第六单元 碳和碳的氧化物（培优竞赛专练）-2024人教版九年级化学上册（解析版）

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

技巧九碳循环

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

01竞赛技巧通关

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Co

结构模型w

矣金

宏观组成都是由___元素组成的单质

构成物质的粒子碳原子碳原子Co分子

化学式CcCM

物理性质差异很大的原因

其他碳单质:

【特别提醒】

1.金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，而是由分子构成的，一个以。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〃和混合物；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一一分子之间有间隔

B.工业上用空气制取氯气的过程属于物理变化一一分子的种类没有发生变化

C.酒精溶液不能导电一一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一一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，C0和C0?可以相互转变

B.C0和C0都由碳原子和氧原子构成

C.金刚石、石墨和Cw都是由分子构成的

I）.C0?灭火只利用了C0?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.AB.BC.CD.D

4.（2023力.年级上・广东肇庆・竞蹇）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

1）.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

加工后璀璨夺目—

—裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等

金刚石

金刚石薄膜透光性好、硬度大作透镜等______________

金刚石薄膜导热性好用于_________________»提高芯片性能

很软、有滑腻感，且为—色—

石墨—作电极

________、有滑腻感、熔点高制高铁列车的受电弓滑板

活性炭的吸附作用比木炭强，可用于______

木炭（或活性炭）具有__________的结_吸附毒气、_______________制白糖、污水

木炭、活性炭

构，因此具有______能力。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。

Ceo具有i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，______决定_____,_____反映_____

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.氯气用于气焊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「制造多种用途的电光源

I）.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（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，档案用一墨水书写。

1.在常温下，碳单质的化学性质（碳原子的最外层电子数为不易得失）

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

---------------作—

不充分燃烧-----------------

3.还原性

（1）碳与金属氧化物反应（用于）

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.CO.是引起温室效应的主要气体，因此大气中C0?的含量越少越好

C.3灭火既利用了CO?的物理性质，乂利用了其化学性质

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Cuo

⑴实验时，先打开Ki，关闭K,,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K1,

打开K2,用空瘪的气球收集尾与。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：C02；清想三：

【实验验证】

IIIIII

⑷实验中，【中出现浑浊，山中未见浑浊，m处导出的气体可以点燃，则证明猜想成立。

⑸上述实验可以证明co具有性，co和ca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______色

实验现象说明反应生成了—和__________,

澄清反应的化学方程式为。

匕石灰水澄清石灰水________

①在酒精灯上加网罩的目的：O

②反应结束时，先撤出导管，再停止加热的目的：防止

实验操作分析

③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

C+2CuO-2Cu+C04

从得氧失氧角度

分析

CuO,有氧化性，是氧化剂，被—，发生

C,有还原性，是还原剂，被—，发生—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

⑴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】

⑵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。

【解群与结论】

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

铁仁石的一个原因。

【完善实验】

联想到单质碳的一叫化学性质，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

(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，证明混合勺体中既有CO乂有CO、

(6)从环保角度分析，该流程设计中的一处明显不足是。

⑺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是二氧化镭。乙同学：A是碳，B是氧化铜。

【实验探究】

实验步骤丈睑现象实脸结论

①取少量A粉末于试管中黑色粉末不溶解没有气体

A粉末一定不是_______。

加入适量稀硫酸。产生。

②取少量B粉末于试管中9_______________________B粉末是氧化铜。有关化学方程式

加入适量稀硫酸。__________________O

【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o实验结束时，先将导管移出，再熄灭酒精灯的原因

是。

黑色粉末B

澄

清

石

灰

水

（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

无色无味的气体，密度比空气_溶于水，高压低温下可得固体-

物理性质

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_________________

实倾倒二

验氧化碳

结论说明二氧化碳____________,_________________________O

验tr

证

溶解性向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入约三分之一容积的水，

操作

实验振荡

现象塑料瓶—了

原因部分二氧化碳溶于水，瓶内压强变小，_____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

夕，

CO?不显酸性，

C02与水反应生

it水n放入二氧化碳中m喷水后放入二第.化琰中

成—，化学方

向干燥石浅小花喷水—水不能使石蕊变红

与水反应程式为

干燥小花放进CO。气体一二氧化碳不能使石蕊变红

__________,*

中

湿润的石蕊小花放入C0?—二氧化碳与水反应生成了

气体酸性物质，使石蕊变红

取出变红的小花烘干—碳酸不稳定，易分解；

化学方程式为______________

将气体通入澄清石灰水澄清石灰水变浑化学方程式为________________________

浊（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；

与氢氧化（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

钙反应水；

（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）用石灰水保行鲜鸡蛋；鸡蛋呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应生成的碳酸仍难溶，堵

住了鸡蛋上的小孔。

与灼热的

化学反应方程式：（_热）

碳反应

不燃烧，

不支持燃用于—

烧

3.二氧化碳的用途

co2用途依据的性质

作______:用于食品冷藏保鲜和运输；

二氧化碳固体医疗上血液制品和疫苗的储存和运输；干冰________（_________）使周围环境温度

（干冰）制造舞台雾景降低，且没有液体留下

人工增雨

化学性质：CO?不能燃烧，也不支持燃烧

灭火

物理性质：co?密度比空气的大

co?是光合作用的反应物之一

二氧化碳气体ca能促进作物进行光合作用，可提高农作物

温室的________

的产量

制汽水饮料（碳酸饮料）ca________；且_________________

化工产品的原料，制纯碱、尿素等co?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为用紫色布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

三工一铜丝

注射器*1a

玻

*

管

饮料瓶-

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-*a

C.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

1）.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除去心中混有的少量CO通过足量灼热CuO

B分离CaCL和CaC03的固体混合物加足量水溶解，蒸发

C鉴别NaOH、BaCk、（NH,）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，滴加酚猷;溶液

A.AB.BC.CD.D

3.（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CO?B.验证CO2性质

C.监控气体流速

-3

4.（2024陕西渭南蒲城县竞赛）下图均为验证CO?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0

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

NaOH溶液

稀施酸

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，_溶于水，密度比空气

2.化学性质和用途

化学性质用途

_________（C0点燃前需____）

可燃性反应现象：一氧化碳在空气中燃烧，发出—火焰，放出热量，生成使澄清作燃料

石灰水变浑浊的气体

（1）一氧化碳与氧化铜反应，方程式____________

与某些氧反应现象：_________________________________________________

冶炼金属

化物反应（2）一氧化碳与氧化铁反应，方程式________________

反应现象：___________________________________________________

一氧化碳跟血液中的________的结合能力比氧”强，使人体缺少氧气而窒息

毒性—

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CESI,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?、CO、H2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C11SO4变蓝，澄清石灰水变浑浊，下列判断正确的是_（填序号）。

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Cuo

（1）实验时，先打开Ki，关闭K2,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Ki，

打开K2,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：C02；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CO,反应，用于吸收他）

IIIIII

（4）实验中，I中出现浑浊，HI中未见浑浊，ni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CO?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：。

2.反应原理：（用化学方程式表示）。

3.实验装置：

（1）发生装置：反应物为,反应条件为—，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：

装置C可通过控制液体的滴加速度和滴加量，进而控制反应；

装置Do

（2）收集装置：

EF

二氧化碳,密度比空气应用向上排空气法收集，如装置E；若用装置F收集CO2,

应从_口通入。

co2

一Ti

澄清

石灰■

4.检验:

将气体通入中，若澄清的石灰水,证明收集的气体是二氧化碳。

5.验满：

将放在集气瓶若,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：煨烧石灰石,反应的化学方程式为

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o

（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、干燥的二氧化成气体，除杂装置（如卜.图）的导管按气流方向连接顺序是（选

填字母）。

Bb-*a-*c-*dCd-*c-*a-*bDd->c-*b-*a

②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（HC（h）』，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.4.4gB.8.8gC.13.2gD.17.6g

技巧8二氧化碳对环境的影响

&&&©

1.CO?对人体健康的影响：C02,但C（）2不能供给呼吸。当空气中C02超过正常含量时，会对人体健康造

成影响，因此室内i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0

2.CO?对环境的影响：空气中CO?含量过高，会使加剧，造成全球变暖等。

【易错提醒】

①C02____空气污染物，但大气中COz含量过高，会使温室效应加剧。

②能产生温室效用的气体有：C&,。3、CH,（甲烷）、NQ（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.CO?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、水圈和牛.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C（）2,转化为葡萄糖（CM2O6）并稀放氧气

有机物经食物链传递，最终通过呼吸作用分解为C（）2释放回大气

大气与海洋交换

大气COE容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C02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

维挣大气CO涿度稳定（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2慨

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CO?

R.途径①表示植物的光合作用

C.途径②中部分CO2最终转变为碳酸盐

D.化石燃料燃烧使CO2排放量增加

技巧10碳中和

L碳中和

碳中和指通过、或碳捕集技术，抵消人类活动产生的排放量，使大气中温室气

体净增量为其化学本质是碳元素的循环与平衡，涉及C02的—（如氨水生成碳酸氢铉）和—（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“灰氢一蓝氢一绿氢〃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C02的排放：减少使用,更多地利用等清洁能源。

（2）增大CO?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CO?

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c“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。C0?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）CO,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：_______O

（3）工业生产中产生的COi经吸收剂处理可实现C0?的捕集。

①NaOH吸收。Na（）H溶液吸收COz生成NaHC。,的化学方程式为。

②CaO吸收。CaCO在高温下分解制得疏松多孔的CaO,同时产生CO、CO?。该反应所得CO、CG的分子个数

之比为o

（4）C（）2与此在一定条件下转化为CH/反应过程如图所示，虚线处部分中间产物略去），可实现C&再利用。

①该反应中，除C%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CHI）已成为居民的生活用气，是因为CH,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CO?和水在一定条件下发生

反应，生成甲酸（CHQJ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。

CO?含量CO2含量

NaOH溶液

高的空气低的空气

喷雾捕捉室

｛环节a上热仁>0（储存利用）

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o

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.

造

择Mot

H

tug

的

无定形碟过渡态碳能影破

65.1%r

焦■石，法，.ttWfi、业观用0.20.40.60.81.0

乐强，10'Pa

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KNO3共婚后产生CO2，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CO2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CO2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CO2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

高温小小

（）石墨与。、共熔，能发生反应：化学式

2KN5C+4KNO3=2X+2N2+5CO2f0X

（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o

（4）“碳转化”中涉及的化学方程式为o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。

02综合培优精练

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、C6G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、C#由不同种原子构成D.C.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金和如两种碳分子材料，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.G和g都属于新型有机物

B.构成Go和CM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.G。和的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

金刚石

图1图2图3

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12.01g

C.由图3可知金刚石和石墨属于混合物，Cg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一“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

1）.“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甚础，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CO?化学性质不司是由于构成它们的分子不同

C.转化观：CO和C0?在化学反应中可以相互转化

D.守恒观：28克C0在28克中充分燃烧，生成CO?的质量为56克

7.（2025•江苏镇江•二模）如图为C&在自然界中的转化和资源化利用。下列说法不正确的是

C

@@tMg③

GH50H<„CO2—»(C2H)

1*2A口2

I®聚乙烯

CaCO3

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，C0,也能支持燃烧

C.转化③中C&和山的质量比为22：3

D.转化④中CHi和CO?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MnO?粉末，分液漏斗里盛放过氧化氢溶液，可以制取氯气

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）CO?地质封存是指将CO?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

二氧化碳气体

压入地下

A.CO,对人类生活有利有弊

B.如果CO?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.CO,气体被压缩成液态CO?时，CO,分子变小了

D.该方法可能存在的风险是CO?泄漏，局部CO?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）。

步骤一步骤二

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：

⑴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Cu（）的。

通：继续通O

（2）实验现象：

A史的现象为黑色的粉末变成,方程式为。

B史的现象为澄清的石灰水变,方程式为o

C史产生蓝色火焰说明CO具有—性，方程式为o

（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o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c

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：

ABCDEFG

⑴用已有的仪器制取CO?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CO?，其反应的方程式为，不能用浓盐酸的原因是o

（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o

（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。

⑷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忖的应用前景，

为相关产业的发展注入了强大的动力。

•一碳原子

图1

例如：①新能源汽车上采用了磷酸铁锂(LiFePO)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LiFePO,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。

C

E

/

发

双

共

用

dO

:o

1

n—普通纤维士含0.5%石墨烯的纤维

♦含1%石墨♦含2%石墨烯的纤维

烯的纤维

图2图3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。

⑴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一

(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(LiFcPO)中Li元素显+1价、铁元素显+2价，则“P0J的化合价为o

⑷生产磷酸铁锂(LiFePOj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o

(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

(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

I).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