6.1金刚石、石墨和C60——2021-2022学年人教版九年级上册（word版 含解析）

6.1金刚石、石墨和C60
一、单项选择题（共11小题；共22分）
1. 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. 石墨烯的化学式为 B. 石墨烯的硬度小于金刚石
C. 石墨烯属于化合物 D. 石墨烯中碳元素的化合价为
2. “扬州八怪”之一，清代著名画家郑板桥所绘的字画至今仍不褪色，这是因为墨汁中的碳
A. 具有可燃性 B. 在常温下性质稳定
C. 具有氧化性 D. 具有还原性
3. 下列叙述中错误的是
A. 碳燃烧后，不一定生成
B. 碳元素形成的单质不一定是黑色的
C. 通过灼热的 ，发生的反应是化合反应
D. 金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，它们之间相互转化属于物理变化
4. 碳家族中， 的分子结构形似足球（如下图所示）。关于 的说法中，错误的是
A. 它是一种单质
B. 每个 分子由 个碳原子构成
C. 它与金刚石是同一种物质
D. 它完全燃烧后的产物是
5. 下列说法不正确的是
A. 利用木炭的还原性由 冶炼铜
B. 天然金刚石是最硬的非金属单质，可制成钻石
C. 利用活性炭的稳定性来吸附冰箱中的异味
D. 利用石墨的导电性制造石墨电极
6. 下列说法不正确的是
A. 石墨金刚石，这是一个化学变化
B. 金刚石、石墨由于碳原子的排列方式不同，所以化学性质不同
C. 金刚石、石墨均用化学符号“”表示
D. 化学式为 的物质，也是一种单质
7. “碳海绵”是已知最轻的固体材料，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），具有疏松多孔结构。下列关于“碳海绵”性质的推测一定有错误的是
A. 碳海绵有吸附作用 B. 碳海绵是灰黑色固体
C. 碳海绵易溶解于水 D. 碳海绵燃烧会产生二氧化碳
8. 下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法错误的是
A. 璀璨夺目的天然钻石是由碳元素组成的
B. 长期未用而难开启的铁锁，可在锁孔中加入少量铅笔芯粉用作润滑剂
C. 铅笔芯主要用铅和少量炭粉制成
D. 活性炭可用作防毒面具的滤毒剂
9. 碳单质存在形式多种，用途各不相同，下列图中体现活性炭用途的是
A. B. C. D.
10. 实验测得某物质中只含有碳元素，则这种物质
A. 一定是金刚石或石墨中的一种
B. 一定是无定形碳中的一种
C. 一定是碳元素的一种单质
D. 可能是一种碳单质，也可能是由几种碳单质组成的混合物
11. 如图是金刚石、石墨、 、碳纳米管结构示意图，下列说法错误的是
A. 这四种物质完全燃烧后的产物都是
B. 这四种物质物理性质差异较大的原因是碳原子的排列方式不同
C. 常温下， 和碳纳米管的化学性质很活泼
D. 碳纳米管在室温下能储存和凝聚大量的
二、非选择题（共8小题；共64分）
12. 从①金刚石；②石墨；③活性炭中选择物质并用序号填空。
（1）可作润滑剂的是 ；
（2）可用于切割大理石的是 ；
（3）可吸附除去河水中的异味的是 。
13. 现有 、 组成的黑色混合物，按下图进行实验， 有毒。回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：
， ， ， 。
（2）写出反应②的化学方程式： 。
14. 已知 、 为两种黑色粉末， 为红色单质。 五种物质之间的转化关系如如图所示。
（1） 的化学式为 。
（2）反应①的化学方程式为 。
15. 用木炭还原氧化铜的实验如图
（1）酒精灯加灯罩的目的 。
（2）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是 。
（3）继续加热，观察到试管①中现象 ，②中现象 ，请你写出试管①中的化学方程式： ，在这个反应中 发生还原反应。
（4）停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，这样操作的原因是 。
16. 活性炭的吸附性是它的一种 （填“物理性质”或“化学性质”），具有这种性质的原因是活性炭具有 的结构。
17. 请回答下列问题：
（1）把 色的氧化铜和 色的木炭粉的混合物放入试管里共热，看到的现象是 ，反应的化学方程式是 。这个反应说明碳有 性。
（2）碱式碳酸铜受热后会发生分解：。如果将这种碱式碳酸铜放入木炭火中灼烧，还会逐渐出现一种亮红色的金属，这是因为 （用化学方程式表示）。
18. 根据客观事实（反应的需要）在“—”上标明反应的条件及部分反应中生成物的状态。
（1）
（2）
（3）
（4）
（5） （高温锻烧石灰石）
（6）
19. 某些金属在我们的生活和生产中发挥着十分重要的作用。
（1）适应火车提速，沪宁线上原有的短轨已全部连接为超长轨，工程技术人员常用在高温条件下使用铝热剂（铝粉和氧化铁粉末的混合物，两者反应能释放大量的热量）反应的方法来生成熔融状态的铁和另一种物质，从而焊接钢轨间的缝隙。写出有关的化学方程式 。
（2）地壳中含量最多的金属元素形成的单质可以溶解在氢氧化钠等强碱溶液中，其主要原理是该金属单质与氢氧化钠溶液中的 及水发生反应，生成偏铝酸钠（）和氢气，该反应的化学方程式为 。
三、计算题（共1小题；共13分）
20. 近年来，永定区大力发展光电电子等新型工业，有效推动区域经济发展的转型升级，硅是光电电子的关键材料，工业上可用碳在高温下还原石英砂（主要成分是 ）获得，反应原理是 。现需生产 吨纯度为 的粗硅，需要 的质量是多少
答案
第一部分
1. A
【解析】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，为单质，其化合价为 ，故A正确，C、D错误；“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认是目前世界上最薄、最坚硬的材料，所以石墨烯的硬度大于金刚石，故B错误。
2. B
【解析】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。
3. D
4. C
【解析】 和金刚石都是由碳原子构成的单质，但不是同一种物质。
5. C
【解析】木炭具有还原性，可利用木炭还原氧化铜而得到单质铜，A正确；金刚石是天然物质中最硬的非金属单质，可以制成钻石，作为装饰品耐磨且恒久，B正确；利用活性炭吸附冰箱中的异味，是由于活性炭具有吸附性，C不正确；石墨具有很好的导电性，可用来制造石墨电极，D正确。
6. B
7. C
【解析】A、“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，所以具有很强的吸附性，故A说法正确；
B、石墨是灰黑色固体，“碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管，故B说法正确；
C、碳单质难溶于水，碳海绵难溶于水，故C说法不正确；
D、碳完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，故D说法正确。
8. C
9. D
【解析】 利用了石墨质软、润滑和深灰色的特点； 利用了石墨的导电性； 利用了金刚石硬度大的特点； 利用了活性炭的吸附性，将水中的异味、色素等除去。
10. D
11. C
【解析】题示四种物质都是碳的单质，由于碳原子的排列方式不同，其物理性质差别很大，但由于都是由碳元素组成的，故其化学性质相似，常温下化学性质都很稳定。
第二部分
12. （1） ②
【解析】石墨质软，具有润滑性，可作润滑剂；
（2） ①
【解析】金刚石硬度很大，常用于切割大理石；
（3） ③
【解析】活性炭具有吸附作用，能吸附有毒气体和异味，可吸附除去河水中的异味。
13. （1） ；；；
（2）
14. （1）
【解析】高温会生成的红色的物质， 就只能是铜，我们所学过的，能使澄清石灰水变浑浊的就是二氧化碳，可以推断出 、 就是碳和氧化铜，故答案为：。
（2）
【解析】氧化铜和碳在高温的条件下生成红色的铜和二氧化碳，故答案为： 。
15. （1） 集中火焰，提高温度
【解析】木炭做还原剂需要高温，酒精灯加灯罩的目的是提高火焰的温度。
（2） 刚排出来的是空气
【解析】刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是试管内的空气受热膨胀，出来的是空气。
（3） 黑色粉末变红；澄清的石灰水变浑浊； ；
【解析】加热过程中，观察到试管①中现象是黑色变红色；②中现象是澄清的石灰水变浑浊；说明了碳与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，木炭具有还原性，氧化铜被还原；澄清的石灰水变浑浊是因为生成了碳酸钙白色沉淀的缘故。
（4） 防止石灰水倒吸入热的试管引起试管炸裂
【解析】停止加热时，应先将导管从试管②中撤出，这样操作的原因是防止水倒流而炸裂试管。
16. 物理性质；疏松多孔
17. （1） 黑；黑；黑色固体变成红色；；还原
（2）
18. （1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
19. （1）
【解析】根据题意，点燃铝热剂（铝粉和氧化铁粉末的混合物），能释放大量的热量，生成熔融状态的铁，根据质量守恒定律同时生成氧化铝，反应的化学方程式为：。
（2）
【解析】铝能与氢氧化钠和水发生反应，生成偏铝酸钠和氢气。
第三部分
20.
【解析】设需 的质量为
需要 的质量是 。
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