5.2组成燃料的重要元素——碳同步练习—2021_2022学年九年级化学科粤版（2012）上册（word版含解析）

5.2组成燃料的重要元素——碳
一、选择题（共16题）
1．下列变化属于化学变化的是
A．冰融化成水
B．防毒面具中充填活性炭以吸附毒气
C．一定条件下将石墨制成金刚石
D．工业上通过分离液态空气制氧气
2．纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料，其中纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1纳米=10-9米）的空心管，则下列说法中错误的是（　　）
A．纳米碳管是一种新型的化合物 B．纳米碳管如果完全燃烧后生成二氧化碳
C．纳米碳管在常温下化学性质稳定 D．纳米碳管属于纯净物
3．与金刚石互为同素异形体的是（ ）
A．木炭 B．炭黑 C．活性炭 D．石墨
4．世界上最轻的材料——碳海绵，其密度只有空气的1/7。它的主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质）。下列关于碳海绵的说法中不正确的是
A．常温下化学性质活泼 B．具有吸附性
C．在一定条件下可还原氧化铜 D．在氧气中完全燃烧的产物是CO2
5．下列物质的用途主要由物理性质决定的是
A．木炭用作燃料 B．镁粉用于制作照明弹
C．活性炭用作吸附剂 D．液氧用作火箭助燃剂
6．下列事实与相应的解释不一致的是
选项 事实 解释
A 50mL水和50mL酒精混合后的体积小于100mL 分子间有间隔
B 氧气和臭氧(O3)性质不完全相同 构成物质的分子不同
C 稀有气体的化学性质稳定 原子的最外层电子达到稳定结构
D 铁块在空气中不燃烧，纳米铁在空气中可以燃烧 物质的种类决定反应能否进行
A．A B．B C．C D．D
7．2013年1月，中科院重庆研究院成功研发出大面积单层石墨烯薄膜。石墨烯是首个发现的二维空间材料，可从石墨材料中剥离制备得到。金刚石、石墨、和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于三种碳单质的叙述错误的是（　　）
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．它们的碳原子排列方式不相同
D．将石墨剥离制成石墨烯，则发生了物理变化
8．从石墨中剥离出来的石墨烯是由碳原子构成的晶体，只有一层碳原子厚度，是目前发现的最薄新型纳米材料，强度大、导电性能好。科学家预言石墨烯将“彻底改变 21 世纪”。关于石墨和石墨烯，下列说法正确的是
A．石墨烯是一种化合物
B．石墨烯中碳元素的化合价为+4 价
C．构成两种物质的碳原子的结构不同
D．两种物质都能与氧气反应
9．古代一些书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为
A．纸的质量好 B．碳的化学性质在常温下比较稳定
C．碳在高温下化学性质活泼 D．碳在任何条件下都不与其他物质反应
10．善于用化学的眼光看世界。你认为下列变化事实和相应的解释不一致的是（　　）
事实 解释
A 水和酒精混合后的体积小于 分子之间有间隔
B 敞口放置一段时间的浓氨水质量变小 分子是在不断地运动的
C 金刚石坚硬而石墨质地很软 原子的排列方式不同
D 温度计中的水银（汞）热胀冷缩 原子本身的大小发生了改变
A．A B．B C．C D．D
11．下列有关物质用途的描述中，不正确的是
A．金刚石可用来切割玻璃
B．铅是制作铅笔芯的材料
C．稀有气体可用 于制成电 光源
D．CO2灭火器可用于扑灭图书、档案等物的失火
12．在实验探究过程中和现实生活中，一定要注意安全。下列做法中正确的是（　　）
A．夜间发现家中液化石油气泄露，立即开灯查明泄露原因
B．带上手电筒就放心进入久未开启的菜窖或深井
C．室内起火时打开所有门窗
D．酒在桌面上的酒精燃烧起来，立即用湿抹布或沙子扑灭
13．化学是在原子、分子的水平上对物质进行研究的基础自然学科。请运用微粒的性质判断，以下事实的解释错误的是（ ）
A．新装修的房间中有异味—分子是不断运动的
B．水银温度计里的水银热胀冷缩—分子大小随温度改变
C．25m3石油气可加压装入 0.024m3的钢瓶中—分子间有间隔
D．氢气和液氢都能做燃料—同种分子，化学性质相同
14．下列有关说法不正确的是
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．活性炭疏松多孔，具有较强的吸附性，可用作净水剂
D．清明上河图至今图案清晰可见，是因为常温下碳单质的化学性质稳定
15．学习化学，提高学科核心素养，学会从化学的角度分析问题。下列说法正确的是
A．随着铁制品的不断锈蚀，自然界中铁元素的含量不断减少
B．组成元素相同的物质，化学性质一定相同
C．木炭具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性
D．分子是由原子构成的，分子一定比原子大
16．下列关于物质成分、检验、鉴别的说法正确的是
A．铅笔芯的主要成分是铅
B．可用观察颜色的方法区分CO2和O2
C．检验CO2可将气体通入NaOH溶液
D．鉴别CO2和CO可将气体分别通入灼热的CuO
二、综合题（共6题）
17．碳与碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途。
（1）图1是碳原子结构示意图，碳原子的最外层电子数为_______
（2）图2. 3. 4对应三种碳单质，图2单质的名称是______它们的化学性质相似，但物理性质相差很大，其原因是______；
（3）普通千电池采用石墨作为电极材料，是利用石墨优良的_______.性;
（4）在冰箱、汽车内放入活性炭可以除去异味，这是利用活性炭的_________性:
（5）古代用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是_________
（6）如图5是木炭还原氧化铜的实验:
①木炭与氧化铜反应现象是________、_______。
②木炭呈块状，实验时要先将木炭研细，再与CuO粉末混合均匀后使用。这样处理的目的是_________
③酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是___________。
④涉及到的化学方程式是__________、_________。
18．碳及其化合物与人类关系密切。
（1）天然气主要成分甲烷是碳的化合物，该物质在空气中充分燃烧的化学方程式________。
（2）一氧化碳应用广泛，使用时要特别小心，防止______。除了下图所示的应用外，再举出利用一氧化碳其他性质的一种主要用途：________（举一例）。图中铁丝网罩的作用是______，实验完毕先熄灭酒精灯，再移出导气管的后果是________。
（3）根据化学方程式计算，3g碳还原氧化铜，理论上可以生成多少克铜？
19．Cu可以形成化合价为+2和+1的化合物，其中+1价的化合物称为亚铜化合物。
(1)化学式：氧化亚铜______，氢氧化铜___________。
(2)氧化亚铜是一种暗红色粉末，加热时，氧化亚铜能与氧气发生化合反应，反应的化学方程式是______________；利用这一性质可检验氮气中是否含有氧气(装置如图所示)，判断氮气中含有氧气的现象是______________。
(3)高温时，氧化铜可被木炭还原为铜。用足量的木炭粉与24g氧化铜粉末混合均匀，充分加热可得到_________g的单质铜。
20．请回答跟水有关的问题。
（1）为了判断水样是硬水或软水，常加入_________进行检验：
（2）日常生活中要降低自来水的硬度，同时对其进行杀菌消毒，多采用________的方法。
（3）水净化的过程的中，常加入__________吸附水中色素和异味。
（4）在电解水的过程中，产生1g氢气的同时，能产生氧气的质量是__________。
21．碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是中学化学研究的重要内容．
（1）碳元素的化学性质与其原子的 ________ 关系密切．
（2）如图1为元素周期表中的一格，下列说法正确的是 ________ （填标号）．
A 碳元素属于非金属元素
B 碳原子核内质子数为6
C 碳元素的原子结构示意图为
D碳的相对原子质量为12.01g
（3）甲、乙、丙都是常见含有碳元素的物质，它们之间有如图所示的转化关系（部分物质和反应条件已略去），其中甲和丙都可以作燃料，乙和丙中所含的元素种类相同，乙能引起“温室效应”，则乙的化学式为 ________ ，甲转化为丙的途径有多种，写出通过化合反应的方式，甲转化为丙的化学方程式为 ________ ，从微观的角度解释乙、丙性质有差异的原因是 ________ ．
（4）实验室用图3装置来制取二氧化碳，检查该装置的气密性的方法是：将该装置中导气管中的橡胶管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到 ________ 现象，即可证明装置不漏气，实验室确定气体发生装置时应考虑的因素是 ________ ．
（5）称取12.5g石灰石（主要成份CaCO3，杂质不参加反应）放入烧杯中，向其中加入足量的稀盐酸，完全反应结束后放出4.4g气体，试计算石灰石中杂质的质量分数 ______ 。
22．2018年4月美国对中国企业中兴通讯禁售手机芯片等，芯片的制造引起了热议，而制造芯片的主要原材料是高纯硅。高纯硅制备方法之一的工业流程如下：
资料：SiHCl3能与H2O剧烈反应；在空气中易自燃；粗SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点﹣84.7℃）
（1）流程①中利用了焦炭的 _____ 性。流程③中的精馏温度应不超过 _____ 。
（2）流程④制备高纯硅的装置如图（热源及夹持装置略去）：
①流程④的化学反应为置换反应，写出其化学方程式： _____ 。
②装置B中的试剂是 _____ ；装置C中的烧瓶需要加热，其目的是 _____ 。
③反应一段时间后，装置D中观察到的现象是 _____ 。
④为保证制备高纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及 _____ 。
（3）该流程中能够循环利用的物质是 _____ 。
参考答案
1．C
【详解】
A.冰融化成水，只是水的状态由固态变为液体，没有生成其他物质，属于物理变化；
B.活性炭具有吸附性，防毒面具中充填活性炭以吸附毒气的过程中没有其他物质生成，属于物理变化；
C.一定条件下将石墨制成金刚石，在转化的过程中有其他物质生成，属于化学变化；
D.工业上通过分离液态空气制氧气是利用氮气和氧气的沸点不同，没有其他物质生成，属于物理变化；
故选C。
2．A
【详解】
A、纳米碳管是一种由碳原子构成的，所以属于单质不是化合物，故选项错误，但符合题意；
B、纳米碳管是由碳元素组成，碳完全燃烧后生成二氧化碳，故选项正确，但不符合题意；
C、纳米碳管是由碳元素组成，碳的化学性质很稳定，所以纳米碳管在常温下化学性质稳定，故选项正确，但不符合题意；
D、纳米碳管是一种由碳原子构成的，所以属于单质，属于纯净物，故选项正确，但不符合题意。
故选：A。
3．D
【详解】
A、木炭的主要成分是碳，含有杂质，属于混合物，不是单质，与金刚石不是同素异形体，不符合题意；
B、炭黑的主要成分是碳，含有杂质，属于混合物，不是单质，与金刚石不是同素异形体，不符合题意；
C、活性炭的主要成分是碳，含有杂质，属于混合物，不是单质，与金刚石不是同素异形体，不符合题意；
D、石墨是由碳元素形成的不同单质，与金刚石互为同素异形体，符合题意。故选D。
4．D
【详解】
试题分析：碳海绵的说法中正确的是：常温下化学性质活泼、具有吸附性、在一定条件下可还原氧化铜。故选D．
5．C
【解析】
试题分析∶A．木炭用作燃料，B．镁粉用于制作照明弹，D．液氧用作火箭助燃剂，均是由其化学性质决定的。
6．D
【详解】
A、50mL水和50mL酒精混合后的体积小于100mL，是部分酒精分子占据了水分子之间的间隔，部分水分子占据了酒精分子之间的间隔，说明分子间有间隔，此选项正确；
B、氧气由氧分子构成，臭氧由臭氧分子构成，氧气和臭氧(O3)性质不完全相同，是因为两种物质的分子构成不同，此选项正确；
C、结构决定性质，稀有气体的化学性质稳定，是因为稀有气体原子的最外层电子达到稳定结构，此选项正确；
D、铁块和纳米铁都属于铁单质，只是形状不同而已，纳米铁在空气中可以燃烧，是因为它和氧气接触面积大的原因，此选项错误。
故选D。
7．A
【详解】
A. 金刚石是无色透明的，错误，符合题意；
B. 金刚石、石墨、和C60都是由碳元素组成，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，不符合题意；
C. 金刚石、石墨、和C60的化学性质相似，物理性质不同，主要是因为碳原子排列方式不相同；
D. 将石墨剥离制成石墨烯，没有新物质生成，并未发生化学变化，发生了物理变化，不符合题意。故选A。
8．D
【详解】
A、石墨烯由碳原子构成的，属于单质，故说法错误；B、石墨烯属于单质，碳元素的化合价为0，故说法错误；C、石墨烯和石墨都是由碳原子构成的，故说法错误；D、碳单质具有可燃性，石墨烯和石墨都能在一定条件下能与氧气反应，故说法正确。故选D。
9．B
【解析】
书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是因为碳的化学性质在常温下比较稳定。故选B。
10．D
【详解】
A、50mL水和50mL 酒精混合后体积小于100mL，是因为分子之间有间隔，一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔，故选项解释正确；
B、敞口放置的浓氨水质量变小是因为分子在不停地运动着，运动到空气中，故选项解释正确；
C、金刚石坚硬而石墨质地很软原子的排列方式不同是因为碳原子的排列方式不同的缘故，故选项解释正确；
D、温度计中水银（汞）热胀冷缩是因为汞原子的间隔发生了改变，原子本身大小不变，故选项解释错误。
故选D。
11．B
【详解】
A、金刚石的硬度大，所以金刚石可用来切割玻璃，不符合题意；
B、石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，所以可用于制铅笔芯，符合题意；
C、由于稀有气体在通电时能发出有色的光，可用于制成电光源，不符合题意；
D、由于二氧化碳不燃烧、不支持燃烧、密度比空气大，所以CO2灭火器可用于扑灭图书、档案等物的失火，不符合题意。故选B。
12．D
【详解】
A．可燃性气体遇明火可发生爆炸，因此夜间发现家中液化石油气泄露，不能立即开灯查明泄露原因，故说法错误；
B．菜窖中会聚集有大量二氧化碳，而手电筒不能检验二氧化碳的含量，容易使人窒息死亡。故说法错误；
C．室内起火时打开所有门窗容易进风造成火势更大，故说法错误；
D．洒在桌面上的酒精燃烧起来，立即用湿抹布扑盖，可以有效的隔绝空气，灭火，操作正确，故说法正确。
故选：D。
13．B
【详解】
A、新装修的房间中有异味，分子是不断运动的结果，此选项正确；
B、水银温度计里的水银热胀冷缩，是分子间隔随温度改变，此选项错误；
C、25m3石油气可加压装入 0.024m3的钢瓶中，是因为分子间有间隔，压强增大，间隔变小，此选项正确；
D、氢气和液氢都能做燃料，因为它们都由同种分子构成，所以化学性质相同，此选项正确。
故选B。
14．B
【详解】
A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃，该说法正确；
B、石墨是由碳元素组成的一种单质，碳元素为非金属元素，石墨属于非金属单质，该说法错误；
C、活性炭疏松多孔，具有较强的吸附性，可吸附水中的色素和异味，可用作净水剂，该说法正确；
D、清明上河图至今图案清晰可见，是因为常温下碳单质的化学性质稳定，该说法正确；
故选B。
15．C
【详解】
A、由质量守恒定律，反应前后铁元素的质量不变，铁制品不断锈蚀，但自然界中铁元素的含量是不变的，说法错误；
B、组成元素相同的物质，化学性质不一定相同，例如氧气和臭氧都是由氧元素组成的，但是化学性质不同，说法错误；
C、木炭具有疏松多孔的结构，因此木炭具有吸附性，说法正确；
D、分子由原子构成，但分子不一定比原子大，分子和原子不能比较大小，但由原子构成的分子，其一个分子的体积比构成它的原子大，说法错误。
故选：C。
16．D
【详解】
A、铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，选项错误；
B、二氧化碳和氧气都是无色气体，不可用观察颜色的方法区分CO2和O2 ，选项错误；
C、将CO2气体通入NaOH溶液，反应无明显现象，不能用于检验二氧化碳，选项错误；
D、鉴别CO2和CO可将气体分别通入灼热的CuO，一氧化碳能和氧化铜反应，生成铜和二氧化碳，观察到固体由黑色变成红色，二氧化碳和氧化铜不反应，选项正确。
故选D。
17．4 金刚石 原子排列方式不同 导电 吸附 碳的化学性质稳定 黑色粉末变红 澄清石灰水变浑浊 增大木炭与氧化铜的接触面积，使反应充分 使火焰集中，提高温度
【详解】
（1）图1是碳原子结构示意图，碳原子的最外层电子数为4；
（2）图2. 3. 4对应三种碳单质，图2单质的名称是金刚石，它们的化学性质相似，但物理性质相差很大，其原因是原子排列方式不同；
（3）普通千电池采用石墨作为电极材料，是利用石墨优良的导电性；
（4）在冰箱、汽车内放入活性炭可以除去异味，这是利用活性炭的吸附性；
（5）古代用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，原因是碳的化学性质稳定；
（6）①木炭与氧化铜反应现象是黑色粉末变红、澄清石灰水变浑浊；
②木炭呈块状，实验时要先将木炭研细，再与CuO粉末混合均匀后使用。这样处理的目的是增大木炭与氧化铜的接触面积，使反应充分；
③酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是使火焰集中，提高温度；
④涉及到的化学方程式是、 。
18．
（1）CH4+2O2CO2+2H2O
（2） 一氧化碳中毒 冶炼金属 提高火焰的温度 水分倒吸进入试管，导致试管骤冷发生炸裂
（3）解：设生成铜的质量为x
=
x=32g
答：3g碳还原氧化铜，理论上可以生成铜的质量为32g。
【分析】
（1）
甲烷与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，故反应的化学方程式写为：CH4+2O2CO2+2H2O。
（2）
一氧化碳具有毒性，使用一氧化碳时，要防止发生一氧化碳中毒，故填一氧化碳中毒；
一氧化碳具有还原性，能够与某些金属氧化物反应生成金属单质。可用来冶炼金属，故填冶炼金属；
在酒精灯火焰处罩上铁丝网，能够使火焰集中，提高火焰的温度，故填提高火焰的温度；
图中实验完毕后，先熄灭酒精灯，再移出导气管的后果是水分倒吸进入试管，导致试管骤冷发生炸裂，故填水分倒吸进入试管，导致试管骤冷发生炸裂。
（3）
见答案
19．Cu2O Cu(OH)2 2Cu2O＋O2 4CuO 暗红色粉末部分(或全部)变黑 19.2g
【解析】
（1）已知铜为+2价，亚铜为+1价，氧为-2价，OH为-1价，根据正价前，负价后，由化合物的书写可知氧化亚铜为：Cu2O，氢氧化铜为：Cu（OH）2；（2）根据题干信息加热时，氧化亚铜能与氧气发生化合反应，写出化学反应式并配平即可，所以化学反应式是：2Cu2O+O24CuO；因红色氧化亚铜与氧气反应生成黑色氧化铜，而氮气一般不与其他物质反应，所以要检验氮气中是否含有氧气，可以用如图装置检验，当我们看到红色粉末变成黑色，说明有氧气。（3）设木炭粉与24g氧化铜粉末混合均匀，充分加热可得到g的单质铜。根据反应物是木炭和氧化铜、反应条件是高温、生成物是铜和二氧化碳写出木炭还原氧化铜的化学反应式：C+2CuO 2Cu+CO2↑；
160 128
24
，=19.2g。
20．
（1）肥皂水
（2）煮沸
（3）活性炭
（4）8g
解：设在电解水的过程中，产生1g氢气的同时，能产生氧气的质量是x。
，x=8g
【解析】
（1）
为了判断水样是硬水或软水，常加入肥皂水进行检验，产生泡沫多的是软水，产生泡沫少的是硬水；
（2）
日常生活中要降低自来水的硬度，同时对其进行杀菌消毒，多采煮沸的方法。
（3）
活性炭具有吸附性，可用来除去异味和色素，所以水净化的过程的中，常加入活性炭吸附水中色素和异味。
（4）
见答案
21．最外层电子数 AB CO2 二氧化碳和一氧化碳的分子构成不同 长颈漏斗和试管中出现液面差 反应物状态和反应条件 20%
【详解】
（1）元素的化学性质与其原子的最外层电子数关系密切；
（2）根据碳元素元素周期表信息图示可知：
A、 碳元素属于非金属元素，A选项正确，符合题意；
B、碳原子原子序数为6，核电荷数为6，核内质子数为6，B选项正确，符合题意；
C、 碳元素的原子结构示意图为 ，C选项错误，不符合题意；
D、碳的相对原子质量为12.01，质量单位为“g”，相对原子质量单位为“1”，通常不写，D选项错误，不符合题意；故选AB。
（3）由题意和图所示的转化关系，甲为单质碳，乙为二氧化碳，丙为一氧化碳，则乙的化学式为，碳单质不完全燃烧生成一氧化碳，化学方程式为，从微观的角度解释二氧化碳、一氧化碳性质有差异的原因是二者的分子构成不同；
（4）用图3装置来制取二氧化碳，检查气密性的方法是：将导气管中的橡胶管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若观察到长颈漏斗和试管中出现液面差，即可证明装置不漏气，实验室确定气体发生装置时应考虑的因素是反应物的状态和反应发生的条件；
（5）设石灰石中碳酸钙的质量为x，则：
由解得：x=10g
石灰石中杂质的质量分数为
答：石灰石中杂质的质量分数为20%。
22．还原 33℃ SiHCl3+H2Si+3HCl 浓硫酸 使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体 有固体物质生成 排尽装置内的空气 HCl。
【详解】
（1）二氧化硅和碳在高温的条件下生成硅和一氧化碳，粗SiHCl3（沸点33.0℃），所以流程①中利用了焦炭的还原性，流程③中的精馏温度应不超过33℃。
（2）①SiHCl3和氢气在高温的条件下生成硅和氯化氢，化学方程式为
SiHCl3+H2Si+3HCl。
②SiHCl3能与H2O剧烈反应，在空气中易自燃，浓硫酸具有吸水性，所以装置B中的试剂是浓硫酸，装置C中的烧瓶需要加热，其目的是：使进入烧瓶的液态SiHCl3变为气体。
③SiHCl3和氢气在高温的条件下生成硅和氯化氢，所以反应一段时间后，装置D中观察到的现象是：有固体物质生成。
④硅极易被氧化，所以为保证制备高纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置内的空气。
（4）既是反应物，也是生成物的物质可以循环利用，所以该流程中能够循环利用的物质是HCl。