同圈层间交换流动，形成闭合循环系统。地球上最大的碳库是岩石圈和化石燃料（占总量99.9%），而活跃的交换库包括大气圈、水圈和生物库。2.碳循环的主要过程‌生物圈循环‌绿色植物通过光合作用吸收CO₂，转化为葡萄糖（C6H12O6）并释放氧气有机物经食物链传递，最终通过呼吸作用分解为CO₂释放回大气‌大气与海洋交换‌大气CO₂溶解于海水形成碳酸盐，部分沉积为岩石火山活动或岩石风化可将碳重新释放到大气中‌人类活动影响‌燃烧化石燃料加速CO₂排放，打破自然平衡森林砍伐削弱碳汇功能，加剧温室效应3.碳循环的意义维持大气CO₂浓度稳定（约20年更新一次）调节地球气候与生态平衡1．（2023九年级上·辽宁沈阳·竞赛）空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气的说法错误的是A．工业上，用分离液态空气法获得氧气是物理变化B．空气中氧气的体积分数约为21%C．氮气很难与其他物质发生反应，可用于粮食、瓜果的保护气D．空气中的二氧化碳主要来源于植物的光合作用2．（湖南邵阳市武冈三中2024-2025下学期竞赛）我国在第75届联合国大会上提出努力争取在2060年前实现“碳中和”,充分体现了大国担当。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法错误的是（）A.碳中和是指用碱中和产生的COB.途径①表示植物的光合作用C.途径②中部分CO2D.化石燃料燃烧使CO2技巧10碳中和1.碳中和碳中和指通过植树造林、节能减排或碳捕集技术，抵消人类活动产生的二氧化碳排放量，使大气中温室气体净增量为零。其化学本质是碳元素的循环与平衡，涉及CO₂的吸收（如氨水生成碳酸氢铵）和转化（如钙基吸收剂热解回收）等反应。2.‌知识关联‌以二氧化碳性质为核心，衔接碳循环、温室效应等教材内容结合"灰氢—蓝氢—绿氢"能源发展路径，分析低碳技术中的化学原理3.低碳行动（1）减少CO2的排放：减少使用化石燃料，更多地利用太阳能、风能等清洁能源。（2）增大CO2的吸收：大力植树造林，严禁乱砍滥伐森林；采用物理、化学等方法，捕集、利用与封存CO2等。1．（2024·山东烟台·中考真题）我国力争2060年前实现“碳中和”，彰显大国责任与担当。“碳中和”的“碳”是指A．二氧化碳 B．碳元素 C．碳原子 D．所有含碳物质2.（2024江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）碳及其化合物的综合利用使世界变得更加绚丽多彩。“碳中和”是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。（1）从石墨中分离出的单层石墨片(石墨烯)是目前人工制得的最薄材料，单层石墨片属于_______(选填“单质”或“化合物”)。（2）CO2的过度排放会造成_______的加剧。结合生活实际，列举可为实现“碳中和”做出直接贡献的一种措施：_______。（3）工业生产中产生的CO2经吸收剂处理可实现CO2的捕集。①NaOH吸收。NaOH溶液吸收CO2生成NaHCO3的化学方程式为_______。②CaO吸收。CaC2O4在高温下分解制得疏松多孔的CaO，同时产生CO、CO2。该反应所得CO、CO2的分子个数之比为_______。（4）CO2与H2在一定条件下转化为CH4(反应过程如图所示，虚线处部分中间产物略去)，可实现CO2再利用。①该反应中，除CH4外另一种生成物为_______(填化学式)，MgO的作用是_______。②天然气(主要成分为CH4)已成为居民的生活用气，是因为CH4在空气中燃烧时______(选填“吸收”或“放出”)热量。3.（2024江苏仪征金钥匙科技竞赛CESL初赛）为应对气候变化，我国力争到2060年前，实现“碳中和”。（1）二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的重要战略方向。科学家使CO2和水在一定条件下发生反应，生成甲酸(CH2O2)和氧气，该反应的化学方程式为_______。（2）利用氢氧化钠溶液喷淋捕捉二氧化碳，反应过程如图所示。①使用“喷淋”NaOH溶液方法的目的是_______。②整个过程中可循环利用的物质有_______。4.（湖南邵阳市大祥区2024-2025上学期竞赛）阅读下面科普短文，回答下列问题：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可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图1.石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与共熔后产生，才确定了它是含碳的物质。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型、应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图2.碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥着重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中吸附的选择性值，实验结果如图3.图中选择性值越高，表明碳气凝胶对的选择性吸附性能越好。“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。其中“碳转化”是利用新型电解装置，在一定条件下，将二氧化碳和水转化为甲酸(HCOOH)和氧气。（1）金刚石属于_____(填序号)。A.无定形碳 B.过渡态碳 C.晶形碳（2）石墨与共熔，能发生反应：。X化学式_____（3）由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是_____。（4）“碳转化”中涉及的化学方程式为_____。碳中和，人人参与，低碳生活从我做起，你的低碳行为是_____(写出1点即可)。（5）对比图3中三条曲线，得到的实验结论是_____。一、选择题1．（24-25八年级下·山东烟台·期末）下列有关金刚石、石墨、的说法中，正确的是A．构成它们的原子大小不同 B．金刚石是硬度最大的物质C．金刚石、石墨、由不同种原子构成 D．具有独特性质是因为它有独特的结构2．（2025·甘肃陇南·三模）如图是我国科学家成功合成的C10和C14两种碳分子材料，二者在物理性质上表现出不同的特性。下列说法中不正确的是A．C10和C14都属于新型有机物B．构成C10和C14的分子不同C．二者物理性质存在差异是由于原子排列方式不同D．C10和C14在氧气中充分燃烧都生成二氧化碳3．（24-25九年级下·山东烟台·期末）金刚石、石墨、活性炭、炭黑都是碳家族的重要成员。下列认识错误的是A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来切割玻璃B．石墨有金属光泽，有滑腻感，可以做润滑剂C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质D．炭黑制墨所书字画历经千年不褪色说明常温下其性质稳定4．（2025·广东广州·二模）下列关于碳的各种模型（如图）的说法，正确的是A．图1是碳原子的原子结构示意图，1个碳原子有4个核外电子B．由图2可知一个碳原子的质量为12.01gC．由图3可知金刚石和石墨属于混合物，属于纯净物D．图3中三种物质完全燃烧后的产物相同5．（2025·湖南长沙·一模）中国科研团队受“弓弩”等结构启发，研制出碳单质家族的新成员—“碳弹簧”，该新型碳材料由多孔碳材料制作而成。下列关于“碳弹簧”的说法正确的是A．常温下，“碳弹簧”的化学性质很活泼B．“碳弹簧”中碳原子静止不动C．在一定条件下，“碳弹簧”可以与氧化铜发生反应D．“碳弹簧”在氧气中燃烧只能生成二氧化碳6．（2025·广西桂林·三模）构建化学基本观念是学好化学的基础，下列对化学基本观念的认识错误的是A．元素观：金刚石和石墨都是由碳元素组成的不同单质B．微粒观：CO和CO2化学性质不同是由于构成它们的分子不同C．转化观：CO和CO2在化学反应中可以相互转化D．守恒观：28克CO在28克O2中充分燃烧，生成CO2的质量为56克7．（2025·江苏镇江·二模）如图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是A．转化①实现了原子利用率100％B．转化②说明只要条件合适，CO2也能支持燃烧C．转化③中CO2和H2的质量比为22：3D．转化④中CH4和CO2都能引起温室效应8．实验室里有一套用来制取气体的装置，如图所示。下列有关叙述正确的是A．锥形瓶里加入少量粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，可以制取氧气B．锥形瓶里加入大理石，分液漏斗里盛放稀硫酸，可以制取二氧化碳C．当发生装置中液体与固体混合产生气泡时，立即开始收集气体D．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在实验台上9．（2025·福建漳州·模拟预测）地质封存是指将气体捕集后注入特定的地层长期储存，是实现碳中和的重要途径之一。下列有关说法错误的是A．对人类生活有利有弊B．如果被封存在含氢氧化钙的地下水层中，可慢慢转化为固态碳酸盐C．气体被压缩成液态时，分子变小了D．该方法可能存在的风险是泄漏，局部浓度快速上升，威胁人类生命健康10．（2025·安徽池州·模拟预测）利用铜丝进行碳与氧化铜反应的探究，装置如图所示(夹持装置已省略)。下列有关说法正确的是A．步骤一中加热后铜丝质量变大，说明该反应不遵循质量守恒定律B．步骤二实验中观察到红色固体逐渐变黑C．步骤二实验结束后，应先停止加热，再关闭弹簧夹D．步骤二实验结束后，立即取出铜丝，铜丝质量可能会大于6.4g二、实验题11．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）CO具有还原性，能夺取一些金属氧化物中的氧，使金属氧化物还原为金属。一氧化碳还原氧化铜实验装置：(1)实验步骤：通：加热前，先通排出玻璃管内的空气。点：点燃酒精灯加热。撤：还原结束，撤走加热CuO的。通：继续通。(2)实验现象：A处的现象为黑色的粉末变成，方程式为。B处的现象为澄清的石灰水变，方程式为。C处产生蓝色火焰说明CO具有性，方程式为。(3)实验注意事项：实验开始应先通CO，再加热，防止CO与管内空气混合发生。实验结束要先停止加热再继续通CO至试管冷却，防止新生成的铜被。尾气要进行处理一般用点燃或用收集，防止。12．（24-25八年级下·黑龙江绥化·期末）根据下列实验装置图回答问题：(1)用已有的仪器制取CO2气体，应选择的发生装置是（填字母），其中仪器a的名称是，实验室用大理石和稀盐酸制取CO2，其反应的方程式为，不能用浓盐酸的原因是。(2)利用A装置与C装置制备较纯净的氧气时，其反应的化学方程式为。(3)若用F装置收集二氧化碳，气体应该从导管口（选填“b”或“c”）端通入。(4)用G装置测量二氧化碳的体积时，如果G中无植物油，则测得的二氧化碳的体积（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。三、填空与简答13．（2025·辽宁沈阳·二模）阅读下列短文，回答问题。石墨烯是从石墨中剥离出的单层石墨片(图1)，被誉为“21世纪的黑金”。石墨烯具有高导电性、高导热性、高强度、光学透明性，不易与其他物质发生反应等特点，在众多领域展现出了令人瞩目的应用前景，为相关产业的发展注入了强大的动力。例如：①新能源汽车上采用了磷酸铁锂(LiFePO4)电池，生产该电池时，添加适量的石墨烯作导电剂，提高电池的性能(电池电阻越小，性能越好)。石墨烯的含量对LiFePO4粉末电阻的影响如图2。②将石墨烯应用于橡胶行业制成石墨烯橡胶复合材料，能提高导电、导热及力学性能。石墨烯用量对橡胶复合材料热导率的影响如图3。③将石墨烯应用于纺织行业制成的石墨烯复合纤维，能有效抑制真菌滋生，祛湿透气，同时能瞬间升温，还可防紫外线等。复合纤维中石墨含量对紫外线透过率的影响如图4。随着科学技术的发展，更多优异的石墨烯复合材料将会被广泛应用。(1)石墨烯从石墨中剥离出来发生的是(填“物理”或“化学”)变化。石墨烯具有的物理性质是(写出一点)。(2)石墨烯和石墨具有相似的化学性质，完全燃烧时的化学方程式为。(3)磷酸铁锂(LiFePO4)中Li元素显+1价、铁元素显+2价，则“PO4”的化合价为。(4)生产磷酸铁锂(LiFePO4)电池材料中添加石墨烯含量为时，磷酸铁锂电池性能最优越。(5)橡胶中添加石墨烯可增强导热性，结合图3分析石墨烯用量对热导率的影响规律。(6)为减少紫外线对人体皮肤的伤害，遮阳伞最好选用图4中的制作，选择的依据是。(7)根据文中信息分析，下列说法正确的是(填序号)。A．石墨烯是一种新型化合物B．金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质C．石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似D．石墨烯复合纤维不仅可以阻挡紫外线，还有抑制真菌滋生等作用四、综合应用题14．（24-25八年级下·上海·阶段练习）在人类文明的长河中，冶金技术是推动社会进步的重要里程碑。早在数千年前，古代工匠便掌握了利用碳来冶炼金属的奥秘，这一技术不仅改变了工具和武器的制造方式，更深刻影响了人类历史的进程。(1)古代冶金的核心燃料是木炭，木炭质地疏松多孔，具有优异的性，可以去除一些食品或工业产品里的色素和异味。(2)木炭燃烧释放大量热量，为冶炼金属提供了必需的高温条件，木炭在氧气充足的条件下燃烧的现象为，其文字表达式为。(3)某实验小组尝试利用木炭和氧化铜混合制备铜，进行了如下实验：①加热一段时间后，观察到a试管中的现象为