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2022-2023初中化学上学期第六单元碳和碳的氧化物 课题1 金刚石 石墨和C60 课堂训练
一、单选题
1．（2021九上·宁远期末）由同种元素形成的不同单质互为同素异形体，下列各组物质属于同素异形体的是（ ）
A．干冰和冰 B．水银和汞
C．氧气和液氧 D．金刚石和石墨
【答案】D
【知识点】同素异形体和同素异形现象
【解析】【解答】A. 干冰是固态的二氧化碳，冰是固态的水，二者组成元素不同且都是化合物，故不符合题意。
B. 水银是液态的金属汞，是同种物质，故不符合题意。
C. 氧气和液氧属于同一种物质，只是状态不同，故不符合题意。
D. 金刚石、石墨都是由碳元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据同素异形体的概念，进行分析。
2．（2020九上·太原期末）2020年12月12日，郑太高铁正式开通，高性能复合石墨滑板保证了高铁取电的安全稳定，该滑板没有用到的石墨性质是（ ）
A．润滑性 B．还原性 C．耐高温 D．导电性
【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、石墨滑板取电时需要随车一起高速运动，需要具有良好的润滑性，减小摩擦，用到了石墨的滑腻性，选项不符合题意；
B、还原性属于石墨的化学性质，石墨滑板取电没有发生化学变化，不需要用到还原性，选项符合题意；
C、随着高铁的运动，石墨滑板的温度会迅速升高，因此该滑板一定要耐高温，而石墨能够耐高温，选项不符合题意；
D、石墨滑板取电一定要导电，用到了石墨的导电性，选项不符合题意，
故答案为：B。
【分析】根据石墨滑板取电没有发生化学变化及石墨的还原的化学性质分析。
3．（2021九上·仙桃期末）金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧
B．构成金刚石和石墨的原子大小不同
C．金刚石和石墨中原子排列方式相同
D．等质量金刚石和等质量石墨中所含原子数相同
【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 金刚石和石墨都是碳，碳在氧气中能燃烧生成二氧化碳，故A不符合题意；
B. 金刚石和石墨都是由碳原子构成的，构成金刚石和石墨的碳原子的大小相同，故B不符合题意；
C. 由图可知，金刚石具有空间网状结构，石墨具有层状结构，金刚石和石墨中碳原子的排列方式是不相同的，故C不符合题意；
D. 石墨、金刚石均为碳原子直接构成的单质，故等质量的金刚石和等质量的石墨中含有碳原子的个数相同，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物质的结构决定性质，进行分析。
4．（2021九上·靖西期末）毕业会考填涂答题卡必须使用2B铅笔。2B铅笔芯的主要成分是（ ）
A．石墨 B．铅 C．活性炭 D．金刚石
【答案】A
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】石墨深灰色且质软，是制作铅笔芯的主要成分，故2B铅笔芯的主要成分是石墨。
故答案为：A。
【分析】铅笔芯的主要成分是石墨和黏土。
5．（2021九上·诸城期末）性质决定用途。下列物质的性质与其用途不匹配的是（ ）
A．金刚石硬度大——切割玻璃
B．不锈钢耐腐蚀——制造医疗器械
C．氮气的性质不活泼——用作保护气
D．石墨有导电性——生产铅笔芯
【答案】D
【知识点】氮气及稀有气体的用途；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割玻璃，不符合题意；
B、不锈钢属于铁的合金，抗腐蚀性好，可用于制造医疗器械，不符合题意；
C、氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，不符合题意；
D、石墨具有良好的导电性，可用作电极，石墨质软，容易留下痕迹，可用于生产铅笔芯，符合题意。
故答案为：D。
【分析】本题难度不大，物质的性质决定用途，可以根据物质的性质方面进行分析、判断，从而得出正确的结论。
6．（2021九上·荔湾期末）下图依次是C60、石墨、金刚石、碳纳米管的结构示意图，下列说法错误的是（ ）
A．C60的分子结构和足球相类似，分子很稳定
B．金刚石是天然存在最硬的物质
C．这四种物质都能与氧气反应生成CO2
D．这四种物质碳原子的排列方式相同
【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 由图可知，C60的分子结构与足球类似，分子很稳定，故A符合题意；
B. 金刚石是天然存在最硬的物质，说法符合题意，故B符合题意；
C. 这四种物质都是由碳元素组成，所以在氧气中燃烧的产物都是二氧化碳，故C符合题意；
D. 这四种物质的碳原子排列方式不同，造成它们在物理性质上较大差异，故D不符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据物质结构决定性质，进行分析。
7．（2021九上·包河期中）下列物质的性质与用途相对应的是（ ）
A．氧气支持呼吸，可作火箭助燃剂
B．活性炭具有吸附性，可用作冰箱除味
C．氮气的沸点低，可以做保护气
D．稀有气体性质稳定，可用做霓虹灯
【答案】B
【知识点】氧气的用途；氮气及稀有气体的用途；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、氧气具有助燃性，可用作火箭的助燃剂，故说法不符合题意；
B、活性炭具有吸附性，可用于冰箱除味，故说法符合题意；
C、氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，故说法不符合题意；
D、稀有气体通电时会放出有色光，可用于制作霓虹灯，故说法不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物质的性质决定用途，可以根据物质的性质方面进行分析、判断，从而得出正确的结论。
8．（2021九上·靖江月考）以下说法正确的是（ ）
A．金刚石和石墨物理性质存在明显差异是因为碳原子排列方式不同
B．实验时，氯酸钾中加入少量高锰酸钾加热，发现产生氧气的速率加快，原因是高锰酸钾对氯酸钾分解起催化作用
C．催化剂在化学反应前后质量和性质不变
D．化学变化一定伴随着能量的改变，所以有能量改变的变化一定是化学变化
【答案】A
【知识点】氧气的实验室制法；催化剂的特点与催化作用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，但两种物质的物理性质不同，原因是两种物质中碳原子的排列方式不同，选项符合题意；
B、氯酸钾中加入少量高锰酸钾加热，发现产生氧气的速率加快，原因是高锰酸钾受热后生成二氧化锰，二氧化锰对氯酸钾分解起催化作用，选项不符合题意；
C、由催化剂的概念可知，催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，选项不符合题意；
D、有能量改变的变化不一定是化学变化，如太阳能将水加热时没有生成新物质，是利用物理变化使物质的能量发生改变，选项不符合题意，
故答案为：A。
【分析】A、根据金刚石和石墨碳原子排列不同分析；
B、根据高锰酸钾分解产生二氧化锰分析；
C、根据催化剂反应前后质量和化学性质不变分析；
D、根据化学变化、物理变化中都有能量的变化分析。
9．（2020九上·秦都期末）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是（ ）
A．碳原子的排列方式相同 B．都能用来制作铅笔芯
C．硬度相同 D．完全燃烧都生成二氧化碳
【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式相同，是两种不同的物质，故不符合题意；
B. 石墨质软且是黑色固体，在纸上划过会留下黑色痕迹，能用来制作铅笔芯，金刚石的硬度较大，且是无色晶体，不能用作笔芯，故不符合题意；
C. 金刚石是自然界常见固体物质中硬度最大的，而石墨是自然界常见固体物质中硬度较小的，故不符合题意；
D. 金刚石和石墨的组成元素都只有碳，完全燃烧都生成二氧化碳，故符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物质的结构决定性质，碳单质燃烧会生成二氧化碳，进行分析。
10．（2020九上·集安期末）金刚石、石墨、C60 的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（ ）
A．构成它们的原子大小不同
B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨是单质，C60是化合物
D．金刚石、石墨、C60里碳原子的排列方式不同
【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】金刚石、石墨和、C60中碳原子的排列方式不同，因而物理性质不同；
故答案为：D。
【分析】根据金刚石、石墨和、C60中碳原子的排列方式不同，因而物理性质不同分析。
二、填空题
11．（2020九上·闵行期末）学好化学，科学防疫
①活性炭口罩能有效阻隔有害气体，原因是活性炭具有 性。
②84消毒液和洁厕灵不能混合使用，会发生反应2HCl+NaClO=NaCl+H2O+X↑，X气体有毒，X的化学式为 。
③过氧乙酸(C2H4O3)也是常见消毒剂，它是由 种元素组成的，其中氢、氧原子的物质的量之比为 。7.6g过氧乙酸中约含碳原子 个。
【答案】吸附；Cl2；3；4：3；1.204×1023
【知识点】化学式的书写及意义；质量守恒定律及其应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】①活性炭口罩能有效阻隔有害气体，原因是活性炭具有吸附性。
②84消毒液和洁厕灵不能混合使用，会发生反应2HCl+NaClO=NaCl+H2O+X↑，X气体有毒，反应前含有1个Na原子，3个Cl原子，2个H原子，1个O原子，反应后含有1个Na原子，1个Cl原子，2个H原子，1个O原子和X，故X中含有2个Cl原子，则X的化学式为Cl2。
③过氧乙酸（C2H4O3）也是常见消毒剂，它是由碳、氢、氧3种元素组成的，其中氢、氧原子的物质的量之比为4:3。7.6g过氧乙酸中碳原子物质的量为 ，故约含碳原子1.204×1023个。
【分析】 ① 根据活性炭的吸附性分析
② 根据化学反应前后原子的种类和数目不变分析
根据化学式的意义分析
12．（2020九上·阳城期末）2020年12月12日，这个日子将载入晋城的史册。从此晋城进入了高铁时代。高铁顶端连接高铁和电网的受电弓是高铁正常运行的保证。受电弓的滑板使用了石墨材料，它利用了石墨的 。石墨与金刚石同属碳单质，但二者的物理性质存在很大的差异，原因是 。高铁车厢多处使用不锈钢材料，不锈钢的主要成分是 ，列车上的轴承、齿轮定期涂油，一方面可以增强润滑性，另一方面可以 。
【答案】导电性；碳原子排列方式不同；铁；防止金属锈蚀
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】石墨有良好的导电性，故受电弓的滑板使用了石墨材料。物质的结构决定物质的性质，石墨与金刚石同属碳单质，但二者的物理性质存在很大的差异，原因是碳原子排列方式不同。高铁车厢多处使用不锈钢材料，不锈钢属于铁合金，主要成分是铁；列车上的轴承、齿轮定期涂油，一方面可以增强润滑性，另一方面可以防止金属锈蚀。
【分析】根据碳单质的性质及不锈钢是铁和碳的合金进行分析
13．石墨和金刚石物理性质有很大差异的原因是 。二氧化碳与一氧化碳化学性质不同的原因是 。
【答案】碳原子排列方式不同；分子构成不同
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】石墨和金刚石物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同；二氧化碳与一氧化碳化学性质不同的原因是分子构成不同。
【分析】根据物质的结构决定物质的性质分析
14．（2020九上·通辽期末）请用相关的序号填空。
A冰箱除味剂 B切割玻璃 C干电池电极 D作燃料 E冶炼金属
（1）金刚石硬度大可用来
（2）石墨的导电性能好可用来作
（3）活性炭的吸附能力强可用来作
（4）单质碳具有还原性可用来
（5）碳燃烧时放出大量的热可用来
【答案】（1）B
（2）C
（3）A
（4）E
（5）D
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）金刚石硬度大可用来：B切割玻璃；（2）石墨的导电性能好可用来作：C干电池电极；（3）活性炭（具有疏松多孔状结构，能够吸附色素和异味）的吸附能力强可用来作：A冰箱除味剂 ；（4）单质碳具有还原性可用来： E冶炼金属；（5）碳（具有可燃性）燃烧时放出大量的热可用来： D作燃料。
【分析】物质的性质决定物质用途，物质的用途反应物质的性质，据此分析
15．物质的性质决定用途。
（1）石墨具有优良的 性，可用作干电池的电极．
（2）自来水厂常利用活性炭的 性，除去水中的异味．
（3）工业上，用赤铁矿炼铁的主要反应原理是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，其中CO体现了 （选填“氧化性”或“还原性”）。
【答案】（1）导电
（2）吸附
（3）还原性
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）石墨具有优良的导电性，可用作干电池的电极；（2）活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附水中的色素和异味，自来水厂常利用活性炭的吸附性，除去水中的异味；（3）根据反应的化学方程式Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2可知一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，发生了氧化反应，体现了一氧化碳的还原性。
【分析】（1）根据石墨具有导电性分析
（2）根据活性炭具有吸附性分析
（3）根据一氧化碳具有还原性分析
三、简答题
16．中华传统节目的习俗。
（1）春节-------喜贴春联。用墨汁书写的春联能长时间保存的原因是 ；
（2）端午节------龙舟竞渡。龙舟的龙头制作需要精雕细琢，雕刻过程中木材发生的是 ；(填“物理变化"或“化学变化”) 。
（3）中秋赏月------用手电筒。手电筒电池中石墨表现出优良的 性能；石墨与金刚石物理性质明显差异的原因 。
【答案】（1）常温下碳的化学性质不活泼
（2）物理变化
（3）导电；碳原子的排列方式不同
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）用墨汁书写的春联能长时间保存，是因为墨汁中含有碳，常温下碳的化学性质不活泼；
（2）雕刻过程中木材只是形状发生改变，属于物理变化；
（3）手电筒电池中石墨表现出优良的导电性；石墨与金刚石物理性质明显差异，是因为石墨与金刚石中碳原子的排列方式不同。
【分析】（1）根据在常温下，碳的化学性质不活泼进行分析。
（2）变化中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化。
（3）根据石墨的性质，结构进行分析。
17．（2017九上·孟津期末）用你学过的知识回答下列问题．
（1）为什么在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水．
（2）化学反应中的热量变化被广泛应用于生活和生产中，请你举出一个实际应用的例子．
【答案】（1）解：碳素墨水的主要成分是碳，在常温下，碳的化学性质不活泼，即化学性质稳定，故在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水
（2）解：生活中可以利用燃料燃烧产生的热量取暖做饭等
【知识点】物质发生化学变化时的能量变化；碳的化学性质
【解析】【分析】（1）根据碳素墨水的主要成分是碳，在常温下，碳的化学性质不活泼，进行分析解答；（2）根据化学反应中的热量变化及其应用分析解答．
四、综合题
18．（2021九上·靖西期末）化学源于生活，生活中蕴含着许多化学知识。
（1）生活用水有硬水和软水之分，化学课上用 来区分。
（2）我们的生活用水多是硬水，生活中常用 的方法降低水的硬度。
（3）打开的薯片放一个晚上就变得不脆了，说明空气中含有 。
（4）防毒面具是利用了活性炭具有 的性质。
（5）打开汽水瓶盖时，汽水瓶内会产生一个个小气泡，该气泡是 气体。
（6）打火机的主要部件是打火石和贮气箱，按下开关时，打火石发出电火花，引燃贮气箱释放的燃气，根据燃烧的条件分析，打火石的作用是 。
【答案】（1）肥皂水
（2）煮沸或加热煮沸
（3）水蒸气或H2O
（4）吸附性
（5）二氧化碳或CO2
（6）使温度达到燃气的着火点
【知识点】硬水与软水；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】(1)用肥皂水区别硬水和软水，振荡，泡沫多，浮渣少的是软水，泡沫少，浮渣多的是硬水，所以生活用水用肥皂水来区分，故填：肥皂水。
(2)硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物，受热易分解生成不溶性的钙、镁化合物，所以生活中常用加热煮沸的方法降低水的硬度，故填：煮沸（或加热煮沸）。
(3)打开的薯片放一个晚上就变得不脆了，说明空气中含有水蒸气，故填：水蒸气（或H2O）。
(4)活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，防毒面具是利用了活性炭具有吸附性的性质，故填：吸附性。
(5)气体的溶解度主要受温度和压强的影响，随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增大；随着压强的增大而增大，随着压强的减小而减小。打开汽水瓶盖时，气压减小，气体的溶解度减小，汽水瓶内会产生一个个小气泡，该气泡是二氧化碳气体，故填：二氧化碳（或CO2）。
(6)燃烧的条件：可燃物，可燃物与空气（或氧气）接触，温度达到可燃物的着火点，燃烧的三个条件缺一不可，按下开关时，打火石发出电火花，引燃贮气箱释放的燃气，根据燃烧的条件分析，打火石的作用是使温度达到燃气的着火点，故填：使温度达到燃气的着火点。
【分析】（1）根据硬软水的区分方法进行分析
（2）根据煮沸可以降低水的硬度进行分析
（3）根据空气中的成分进行分析
（4）根据活性炭的吸附性进行分析
（5）根据影响气体溶解度的因素进行分析
（6）根据燃烧的条件进行分析
五、实验探究题
19．（2019九上·云县期末）碳具有还原性，能与某些氧化物发生还原反应。如图为碳还原氧化铜的实验装置图，请回答下列问题。
（1）酒精灯加灯罩的目的是 。
（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是 。
（3）继续加热，可观察到的现象是 。试管①中发生反应的化学方程式为 。
（4）停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是 。
【答案】（1）使火焰集中，并提高温度
（2）刚开始排出的是装置内的空气
（3）固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；C+2CuO 2Cu+CO2↑
（4）防止高温的铜被重新氧化
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】（1）酒精灯加灯罩可以使火焰集中，并提高温度，故填使火焰集中，并提高温度。（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始排出的是装置内的空气，故填刚开始排出的是装置内的空气。（3）氧化铜和碳在高温的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以继续加热，可观察到的现象是：固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊，故填固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；
试管①中发生反应的化学方程式为：C+2CuO 2Cu+CO2↑；（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是：防止高温的铜被重新氧化，故填防止高温的铜被重新氧化。
【分析】（1）加灯罩的目的是：集中火焰，提高温度；
（2）根据试管中含有空气来分析；
（3）单质碳还原氧化铜观察的现象是： 固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊 ；该反应是单质碳和氧化铜在高温下生成单质铜和二氧化碳，据此书写方程式；
（4）从高温下单质铜能与氧气反应来分析。
20．（2019九上·天河期末）空气、水、碳是生活中的重要物质。
（1）关于如图所示实验，下列说法错误的是____________
A．实验时红磷应足量
B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
C．红磷熄火后刻打开弹簧火
D．最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积
（2）自然界中的水都不是纯水，有些村庄取用地下水，可用 区分地图1 空气中氧气含量的测定下水是软水还是硬水。在生活中，人们常用 的方法来降低水的硬度。
（3）如图所示，与电源正极相连的玻璃管中生成的气体是 ，电解水化学方程式为 ，正极气体与负极气体的体积比是 。
（4）根据下表提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性。
物质用途 金刚石切割玻璃 石墨作电极 活性炭净水
对应特性 ① ② ③
（5）液态二氧化碳灭火器可用于扑救档案室发生的火灾，下列说法正确的有_______
A．液态二氧化碳气化后不会污染档案资料
B．二氧化碳可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气
C．液态二氧化碳气化时吸热，降低了可燃物的着火点
（6）人类使用的化石燃料有煤、石油和天然气它们都属于 （填“可再生”或”不可再“）能源。
【答案】（1）C
（2）肥皂水；煮沸
（3）氧气；2H2O 2H2↑＋O2↑；1:2
（4）硬度大；导电性；吸附性
（5）A；B
（6）石油，不可再生
【知识点】测定空气中的氧气含量；电解水实验；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。
A.实验时红磷足量，能充分消耗氧气，使测定结果更准确，选项正确；
B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管，防止磷燃烧放热使气体由于膨胀从导管逸出，使测定结果不准，选项正确；
C.红磷熄火后立刻打开弹簧火，由于气体膨胀导致水不倒流，或者倒流的水偏少，导致测定结果偏小，选项错误；
D.最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积，所以从水占瓶的容积的五分之一，可知氧气约占空气体积的五分之一，选项正确。
故答案为：C；（2）可用肥皂水区分软水和硬水，硬水是含可溶钙镁化合物较多的水，煮沸可以将硬水中的钙镁化合物转化成沉淀而降低水的硬度，在生活中，人们常用煮沸的方法来降低水的硬度；（3）电解水时，正极生成的是氧气，负极生成氢气，氢气是氧气体积的2倍；电解水化学方程式为2H2O 2H2↑+ O2↑；（4）①金刚石的硬度比玻璃的大，可用于切割玻璃；②石墨作电极利用石墨有良好的导电性；③活性炭有吸附作用，可吸附水中的色素和异味，常用于净水；（5）A.液态二氧化碳气化后会因受热逸散到空气中，不会污染档案资料，说法正确；
B.二氧化碳的密度比空气的大，可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气，说法正确；
C.液态二氧化碳气化时吸热，降低了可燃物的温度至着火点以下，选项错误；
故答案为：AC；（6）人类使用的化石燃料有煤、石油和天然气它们都属于不可再能源。
【分析】（1）根据实验室测定氧气含量的操作步骤分析；
（2）根据硬水软水的鉴别及转化方法分析；
（3）根据电解水的实验现象及结论分析，电解水时为增强导电性，常加少量硫酸或氢氧化钠溶液，发生反应时，两极产生气泡，且体积为负二正一，负极产生氢气能燃烧，正极产生氧气能使带火星的木条复燃，电解水结论证明了水由氢、氧两种元素组成。
（4）根据碳单质的性质和用途分析；
（5）根据二氧化碳灭火原理分析；
（6）根据化石燃料的种类及不可再生性分析。
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2022-2023初中化学上学期第六单元碳和碳的氧化物 课题1 金刚石 石墨和C60 课堂训练
一、单选题
1．（2021九上·宁远期末）由同种元素形成的不同单质互为同素异形体，下列各组物质属于同素异形体的是（ ）
A．干冰和冰 B．水银和汞
C．氧气和液氧 D．金刚石和石墨
2．（2020九上·太原期末）2020年12月12日，郑太高铁正式开通，高性能复合石墨滑板保证了高铁取电的安全稳定，该滑板没有用到的石墨性质是（ ）
A．润滑性 B．还原性 C．耐高温 D．导电性
3．（2021九上·仙桃期末）金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧
B．构成金刚石和石墨的原子大小不同
C．金刚石和石墨中原子排列方式相同
D．等质量金刚石和等质量石墨中所含原子数相同
4．（2021九上·靖西期末）毕业会考填涂答题卡必须使用2B铅笔。2B铅笔芯的主要成分是（ ）
A．石墨 B．铅 C．活性炭 D．金刚石
5．（2021九上·诸城期末）性质决定用途。下列物质的性质与其用途不匹配的是（ ）
A．金刚石硬度大——切割玻璃
B．不锈钢耐腐蚀——制造医疗器械
C．氮气的性质不活泼——用作保护气
D．石墨有导电性——生产铅笔芯
6．（2021九上·荔湾期末）下图依次是C60、石墨、金刚石、碳纳米管的结构示意图，下列说法错误的是（ ）
A．C60的分子结构和足球相类似，分子很稳定
B．金刚石是天然存在最硬的物质
C．这四种物质都能与氧气反应生成CO2
D．这四种物质碳原子的排列方式相同
7．（2021九上·包河期中）下列物质的性质与用途相对应的是（ ）
A．氧气支持呼吸，可作火箭助燃剂
B．活性炭具有吸附性，可用作冰箱除味
C．氮气的沸点低，可以做保护气
D．稀有气体性质稳定，可用做霓虹灯
8．（2021九上·靖江月考）以下说法正确的是（ ）
A．金刚石和石墨物理性质存在明显差异是因为碳原子排列方式不同
B．实验时，氯酸钾中加入少量高锰酸钾加热，发现产生氧气的速率加快，原因是高锰酸钾对氯酸钾分解起催化作用
C．催化剂在化学反应前后质量和性质不变
D．化学变化一定伴随着能量的改变，所以有能量改变的变化一定是化学变化
9．（2020九上·秦都期末）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是（ ）
A．碳原子的排列方式相同 B．都能用来制作铅笔芯
C．硬度相同 D．完全燃烧都生成二氧化碳
10．（2020九上·集安期末）金刚石、石墨、C60 的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（ ）
A．构成它们的原子大小不同
B．构成它们的原子数目不同
C．金刚石、石墨是单质，C60是化合物
D．金刚石、石墨、C60里碳原子的排列方式不同
二、填空题
11．（2020九上·闵行期末）学好化学，科学防疫
①活性炭口罩能有效阻隔有害气体，原因是活性炭具有 性。
②84消毒液和洁厕灵不能混合使用，会发生反应2HCl+NaClO=NaCl+H2O+X↑，X气体有毒，X的化学式为 。
③过氧乙酸(C2H4O3)也是常见消毒剂，它是由 种元素组成的，其中氢、氧原子的物质的量之比为 。7.6g过氧乙酸中约含碳原子 个。
12．（2020九上·阳城期末）2020年12月12日，这个日子将载入晋城的史册。从此晋城进入了高铁时代。高铁顶端连接高铁和电网的受电弓是高铁正常运行的保证。受电弓的滑板使用了石墨材料，它利用了石墨的 。石墨与金刚石同属碳单质，但二者的物理性质存在很大的差异，原因是 。高铁车厢多处使用不锈钢材料，不锈钢的主要成分是 ，列车上的轴承、齿轮定期涂油，一方面可以增强润滑性，另一方面可以 。
13．石墨和金刚石物理性质有很大差异的原因是 。二氧化碳与一氧化碳化学性质不同的原因是 。
14．（2020九上·通辽期末）请用相关的序号填空。
A冰箱除味剂 B切割玻璃 C干电池电极 D作燃料 E冶炼金属
（1）金刚石硬度大可用来
（2）石墨的导电性能好可用来作
（3）活性炭的吸附能力强可用来作
（4）单质碳具有还原性可用来
（5）碳燃烧时放出大量的热可用来
15．物质的性质决定用途。
（1）石墨具有优良的 性，可用作干电池的电极．
（2）自来水厂常利用活性炭的 性，除去水中的异味．
（3）工业上，用赤铁矿炼铁的主要反应原理是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2，其中CO体现了 （选填“氧化性”或“还原性”）。
三、简答题
16．中华传统节目的习俗。
（1）春节-------喜贴春联。用墨汁书写的春联能长时间保存的原因是 ；
（2）端午节------龙舟竞渡。龙舟的龙头制作需要精雕细琢，雕刻过程中木材发生的是 ；(填“物理变化"或“化学变化”) 。
（3）中秋赏月------用手电筒。手电筒电池中石墨表现出优良的 性能；石墨与金刚石物理性质明显差异的原因 。
17．（2017九上·孟津期末）用你学过的知识回答下列问题．
（1）为什么在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水．
（2）化学反应中的热量变化被广泛应用于生活和生产中，请你举出一个实际应用的例子．
四、综合题
18．（2021九上·靖西期末）化学源于生活，生活中蕴含着许多化学知识。
（1）生活用水有硬水和软水之分，化学课上用 来区分。
（2）我们的生活用水多是硬水，生活中常用 的方法降低水的硬度。
（3）打开的薯片放一个晚上就变得不脆了，说明空气中含有 。
（4）防毒面具是利用了活性炭具有 的性质。
（5）打开汽水瓶盖时，汽水瓶内会产生一个个小气泡，该气泡是 气体。
（6）打火机的主要部件是打火石和贮气箱，按下开关时，打火石发出电火花，引燃贮气箱释放的燃气，根据燃烧的条件分析，打火石的作用是 。
五、实验探究题
19．（2019九上·云县期末）碳具有还原性，能与某些氧化物发生还原反应。如图为碳还原氧化铜的实验装置图，请回答下列问题。
（1）酒精灯加灯罩的目的是 。
（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是 。
（3）继续加热，可观察到的现象是 。试管①中发生反应的化学方程式为 。
（4）停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是 。
20．（2019九上·天河期末）空气、水、碳是生活中的重要物质。
（1）关于如图所示实验，下列说法错误的是____________
A．实验时红磷应足量
B．点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管
C．红磷熄火后刻打开弹簧火
D．最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积
（2）自然界中的水都不是纯水，有些村庄取用地下水，可用 区分地图1 空气中氧气含量的测定下水是软水还是硬水。在生活中，人们常用 的方法来降低水的硬度。
（3）如图所示，与电源正极相连的玻璃管中生成的气体是 ，电解水化学方程式为 ，正极气体与负极气体的体积比是 。
（4）根据下表提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性。
物质用途 金刚石切割玻璃 石墨作电极 活性炭净水
对应特性 ① ② ③
（5）液态二氧化碳灭火器可用于扑救档案室发生的火灾，下列说法正确的有_______
A．液态二氧化碳气化后不会污染档案资料
B．二氧化碳可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气
C．液态二氧化碳气化时吸热，降低了可燃物的着火点
（6）人类使用的化石燃料有煤、石油和天然气它们都属于 （填“可再生”或”不可再“）能源。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】同素异形体和同素异形现象
【解析】【解答】A. 干冰是固态的二氧化碳，冰是固态的水，二者组成元素不同且都是化合物，故不符合题意。
B. 水银是液态的金属汞，是同种物质，故不符合题意。
C. 氧气和液氧属于同一种物质，只是状态不同，故不符合题意。
D. 金刚石、石墨都是由碳元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，故符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据同素异形体的概念，进行分析。
2．【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、石墨滑板取电时需要随车一起高速运动，需要具有良好的润滑性，减小摩擦，用到了石墨的滑腻性，选项不符合题意；
B、还原性属于石墨的化学性质，石墨滑板取电没有发生化学变化，不需要用到还原性，选项符合题意；
C、随着高铁的运动，石墨滑板的温度会迅速升高，因此该滑板一定要耐高温，而石墨能够耐高温，选项不符合题意；
D、石墨滑板取电一定要导电，用到了石墨的导电性，选项不符合题意，
故答案为：B。
【分析】根据石墨滑板取电没有发生化学变化及石墨的还原的化学性质分析。
3．【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 金刚石和石墨都是碳，碳在氧气中能燃烧生成二氧化碳，故A不符合题意；
B. 金刚石和石墨都是由碳原子构成的，构成金刚石和石墨的碳原子的大小相同，故B不符合题意；
C. 由图可知，金刚石具有空间网状结构，石墨具有层状结构，金刚石和石墨中碳原子的排列方式是不相同的，故C不符合题意；
D. 石墨、金刚石均为碳原子直接构成的单质，故等质量的金刚石和等质量的石墨中含有碳原子的个数相同，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物质的结构决定性质，进行分析。
4．【答案】A
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】石墨深灰色且质软，是制作铅笔芯的主要成分，故2B铅笔芯的主要成分是石墨。
故答案为：A。
【分析】铅笔芯的主要成分是石墨和黏土。
5．【答案】D
【知识点】氮气及稀有气体的用途；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割玻璃，不符合题意；
B、不锈钢属于铁的合金，抗腐蚀性好，可用于制造医疗器械，不符合题意；
C、氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，不符合题意；
D、石墨具有良好的导电性，可用作电极，石墨质软，容易留下痕迹，可用于生产铅笔芯，符合题意。
故答案为：D。
【分析】本题难度不大，物质的性质决定用途，可以根据物质的性质方面进行分析、判断，从而得出正确的结论。
6．【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 由图可知，C60的分子结构与足球类似，分子很稳定，故A符合题意；
B. 金刚石是天然存在最硬的物质，说法符合题意，故B符合题意；
C. 这四种物质都是由碳元素组成，所以在氧气中燃烧的产物都是二氧化碳，故C符合题意；
D. 这四种物质的碳原子排列方式不同，造成它们在物理性质上较大差异，故D不符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据物质结构决定性质，进行分析。
7．【答案】B
【知识点】氧气的用途；氮气及稀有气体的用途；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、氧气具有助燃性，可用作火箭的助燃剂，故说法不符合题意；
B、活性炭具有吸附性，可用于冰箱除味，故说法符合题意；
C、氮气的化学性质不活泼，可用作保护气，故说法不符合题意；
D、稀有气体通电时会放出有色光，可用于制作霓虹灯，故说法不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物质的性质决定用途，可以根据物质的性质方面进行分析、判断，从而得出正确的结论。
8．【答案】A
【知识点】氧气的实验室制法；催化剂的特点与催化作用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，但两种物质的物理性质不同，原因是两种物质中碳原子的排列方式不同，选项符合题意；
B、氯酸钾中加入少量高锰酸钾加热，发现产生氧气的速率加快，原因是高锰酸钾受热后生成二氧化锰，二氧化锰对氯酸钾分解起催化作用，选项不符合题意；
C、由催化剂的概念可知，催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变，选项不符合题意；
D、有能量改变的变化不一定是化学变化，如太阳能将水加热时没有生成新物质，是利用物理变化使物质的能量发生改变，选项不符合题意，
故答案为：A。
【分析】A、根据金刚石和石墨碳原子排列不同分析；
B、根据高锰酸钾分解产生二氧化锰分析；
C、根据催化剂反应前后质量和化学性质不变分析；
D、根据化学变化、物理变化中都有能量的变化分析。
9．【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式相同，是两种不同的物质，故不符合题意；
B. 石墨质软且是黑色固体，在纸上划过会留下黑色痕迹，能用来制作铅笔芯，金刚石的硬度较大，且是无色晶体，不能用作笔芯，故不符合题意；
C. 金刚石是自然界常见固体物质中硬度最大的，而石墨是自然界常见固体物质中硬度较小的，故不符合题意；
D. 金刚石和石墨的组成元素都只有碳，完全燃烧都生成二氧化碳，故符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物质的结构决定性质，碳单质燃烧会生成二氧化碳，进行分析。
10．【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】金刚石、石墨和、C60中碳原子的排列方式不同，因而物理性质不同；
故答案为：D。
【分析】根据金刚石、石墨和、C60中碳原子的排列方式不同，因而物理性质不同分析。
11．【答案】吸附；Cl2；3；4：3；1.204×1023
【知识点】化学式的书写及意义；质量守恒定律及其应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】①活性炭口罩能有效阻隔有害气体，原因是活性炭具有吸附性。
②84消毒液和洁厕灵不能混合使用，会发生反应2HCl+NaClO=NaCl+H2O+X↑，X气体有毒，反应前含有1个Na原子，3个Cl原子，2个H原子，1个O原子，反应后含有1个Na原子，1个Cl原子，2个H原子，1个O原子和X，故X中含有2个Cl原子，则X的化学式为Cl2。
③过氧乙酸（C2H4O3）也是常见消毒剂，它是由碳、氢、氧3种元素组成的，其中氢、氧原子的物质的量之比为4:3。7.6g过氧乙酸中碳原子物质的量为 ，故约含碳原子1.204×1023个。
【分析】 ① 根据活性炭的吸附性分析
② 根据化学反应前后原子的种类和数目不变分析
根据化学式的意义分析
12．【答案】导电性；碳原子排列方式不同；铁；防止金属锈蚀
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】石墨有良好的导电性，故受电弓的滑板使用了石墨材料。物质的结构决定物质的性质，石墨与金刚石同属碳单质，但二者的物理性质存在很大的差异，原因是碳原子排列方式不同。高铁车厢多处使用不锈钢材料，不锈钢属于铁合金，主要成分是铁；列车上的轴承、齿轮定期涂油，一方面可以增强润滑性，另一方面可以防止金属锈蚀。
【分析】根据碳单质的性质及不锈钢是铁和碳的合金进行分析
13．【答案】碳原子排列方式不同；分子构成不同
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】石墨和金刚石物理性质有很大差异的原因是碳原子排列方式不同；二氧化碳与一氧化碳化学性质不同的原因是分子构成不同。
【分析】根据物质的结构决定物质的性质分析
14．【答案】（1）B
（2）C
（3）A
（4）E
（5）D
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）金刚石硬度大可用来：B切割玻璃；（2）石墨的导电性能好可用来作：C干电池电极；（3）活性炭（具有疏松多孔状结构，能够吸附色素和异味）的吸附能力强可用来作：A冰箱除味剂 ；（4）单质碳具有还原性可用来： E冶炼金属；（5）碳（具有可燃性）燃烧时放出大量的热可用来： D作燃料。
【分析】物质的性质决定物质用途，物质的用途反应物质的性质，据此分析
15．【答案】（1）导电
（2）吸附
（3）还原性
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）石墨具有优良的导电性，可用作干电池的电极；（2）活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附水中的色素和异味，自来水厂常利用活性炭的吸附性，除去水中的异味；（3）根据反应的化学方程式Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2可知一氧化碳夺取了氧化铁中的氧，发生了氧化反应，体现了一氧化碳的还原性。
【分析】（1）根据石墨具有导电性分析
（2）根据活性炭具有吸附性分析
（3）根据一氧化碳具有还原性分析
16．【答案】（1）常温下碳的化学性质不活泼
（2）物理变化
（3）导电；碳原子的排列方式不同
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）用墨汁书写的春联能长时间保存，是因为墨汁中含有碳，常温下碳的化学性质不活泼；
（2）雕刻过程中木材只是形状发生改变，属于物理变化；
（3）手电筒电池中石墨表现出优良的导电性；石墨与金刚石物理性质明显差异，是因为石墨与金刚石中碳原子的排列方式不同。
【分析】（1）根据在常温下，碳的化学性质不活泼进行分析。
（2）变化中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化。
（3）根据石墨的性质，结构进行分析。
17．【答案】（1）解：碳素墨水的主要成分是碳，在常温下，碳的化学性质不活泼，即化学性质稳定，故在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水
（2）解：生活中可以利用燃料燃烧产生的热量取暖做饭等
【知识点】物质发生化学变化时的能量变化；碳的化学性质
【解析】【分析】（1）根据碳素墨水的主要成分是碳，在常温下，碳的化学性质不活泼，进行分析解答；（2）根据化学反应中的热量变化及其应用分析解答．
18．【答案】（1）肥皂水
（2）煮沸或加热煮沸
（3）水蒸气或H2O
（4）吸附性
（5）二氧化碳或CO2
（6）使温度达到燃气的着火点
【知识点】硬水与软水；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】(1)用肥皂水区别硬水和软水，振荡，泡沫多，浮渣少的是软水，泡沫少，浮渣多的是硬水，所以生活用水用肥皂水来区分，故填：肥皂水。
(2)硬水中含有较多的可溶性钙、镁化合物，受热易分解生成不溶性的钙、镁化合物，所以生活中常用加热煮沸的方法降低水的硬度，故填：煮沸（或加热煮沸）。
(3)打开的薯片放一个晚上就变得不脆了，说明空气中含有水蒸气，故填：水蒸气（或H2O）。
(4)活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，防毒面具是利用了活性炭具有吸附性的性质，故填：吸附性。
(5)气体的溶解度主要受温度和压强的影响，随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增大；随着压强的增大而增大，随着压强的减小而减小。打开汽水瓶盖时，气压减小，气体的溶解度减小，汽水瓶内会产生一个个小气泡，该气泡是二氧化碳气体，故填：二氧化碳（或CO2）。
(6)燃烧的条件：可燃物，可燃物与空气（或氧气）接触，温度达到可燃物的着火点，燃烧的三个条件缺一不可，按下开关时，打火石发出电火花，引燃贮气箱释放的燃气，根据燃烧的条件分析，打火石的作用是使温度达到燃气的着火点，故填：使温度达到燃气的着火点。
【分析】（1）根据硬软水的区分方法进行分析
（2）根据煮沸可以降低水的硬度进行分析
（3）根据空气中的成分进行分析
（4）根据活性炭的吸附性进行分析
（5）根据影响气体溶解度的因素进行分析
（6）根据燃烧的条件进行分析
19．【答案】（1）使火焰集中，并提高温度
（2）刚开始排出的是装置内的空气
（3）固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；C+2CuO 2Cu+CO2↑
（4）防止高温的铜被重新氧化
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】（1）酒精灯加灯罩可以使火焰集中，并提高温度，故填使火焰集中，并提高温度。（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始排出的是装置内的空气，故填刚开始排出的是装置内的空气。（3）氧化铜和碳在高温的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以继续加热，可观察到的现象是：固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊，故填固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；
试管①中发生反应的化学方程式为：C+2CuO 2Cu+CO2↑；（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是：防止高温的铜被重新氧化，故填防止高温的铜被重新氧化。
【分析】（1）加灯罩的目的是：集中火焰，提高温度；
（2）根据试管中含有空气来分析；
（3）单质碳还原氧化铜观察的现象是： 固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊 ；该反应是单质碳和氧化铜在高温下生成单质铜和二氧化碳，据此书写方程式；
（4）从高温下单质铜能与氧气反应来分析。
20．【答案】（1）C
（2）肥皂水；煮沸
（3）氧气；2H2O 2H2↑＋O2↑；1:2
（4）硬度大；导电性；吸附性
（5）A；B
（6）石油，不可再生
【知识点】测定空气中的氧气含量；电解水实验；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）测定空气中氧气含量的原理是，利用物质与空气中的氧气反应，又不生成气体，使瓶内气体减少，压强变小，水倒流入集气瓶内，倒流的水的体积就等于瓶内氧气的体积。
A.实验时红磷足量，能充分消耗氧气，使测定结果更准确，选项正确；
B.点燃红磷前先用弹簧夹夹紧乳胶管，防止磷燃烧放热使气体由于膨胀从导管逸出，使测定结果不准，选项正确；
C.红磷熄火后立刻打开弹簧火，由于气体膨胀导致水不倒流，或者倒流的水偏少，导致测定结果偏小，选项错误；
D.最终进入瓶中水的体积约为氧气的体积，所以从水占瓶的容积的五分之一，可知氧气约占空气体积的五分之一，选项正确。
故答案为：C；（2）可用肥皂水区分软水和硬水，硬水是含可溶钙镁化合物较多的水，煮沸可以将硬水中的钙镁化合物转化成沉淀而降低水的硬度，在生活中，人们常用煮沸的方法来降低水的硬度；（3）电解水时，正极生成的是氧气，负极生成氢气，氢气是氧气体积的2倍；电解水化学方程式为2H2O 2H2↑+ O2↑；（4）①金刚石的硬度比玻璃的大，可用于切割玻璃；②石墨作电极利用石墨有良好的导电性；③活性炭有吸附作用，可吸附水中的色素和异味，常用于净水；（5）A.液态二氧化碳气化后会因受热逸散到空气中，不会污染档案资料，说法正确；
B.二氧化碳的密度比空气的大，可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气，说法正确；
C.液态二氧化碳气化时吸热，降低了可燃物的温度至着火点以下，选项错误；
故答案为：AC；（6）人类使用的化石燃料有煤、石油和天然气它们都属于不可再能源。
【分析】（1）根据实验室测定氧气含量的操作步骤分析；
（2）根据硬水软水的鉴别及转化方法分析；
（3）根据电解水的实验现象及结论分析，电解水时为增强导电性，常加少量硫酸或氢氧化钠溶液，发生反应时，两极产生气泡，且体积为负二正一，负极产生氢气能燃烧，正极产生氧气能使带火星的木条复燃，电解水结论证明了水由氢、氧两种元素组成。
（4）根据碳单质的性质和用途分析；
（5）根据二氧化碳灭火原理分析；
（6）根据化石燃料的种类及不可再生性分析。
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