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化学
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阅读下面科普短文。碳元素是最早被人类认识和利用的元素。碳元素在地球上虽然广泛分布,但其含量不足0.03%。碳元素是一切有机体骨架的组成元素,在人体中的含量约占18%.主要以有机含碳化合物形式存在,如糖类、蛋白质等。人体中的无机含碳化合物种类较少,在血浆中主要以碳酸氢盐缓冲系统(H2CO3/HCO3-)的形式存在。迄今为止,发现了15种碳原子,它们在元素周期表中占据如图1所示的同一个“格”,其中C-12和C-13属于稳定型,考古研究中,通过测定C-14含量估算古物的年代。6-|||-碳-|||-12-|||-图1 图2 富勒烯 图3碳纳米管 图4石墨烯20世纪起,人类对碳元素的认识突飞猛进。下表列出了与之相关的主要事件: 时间 40年代 1967年 1969年 1985年 1991年 21世纪 事件 发现C-14 发现六角金刚石和单斜超硬碳 发现银白色的白炭 发现富勒烯的第一个成员C60(图2) 发现碳纳米管(图3) 从石墨中剥离出仅由一层碳原子构成的薄片-石墨烯(图4) 碳的这些新型结构的发现和性能研究的发展,使其广泛应用于工业、材料、生物医学等领域。依据文章内容回答下列问题:(1)碳在人体中的存在形式有 ____ 种;(2)关于图1所示的相关信息分析,错误的是 ____ ;A.原子序数为6 B.电子数为12 C.元素符号为C(3)结合你所学的知识,你认为原子C-12和C-13的不同点是 ____ ;A.质子数不同 B.电子数不同 C.中子数不同(4)从石墨中剥离出来的石墨烯具有优良的各种性能,被认为是一种未来革命性的材料。石墨和金刚石的物理性质不同的原因是 ____ ;(5)富勒烯C60中数字“60”的含义是 ____ 。

阅读下面科普短文。
碳元素是最早被人类认识和利用的元素。碳元素在地球上虽然广泛分布,但其含量不足0.03%。
碳元素是一切有机体骨架的组成元素,在人体中的含量约占18%.主要以有机含碳化合物形式存在,如糖类、蛋白质等。人体中的无机含碳化合物种类较少,在血浆中主要以碳酸氢盐缓冲系统(H2CO3/HCO3-)的形式存在。迄今为止,发现了15种碳原子,它们在元素周期表中占据如图1所示的同一个“格”,其中C-12和C-13属于稳定型,考古研究中,通过测定C-14含量估算古物的年代。
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20世纪起,人类对碳元素的认识突飞猛进。下表列出了与之相关的主要事件:
时间 40年代 1967年 1969年 1985年 1991年 21世纪
事件 发现C-14 发现六角金刚石和单斜超硬碳 发现银白色的白炭 发现富勒烯的第一个成员C60(图2) 发现碳纳米管(图3) 从石墨中剥离出仅由一层碳原子构成的薄片-石墨烯(图
4)
碳的这些新型结构的发现和性能研究的发展,使其广泛应用于工业、材料、生物医学等领域。依据文章内容回答下列问题:
(1)碳在人体中的存在形式有 ____ 种;
(2)关于图1所示的相关信息分析,错误的是 ____ ;
A.原子序数为6   B.电子数为12   C.元素符号为C
(3)结合你所学的知识,你认为原子C-12和C-13的不同点是 ____ ;
A.质子数不同   B.电子数不同   C.中子数不同
(4)从石墨中剥离出来的石墨烯具有优良的各种性能,被认为是一种未来革命性的材料。石墨和金刚石的物理性质不同的原因是 ____ ;
(5)富勒烯C60中数字“60”的含义是 ____ 。

题目解答

答案

解:(1)由题干信息可知,碳在人体内主要以有机含碳化合物形式和碳酸氢盐缓冲系统(H2CO3/HCO3-)的形式存在;故填:2;
(2)A.由元素周期表的信息可知,碳的原子序数为6,说法正确;
B.原子序数=质子数=核外电子数,所以碳原子的电子数为6,说法错误;
C.碳的元素符号为C,说法正确。
故填:B;
(3)C-12和C-13的质子数相同,中子数不同;故填:C;
(4)石墨和金刚石的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同;故填:碳原子的排列方式不同;
(5)根据化学式的意义可知,C60的含义是这种富勒烯的一个分子中含有60个碳原子;故填:这种富勒烯的一个分子中含有60个碳原子。

解析

  1. (1)题:考查学生从文中提取信息的能力,需明确碳在人体中的存在形式种类。
  2. (2)题:需结合元素周期表信息,判断原子结构相关概念(原子序数、电子数、元素符号)的正确性。
  3. (3)题:理解同位素的性质差异,明确质子数与中子数的关系。
  4. (4)题:联系物质结构与性质的关系,分析碳的不同 allotrope(同素异形体)物理性质差异的原因。
  5. (5)题:掌握化学式中数字的含义,区分分子中原子个数与元素种类。

第(1)题

关键信息:文中明确指出,人体中的碳主要以有机含碳化合物(如糖类、蛋白质)和无机含碳化合物(如H₂CO₃/HCO₃⁻)两种形式存在。
结论:存在形式为2种。

第(2)题

选项分析:

  • A:周期表中“6”为原子序数,对应质子数,正确。
  • B:原子序数=质子数=核外电子数,碳原子电子数应为6,而非12,错误。
  • C:元素符号为“C”,正确。
    错误选项:B。

第(3)题

同位素性质:C-12和C-13的质子数相同(均为6),但中子数不同(C-12中子数为6,C-13为7)。
正确选项:C。

第(4)题

结构决定性质:石墨和金刚石均为碳元素的 allotrope,物理性质差异源于碳原子的排列方式不同(石墨层状结构,金刚石网状结构)。

第(5)题

化学式含义:C₆₀中“60”表示一个富勒烯分子中含有60个碳原子。

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