Question

8．碳元素是組成物質種類最多的一種元素．許多物質都是與我們的生活息息相關．
（1）“鉆石恒久遠，一顆永流傳”是由于碳的化學性質不活潑，請從微觀來解釋碳原子的最外層有4個電子，不容易得失電子，所以碳的化學性質比較穩定．
（2）如圖是幾種常見的碳單質的結構
①石墨的結構是B（填序號），金剛石由原子構成的（填“分子”、“原子”或“離子”），C₆₀是由分子構成的．以下變化C（石墨）$\stackrel{一定條件}{→}$C（金剛石）屬子化學變化（填“物理”或“化學”）．該反應的微觀本質是碳原子的排列方式發生了改變．
②金剛石和石墨物理性存在差異，但它們的化學性質相似，如都具有可燃性，試寫出碳在氧氣中不充分燃燒的化學方程式2C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO．
（3）通過上述討論，我們知道物質的結構決定其性質，請利用該理論回答下列問題：
①凈水過程中常用活性炭吸附水中色素和異味，是由于其具有的疏松多孔結構．
②CO和CO₂性質上存在很大的差異．原因是CO和CO₂分子的構成不同．

Answer 1

分析 （1）根據元素的化學性質由最外層電子數決定，及碳原子結構分析解答；
（2）①據石墨碳原子排列方式，及物質的構成和變化的特征分析判斷；
②據反應原理書寫方程式；
（3）①活性炭具有疏松多孔的結構，具有吸附性，可吸附色素和異味；
②據一氧化碳和二氧化碳分子構成分析解答．

解答 解：（1）“鉆石恒久遠，一顆永流傳”是由于碳的化學性質不活潑，從微觀角度分析是因為碳原子的最外層電子數是4個電子，不容易得失電子，所以常溫下碳的化學性質比較穩定，不易與其他物質發生化學反應；
（2）①石墨中碳原子排列方式是層狀的，故B是石墨的原子結構；金剛石屬于固態非金屬單質，是由碳原子直接構成的；C₆₀是由C₆₀分子構成的；
石墨在一定條件下可轉變為金剛石，有新物質生成，該變化屬于化學變化，從微觀角度分析，是因為是構成物質的碳原子的排列方式發生了變化；
②碳在氧氣中不充分燃燒生成一氧化碳，反應方程式是：（3））①活性炭具有疏松多孔的結構，具有吸附性，可吸附色素和異味；
②一氧化碳和二氧化碳的化學性質不同，是因為它們分子的構成不同，一個二氧化碳分子比一個一氧化碳分子多一個氧原子，不同種的分子化學性質不同，導致其化學性質不同；
故答案為：（1）碳原子的最外層有4個電子，不容易得失電子，所以碳的化學性質比較穩定；
（2）①B；原子；分子；化學；碳原子的排列方式發生了改變；
②2C+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO；
（3）①疏松多孔；
②CO和CO₂分子的構成不同．

點評 本題主要考查碳的單質和化合物的相關知識，了解碳單質的結構和性質，是解決問題的前提條件．