Question

碳有个庞大的家族．
（1）碳单质具有独特的性质和用途，请在以下空格处填写物质名称：
天然存在的最硬的物质______；铅笔芯的主要成分之一______；
（2）碳和部分碳的化合物间转化关系如右图所示．
①物质X的化学式为______．
②在物质的分类中，CO属于______．（填标号）
A．酸   B．碱  C．盐   D．氧化物
③碳酸溶液的pH值______（填“＞”或“＜”或“=”）7．
（3）最简单的有机物是甲烷，其燃烧的化学反应方程式为：______ CO₂+2H₂O

Answer

（1）金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子排列的不同，金刚石为天然矿物中最硬的物质而石墨为最软的矿物之一，可用于制铅笔芯；
（2）①根据转化关系图中物质间的转化关系，利用单质碳、一氧化碳与氧气反应可得到二氧化碳，二氧化碳与碳、水反应可生成一氧化碳、碳酸，碳酸分解可得到二氧化碳等物质间的转化关系，可推断物质X为二氧化碳；
②由一氧化碳的组成及氧化物、酸、碱、盐类物质的组成特点，判断一氧化碳的物质类别；
③由溶液的pH与溶液酸碱性的关系，确定碳酸溶液的pH；
（3）根据可燃物燃烧的规律，由甲烷的组成元素可确定甲烷燃烧的生成物，写出该反应的化学方程式；利用化合材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶的常识，可知这三种材料为生活中用得最多的合成有机高分子材料；
（4）图中动植物的呼吸作用、化石燃烧的燃烧都会放出二氧化碳，森林砍伐则会破坏二氧化碳与氧气的转化平衡，均为导致空气中二氧化碳气体增加的因素；而二氧化碳与海水中水反应生成碳酸的过程则可以减少空气中二氧化碳含量；二氧化碳含量的增加使地球气温上升，形成温室效应．
【解析】
（1）构成金刚石的碳原子形成正八面体结构，是天然存在的最硬的物质；铅笔芯由石墨与粘土混合而制成，因此铅笔芯的主要成分之一为石墨；
（2）①由转化关系图，物质X能与碳酸或一氧化碳实现相互转化，根据二氧化碳的性质及变化规律可推断X为二氧化碳，其化学式为CO2；
②一氧化碳由碳、氧两种元素组成，属于化合物中的氧化物；
③碳酸为酸类物质，其溶液呈酸性，pH＜7；
（3）甲烷由碳、氢两种元素组成，燃烧时生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O；合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶三种有机高分子材料，在生活中都有较为广泛的使用；
（4）根据二氧化碳生成与消耗图片，图中①动植物的呼吸作用、②化石燃料的燃烧、③森林砍伐都导致空气中二氧化碳增加；二氧化碳既能溶于水又能与水反应生成碳酸，因此通过海洋消耗二氧化碳的化学反应方程式为CO2+H2O═H2CO3；温室效应导致地球气温升高而使冰川融化、海平面升高等．
故答案为：
（1）金刚石；石墨．
（2）①CO2；②D；③＜．
（3）CH4+2O2CO2+2H2O；塑料（或合成橡胶或合成纤维）．
（4）①②③；CO2+H2O═H2CO3；气温升高导致冰川融化（合理即可）．