7. 在发现 $\ce{C_{60}}$ 以前,人们一直认为碳元素只有金刚石和石墨两种单质。1985年英国科学家用大功率激光照射石墨等科技手段得到了 $\ce{C_{60}}$；1991年日本科学家发现了碳纳米管,它是碳原子以正六边形排列而成的管状结构,其可以提高金属的强度、硬度、磨损性能及热稳定性,可用于纳米机器人、计算机芯片等前沿领域；2004年英国科学家成功制得石墨烯,它是一种由碳原子构成的单层呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,在很多领域都得到广泛的应用,例如:2022年北京冬奥会工作人员的防寒服用石墨烯发热材料制作,通过供电能迅速产生热量。
(1)石墨转化为 $\ce{C_{60}}$ 发生了(填“物理”或“化学”)变化。
(2)材料中碳纳米管提高金属的性能中涉及的化学性质是。
(3)冬奥会工作人员的防寒服用石墨烯发热材料制作,通过供电能迅速产生热量,说明石墨烯具有的性质是(填字母,下同)。
A. 导电性
B. 导热性
C. 吸附性
(4)下面四幅图中表示石墨烯结构的是。

化学
热稳定性
AB
A

【分析】
本题围绕碳的不同单质的相关知识设置问题，需逐一分析每个小问的解题思路：
1. 第(1)问：判断变化类型的核心是看是否有新物质生成，石墨和$\ce{C_{60}}$是碳元素的不同单质，属于不同物质，转化过程有新物质生成，据此判断。
2. 第(2)问：区分物理性质与化学性质，化学性质是物质在化学变化中表现出的性质，题目提到碳纳米管可提高金属的热稳定性，热稳定性需通过化学变化体现，据此分析。
3. 第(3)问：根据用途推导性质，“供电能迅速产生热量”，供电需要导电性，产生热量需要导热性，据此选择对应选项。
4. 第(4)问：识别石墨烯结构，题干明确石墨烯是“单层呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料”，结合四幅图的结构特征（A为单层蜂巢结构，B为多层石墨层状结构，C为管状碳纳米管，D为球状$\ce{C_{60}}$），对应选择。
【解析】
(1) 石墨和$\ce{C_{60}}$是碳元素组成的不同单质，二者属于不同物质，石墨转化为$\ce{C_{60}}$的过程中有新物质生成，因此发生了化学变化。
(2) 化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质，题目中指出碳纳米管可提高金属的热稳定性，热稳定性需要通过化学变化体现，因此涉及的化学性质是热稳定性。
(3) 石墨烯通过供电能产生热量：供电过程说明石墨烯具有导电性，产生热量说明石墨烯具有导热性，因此选AB。
(4) 根据题干描述，石墨烯是由碳原子构成的单层呈蜂巢晶格的二维结构，对应图A；图B是石墨的多层结构，图C是碳纳米管的管状结构，图D是$\ce{C_{60}}$的球状结构，因此表示石墨烯结构的是A。
【答案】
化学；热稳定性；AB；A
【知识点】
化学变化判断、化学性质、物质性质与用途、碳单质结构
【点评】
本题考查碳的不同单质的基础知识点，涵盖变化类型、性质判断、结构识别，结合前沿科技素材，既考查基础化学概念，又联系实际应用，难度适中，需准确区分不同碳单质的结构与性质差异。
【难度系数】
0.5

8. 某研究小组用一个大烧杯罩住一支点燃的小蜡烛,并在烧杯内靠近顶部的位置放置适量的硫酸铜粉末和澄清石灰水。
化学九年级上(沪教版)

【查阅资料】
①硫酸铜是一种白色粉末,具有吸水性,吸水后变为蓝色；
②石蜡是一种白色的固体,熔点低,不溶于水,常用于制作蜡烛或润滑剂,石蜡在空气中完全燃烧生成水和二氧化碳,不完全燃烧有炭黑生成。
(1)硫酸铜粉末的作用是,得到“蜡烛燃烧的产物中含有二氧化碳”这一结论所对应的实验现象是。
(2)蜡烛熄灭后,发现烧杯底部变黑,为了解该黑色固体成分,该小组同学进行了如下探究。
【提出问题】该黑色固体是什么?
【猜想与假设】
小明同学:黑色固体是生成的二氧化碳;
小华同学:黑色固体是未烧掉的石蜡;
小芳同学:
(请填写小芳同学的猜想)。
【实验验证】
(3)小明同学提出的猜想立即遭到其他同学的反对,因为。
(4)小明认为小华同学的猜想也不对,因为。
(5)小华发现烧杯底部黑色固体可以擦去,而且可以点燃,且生成了可以使澄清石灰水变浑浊的气体,证明同学猜想正确。
【实验拓展】
(6)由该实验结论可以推断石蜡中一定含有的元素是元素。

验证蜡烛燃烧生成水
澄清石灰
水变浑浊
黑色固体是炭黑
二氧化碳是无色气体
石蜡是白色固体
小芳
碳

【分析】
本题为蜡烛燃烧相关的实验探究题，需结合资料信息和物质的性质逐步分析：①硫酸铜遇水变蓝，用于检验水；②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，用于检验二氧化碳；③蜡烛不完全燃烧生成黑色炭黑，可作为黑色固体的猜想；④二氧化碳是无色气体，石蜡是白色固体，均与黑色固体特征不符；⑤根据反应现象可判断黑色固体成分；⑥依据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，推断石蜡的组成元素。
【解析】
(1) 硫酸铜白色粉末吸水后变蓝，作用是验证蜡烛燃烧生成水；二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，对应实验现象为澄清石灰水变浑浊，以此证明蜡烛燃烧产物含二氧化碳。
(2) 蜡烛不完全燃烧会生成黑色的炭黑，因此小芳同学的猜想为：黑色固体是炭黑。
(3) 二氧化碳是无色气体，不可能是烧杯底部的黑色固体，故小明的猜想错误。
(4) 石蜡是白色固体，与题目中描述的黑色固体颜色不符，故小华的猜想错误。
(5) 黑色固体可点燃，且生成能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳，说明该黑色固体是炭黑，因此小芳同学的猜想正确。
(6) 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，蜡烛燃烧生成水（含氢元素）和二氧化碳（含碳元素），氧气提供氧元素，因此石蜡中一定含碳元素和氢元素。
【答案】
(1) 验证蜡烛燃烧生成水；澄清石灰水变浑浊
(2) 黑色固体是炭黑
(3) 二氧化碳是无色气体
(4) 石蜡是白色固体
(5) 小芳
(6) 碳
【知识点】
物质的检验、质量守恒定律、碳单质的性质
【点评】
本题通过实验探究蜡烛燃烧的产物及黑色固体成分，考查学生对实验现象的分析能力和物质性质的应用能力，结合资料信息即可逐步推理得出结论，难度适中。
【难度系数】
0.6