第六单元 课题1 第1课时 碳的单质
一、选择题
1.下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是 ( )
A.都能导电 B.都是黑色固体
C.硬度都很小 D.都由碳元素组成
2.[2020·南京] C60在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。关于C60的叙述不正确的是 ( )
A.该物质由C60分子构成
B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量为720
D.C60和C70是两种物质
3.[2020·长沙] 两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2020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
4.“石墨炸弹”爆炸时释放出大量石墨纤维,易造成输电线及电厂设备损坏,这是由于石墨具有 ( )
A.可燃性 B.还原性
C.导电性 D.润滑性
5.实验测得某物质中只含有碳元素,则该物质 ( )
A.一定是金刚石或石墨中的一种
B.一定是木炭或活性炭中的一种
C.一定是由碳元素组成的单质
D.可能是一种碳单质,也可能是几种碳单质组成的混合物
6.单层石墨称为石墨烯,这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被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.石墨烯的化学式为C
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+4
二、填空题
7.碳在地壳中的含量不高,但它的化合物数量众多,而且分布极广。根据所学知识回答下列问题。
(1)中①为碳原子的结构示意图,碳原子的最外层电子数为 。
(2)图②③④对应三种碳单质:图②对应的单质的名称是 ,图③对应的单质的名称是 ,图④对应的单质的化学式是 ,其中由原子构成的物质是 (填序号)。
(3)三种碳单质物理性质具有较大差异的原因是 。
三、实验探究题
8.已知二氧化氮(NO2)是一种红棕色气体,现向盛有二氧化氮气体的圆底烧瓶中投入少许活性炭,按如图所示组装好实验装置。观察到的实验现象是
, 其原因是 。
附|加|题
9.活性炭有良好的吸附性能,可用于防毒面具材料的制备。为研究活性炭在不同条件下对氯气(Cl2)的吸附性能(吸附量越大,吸附性能越好),科学工作者们做了一系列实验,得到如图所示的结果。分析图示可得到的结论是
。
答案
1.D 金刚石不能导电,是无色透明的固体,硬度很大。
2.B C60属于非金属单质,由C60分子构成;1个C60分子由60个碳原子构成;其相对分子质量为720;C60由C60分子构成,C70由C70分子构成,它们是两种物质。
3.A 金刚石是天然存在的最硬的物质,可用于裁玻璃等;石墨有金属光泽,有导电性,但不是金属;活性炭具有吸附性,主要吸附色素与异味,并不能吸附所有物质;金刚石、石墨是由碳原子直接构成的,足球烯是由C60分子构成的。
4.C 5.D
6.A 单层石墨称为石墨烯,石墨烯的化学式为C;由题干“只有一个碳原子厚的碳薄片”被认为是目前世界上最薄、最坚硬的材料可知,石墨烯的硬度大于金刚石;单层石墨称为石墨烯,故石墨烯属于单质,其中碳元素的化合价为0。
7.(1)4
(2)金刚石 石墨 C60 ②③
(3)碳原子的排列方式不同
8.瓶内红棕色逐渐变浅,烧杯内的水被吸到烧瓶中 活性炭具有吸附性,吸附NO2,使烧瓶内气体压强减小
9.在压强一定的条件下,温度越低,活性炭对氯气的吸附性能越好(或在温度一定的条件下,压强越大,活性炭对氯气的吸附性能越好;或活性炭对氯气的吸附性能受温度和压强的影响;或在实验研究的范围内,压强越大,温度越低,活性炭对氯气的吸附性能越好;合理即可)第六单元 课题1 第2课时 单质碳的化学性质
一、选择题
1.下列碳单质的各种用途中,利用了其化学性质的是( )
A.制作钻头 B.制作电极
C.冶炼金属 D.作冰箱除味剂
2.“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构,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二氧化碳
3.金刚石、石墨和C60等都是由碳元素组成的单质,下列关于碳的单质叙述错误的是 ( )
A.如图果原子的排列方式改变,则构成的物质种类就会改变
B.三种单质的化学性质完全相同
C.三种物质在足量的氧气中完全燃烧,产物相同
D.在特定的条件下,石墨既可转化为金刚石,也可转化为C60
4.根据所示的实验现象推断,黑色粉末可能是 ( )
A.CuO B.CuO和C
C.Fe3O4 D.C
二、填空题
5.写出下列化学方程式。
(1)碳不完全燃烧: 。
(2)能将二氧化碳转化为一氧化碳的化合反应: 。
6.碳及其氧化物性质的应用。
(1)在书写具有保存价值的档案时,规定应使用碳素墨水,原因是 。
(2)焦炭的主要成分是碳单质。工业上利用其还原性可 。
(3)将一定质量的金刚石在足量的氧气中充分燃烧,固体全部消失,写出该反应的化学方程式: ;将生成的产物用足量的氢氧
化钙溶液来充分吸收并测定其质量,当金刚石的质量恰好等于 时,则可证明金刚石是由碳元素组成的单质。
7.某同学设计了如图所示的实验装置,进行碳还原性的验证,对实验进行分析并回答问题。
(1)检查装置气密性的方法:将导管浸入水中, ,说明装置气密性良好。
(2)证明碳具有还原性的实验现象是 , 。
(3)CuO发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
(4)酒精灯的火焰上加网罩的作用是 。
(5)实验结束后,应先 , 再 。三、计算题
8.若8 g氧化铜被木炭还原,试计算能生成铜的质量是多少。
附|加|题
9.[2020·成都] 按如图所示进行实验,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CO2的质量
答案
1.C 制作钻头,是因为金刚石的硬度大;制作电极,是因为石墨具有优良的导电性;作冰箱除味剂,是利用活性炭或木炭的吸附性,这些都是物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,属于物理性质。冶炼金属,利用了碳单质(主要是焦炭)的还原性,还原性需发生化学变化才能表现出来,属于化学性质。
2.A 石墨烯和碳纳米管都属于碳的单质,具有相似的化学性质,碳在常温下化学性质不活泼。
3.B 金刚石、石墨和C60是三种不同的物质,它们的化学性质相似,而不是完全相同,例如图三者在一定条件下与氧气反应都能生成CO2,但反应所需的温度(条件)不同,燃烧的剧烈程度也不同。
4.B 根据图示分析,黑色粉末在高温条件下反应能生成使澄清石灰水变浑浊的气体和一种红色粉末,据此推断黑色粉末是CuO和C的混合物,二者反应生成红色的铜和二氧化碳气体。
5.(1)2C+O22CO (2)CO2+C2CO
6.(1)碳素墨水中含有碳,在常温下,碳的化学性质不活泼 (2)冶炼金属
(3)C+O2CO2 生成的二氧化碳中碳元素的质量
7.(1)微热试管,导管口有气泡冒出,停止加热一段时间后,导管末端有一段平稳的水柱
(2)黑色固体变为红色 澄清石灰水变浑浊
(3)还原 (4)集中火焰并提高温度
(5)将导管从石灰水中撤出 熄灭酒精灯
8.解:设8 g氧化铜被木炭还原,能生成铜的质量为x。
C+2CuO2Cu+CO2↑
160 128
8 g x
= x=6.4 g
答:8 g氧化铜被木炭还原,能生成铜的质量是6.4 g。
9.C 导管口刚有气泡冒出,不能确定反应是否开始,因为试管中的空气受热后逸出,也能够观察到气泡;实验结束后,应该先冷却,再倒出粉末,否则热的铜可能被重新氧化;木炭具有还原性,能使氧化铜还原为铜;固体减少的质量等于氧化铜中失去氧元素的质量与参加反应的碳元素的质量之和,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的质量。
