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二、填空题
13. $\mathit{A}$ 碳是人类接触得最早、利用得最多的元素之一。
(1)碳元素在元素周期表中的信息如图甲所示。碳原子的相对原子质量是
(2)炭雕(如图乙)是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合。因为活性炭有
(3)图丙表示的物质的名称是
(4)图丙、丁表示的物质都是碳元素组成的单质,但其物理性质存在较大差异,原因是
。
13. $\mathit{A}$ 碳是人类接触得最早、利用得最多的元素之一。
(1)碳元素在元素周期表中的信息如图甲所示。碳原子的相对原子质量是
12.01
。(2)炭雕(如图乙)是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合。因为活性炭有
疏松多孔
的结构,具有吸附
能力,所以既可以净化室内空气,又可以美化居住环境。(3)图丙表示的物质的名称是
金刚石
,是自然界天然存在的最硬
的物质。(4)图丙、丁表示的物质都是碳元素组成的单质,但其物理性质存在较大差异,原因是
碳原子的排列方式不同
。
答案
13.(1)12.01
(2)疏松多孔 吸附
(3)金刚石 硬
(4)碳原子的排列方式不同
(2)疏松多孔 吸附
(3)金刚石 硬
(4)碳原子的排列方式不同
解析
【分析】本题围绕碳元素的相关知识设置问题，需结合元素周期表的信息、活性炭的结构与性质、常见碳单质的结构和性质差异来逐一解答。第(1)问需从元素周期表单元格中获取相对原子质量；第(2)问回忆活性炭的结构特点和对应的性质；第(3)问识别图丙的碳单质结构，明确其名称和性质；第(4)问分析不同碳单质物理性质差异的原因。
【解析】
(1) 在元素周期表的单元格中，最下方的数字表示该元素的相对原子质量，因此碳原子的相对原子质量是12.01。
(2) 活性炭具有疏松多孔的结构，这种结构使其具有吸附能力，能够吸附室内的异味、色素等，从而净化室内空气。
(3) 图丙的结构是金刚石的空间网状结构，金刚石是自然界天然存在的最硬的物质。
(4) 图丙是金刚石，图丁是石墨，二者都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同，因此它们的物理性质存在较大差异。
【答案】
(1)12.01；(2)疏松多孔；吸附；(3)金刚石；硬；(4)碳原子的排列方式不同
【知识点】
元素周期表的应用；活性炭的吸附性；碳单质的结构与性质
【点评】
本题考查碳元素相关的基础知识点，涵盖元素周期表的读取、活性炭的性质、常见碳单质的结构与性质，都是化学中碳这一单元的核心基础内容，难度较低，注重对基础知识的掌握。
【难度系数】
0.8
【解析】
(1) 在元素周期表的单元格中，最下方的数字表示该元素的相对原子质量，因此碳原子的相对原子质量是12.01。
(2) 活性炭具有疏松多孔的结构，这种结构使其具有吸附能力，能够吸附室内的异味、色素等，从而净化室内空气。
(3) 图丙的结构是金刚石的空间网状结构，金刚石是自然界天然存在的最硬的物质。
(4) 图丙是金刚石，图丁是石墨，二者都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同，因此它们的物理性质存在较大差异。
【答案】
(1)12.01；(2)疏松多孔；吸附；(3)金刚石；硬；(4)碳原子的排列方式不同
【知识点】
元素周期表的应用；活性炭的吸附性；碳单质的结构与性质
【点评】
本题考查碳元素相关的基础知识点，涵盖元素周期表的读取、活性炭的性质、常见碳单质的结构与性质，都是化学中碳这一单元的核心基础内容，难度较低，注重对基础知识的掌握。
【难度系数】
0.8
14. $\boldsymbol{B}$ 如图所示,向盛有红棕色$NO_{2}$气体的容器A中投入几块木炭,容器A中的现象为
,右边漏斗中的液面
红棕色消失(或变浅)
,右边漏斗中的液面
上升
,使用漏斗的作用是防止水倒吸入瓶内
。实验说明木炭具有吸附性
,可用于制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂等)
。答案
14.红棕色消失(或变浅) 上升 防止水倒吸入瓶内 吸附性 制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂等)
解析
【分析】
这道题考查木炭的吸附性及相关实验原理，解题思路如下：1. 木炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能吸附红棕色的NO₂气体，因此容器A内的红棕色会发生变化；2. NO₂被吸附后，容器内气体减少，压强小于外界大气压，外界大气压会将烧杯中的水压入导管，导致漏斗处液面变化；3. 漏斗容积较大，可防止水倒吸进容器；4. 结合实验现象对应木炭的性质和用途。
【解析】
向盛有红棕色NO₂气体的容器A中投入木炭，木炭疏松多孔，具有吸附性，会吸附NO₂气体，因此容器A中的红棕色会变浅或消失；NO₂被吸附后，容器内气体量减少，压强降低，小于外界大气压，在大气压作用下，烧杯中的水沿导管上升，导致右边漏斗中的液面上升；使用漏斗的作用是漏斗容积较大，能防止水倒吸入容器A中；该实验说明木炭具有吸附性，利用这一性质，木炭可用于制糖工业的脱色剂、防毒面具的滤毒剂等。
【答案】
红棕色消失(或变浅) 上升 防止水倒吸入瓶内 吸附性 制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂等)
【知识点】
木炭的吸附性、气体压强变化
【点评】
本题结合实验装置考查木炭的吸附性，需理解吸附性原理、压强变化对液面的影响及实验装置的作用，属于基础实验题，难度适中。
【难度系数】
0.7
这道题考查木炭的吸附性及相关实验原理，解题思路如下：1. 木炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，能吸附红棕色的NO₂气体，因此容器A内的红棕色会发生变化；2. NO₂被吸附后，容器内气体减少，压强小于外界大气压，外界大气压会将烧杯中的水压入导管，导致漏斗处液面变化；3. 漏斗容积较大，可防止水倒吸进容器；4. 结合实验现象对应木炭的性质和用途。
【解析】
向盛有红棕色NO₂气体的容器A中投入木炭，木炭疏松多孔，具有吸附性，会吸附NO₂气体，因此容器A中的红棕色会变浅或消失；NO₂被吸附后，容器内气体量减少，压强降低，小于外界大气压，在大气压作用下，烧杯中的水沿导管上升，导致右边漏斗中的液面上升；使用漏斗的作用是漏斗容积较大，能防止水倒吸入容器A中；该实验说明木炭具有吸附性，利用这一性质，木炭可用于制糖工业的脱色剂、防毒面具的滤毒剂等。
【答案】
红棕色消失(或变浅) 上升 防止水倒吸入瓶内 吸附性 制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂等)
【知识点】
木炭的吸附性、气体压强变化
【点评】
本题结合实验装置考查木炭的吸附性，需理解吸附性原理、压强变化对液面的影响及实验装置的作用，属于基础实验题，难度适中。
【难度系数】
0.7
15. $\boldsymbol{B}$ （2024·贵州）阅读下面科普短文，回答问题。
自然界中，天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期，科学家在一个标准大气压、$1025°\mathrm{C}$条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷$(CH_{4}$气体，硅$(Si$与甲烷反应生成四氢化硅$(SiH_{4}$和石墨$(C$，石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。
(1)从宏观上看，甲烷由
(2)图1生成石墨的化学方程式为
(3)金刚石薄膜的性质有
自然界中，天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期，科学家在一个标准大气压、$1025°\mathrm{C}$条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷$(CH_{4}$气体，硅$(Si$与甲烷反应生成四氢化硅$(SiH_{4}$和石墨$(C$，石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。
(1)从宏观上看，甲烷由
碳、氢
元素组成。从微观上看，金刚石由碳原子
构成。(2)图1生成石墨的化学方程式为
$Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C$
，图2变化的微观实质是碳原子的排列方式发生了改变
。(3)金刚石薄膜的性质有
良好的光学透明性和高度的化学稳定性
。答案
15.(1)碳、氢 碳原子
(2)$Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C$ 碳原子的排列方式发生了改变
(3)良好的光学透明性和高度的化学稳定性
(2)$Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C$ 碳原子的排列方式发生了改变
(3)良好的光学透明性和高度的化学稳定性
解析
【分析】
本题围绕人工合成金刚石的过程，考查物质的组成与构成、化学方程式书写、碳单质的结构变化及性质。解题时，需根据化学式判断元素组成，根据物质类别确定构成粒子；根据题目给出的反应物、生成物及反应条件书写化学方程式；结合结构变化分析微观实质；从原文中提取物质的性质信息。
【解析】
(1) 甲烷的化学式为$\ce{CH_{4}}$，从宏观上看，物质由元素组成，因此甲烷由碳、氢两种元素组成；金刚石是碳元素组成的单质，从微观上看，金刚石由碳原子直接构成。
(2) 根据题目描述，硅（$\ce{Si}$）与甲烷（$\ce{CH_{4}}$）在一定条件下反应生成四氢化硅（$\ce{SiH_{4}}$）和石墨（$\ce{C}$），据此书写化学方程式：$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；图2是石墨转化为金刚石，二者均由碳原子构成，变化的微观实质是碳原子的排列方式发生了改变。
(3) 从原文中可直接提取金刚石薄膜的性质：良好的光学透明性和高度的化学稳定性。
【答案】
(1) 碳、氢；碳原子
(2) $\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；碳原子的排列方式发生了改变
(3) 良好的光学透明性和高度的化学稳定性
【知识点】
物质的宏观组成与微观构成；化学方程式书写；碳单质的结构与性质
【点评】
本题结合科技情境考查化学基础知识，难度适中，需要学生准确提取题目及原文中的信息，掌握化学用语的规范书写，理解碳单质结构与性质的关系。
【难度系数】
0.6
本题围绕人工合成金刚石的过程，考查物质的组成与构成、化学方程式书写、碳单质的结构变化及性质。解题时，需根据化学式判断元素组成，根据物质类别确定构成粒子；根据题目给出的反应物、生成物及反应条件书写化学方程式；结合结构变化分析微观实质；从原文中提取物质的性质信息。
【解析】
(1) 甲烷的化学式为$\ce{CH_{4}}$，从宏观上看，物质由元素组成，因此甲烷由碳、氢两种元素组成；金刚石是碳元素组成的单质，从微观上看，金刚石由碳原子直接构成。
(2) 根据题目描述，硅（$\ce{Si}$）与甲烷（$\ce{CH_{4}}$）在一定条件下反应生成四氢化硅（$\ce{SiH_{4}}$）和石墨（$\ce{C}$），据此书写化学方程式：$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；图2是石墨转化为金刚石，二者均由碳原子构成，变化的微观实质是碳原子的排列方式发生了改变。
(3) 从原文中可直接提取金刚石薄膜的性质：良好的光学透明性和高度的化学稳定性。
【答案】
(1) 碳、氢；碳原子
(2) $\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；碳原子的排列方式发生了改变
(3) 良好的光学透明性和高度的化学稳定性
【知识点】
物质的宏观组成与微观构成；化学方程式书写；碳单质的结构与性质
【点评】
本题结合科技情境考查化学基础知识，难度适中，需要学生准确提取题目及原文中的信息，掌握化学用语的规范书写，理解碳单质结构与性质的关系。
【难度系数】
0.6
