6.1 金刚石、石墨和C60常考题——2021_2022学年九年级化学新人教版上册（含解析）

人教版九年级（上）《6.1 金刚石、石墨和C60》常考题
一．选择题（共10小题）
1．如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（　　）
A．这四种物质都很软，可作润滑剂
B．这四种物质碳原子的排列方式相同
C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D．这四种物质都由原子直接构成
2．我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳具有（　　）
A．可燃性
B．还原性
C．在常温下，化学性质不活泼
D．吸附性
3．在CO+CuOCu+CO2的反应中，作还原剂的是（　　）
A．CO B．CuO C．Cu D．CO2
4．中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是（　　）
A．木炭 B．石墨 C．焦炭 D．铅
5．清代著名画家郑板桥所作的字画至今仍不褪色，是因为墨汁中的碳（　　）
A．具有可燃性 B．在常温下稳定
C．具有氧化性 D．具有还原性
6．金刚石、石墨是常见的碳单质，其物理性质有较大差异的原因是（　　）
A．金刚石、石墨由不同种原子构成
B．构成金刚石、石墨的原子数目不同
C．构成金刚石、石墨的原子大小不同
D．金刚石、石墨中碳原子排列方式不同
7．下列反应：C+H2OCO+H2中，属于还原剂的是（　　）
A．C B．CO C．H2 D．H2O
8．下列物质中，硬度最大的是（　　）
A．金刚石 B．石墨 C．活性炭 D．焦炭
9．石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（如图），即极薄的石墨；中国天才少年曹原把两层石墨烯扭转一个“魔角（1.1°）”后，产生神奇的低温超导效应。下列有关说法正确的是（　　）
A．石墨烯属于化合物
B．石墨烯叠加过程有新物质产生
C．单层和两层石墨烯均有导电性
D．单层石墨烯中每个碳原子跟4个碳原子相连
10．金刚石、石墨、碳60是由碳元素组成的三种不同单质，它们的化学性质相同，但物理性质有很大差异，它们的结构如图所示。导致它们在物理性质上出现差异的主要原因是（　　）
A．碳原子的排列方式不同
B．单质外型上的差异
C．金刚石是金属，其他是非金属
D．碳原子的数目不同
二．填空题（共5小题）
11．请根据所学知识按要求填空。
（1）填充温度计的水银由　 　（填“分子”或“原子”或“离子”）构成。
（2）家中可以在冰箱中放置活性炭来除去异味，这是利用它的　 　性。
（3）Na2FeO4中铁元素的化合价为　 　。
（4）用化学用语或数字填空两个硫酸根离子　 　。
（5）生活中硬水软化的方法是　 　。
12．下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子．
（1）物质甲的名称叫　 　，利用它硬度大的性质可以制作　 　．
（2）物质乙层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，利用这一性质可以做　 　．
（3）物质丙的化学式为C60，它的一个分子是由60个碳　 　构成的．
（4）以上三种物质都是由碳元素组成的单质，但物理性质却有很大差异，原因是　 　．
13．请用相关内容的序号填空：
A．冰箱去味剂 B．切割玻璃 C．干电池电极 D．做燃料 E．冶炼金属 F．制油墨
（1）金刚石硬度大可用来　 　 （2）石墨的导电性能好可用来　 　
（3）活性炭的吸附能力强可用来作　 　 （4）常温下碳的化学性质不活泼可用来　 　。
14．化学就在我们身边，它能改善我们的生活。请从“A.氧气 B.氮气 C.石墨 D.氖气”中选择相应物质的字母填空。
（1）常用作粮食、瓜果保护气的是　 　；
（2）可用于医疗急救的物质是　 　；
（3）可用于制铅笔芯的是　 　；
（4）能用来制霓虹灯的是　 　。
15．金刚石、石墨、C60都是由碳元素形成的单质，它们的原子排列方式不同，导致它们在性质上存在着明显差异。
（1）请写出另一组由同种元素形成的不同单质 　 　。
（2）石墨具有优良的 　 　，常用作干电池的电极。
（3）硅是一种良好的半导体材料。工业上制粗硅的反应为：2C+SiO2Si+2CO↑，该反应中SiO2发生 　 　（填“氧化”或“还原”）反应。
（4）已知反应：2Mg+CO22 　 　+C，则Mg着火时 　 　（填“能”或“不能”）使用干粉灭火器灭火。
三．解答题（共5小题）
16．阅读短文回答问题：
和金刚石一样，石墨也是碳元素的一种存在形式。不同的是，由于原子的排列方式不同，金刚石是地球上最坚硬的物质，石墨则是最软的矿物之一，常做成石墨棒和铅笔芯。石墨烯就是从石墨材料中剥离出来的，只由一层碳原子在平面上构成。首先，石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算，如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂；其次，石墨烯是目前发现的导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。根据超薄、强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超薄防弹衣、超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性，它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，用来制造超微型晶体管，生产超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的运算速度。
（1）金刚石、石墨均由碳　 　（选填“分子”“原子”“离子”或“元素”）构成。
（2）金刚石是地球上最坚硬的物质，石墨则是最软的矿物之一，为什么呢？请你回答：　 　。
（3）石墨烯作为一种新材料，它　 　（选填“是”或“不是”）优良的导体。
（4）石墨烯是首个发现的二维空间材料，从石墨材料中剥离制得。金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的碳单质，下列关于三种碳单质的叙述不正确的是　 　。
A.三种碳单质都是黑色固体
B.三种碳单质分别在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C.将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化
17．碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用．
（1）利用了石墨能导电的是 　 　（填序号，下同）；利用了金刚石硬度大的是 　 　．
（2）炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，因为活性炭有疏松多孔的结构，具有 　 　能力，所以，炭雕即可以净化室内空气．
（3）二氧化碳是可以利用的重要资源．如在一定条件下可以制造金刚石，请将此反应的化学方程式补充完整：3CO2+4NaC（金刚石）+2X，X的化学式为 　 　，反应中涉及到的物质属于单质的为 　 　（填化学式），标出X中碳元素的化合价 　 　．
18．碳以及碳的化合物在生活中应用广泛．
（1）碳的单质
物质的性质决定用途，用途推导性质是化学学科重要的思维方法，请在表中写出金刚石及石墨相对应的性质和用途．
性质 用途
金刚石 用于切割玻璃、制勘探钻头等
石墨 具有良好的导电性
（2）碳的化合物
①一氧化碳俗称“煤气”，它在一定条件下可以转化为二氧化碳，请写出一个不属于化合反应的转化方法（用化学方程式表示）　 　．
②“碳酸饮料”中含有碳酸，碳酸的化学式为　 　，它具有酸的通性，如它可以使紫色石蕊变色．
③对下列各组物的叙述中，你认为正确的是　 　．
A．冰和干冰﹣﹣物质分类相同，构成物质的分子不同
B．纯碱和烧碱﹣﹣物质分类相同，溶于水时形成的阴离子不同
C．金刚石和石墨﹣﹣组成元素相同，原子排列方式不同
D．CO和CO2﹣﹣组成元素相同，分子结构不同
（3）含碳燃料
天然气的主要成分是甲烷．一定条件下，4.8g甲烷与16.0g O2恰好完全反应，生成10.8g H2O、4.4g CO2和物质X．则X的质量为　 　g；该反应方程式中O2与X化学计量数之比为　 　．
19．今年杭宁高铁湖州段正在建设中，工程技术人员点燃铝热剂（铝粉和氧化铁粉末的混合 物），利用铝热剂燃烧释放大量的热来焊接铁轨．
（1）高温可以使铁轨接口处的铁　 　_（选填“熔化”或“汽化’’），冷却后达到焊接的目的．
（2）点燃铝热剂反应的化学方程式为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，某同学回忆起氢气与氧化铜反应时，氢气是还原剂，他推理得出上述反应中还原剂是　 　（选填“Al或“Fe2O3”）；Fe2O3中铁元素的化合价为　 　价．
20．如图是木炭粉和氧化铜在一定条件下进行反应的实验装置。
（1）酒精灯上网罩的作用是　 　
（2）木炭与氧化铜高温时反应的化学方程式为　 　
（3）上述反应，说明木炭具有　 　（填“氧化”或“还原”）性。
（4）反应的实验现象是　 　，　 　。
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（　　）
A．这四种物质都很软，可作润滑剂
B．这四种物质碳原子的排列方式相同
C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
D．这四种物质都由原子直接构成
【分析】A．根据金刚石、石墨、碳60、碳纳米管的性质和相应的用途分析；
B．根据金刚石、石墨、碳60、碳纳米管四种物质的结构判断；
C．根据碳的化学性质分析；
D．根据金刚石、石墨、碳60、碳纳米管四种物质的结构判断。
【解答】解：A、金刚石的硬度很大，错误；
B、由四种物质的结构示意图可知，四种物质碳原子的排列方式是不相同的，错误；
C、这四种物质都是由碳元素组成的，完全燃烧后的产物都是CO2，正确；
D、碳60是由碳60分子构成的，错误；
故选：C。
2．我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为单质碳具有（　　）
A．可燃性
B．还原性
C．在常温下，化学性质不活泼
D．吸附性
【分析】根据墨的主要成分是炭黑，在常温下，碳的化学性质不活泼，进行解答。
【解答】解：A、用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色与碳的可燃性无关；故A错误；
B、用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色与碳的还原性无关；故B错误；
C、墨的主要成分是炭黑，在常温下，碳的化学性质不活泼，故C正确；
D、用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色与碳的吸附性无关；故D错误；
故选：C。
3．在CO+CuOCu+CO2的反应中，作还原剂的是（　　）
A．CO B．CuO C．Cu D．CO2
【分析】在氧化还原反应中，氧化剂失去了氧被还原，发生了还原反应；是氧化剂． 还原剂得氧被氧化，发生了氧化反应；此反应中，一氧化碳得氧被氧化．
【解答】解：由化学方程式可知，一氧化碳在反应中得到了氧，发生了氧化反应，是还原剂。
故选：A。
4．中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是（　　）
A．木炭 B．石墨 C．焦炭 D．铅
【分析】物质的性质决定物质的用途，由石墨质软，刻画时容易留下痕迹，常用作铅笔芯的材料，进行分析判断．
【解答】解：A、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含木炭，故选项错误。
B、石墨是天然存在的最软的物质之一，在纸张上划过时容易留下痕迹，可用来制作铅笔芯，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，故选项正确。
C、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含焦炭，故选项错误。
D、2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，不含金属铅，故选项错误。
故选：B。
5．清代著名画家郑板桥所作的字画至今仍不褪色，是因为墨汁中的碳（　　）
A．具有可燃性 B．在常温下稳定
C．具有氧化性 D．具有还原性
【分析】可以根据碳的化学性质进行分析、考虑，碳原子的最外层有4个电子，不易得失，故常温下性质稳定．
【解答】解：墨汁中的碳常温下化学性质稳定，在通常情况下不容易与其它物质发生化学反应，所以古代的字画至今仍不褪色。与碳的可燃性、还原性无关。碳不具有氧化性。
故选：B。
6．金刚石、石墨是常见的碳单质，其物理性质有较大差异的原因是（　　）
A．金刚石、石墨由不同种原子构成
B．构成金刚石、石墨的原子数目不同
C．构成金刚石、石墨的原子大小不同
D．金刚石、石墨中碳原子排列方式不同
【分析】物质的性质决定物质的用途，根据已有的物质的构成的知识进行分析解答即可。
【解答】解：金刚石、石墨的物理性质有较大差异的原因是碳原子排列结构不同，
A、金刚石、石墨由同种原子构成，说法错误；
B、构成金刚石、石墨的原子数目相同，说法错误；
C、构成金刚石、石墨的原子大小相同，说法错误；
D、金刚石、石墨的物理性质有较大差异的原因是碳原子排列结构不同，说法正确；
故选：D。
7．下列反应：C+H2OCO+H2中，属于还原剂的是（　　）
A．C B．CO C．H2 D．H2O
【分析】依据在反应中失氧的是氧化剂，发生还原反应；得氧的是还原剂，发生氧化反应，氧化剂与还原剂均指的是反应物．
【解答】解：在氧化还原反应中失氧的是氧化剂，发生还原反应；得氧的是还原剂，发生氧化反应，在C+H2OCO+H2反应中碳得到氧被氧化是还原剂。
故选：A。
8．下列物质中，硬度最大的是（　　）
A．金刚石 B．石墨 C．活性炭 D．焦炭
【分析】根据物质的性质来分析。
【解答】解：天然存在的最硬的物质是金刚石，则四种物质中硬度最大的金刚石。
故选：A。
9．石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（如图），即极薄的石墨；中国天才少年曹原把两层石墨烯扭转一个“魔角（1.1°）”后，产生神奇的低温超导效应。下列有关说法正确的是（　　）
A．石墨烯属于化合物
B．石墨烯叠加过程有新物质产生
C．单层和两层石墨烯均有导电性
D．单层石墨烯中每个碳原子跟4个碳原子相连
【分析】A．根据石墨烯是一种碳的单质来分析；
B．根据石墨烯叠加过程是物理变化来分析；
C．根据石墨烯的性质来分析；
D．根据单层石墨烯中每个碳原子跟3个碳原子相连来分析。
【解答】解：A．石墨烯是一种碳的单质，故A错误；
B．石墨烯叠加过程是物理变化，没有新物质产生，故B错误；
C．单层和两层石墨烯均有导电性，故C正确；
D．由图示可知单层石墨烯中每个碳原子跟3个碳原子相连，故D错误。
故选：C。
10．金刚石、石墨、碳60是由碳元素组成的三种不同单质，它们的化学性质相同，但物理性质有很大差异，它们的结构如图所示。导致它们在物理性质上出现差异的主要原因是（　　）
A．碳原子的排列方式不同
B．单质外型上的差异
C．金刚石是金属，其他是非金属
D．碳原子的数目不同
【分析】根据金刚石、石墨、C60物理性质差异较大的原因，原子的结构不同分析解答
【解答】解：金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种不同单质，由结构图可知它们物理性质相差很大，是因为碳原子的排列方式不同。
故选：A。
二．填空题（共5小题）
11．请根据所学知识按要求填空。
（1）填充温度计的水银由　原子　（填“分子”或“原子”或“离子”）构成。
（2）家中可以在冰箱中放置活性炭来除去异味，这是利用它的　吸附　性。
（3）Na2FeO4中铁元素的化合价为　+6　。
（4）用化学用语或数字填空两个硫酸根离子　2SO42﹣　。
（5）生活中硬水软化的方法是　煮沸　。
【分析】（1）根据物质的结构来分析；
（2）根据活性炭的吸附性来分析；
（3）根据化合物中元素化合价的计算方法来分析；
（4）根据化学用语的书写方法来分析；
（5）根据硬水软化的方法来分析。
【解答】解：（1）水银是金属汞的俗称，是由原子直接构成的；故填：原子；
（2）活性炭具有吸附性，可以除去冰箱中的异味；故填：吸附；
（3）在Na2FeO4中，Na元素的化合价为+1价，O元素的化合价为﹣2价，
设该化合物中Fe元素的化合价为x，
由化学式和化合物中正负化合价的代数和为0，则
（+1）×2+x+（﹣2）×4＝0
解得x＝+6
故填：+6；
（4）由离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略。若表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字。故2个硫酸根离子可表示为：2SO42﹣．故填：2SO42﹣；
（5）生活中常用煮沸的方法将硬水软化；故填：煮沸。
12．下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子．
（1）物质甲的名称叫　金刚石　，利用它硬度大的性质可以制作　玻璃刀等　．
（2）物质乙层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，利用这一性质可以做　润滑剂　．
（3）物质丙的化学式为C60，它的一个分子是由60个碳　原子　构成的．
（4）以上三种物质都是由碳元素组成的单质，但物理性质却有很大差异，原因是　碳原子的排列方式不同　．
【分析】（1）由物质甲的结构示意图可知，甲具有正八面体结构，是金刚石．
（2）物质乙层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，据此判断其用途．
（3）根据物质丙的化学式为C60，分子是由原子构成的进行分析解答．
（4）根据金刚石、石墨等中碳原子的排列方式不同，进行分析解答．
【解答】解：（1）由物质甲的结构示意图可知，甲具有正八面体结构，是金刚石；金刚石是天然存在的最硬的物质，可以制作玻璃刀等．
（2）物质乙层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，利用这一性质．石墨可用作润滑剂．
（3）物质丙的化学式为C60，它的一个分子是由60个碳原子构成的．
（4）以上三种物质都是由碳元素组成的单质，但物理性质却有很大差异，原因是金刚石、石墨等中碳原子的排列方式不同．
故答案为：（1）金刚石；玻璃刀等；（2）润滑剂；（3）原子；（4）碳原子的排列方式不同．
13．请用相关内容的序号填空：
A．冰箱去味剂 B．切割玻璃 C．干电池电极 D．做燃料 E．冶炼金属 F．制油墨
（1）金刚石硬度大可用来　 　 （2）石墨的导电性能好可用来　C　
（3）活性炭的吸附能力强可用来作　A　 （4）常温下碳的化学性质不活泼可用来　F　。
【分析】首先了解题目提供的物质和后面的信息，然后根据所学知识进行分析，金刚石硬度大所以可用于切割玻璃、石墨的导电性能好可用于作干电池电极、单质碳具有还原性可用于冶炼金属、常温下碳的化学性质不活泼，可用于制油墨、碳燃烧时放热可用于作燃料进行解答。
【解答】解：
（1）金刚石硬度大所以可用于切割玻璃；
（2）石墨的导电性能好可用于作干电池电极；
（3）常温下碳的化学性质不活泼，可用于制油墨；
（4）温下碳的化学性质不活泼，可用于制油墨；
故答案为：（1）B；（2）C；（3）A；（4）F。
14．化学就在我们身边，它能改善我们的生活。请从“A.氧气 B.氮气 C.石墨 D.氖气”中选择相应物质的字母填空。
（1）常用作粮食、瓜果保护气的是　 　；
（2）可用于医疗急救的物质是　A　；
（3）可用于制铅笔芯的是　C　；
（4）能用来制霓虹灯的是　D　。
【分析】物质的性质决定物质的用途，根据已有的物质的性质进行分析解答即可。
【解答】解：（1）氮气的化学性质稳定，所以常用作粮食、瓜果保护气；故填：B；
（2）氧气能供给呼吸，所以可用于医疗急救；故填：A；
（3）石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，所以可用于制铅笔芯；故填：C；
（4）氖气是一种稀有气体，稀有气体通电时会发出有色光，因此氖气能用来制霓虹灯；故填：D。
15．金刚石、石墨、C60都是由碳元素形成的单质，它们的原子排列方式不同，导致它们在性质上存在着明显差异。
（1）请写出另一组由同种元素形成的不同单质 　红磷、白磷（或氧气、臭氧等）　。
（2）石墨具有优良的 　导电性　，常用作干电池的电极。
（3）硅是一种良好的半导体材料。工业上制粗硅的反应为：2C+SiO2Si+2CO↑，该反应中SiO2发生 　还原　（填“氧化”或“还原”）反应。
（4）已知反应：2Mg+CO22 　MgO　+C，则Mg着火时 　不能　（填“能”或“不能”）使用干粉灭火器灭火。
【分析】（1）根据题意，由参加的同种元素形成的不同单质，进行分析解答。
（2）根据石墨的物理性质与用途，进行分析解答。
（3）根据二氧化硅失去了氧，进行分析解答。
（4）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，进行分析解答。
【解答】解：（1）红磷、白磷（或氧气、臭氧等）是另一组由同种元素形成的不同单质。
（2）石墨具有优良的导电性，常用作干电池的电极。
（3）工业上制粗硅的反应为：2C+SiO2Si+2CO↑，该反应中SiO2失去了氧，发生了还原反应。
（4）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前镁、碳、氧原子个数分别为2、1、2，反应后的生成物中镁、碳、氧原子个数分别为0、1、0，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X分子中含有2个镁原子和2个氧原子，则每个X分子由1个镁原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为MgO。
Mg能在二氧化碳中燃烧，镁着火时不能使用干粉灭火器灭火。
故答案为：
（1）红磷、白磷（或氧气、臭氧等）；
（2）导电性；
（3）还原；
（4）MgO；不能。
三．解答题（共5小题）
16．阅读短文回答问题：
和金刚石一样，石墨也是碳元素的一种存在形式。不同的是，由于原子的排列方式不同，金刚石是地球上最坚硬的物质，石墨则是最软的矿物之一，常做成石墨棒和铅笔芯。石墨烯就是从石墨材料中剥离出来的，只由一层碳原子在平面上构成。首先，石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算，如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂；其次，石墨烯是目前发现的导电性最好的材料，电子在其中的运动速度达到了光速的，远远超过了电子在一般导体中的运动速度。根据超薄、强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超薄防弹衣、超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性，它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，用来制造超微型晶体管，生产超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的运算速度。
（1）金刚石、石墨均由碳　原子　（选填“分子”“原子”“离子”或“元素”）构成。
（2）金刚石是地球上最坚硬的物质，石墨则是最软的矿物之一，为什么呢？请你回答：　碳原子排列方式不同　。
（3）石墨烯作为一种新材料，它　是　（选填“是”或“不是”）优良的导体。
（4）石墨烯是首个发现的二维空间材料，从石墨材料中剥离制得。金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的碳单质，下列关于三种碳单质的叙述不正确的是　AC　。
A.三种碳单质都是黑色固体
B.三种碳单质分别在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C.将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化
【分析】（1）根据金刚石、石墨的微观构成分析；
（2）根据金刚石和石墨物理性质不同的原因考虑；
（3）根据石墨烯的性质分析；
（4）根据金刚石、石墨和C60的性质分析。
【解答】解：（1）金刚石和石墨是由同种元素组成的不同单质，是由碳原子构成的；故填：原子；
（2）金刚石是地球上最坚硬的东西，石墨则是最软的矿物之一，物理性质不同的原因是碳原子排列方式不同；故填：碳原子排列方式不同；
（3）根据题意石墨烯作为一种新材料能够导电，是优良的导体；故填：是；
（4）金刚石是无色透明的正八面体形状的固体，A项错误；三种碳单质分别在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，B项正确；石墨和石墨烯是由同种元素组成的不同单质，所以将石墨剥离制成石墨烯发生了化学变化，C项错误；故选：AC。
17．碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用．
（1）利用了石墨能导电的是 　④　（填序号，下同）；利用了金刚石硬度大的是 　①③　．
（2）炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，因为活性炭有疏松多孔的结构，具有 　吸附　能力，所以，炭雕即可以净化室内空气．
（3）二氧化碳是可以利用的重要资源．如在一定条件下可以制造金刚石，请将此反应的化学方程式补充完整：3CO2+4NaC（金刚石）+2X，X的化学式为 　Na2CO3　，反应中涉及到的物质属于单质的为 　Na、C　（填化学式），标出X中碳元素的化合价 　+4　．
【分析】（1）根据石墨具有优良的导电性、金刚石是天然存在的最硬的物质，进行分析解答．
（2）活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素．
（3）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，据此由反应的化学方程式推断生成物X的化学式；由同种元素组成的纯净物是单质．
【解答】解：（1）石墨具有优良的导电性，可用作电极；金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于制作玻璃刀、钻探机的钻头．
（2）炭雕是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，是因为活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，净化室内空气．
（3）根据反应的化学方程式3CO2+4NaC（金刚石）+2X，反应物中碳、氧、钠原子个数分别为3、6、4，反应后的生成物中碳、氧、钠原子个数分别为1、0、0，根据反应前后原子种类、数目不变，则2X中含有4个钠原子、2个碳原子和6个氧原子，则每个X分子由2个钠原子、1个碳原子和3个氧原子构成，则物质X的化学式为Na2CO3．反应中涉及到的物质中碳是由一种元素组成的纯净物，属于单质，其化学式为：C．在碳酸钠中，钠元素显+1价，氧元素显﹣2价，设其中碳元素的化合价为x，则（+1）×2+x+（﹣2）×3＝0，x＝+4；
故答案为：（1）④；①③；（2）吸附；（3）Na2CO3；Na、C；+4．
18．碳以及碳的化合物在生活中应用广泛．
（1）碳的单质
物质的性质决定用途，用途推导性质是化学学科重要的思维方法，请在表中写出金刚石及石墨相对应的性质和用途．
性质 用途
金刚石 用于切割玻璃、制勘探钻头等
石墨 具有良好的导电性
（2）碳的化合物
①一氧化碳俗称“煤气”，它在一定条件下可以转化为二氧化碳，请写出一个不属于化合反应的转化方法（用化学方程式表示）　CO+CuOCu+CO2（合理均可）　．
②“碳酸饮料”中含有碳酸，碳酸的化学式为　H2CO3　，它具有酸的通性，如它可以使紫色石蕊变色．
③对下列各组物的叙述中，你认为正确的是　ACD　．
A．冰和干冰﹣﹣物质分类相同，构成物质的分子不同
B．纯碱和烧碱﹣﹣物质分类相同，溶于水时形成的阴离子不同
C．金刚石和石墨﹣﹣组成元素相同，原子排列方式不同
D．CO和CO2﹣﹣组成元素相同，分子结构不同
（3）含碳燃料
天然气的主要成分是甲烷．一定条件下，4.8g甲烷与16.0g O2恰好完全反应，生成10.8g H2O、4.4g CO2和物质X．则X的质量为　5.6　g；该反应方程式中O2与X化学计量数之比为　5：2　．
【分析】（1）物质的性质决定用途，用途反映了物质的性质，结合题意分析解答；
（2）①据一氧化碳的化学性质分析解答；
②据碳酸的化学式解答；
③据物质的分类、组成和结构解答；
（3）首先根据质量守恒定律求出X的质量，然后根据相对分子质量与化学计量数之积的比等于物质的质量比求出化学计量数．
【解答】解：（1）金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做用于切割玻璃、制勘探钻头；石墨具有优良的导电性，可用做电极；
（2）①一氧化碳具有可燃性和还原性，可在氧气中燃烧生成二氧化碳，属于化合反应，不符合题意；一氧化碳还可与金属氧化物反应生成金属和二氧化碳，如：CO+CuOCu+CO2，该反应不是化合反应，符合题意；
②碳酸的化学式是：H2CO3；
③A．冰是固态的水，属于氧化物，由水分子构成，干冰是固态的二氧化碳，由二氧化碳分子构成，也是氧化物，故物质分类相同，构成物质的分子不同，正确；
B．纯碱是碳酸钠，由金属离子和酸根离子构成，溶于水后形成钠离子和碳酸根离子，属于盐；烧碱是氢氧化钠，属于碱，溶于水后形成钠离子和氢氧根离子，故物质分类不同，溶于水时形成的阴离子也不同，故错误；
C．金刚石和石墨均由碳元素组成，但其原子排列方式不同，导致其物理性质不同，正确；
D．CO和CO2﹣﹣由其化学式可知：二者组成元素相同，均由碳元素和氧元素组成，但分子结构不同，每个一氧化碳分子由一个碳原子和一个氧原子构成，每个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成，说法正确；
故选ACD；
（3）根据质量守恒定律可知，4.8g+16.0g＝4.4g+10.8g+x，故x＝5.6g；甲烷不完全燃烧时会产生一氧化碳，所以X是CO，将甲烷燃烧方程式配平得：3CH4+5O2CO2+6H2O+2CO，反应方程式中O2与CO化学计量数之比为：5：2；
故答案为：（1）硬度大；作电极；
（2）①CO+CuOCu+CO2（合理均可）；②H2CO3；③ACD；
（3）5.6 5：2．
19．今年杭宁高铁湖州段正在建设中，工程技术人员点燃铝热剂（铝粉和氧化铁粉末的混合 物），利用铝热剂燃烧释放大量的热来焊接铁轨．
（1）高温可以使铁轨接口处的铁　熔化　_（选填“熔化”或“汽化’’），冷却后达到焊接的目的．
（2）点燃铝热剂反应的化学方程式为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，某同学回忆起氢气与氧化铜反应时，氢气是还原剂，他推理得出上述反应中还原剂是　Al　（选填“Al或“Fe2O3”）；Fe2O3中铁元素的化合价为　+3　价．
【分析】（1）根据铁的熔点分析；
（2）根据氢气与氧化铜反应时，氢气是还原剂，分析氧化剂的特点，找出该反应中还原剂．
【解答】解：（1）铁的熔点较高，高温可以使铁轨接口处的铁熔化熔合在一起，冷却后达到焊接的目的；
（2）根据氢气与氧化铜反应时，氢气是还原剂可知，在氧化还原反应中，得到氧的物质是还原剂，在该反应中得到氧的物质是铝，还原剂是铝，Fe2O3中铁元素的化合价为+3价．
故答为：（1）熔化； （2）A1，+3．
20．如图是木炭粉和氧化铜在一定条件下进行反应的实验装置。
（1）酒精灯上网罩的作用是　聚热提高温度　
（2）木炭与氧化铜高温时反应的化学方程式为　C+2CuO2Cu+CO2↑　
（3）上述反应，说明木炭具有　还原　（填“氧化”或“还原”）性。
（4）反应的实验现象是　试管内的黑色固体变成红色　，　澄清的石灰水变浑浊　。
【分析】根据已有碳和氧化铜反应的现象以及注意事项进行分析解答即可。
【解答】解：（1）碳和氧化铜在高温的条件下反应，网罩能起到聚热提高温度的作用，故填：聚热提高温度；
（2）碳和氧化铜高温反应生成铜和二氧化碳，故填：C+2CuO2Cu+CO2↑；
（3该反应说明木炭具有还原性，故填：还原；
（4）该反应中生成铜和二氧化碳，故会观察到试管内的黑色固体变成红色，澄清的石灰水变浑浊，故填：试管内的黑色固体变成红色；澄清的石灰水变浑浊。
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