Question

碳有個龐大的家族．
（1）碳單質具有獨特的性質和用途，請在以下空格處填寫物質名稱：
天然存在的最硬的物質______；鉛筆芯的主要成分之一______；
（2）碳和部分碳的化合物間轉化關系如右圖所示．
①物質X的化學式為______．
②在物質的分類中，CO屬于______．（填標號）
A．酸   B．堿  C．鹽   D．氧化物
③碳酸溶液的pH值______（填“＞”或“＜”或“=”）7．
（3）最簡單的有機物是甲烷，其燃燒的化學反應方程式為：______ CO₂+2H₂O

Answer 1

【答案】分析：（1）金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質，但由于碳原子排列的不同，金剛石為天然礦物中最硬的物質而石墨為最軟的礦物之一，可用于制鉛筆芯；
（2）①根據轉化關系圖中物質間的轉化關系，利用單質碳、一氧化碳與氧氣反應可得到二氧化碳，二氧化碳與碳、水反應可生成一氧化碳、碳酸，碳酸分解可得到二氧化碳等物質間的轉化關系，可推斷物質X為二氧化碳；
②由一氧化碳的組成及氧化物、酸、堿、鹽類物質的組成特點，判斷一氧化碳的物質類別；
③由溶液的pH與溶液酸堿性的關系，確定碳酸溶液的pH；
（3）根據可燃物燃燒的規律，由甲烷的組成元素可確定甲烷燃燒的生成物，寫出該反應的化學方程式；利用化合材料包括塑料、合成纖維、合成橡膠的常識，可知這三種材料為生活中用得最多的合成有機高分子材料；
（4）圖中動植物的呼吸作用、化石燃燒的燃燒都會放出二氧化碳，森林砍伐則會破壞二氧化碳與氧氣的轉化平衡，均為導致空氣中二氧化碳氣體增加的因素；而二氧化碳與海水中水反應生成碳酸的過程則可以減少空氣中二氧化碳含量；二氧化碳含量的增加使地球氣溫上升，形成溫室效應．
解答：解：（1）構成金剛石的碳原子形成正八面體結構，是天然存在的最硬的物質；鉛筆芯由石墨與粘土混合而制成，因此鉛筆芯的主要成分之一為石墨；
（2）①由轉化關系圖，物質X能與碳酸或一氧化碳實現相互轉化，根據二氧化碳的性質及變化規律可推斷X為二氧化碳，其化學式為CO₂；
②一氧化碳由碳、氧兩種元素組成，屬于化合物中的氧化物；
③碳酸為酸類物質，其溶液呈酸性，pH＜7；
（3）甲烷由碳、氫兩種元素組成，燃燒時生成二氧化碳和水，反應的化學方程式為CH₄+2O₂CO₂+2H₂O；合成材料包括塑料、合成纖維、合成橡膠三種有機高分子材料，在生活中都有較為廣泛的使用；
（4）根據二氧化碳生成與消耗圖片，圖中①動植物的呼吸作用、②化石燃料的燃燒、③森林砍伐都導致空氣中二氧化碳增加；二氧化碳既能溶于水又能與水反應生成碳酸，因此通過海洋消耗二氧化碳的化學反應方程式為CO₂+H₂O═H₂CO₃；溫室效應導致地球氣溫升高而使冰川融化、海平面升高等．
故答案為：
（1）金剛石；石墨．
（2）①CO₂；②D；③＜．
（3）CH₄+2O₂CO₂+2H₂O；塑料（或合成橡膠或合成纖維）．
（4）①②③；CO₂+H₂O═H₂CO₃；氣溫升高導致冰川融化（合理即可）．
點評：本題涉及的基礎知識點較多，解答時應沉著、耐心，靈活運用已掌握的相關知識，逐條分析，此為解答好該類問題的基本手段．