6.1 金刚石、石墨和C60 培优同步训练— 2021-2022学年九年级化学人教版上册（含解析）

2021-2022年九年级化学（上册）培优同步训练（人教版）
课题6.1
金刚石、石墨和C60
一、单选题。本大题共12小题。每小题只有一个选项符合题意
1．金刚石、石墨和C60的结构示意图如图所示，下列关于这三种物质的说法中正确的是（　　）
A．不都是由碳原子构成的
B．都质软可作润滑剂
C．C60是一种新型化合物
D．都是黑色固体
2．以石墨为原料，先制备氧化石墨，再经过热还原制备石墨烯．石墨烯硬度大，导电性能好，有韧性，可弯曲．下列关于金刚石、石墨、C60和石墨烯四种物质的叙述中错误的是(　　)
A．将石墨变成石墨烯发生了化学变化
B．四种物质碳原子的排列方式不同
C．四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D．石墨烯是一种新型的化合物
3．按如图进行实验，下列分析或结论正确的是
A．导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B．实验结束应立即倒出粉末
C．木炭能使氧化铜还原为铜
D．固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量
4．两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2010年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（　　）
A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃
B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属
C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的
5．“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一，下列解释不正确的是（
）
A．电解水生成氢气和氧气——化学变化中分子发生改变
B．金刚石、石墨、C60
性质存在差异——碳原子排列方式不同
C．切开成熟的菠萝蜜能闻到浓浓的香味——分子在不断地运动
D．夏天自行车的充气轮胎容易发生爆炸——温度变高，分子体积变大，分子运动速率加快
6．根据文献记载古代炼锡原理可表示为：，从该反应中获得的信息错误的是（　　）
A．CO属于氧化物
B．CO是还原剂
C．完成该反应需要加热
D．反应过程中元素种类没有发生变化
7．当CuO中混有少量碳粉时，可以用下列哪种方法提纯
A．隔绝空气加热混合物
B．在氧气流中加热混合物
C．加足量水搅拌过滤
D．用筛子将碳粉筛去
8．航天飞机表面覆盖石墨瓦。主要是利用石墨(　　)
A．具有导电性，防辐射
B．密度小，减轻机身重量
C．熔点高，耐高温
D．硬度小，有润滑作用
9．试管中的黑色粉末加热变成红色固体，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，这黑色粉末是
A．氧化铜
B．四氧化三铁和木炭粉
C．氧化铜和木炭粉
D．氧化铜和二氧化锰
10．碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管，下列说法错误(　　)
A．碳纳米管是一种新型的化合物
B．碳纳米管常温下性质稳定
C．碳纳米管完全燃烧生成物是CO2
D．碳纳米管材料管道多，表面积大吸附强
11．金刚石?石墨?木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．碳原子的排列方式相同
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
12．我国古代人民将炉甘石（ZnCO3）赤铜（Cu2O）和木炭混合加热到800℃左右，得到一种外观似金子的合金，其中最不可能涉及到的化学反应是（ZnCO3高温下易分解）（　　）
A．ZnCO3ZnO+CO2↑
B．2ZnO+C2Zn+CO2↑
C．C+CuO2Cu+CO2↑
D．2Cu2O+C4Cu+CO2↑
二、填空题。本大题共6小题。
13．碳的单质主要有________；金刚石的物理性质有：________；主要用途________；石墨的物理性质有________；主要用途________；金刚石和石墨物理性质差别大的原因是________；无定形碳有________________；木炭和活性炭具有________作用；原因________．
14．请你结合所学的化学知识回答下列问题：
①请选择合适物质的编号填空：A一氧化碳；B活性炭；C氢气；D氦气；E二氧化硫。与酸雨形成有关的是_____；可用于防毒面具的是_____；可充入霓虹灯内且通电时会发出有色光的是_____；
②1mol氢气中约含有_____个氢原子。
③固定和利用二氧化碳能有效减少空气中的温室气体。例如，工业上利用CO2和NH3生产尿素，反应的化学方程式为CO2+2NH3CO(NH2)2+X，则X的化学式为_____。
15．用微粒的观点回答下列问题。
（1）保持水的化学性质的微粒是_____。
（2）金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是_____。
（3）湿衣服晾晒一段时间后变干的原因是_____。
（4）一定质量的水受热变成水蒸气时，其体积变大的原因____________。
16．已知二氧化氮（NO2）是一种红棕色气体。现往盛有NO2气体的圆底烧瓶中投入少许木炭（如图），观察到的现象是__________，其原因是_________。
17．“结构
性质用途”是重要的化学学科思想。请根据提供的信息，填写表中相对应的内容。
物质
金刚石
石墨
木炭
炭黑
结构
_____（填文字）
碳原子
性质
______
质软、滑腻感
吸附性
_____
用途
裁玻璃、切割大理
石、做钻头等
_______
吸附剂
制墨，用于书写的字长期保存不褪色
18．在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。
（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子_____不同。
（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有_____的结构。
（3）在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是_____。
（4）某有机化合物R在氧气中充分燃烧的化学方程式是2R+5O24CO2+2H2O，则R的化学式为_____。
参考答案
1．A
【解析】A、金刚石和石墨是由碳原子直接构成的；C60是由分子构成的，选项说法正确；
B、金刚石是天然存在的硬度最大的物质，不能作润滑剂，选项说法错误；
C、C60是一种由同种元素组成的纯净物，属于单质，选项说法错误；
D、纯净的金刚石是无色的，选项说法错误。
故选A。
2．D
【解析】A、根据题意知石墨和石墨烯是不同物质，因此将石墨变成石墨烯，生成新物质，属于化学变化，正确。
B、金刚石、石墨、C60和石墨烯的性质不同，是因为碳原子的排列方式不相同，正确。
C、因为它们都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，正确。
D、石墨烯是碳的单质，不属于化合物，不正确。
故选：D。
3．C
【解析】A、试管中有空气，导管口刚有气泡冒出的是受热膨胀的空气，不能说明反应开始，不符合题意；
B、实验结束应立即倒出粉末，此时产物铜的温度较高，容易和空气中的氧气发生反应，又产生黑色的氧化铜，所以要等固体冷却后才能倒出，不符合题意；
C、木炭具有还原性，能夺取氧化铜中的氧元素，使氧化铜失去氧，变成单质铜，符合题意；
D、根据质量守恒定律，固体减少的质量等于氧化铜中失去的氧元素的质量和参加反应的碳元素的质量的总和，反应中可能生成一氧化碳，所以固体减少的质量不一定等于生成二氧化碳质量，不符合题意。故选C。
4．A
【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，正确，符合题意；
B、石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，选项错误，不符合题意；
C、活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物质，选项错误，不符合题意；
D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯（C60）是由C60分子构成的，选项错误，不符合题意。
故选A。
5．D
【解析】A、电解水时，水分子分成氢原子和氧原子，然后每两个氢原子构成一个氢分子，每两个氧原子构成一个氧分子，即化学变化中分子发生改变，不符合题意；
B、金刚石、石墨、C60中碳原子排列方式不同，所以性质存在差异，不符合题意；
C、分子是在不断运动的，所以切开成熟的菠萝蜜能闻到浓浓的香味，不符合题意；
D、温度变高，分子间隔变大，分子运动速率加快，所以夏天自行车的充气轮胎容易发生爆炸，而分子的体积没有改变，符合题意。故选D。
6．B
【解析】A、CO是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，属于氧化物，说法正确。
B、碳夺取了中的氧，具有还原性，作还原剂；一氧化碳是生成物，不是还原剂，说法错误。
C、，完成该反应需要加热，说法正确。
D、由质量守恒定律，反应过程中元素种类没有发生变化，说法正确。
故选：B。
7．B
【解析】根据物质间的反应关系，分析所选择除杂试剂反应后是否会引入的新的杂质或是否把原物质除去；已知碳和氧化铜在高温下能反应生成铜和二氧化碳。
A．隔绝空气加热混合物时氧化铜能和碳反应，生成铜，从而使氧化铜中混有铜。故A选项错误；
B．在氧气流中加热混合物时碳能和氧气反应生成二氧化碳气体，从而把氧化铜中的碳粉除去。故B选项正确；
C．氧化铜和碳粉都不溶于水，加水搅拌不能除去杂质。故C选项错误；
D．氧化铜和碳粉都是细小的粉末状固体，用筛子不能将碳粉筛去。故D选项错误。
故选B.
8．C
【解析】航天飞机与空气的磨擦过程中会产生高温，覆盖的物质应该具有的性质是：熔点高、耐高温，化学性质稳定，这样才能对航天飞机起到保护作用。
故选：C。
9．C
【解析】A、加热氧化铜不会生成气体二氧化碳，不符合题意；
B、四氧化三铁和木炭粉高温下生成铁和二氧化碳，生成的铁粉是一种黑色物质，不符合题意；
C、木炭粉和氧化铜的混合物是黑色粉末，加热时生成铜和二氧化碳，会观察到生成红色固体、能使澄清石灰水变浑浊的气体，符合题意；
D、氧化铜和二氧化锰不能反应，不符合题意。故选C。
10．A
【解析】A．碳纳米管是由碳元素组成的碳的单质,不是化合物，故说法错误；
B．碳单质在常温型化学性质稳定，因此纳米碳管在常温下化学性质稳定，故说法正确；
C．碳纳米管由碳元素组成，碳完全燃烧生成二氧化碳，说法正确；
D．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强，故说法正确；
故选：A。
11．B
【解析】A、金刚石是无色固体，该选项说法不正确；
B、金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，该选项说法正确；
C、四种碳的单质物理性质不同，碳原子的排列方式不同，该选项说法不正确；
D、石墨和金刚石是不同的碳单质，一定条件下，石墨转化成金刚石是化学变化，该选项说法不正确。
故选：B。
12．C
【解析】A.
碳酸锌高温分解生成氧化锌和二氧化碳，反应的化学方程式为ZnCO3ZnO+CO2↑，涉及到此化学反应。故A选项不符合题意；
B.
木炭具有还原性，能与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，反应的化学方程式为2ZnO+C2Zn+CO2↑，涉及到此化学反应。故B选项不符合题意；
C.
反应物中不含氧化铜，不可能涉及到该反应。故C选项符合题意；
D.
木炭具有还原性，能与赤铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为2Cu2O+C4Cu+CO2↑，涉及到此化学反应。故D选项不符合题意。
故选：C。
13．金刚石和石墨
硬度大
切割玻璃
导电性
干电池的电极
碳原子的排列方式不同
木炭,活性炭
吸附
具有疏松多孔的结构
【解析】碳的单质主要有金刚石和石墨；金刚石具有硬度大的性质，主要用途是用于切割玻璃；石墨是具有导电性的物质，主要用途是作干电池的电极；金刚石和石墨物理性质差别大的原因是碳原子的排列方式不同；无定形碳有木炭和活性炭等，木炭和活性炭具有吸附作用，因为二者都具有疏松多孔的结构。
14．E
B
D
1.204×10?24
H2O
【解析】①二氧化硫与水反应，生成亚硫酸，亚硫酸显酸性，因此，与酸雨形成有关的是二氧化硫，故填写：E；
活性炭的结构疏松多孔，可以吸附有毒气体，因此，可用于防毒面具的是活性炭，故填写：B；
氦气属于稀有气体，可用作保护气，通电时会发出有色光，故填写：D；
②1mol氢气含有6.02×10?23?个氢气分子，一个氢气分子中含有2个氢原子，因此1mol氢气约含有6.02×10?23×2=1.204×10?24?个氢原子，故填写：1.204×10?24?；
③根据质量守恒定律的微观实质：化学反应前后，原子种类和数目不变可知，反应前有：C、2O、2N、6H，反应后有：C、O、2N、4H，缺少2H、O，因为X前的化学计量系数为1，因此，X的化学式为H2O，故填写：H2O。
15．水分子
碳原子的排列方式不同
分子不断的运动
分子之间有间隔
【解析】（1）分子是保持物质化学性质的最小粒子，水是由水分子构成的，故保持水的化学性质的微粒是水分子。
（2）金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是碳原子的排列方式不同。
（3）分子是在不断运动的，故湿衣服晾晒一段时间后变干的原因是分子不断的运动。
（4）气体分子间间隔大于液体分子间间隔，一定质量的水受热变成水蒸气时，其体积变大的原因是分子之间有间隔。
16．红棕色消失，水从导管进入烧瓶
木炭有吸附性，烧瓶中的红棕色NO2气体会被木炭吸附，所以红棕色消失，同时烧瓶内的气压变小，外界大气压就会把烧杯中的水压入烧瓶内。
【解析】木炭疏松多孔，表面积大，具有吸附性，能够吸附二氧化氮气体，也能够吸附色素和异味，所以红棕色消失，红棕色NO2气体被木炭吸附，导致烧瓶内压强减小，所以红棕色消失，在大气压作用下，水就从导管上升进入烧瓶。
17．硬度很大
制铅笔芯（或做润滑剂）
疏松多孔
常温下，化学性质不活泼
【解析】金刚石是天然存在的硬度最大的物质，所以金刚石可用于裁玻璃、切割大理石、做钻头等；
石墨质软、能在纸上划过留下灰黑色痕迹，可用于制铅笔芯；石墨具有滑腻感，可用于制润滑剂；
木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，可用做吸附剂；
单质碳在常温下，化学性质不活泼，所以可用于制成墨，用于书写的字长期保存不褪色。
18．排列方式
疏松多孔
碳在常温下化学性质不活泼
C2H2
【解析】（1）金刚石和石墨物理性质差异较大，是因为构成它们的碳原子排列方式不同。
故填：排列方式
（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有疏松多孔的结构。故填：疏松多孔
（3）在书写具有保存价值的图书档案时，应使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼。
故填：碳在常温下化学性质不活泼
（4）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则2R分子中含有4个碳原子和4个氢原子，则每个R分子由2个碳原子和2个氢原子构成，则物质X的化学式为C2H2。
故填：C2H2