6.1金刚石、石墨和C60 同步练习--2021-2022学年九年级化学人教版上册（含解析）

课题1 金刚石、石墨和C60
一、单选题
1．下列有关物质性质与对应用途的说法，错误的是（ ）
A．石墨有导电性，可用来作电极 B．氮气的化学性质不活泼，可用来作保护气
C．氧气具有可燃性，可用来炼钢 D．金刚石有特殊的光学性质，可用来制钻石
2．为了证明木炭、石墨、金刚石都是由碳元素组成的，你会选用下列哪种方法（ ）
A．观察颜色 B．测定密度
C．测导电性 D．在氧气中燃烧都只生成一种气体——二氧化碳
3．古人对“洧水（石油）”的使用有“洧水可燃”、“扫其烟为墨，墨光如漆，松墨不及也”的描述，“烟”最有可能是（ ）
A．金刚石 B．焦炭 C．炭黑 D．木炭
4．将一种黑色粉末装入试管中加强热后，有红色物质生成，同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则此黑色粉末是（ ）
A．氧化铜 B．木炭粉和二氧化碳 C．木炭粉 D．氧化铜和木炭粉
5．我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质（ ）
A．化学性质稳定 B．具有氧化性
C．具有还原性 D．具有可燃性
6．下面关于用木炭还原氧化铜的实验现象的说法中，符合实验事实的是（ ）
A．黑色粉末无变化，澄清石灰水变浑浊 B．黑色粉逐渐变红色，石灰水无变化
C．黑色粉逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊 D．黑色粉末和澄清石灰水都变红色
7．下列物质中，碳元素的化合价最低的是（ ）
A．金刚石 B．二氧化碳 C．一氧化碳 D．甲烷(CH4)
8．近年来，科学家研制出一种新分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式是C60，下列说法正确的是（ ）
A．它是一种新型的化合物 B．它与金刚石.石墨都是碳的单质
C．该物质是由金刚石和石墨构成的 D．该物质的相对分子质量为60
9．金刚石.石墨的物理性质有很大差异的原因是（ ）
A．金刚石是单质，石墨是化合物 B．金刚石和石墨碳原子排列不同
C．金刚石和石墨是由不同种元素组成的 D．金刚石不含杂质，石墨含杂
10．消防员若需要进入到有毒气的现场时，必须戴上防毒面具。你建议他们最好用以下哪种材料做滤毒罐（ ）
A．棉花 B．活性炭 C．布条 D．碎纸
11．在城巿建设过程中，经常用到玻璃材料。切割玻璃的玻璃刀头上镶的物质是（ ）
A．石墨 B．硬玻璃 C．不锈钢 D．金刚石
12．图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是（ ）
A．网罩的作用：集中火焰并提高温度
B．理论上试管a中减少的质量等于试管b增加的质量
C．a中黑色粉末变红说明碳具有还原性
D．反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象
13．碳原子是神奇的，既可构成世界上最软的矿物质石墨，也能构成自然界中最坚硬的物质金刚石。2017年合成出由碳原子构成的另外一种新物质T—碳。T—碳是一种蓬松的碳材料，内部有很大的可利用空间，密度非常小(约为石墨的2/3，金刚石的1/2)，具有很高的硬度。下列关于T—碳的说法中，不正确的是（ ）
A．T—碳内部的可利用空间为其作为储能材料提供可能
B．相同体积的T-碳、石墨、金刚石，质量最轻的是石墨
C．T—碳、石墨、金刚石在氧气中充分燃烧均生成二氧化碳
D．T—碳、石墨、金刚石都属于碳单质
14．2019 年 12 月 17 日，我国第一艘自主建造的国产航空母舰“山东舰”在海南三亚某军港交付海军。航母上有一块涂有耐高温、耐磨的碳化硅（SiC）涂层的“超级甲板”，它是战机起飞的“坚强后盾”， 碳化硅的结构类似于金刚石的结构。下列说法正确的是（ ）
A．金刚石和硅都是由分子构成的 B．碳化硅中硅元素为金属元素
C．碳化硅比钢铁甲板坚硬 D．碳化硅中硅、碳两种元素的质量比为 1﹕1
15．单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料。下列关于石墨烯的叙述中正确的是（ ）
A．石墨烯的硬度小于金刚石 B．石墨烯完全燃烧的生成物为CO2
C．石墨烯属于化合物 D．石墨烯和C60是同一种物质
二、填空题
16．金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，那么石墨在一定的条件下转变成金刚石的过程中，发生的变化属于_______ (“物理变化”或“化学变化”)。
17．用符合要求物质的序号填空：
①氮气；②空气；③氧气；④金刚石；⑤石墨。
（1）可用于抢救危重病人的是___________；
（2）可用于刻划玻璃的是___________；
（3）可用作电极的是___________；
（4）可用于灯泡填充气的是___________。
18．完成下列反应的化学表达式
（1）木炭充分燃烧：_____________；
（2）木炭不充分燃烧：_________________；
（3）木炭粉和氧化铜在高温的条件下反应：____________；
（4）用焦炭和氧化铁反应来炼铁：________________。
三、实验题
19．冰箱除味剂是利用活性炭制成的。某化学兴趣小组用冰箱除味剂进行了相关探究。
探究一：除味剂的还原性
（1）除味剂与氧化铜粉末反应。实验前，小组同学将除味剂研磨成粉末的目的是_________。
（2）稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率。小组同学将下图的乙装置替代甲装置，将试管直立起来，并在酒精灯上加上网罩。实验时，将反应混合物夯实于试管底部，调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部，其目的是提高加热温度，同学们展开充分的讨论，认为提高加热温度的方法还有_________。（答一种即可）
（3）他们在检验了乙装置的气密性后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，______（填“能”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应，其原因是________。有同学认为此反应的生成物中一定有一氧化碳。生成一氧化碳的途径有可能_________。
A．碳和氧化铜反应不彻底生成
B生成的二氧化碳和碳反应生成
C．试管里空气中本身含有一氧化碳
（4）待反应结束，先将导管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，熄灭酒精灯，自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是____________________。
探究二：除味剂的吸附效果
小组同学认为除味剂的质量会影响吸附效果，设计了如下的实验，相关数据如下表。
实验编号 10%红墨水溶液 同一规格除味剂 溶液褪色的时间
① 10ml 5g 10min
② 10ml 10g 5min
③ 10ml 12g 4min
④ 10ml 15g 4min
（5）上述实验的结论是_______________。
（6）还有哪些因素可能会影响吸附效果？请说出你的猜想，并设计实验验证。
___________________________。
四、推断题
20．A~H这八种物质都是已学化学内容中涉及到的物质，转化关系如下图所示，其中A、C均为液态，且其组成元素相同，B、E是黑色固体，G的相对分子质量为80。
回答下列问题：
（1）请写出下列物质的化学式：C_____，G_____。
（2）在反应①中B物质的作用是________；
（3）写出反应①、②的化学方程式：
①_________。
②__________。
（4）写出反应③的实验现象：_________。
参考答案
1．C
【详解】
A、石墨具有导电性，利用该性质可制作电极，此选项表述正确；
B、氮气的化学性质不活泼，可用食品防腐及焊接金属等时的保护气，此选项表述正确；
C、氧气具有助燃性，可用于炼钢，此选项表述不正确；
D、利用金刚石特殊的光学性质，将金刚石打磨后可制作璀璨夺目的钻石，此选项表述正确。
故选C。
2．D
【详解】
A、观察颜色不能确定物质的组成，故A不正确；
B、密度表示单位体积的物体的质量，测定密度不能确定物质的组成，故B不正确；
C、导电性是物体传导电流的能力，测导电性不能确定物质的组成，故C不正确；
D、木炭、石墨、金刚石都能在氧气中燃烧且只生成二氧化碳，二氧化碳中含有碳元素，则在氧气中燃烧都只生成一种气体——二氧化碳说明木炭、石墨、金刚石都是由碳元素组成的，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A、金刚石一般是透明或半透明，不是黑色的，故A不正确；
B、焦炭是在烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成的碳，不是石油燃烧形成的，故B不正确；
C、石油中碳的含量较高，燃烧不充分，生成大量黑烟，是炭黑，故C正确；
D、木炭是木材或木质原料经过不完全燃烧，或者在隔绝空气的条件下热解，所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料，不是石油燃烧形成的，故D不正确。
故选C。
4．D
【详解】
能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，则将一种黑色粉末装入试管中加强热后，有红色物质生成，同时产生二氧化碳 ，此黑色粉末是氧化铜和木炭粉，该两种物质发生反应生成红色的铜和二氧化碳，故选D。
5．A
【详解】
我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质化学性质稳定，即使受阳光照射或与空气、水分接触，也不易起变化，
故选A。
6．C
【详解】
木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳，黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊；
故选C。
7．D
【详解】
A、金刚石是碳元素的单质，其中碳元素化合价为0；
B、二氧化碳中碳元素化合价=0-（-2×2）=+4；
C、一氧化碳中碳元素化合价=0-（-2）=+2；
D、甲烷中碳元素的化合价=0-（1×4）=﹣4。
故选D
8．B
【详解】
A、根据化学式C60可知该物质是单质而不是化合物，故选项错误；
B、C60是只含碳元素的纯净物，是碳的单质，故选项正确；
C、该物质是由C60分子构成的，不是由金刚石和石墨构成的，故选项错误；
D、该物质的相对分子质量＝60×12＝720，故选项错误。
故选B
9．B
【详解】
A、金刚石和石墨是由同种元素组成的不同单质，选项A错误；
B、金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，选项B正确；
C、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单，选项C错误；
D、金刚石和石墨是由同种元素组成的不同单质，都属于纯净物，选项D错误。
故选：B
10．B
【详解】
活性炭具有吸附性，可吸收空气中的异味和毒气，棉花、布条、碎纸均不能起到该作用，故选B。
11．D
【详解】
A、石墨质软，不能镶在玻璃刀头上，故A不正确；
B、硬玻璃硬度较小，不能镶在玻璃刀头上，故B不正确；
C、不锈钢耐腐蚀、耐热等特性，但不镶在玻璃刀头上，故C不正确；
D、金刚石硬度大，能镶在玻璃刀头上，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A、网罩可以使火焰集中，提高温度，正确。
B、理论上a中减少的质量为反应生成的二氧化碳的质量，b中增加的质量为吸收二氧化碳的质量，理论上试管a中减少的质量等于试管b增加的质量，正确。
C、a中黑色粉末变红，说明碳能夺走氧化铜中的氧，说明碳具有还原性，正确。
D、反应结束后立即把a中的物质铜倒出来，铜可能在较高温度下与空气中的氧气发生反应生成氧化铜，所以不能反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象，错误。
故选D。
13．B
【详解】
A、T—碳是一种蓬松的碳材料，内部有很大的可利用空间，可能会将T—碳作为储能材料，故选项正确；
B、密度非常小(约为石墨的2/3，金刚石的1/2)，所以相同体积的T-碳、石墨、金刚石，质量最轻的是石墨T-碳，故选项错误；
C、T—碳、石墨、金刚石均是由碳原子构成，所以充分燃烧后均会生成二氧化碳，故选项正确；
D、T—碳、石墨、金刚石都是由碳原子构成的纯净物，所以均是碳单质，故选项正确。
故选B
14．C
【详解】
A、金刚石是由原子直接构成的，A错误；
B、硅是非金属元素，B错误；
C、因为碳化硅的结构类似于金刚石结构，故碳化硅比钢铁甲板坚硬，C正确；
D、碳化硅中硅、碳元素的质量比为：28:12=7:3，D错误；
故选C。
15．B
【详解】
A、由题意可知，“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬的材料。所以，石墨烯的硬度大于金刚石，故错误；
B、石墨烯是由碳元素组成的物质，石墨烯在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，故正确；
C、由题意可知，单层石墨称为石墨烯，石墨烯属于单质，故错误；
D、由题意可知，单层石墨称为石墨烯，所以，石墨烯的化学式为C，与C60不是同一种物质，故错误。
故选B。
16．化学变化
【详解】
石墨在一定的条件下转变成金刚石，金刚石和石墨不是同一物质，即是有新物质生成，所以该过程为化学变化。
17．
（1）③
（2）④
（3）⑤
（4）①
【分析】
（1）
氧气可以供给呼吸，所以可用于抢救危重病人的是氧气，故填：③
（2）
金刚石硬度大，可用于刻划玻璃的，故填：④
（3）
石墨具有导电性，可用作电极，故填：⑤
（4）
氮气化学性质稳定，可用于灯泡填充气，故填：①
18．
（1）
（2）
（3）
（4）
【分析】
（1）
木炭充分燃烧生成二氧化碳，化学表达式为
（2）
木炭不充分燃烧生成一氧化碳，化学表达式为
（3）
木炭粉和氧化铜在高温的条件下反应生成二氧化碳和铜，化学表达式为
（4）
用焦炭和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学表达式为
19．
（1）增大接触面积，加快反应速度
（2）酒精灯换成酒精喷灯
（3） 不能 碳和试管上方空气中的氧气和碳反应生成二氧化碳 AB
（4）水倒吸入试管，试管炸裂
（5）除味剂质量越多，吸附褪色的时间越短
（6）温度可能影响吸附效果；实验方案：分别取10mL10℃、20℃、30℃、40℃同浓度的红墨水，加入同等规格相等质量的除味剂，褪色时间依次减少，说明温度越高，吸附效果越好
【解析】
（1）
将除味剂研磨成粉末的目的是增大反应物的接触面积，加快反应速率，故填：增大反应物的接触面积，加快反应速率。
（2）
提高加热温度的方法还有改用酒精喷灯，故填：酒精灯换成酒精喷灯。
（3）
当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应，其原因：碳和试管上方空气中的氧气和碳反应生成二氧化碳；A 碳和氧化铜反应不彻底生成一氧化碳；B 生成的二氧化碳和碳反应生成一氧化碳；C 试管里空气中本身不含有一氧化碳。故选AB，故填：碳和试管上方空气中的氧气和碳反应生成二氧化碳；AB。
（4）
若不关闭止水夹，气体冷却气压降低，水倒吸入试管，可能出现的问题是试管炸裂，故填：水倒吸入试管，试管炸裂。
（5）
上述实验中，当除味剂由5g增大至12g时，溶液褪色时间不再变化，结论是在一定范围内，除味剂越多，吸附褪色的时间越短，故填：除味剂质量越多，吸附褪色的时间越短。
（6）
温度可能影响吸附效果；实验方案：分别取10mL10℃、20℃、30℃、40℃同浓度的红墨水，加入同等规格相等质量的除味剂，褪色时间依次减少，说明温度越高，吸附效果越好，故填：温度可能影响吸附效果；实验方案：分别取10mL10℃、20℃、30℃、40℃同浓度的红墨水，加入同等规格相等质量的除味剂，褪色时间依次减少，说明温度越高，吸附效果越好。
20．H2O CuO 催化作用 2H2O22H2O+O2↑ C+O2CO2 黑色固体变红，生成的气体可以使澄清石灰水变浑浊
【分析】
根据反应的关系图可知，A与B转化为B、C、D，A、C均为液态，且其组成元素相同，B是黑色固体在化学反应中不变，过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，A为过氧化氢，B为二氧化锰，C为水，D为氧气；E是黑色固体，D与E生成能使澄清石灰水变浑浊的物质，碳为黑色固体，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以E为碳，F为二氧化碳；E（碳）与G反应生成F（二氧化碳）和H，G的相对分子质量为80，氧化铜的相对分子质量为80，碳与氧化铜在高温条件下生成二氧化碳和铜，所以G为氧化铜，H为铜。代入关系图，推理正确。
【详解】
根据以上分析可知：
（1）C为水，其化学式为：H2O，物质G为氧化铜，其化学式为：CuO；
（2）B为二氧化锰，在反应①中B物质的作用是催化作用；
（3）反应①为过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑，反应②为碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为：C+O2CO2；
（4）反应③为碳与氧化铜在高温条件下生成二氧化碳和铜，其实验现象为：黑色固体变红，生成的气体可以使澄清石灰水变浑浊。