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12.跨学科·物理 物质的结构与性质、用途有密切关联,请据图回答下列问题。
(1)图1中由分子构成的碳单质是
(2)写出图1中单质①的名称:
(3)图1中①和②的物理性质差异很大的原因是
(4)向图2中盛有红棕色二氧化氮气体的圆底烧瓶中加入若干块活性炭,连接好装置,稍待片刻,观察到圆底烧瓶内的红棕色
(1)图1中由分子构成的碳单质是
③
(填序号),其化学式为$\ce{C_{60}}$
。(2)写出图1中单质①的名称:
金刚石
;写出它的一种用途:切割大理石(合理即可)
。(3)图1中①和②的物理性质差异很大的原因是
碳原子的排列方式不同
,由此可知物质的性质是由物质的结构
决定的。(4)向图2中盛有红棕色二氧化氮气体的圆底烧瓶中加入若干块活性炭,连接好装置,稍待片刻,观察到圆底烧瓶内的红棕色
变浅
(选填“变深”“变浅”或“不变”),导管中的液面上升
(选填“上升”“下降”或“不变”),原因是活性炭有吸附
作用,使圆底烧瓶中气体的压强小于
(选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。根据活性炭的这一性质,写出其在生产、生活中的一种用途:制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂,合理即可)
。答案
12.(1)③ $\ce{C_{60}}$
(2)金刚石 切割大理石(合理即可)
(3)碳原子的排列方式不同 结构
(4)变浅 上升 吸附 小于 制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂,合理即可)
(2)金刚石 切割大理石(合理即可)
(3)碳原子的排列方式不同 结构
(4)变浅 上升 吸附 小于 制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂,合理即可)
解析
【分析】
首先观察图1的三种碳单质结构：①为金刚石的空间网状结构，②为石墨的层状结构，③为$\ce{C_{60}}$的分子结构。问题（1）需判断由分子构成的碳单质，$\ce{C_{60}}$由$\ce{C_{60}}$分子构成；问题（2）识别单质①为金刚石，结合其硬度大的性质推导用途；问题（3）对比金刚石和石墨的结构差异，明确物理性质不同的原因；问题（4）利用活性炭的吸附性，分析$\ce{NO_{2}}$被吸附后瓶内压强变化，进而判断实验现象和活性炭的用途。
【解析】
（1）图1中，①金刚石由碳原子直接构成，②石墨由碳原子构成（层状结构），③$\ce{C_{60}}$由$\ce{C_{60}}$分子构成，因此由分子构成的碳单质是③，化学式为$\ce{C_{60}}$。
（2）单质①是金刚石，其硬度极大，用途可用于切割大理石、制作钻探机钻头等（合理即可）。
（3）金刚石和石墨均为碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同，导致二者物理性质差异很大，说明物质的性质由物质的结构决定。
（4）活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附作用，能吸附红棕色的$\ce{NO_{2}}$气体，因此圆底烧瓶内红棕色变浅；$\ce{NO_{2}}$被吸附后，瓶内气体减少，压强小于外界大气压，在外界大气压作用下，导管中的液面上升；活性炭的吸附性可用于制糖工业作脱色剂、防毒面具里作滤毒剂、净水除异味等（合理即可）。
【答案】
12.(1)③ $\ce{C_{60}}$
(2)金刚石 切割大理石(合理即可)
(3)碳原子的排列方式不同 结构
(4)变浅 上升 吸附 小于 制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂,合理即可)
【知识点】
碳单质的结构与性质、活性炭的吸附性、物质结构与性质的关系
【点评】
本题结合碳单质的结构、性质及应用，融合了活性炭的吸附性与物理压强知识，属于基础题型，考察学生对碳同素异形体核心知识点的掌握，跨学科结合的设计体现了知识的关联性。
【难度系数】
0.7
首先观察图1的三种碳单质结构：①为金刚石的空间网状结构，②为石墨的层状结构，③为$\ce{C_{60}}$的分子结构。问题（1）需判断由分子构成的碳单质，$\ce{C_{60}}$由$\ce{C_{60}}$分子构成；问题（2）识别单质①为金刚石，结合其硬度大的性质推导用途；问题（3）对比金刚石和石墨的结构差异，明确物理性质不同的原因；问题（4）利用活性炭的吸附性，分析$\ce{NO_{2}}$被吸附后瓶内压强变化，进而判断实验现象和活性炭的用途。
【解析】
（1）图1中，①金刚石由碳原子直接构成，②石墨由碳原子构成（层状结构），③$\ce{C_{60}}$由$\ce{C_{60}}$分子构成，因此由分子构成的碳单质是③，化学式为$\ce{C_{60}}$。
（2）单质①是金刚石，其硬度极大，用途可用于切割大理石、制作钻探机钻头等（合理即可）。
（3）金刚石和石墨均为碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同，导致二者物理性质差异很大，说明物质的性质由物质的结构决定。
（4）活性炭具有疏松多孔的结构，有吸附作用，能吸附红棕色的$\ce{NO_{2}}$气体，因此圆底烧瓶内红棕色变浅；$\ce{NO_{2}}$被吸附后，瓶内气体减少，压强小于外界大气压，在外界大气压作用下，导管中的液面上升；活性炭的吸附性可用于制糖工业作脱色剂、防毒面具里作滤毒剂、净水除异味等（合理即可）。
【答案】
12.(1)③ $\ce{C_{60}}$
(2)金刚石 切割大理石(合理即可)
(3)碳原子的排列方式不同 结构
(4)变浅 上升 吸附 小于 制糖工业中作脱色剂(或防毒面具里作滤毒剂,合理即可)
【知识点】
碳单质的结构与性质、活性炭的吸附性、物质结构与性质的关系
【点评】
本题结合碳单质的结构、性质及应用，融合了活性炭的吸附性与物理压强知识，属于基础题型，考察学生对碳同素异形体核心知识点的掌握，跨学科结合的设计体现了知识的关联性。
【难度系数】
0.7
化学用语天天练
请正确写出下列反应的化学方程式：
木炭在空气中充分燃烧：
镁在空气中燃烧：
磷在空气中燃烧：
硫在空气中燃烧：
请正确写出下列反应的化学方程式：
木炭在空气中充分燃烧：
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$
镁在空气中燃烧：
$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃}2MgO}$
磷在空气中燃烧：
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$
硫在空气中燃烧：
$\ce{S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$
答案
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$ $\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃}2MgO}$
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$ $\ce{S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$ $\ce{S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$
解析
【分析】书写化学方程式需遵循客观事实和质量守恒定律，步骤为：确定反应物、生成物及反应条件，配平化学方程式，注明反应条件。各反应的分析：①木炭（C）充分燃烧，反应物为C和O₂，生成物为CO₂，条件点燃，原子数守恒；②镁（Mg）燃烧，反应物为Mg和O₂，生成物为MgO，需配平Mg原子使守恒；③磷（P）燃烧，反应物为P和O₂，生成物为P₂O₅，需配平P、O原子；④硫（S）燃烧，反应物为S和O₂，生成物为SO₂，原子数守恒。
【解析】1. 木炭在空气中充分燃烧：碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，原子左右守恒，方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；2. 镁在空气中燃烧：镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，配平Mg原子，方程式为$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃}2MgO}$；3. 磷在空气中燃烧：磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，配平后方程式为$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$；4. 硫在空气中燃烧：硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫，原子左右守恒，方程式为$\ce{S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$。
【答案】$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃}2MgO}$；$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$；$\ce{S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$
【知识点】化学方程式书写，常见物质燃烧反应，化学方程式配平
【点评】本题考查初中化学常见物质燃烧的化学方程式书写，属于化学用语基础题，需牢记反应物、生成物及反应条件，掌握配平方法，是化学学习的核心基础内容，难度较低。
【难度系数】0.9
【解析】1. 木炭在空气中充分燃烧：碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，原子左右守恒，方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；2. 镁在空气中燃烧：镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，配平Mg原子，方程式为$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃}2MgO}$；3. 磷在空气中燃烧：磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，配平后方程式为$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$；4. 硫在空气中燃烧：硫与氧气在点燃条件下反应生成二氧化硫，原子左右守恒，方程式为$\ce{S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$。
【答案】$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$；$\ce{2Mg + O_{2}\xlongequal{点燃}2MgO}$；$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$；$\ce{S + O_{2}\xlongequal{点燃}SO_{2}}$
【知识点】化学方程式书写，常见物质燃烧反应，化学方程式配平
【点评】本题考查初中化学常见物质燃烧的化学方程式书写，属于化学用语基础题，需牢记反应物、生成物及反应条件，掌握配平方法，是化学学习的核心基础内容，难度较低。
【难度系数】0.9
