Question

11．多彩的化学物质世界
Ⅰ、碳的世界丰富多彩．
（1）金刚石、石墨和C₆₀都是碳元素组成的单质（如图1）

关于它们的下列说法中，不正确的是AC（填字母序号）．
A．属于同一种物质    B．化学性质相同
C．物理性质相同      D．原子排列方式不同
（2）2010年诺贝尔物理学奖用于表彰首次剥离出单层石墨的科学家．单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料（如图2）．下列关于石墨烯的叙述中，正确的是BC（填字母序号）．
A．石墨烯属于有机物            B．石墨烯的硬度大于金刚石
C．石墨烯能导电                D．石墨烯中碳的化合价为+3
Ⅱ、碳的化合物是化学世界中最庞大的家族
（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气，它们都含有碳元素，其中天然气的主要成分是CH₄（写化学式）．
（2）碳化钙（CaC₂）俗称电石，遇水剧烈反应生成乙炔（C₂H₂）气和一种碱，反应的化学方程式为CaC₂+2H₂O═C₂H₂↑+Ca（OH）₂．
（3）科学家设想利用太阳能加热器“捕捉”CO₂、“释放”CO₂，实现碳循环（如图3）．
①使空气中CO₂含量减少的原因是CO₂+CaO=CaCO₃（用化学方程式表示）．
②上述设想的优点有AB（填字母序号）．
A．原料可循环利用    B．有效利用太阳能      C．可全天候使用．

Answer 1

分析 I（1）根据已有的碳单质的性质和用途进行分析解答即可．（2）根据题意分析石墨烯的组成、硬度、类别．在单质中元素的化合价为0．
II根据三大化石燃料，化学方程式的书写方法等进行分析解答．

解答 解：I（1）这是三种不同的物质；由于组成元素相同，所以化学性质相同；在这几种物质中，碳原子的排列方式不同，所以物理性质相差很大；故选：AC；
（2）由题意可知，单层石墨称为石墨烯，所以，石墨烯是单质；“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬的材料．所以，石墨烯的硬度大于金刚石；单层石墨称为石墨烯，石墨能导电，所以石墨烯也能导电；石墨烯属于单质，碳元素的化合价为0．故选：BC；
II（1）化石燃料主要包括煤、石油和天然气，其中天然气的主要成分是甲烷，其化学式为：CH₄；故答案为：石油；CH₄；
（2）碳化钙与水剧烈反应生成乙炔和氢氧化钙，其反应的化学方程式为：CaC₂+2H₂O═C₂H₂↑+Ca（OH）₂；故答案为：CaC₂+2H₂O═C₂H₂↑+Ca（OH）₂；
（3）①科学家设想利用太阳能加热器使二氧化碳与氧化钙发生反应，消耗二氧化碳，其化学方程式为：CO₂+CaO$\frac{\underline{\;\;\;光照\;\;\;}}{400℃}$CaCO₃；故答案为：CO₂+CaO$\frac{\underline{\;\;\;光照\;\;\;}}{400℃}$CaCO₃；②分析可知，上述设想的优点有：原料可循环利用，有效利用太阳能，故答案为：AB；

点评 本题考查了常见碳单质的性质和用途，完成此题，可以依据已有的知识进行．