Question

碳在地殼中的含量不高，但它的化合物數量眾多，而且分布極廣．

根據如圖及所學知識回答下列問題：
（1）圖甲中屬于金剛石結構的是

 

（填寫圖序號）；圖④也是碳的一種單質，其化學式為

 

；圖①為碳元素的原子結構示意圖，常溫下碳的化學性質

 

（填“活潑”或“不活潑”）．
（2）已知X是有毒且不溶于水的氣體，Y是不支持燃燒的氣體，Z是不溶于水的固體，X、Y、Z之間有如圖乙轉化關系：
①X的化學式為

 

；
②Y與石灰水反應生成Z的化學方程式為

 

；
③氣體X、Y中所含元素相同，但它們的化學性質不同，其原因是

 

．
（3）將碳粉與氧化銅混合后加強熱，發生反應的化學方程式為

 

．
（4）在科學家眼里，CO₂是可以利用的重要資源．在一定條件下，CO₂和金屬鈉反應可以制取金剛石，反應的方程式是CO₂+4Na

一定條件  .

C（金剛石）+2Na₂O，請計算92g金屬鈉理論上可以制得含碳96%的金剛石的質量．

Answer 1

分析：（1）根據金剛石具有空間網狀結構、圖④由60個原子構成的分子，形似足球，具有這種結構的單質的化學式是C₆₀、圖①為碳元素的原子結構示意圖，常溫下碳的化學性質不活潑進行解答；
（2）根據X是有毒且不溶于水的氣體，Y是不支持燃燒的氣體，Z是不溶于水的固體，X是一氧化碳，Y是二氧化碳，Z是碳酸鈣進行解答；
（3）根據將碳粉與氧化銅混合后加強熱生成銅和二氧化碳進行解答；
（4）根據鈉的質量求出含碳96%的金剛石的質量即可．

解答：解：（1）金剛石具有空間網狀結構，所以②是屬于金剛石結構；圖④由60個原子構成的分子，形似足球，具有這種結構的單質的化學式是C₆₀；圖①為碳元素的原子結構示意圖，常溫下碳的化學性質不活潑；
（2）X是有毒且不溶于水的氣體，Y是不支持燃燒的氣體，Z是不溶于水的固體，X是一氧化碳，Y是二氧化碳，Z是碳酸鈣；
①X的化學式為CO；
②Y與石灰水反應生成Z的化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
③氣體X、Y中所含元素相同，但它們的化學性質不同，其原因是分子的構成不同；
（3）將碳粉與氧化銅混合后加強熱生成銅和二氧化碳，發生反應的化學方程式為C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（4）設：碳的質量為x
CO₂+4Na

一定條件  .

C（金剛石）+2Na₂O
     92         12
    92g         x                          

92

92g

=

12

x

x=12g                                         
含碳96%的金剛石的質量=

12g

96%

=12.5g                                   
答：可以制得含碳96%的金剛石12.5g．
（1）②；C₆₀；不活潑；（2）①CO；②CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
③分子的構成不同
（3）C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（4）設：碳的質量為x
CO₂+4Na

一定條件  .

C（金剛石）+2Na₂O
     92         12
    92g         x                          

92

92g

=

12

x

x=12g                                         
含碳96%的金剛石的質量=

12g

96%

=12.5g                                   
答：可以制得含碳96%的金剛石12.5g．

點評：本題考查了由碳元素組成的幾種碳的單質，應了解由于它們的原子排列方式不同，它們的性質存在著差異．