2023-2024学年人教版初中化学九年级上册 6.1 金刚石、石墨和C60 同步分层训练提升题
一、单选题
1．（2023九上·贵阳期末）下列有关金刚石和石墨的说法中正确的是（ ）
A．金刚石和石墨物理性质相似
B．金刚石和石墨化学性质相似
C．金刚石和石墨都很硬
D．石墨转化为金刚石的变化是物理变化
【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石无色透明固体、硬度大，石墨深灰色鱼鳞状固体，质软，物理性质不相似，说法不符合题意；
B、金刚石和石墨是碳的两种单质，化学性质相似，说法符合题意；
C、金刚石硬度大，石墨质软，说法不符合题意；
D、石墨转化为金刚石有新物质生成，发生化学变化，说法不符合题意；
故答案为：B。
【分析】金刚石和石墨均为碳元素形成的单质，化学性质相似，但两者的碳原子排列方式不同，两者物理性质差异较大。
2．（2021九上·吉首期末）中考考试中填涂答题卡使用2B铅笔，2B铅笔芯的主要成分是（ ）
A．金刚石 B．石墨 C．二氧化锰 D．铅
【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】中考考试中填涂答题卡使用2B铅笔，2B铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，利用石墨的硬度较小，且可以在纸上留下痕迹，
故答案为：B。
【分析】根据石墨质软的性质分析。
3．（2022九上·亭湖期中）下列用途中利用其导电性的是（ ）
A．金刚石用来制作钻石 B．金刚石用来切割玻璃
C．石墨用来作电池的电极 D．石墨用来制作铅笔芯
【答案】C
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石用于制作钻石是利用金刚石的硬度大，不符合题意；
B、金刚石用来切割玻璃，是利用金刚石的硬度大，不符合题意；
C、石墨用作电池的电极是利用石墨的导电性，符合题意；
D、石墨用于制作铅笔芯，是利用石墨很软，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据金刚石硬度大、石墨的导电性、硬度小的性质结合所给应用分析。
4．（2023九上·建华期末）化学是一门研究物质组成、结构、性质和变化规律的科学。下列有关说法正确的是
A．组成：水是由水元素组成的
B．结构：金刚石和石墨中的碳原子的核外电子排布不同（ ）
C．性质：水和冰的化学性质相同
D．变化：铁丝在氧气中燃烧生成Fe2O3
【答案】C
【知识点】分子的定义与分子的特性；化学式的书写及意义；物理变化、化学变化的特点及其判别；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 水是由氢元素和氧元素组成，故不符合题意；
B. 构成金刚石和石墨的原子核外电子排布相同，但碳原子排列方式不同，决定了它们的物理性质不同，故不符合题意；
C. 同种分子性质相同，水和冰都是由水分子构成，所以二者化学性质相同，故符合题意；
D. 铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不是Fe2O3，故不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、宏观上，物质是由元素组成的。
B、根据构成金刚石和石墨的原子核外电子排布相同，但碳原子排列方式不同分析。
C、同种分子性质相同，物质化学性质相同。
D、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁。
5．（2023九上·玉林期末）有关金刚石、石墨、C60的下列说法中，错误的是（ ）
A．微粒观：金刚石、石墨和C60都由碳原子构成
B．能量观：C60在氧气中燃烧是放热反应
C．变化观：一定条件下可以将石墨转化为金刚石
D．结构观：碳原子排列方式不同，因此三种物质的物理性质存在差异
【答案】A
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 金刚石、石墨是由碳原子构成的，C60是由分子构成的，故错误，符合题意；
B. C60在氧气中燃烧是放热反应，故正确，不符合题意；
C. 根据元素守恒，石墨和金刚石均为碳单质，则一定条件下可以将石墨转化为金刚石，故正确，不符合题意；
D. 由于碳原子排列方式不同，它们三种物质的物理性质存在差异，故正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据碳单质的性质、结构分析。
6．（2021九上·临湘期末）2013年3月，浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”。“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”的说法中错误的是（ ）
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
【答案】A
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、碳的单质在常温下化学性质稳定，在高温时化学性质活泼。此项符合题意。
B、很多物质有吸附性的原因就是因为它们有疏松多孔的结构，“碳海绵”就具备疏松多孔的结构，此项不符合题意。
C、碳的单质具有还原性，“碳海绵”的主要成分是碳的单质，在一定条件下可还原氧化铜，所以此项不符合题意。
D、石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），碳的单质在氧气充足的情况燃烧会生成CO2，此项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、根据碳的单质在常温下化学性质稳定分析；
B、根据碳的吸附性分析；
C、根据碳单质的还原性分析；
D、根据碳的可燃性分析。
7．（2023九上·门头沟期末）下列有关物质的性质与其用途的说法错误的是（ ）
A．氖气通电时发红光——用作霓虹灯
B．氮气化学性质稳定——用作保护气
C．氧气能支持燃烧——用作燃料
D．金刚石硬度大——用于裁玻璃
【答案】C
【知识点】氧气的用途；氮气及稀有气体的用途；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、氖气通电时发红光，则可用作霓虹灯，该选项说法不符合题意；
B、氮气化学性质稳定，则可作保护气，该选项说法不符合题意；
C、氧气能支持燃烧，可作助燃剂，而不是燃料，该选项说法符合题意；
D、金刚石硬度大，则可用于裁玻璃，该选项说法不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据稀有气体通电发不同颜色的光分析；
B、根据氮气化学性质稳定分析；
C、根据氧气的助燃性分析；
D、根据金刚石硬度大的性质分析。
8．（2023九上·安陆期末）“证据推理与模型认知”是化学学科核心素养的重要组成部分。下列推断合理的是（ ）
A．元素的种类由质子数决定，所以质子数相同的微粒一定是同种元素
B．C具有还原性，能还原CuO，C也能还原Fe2O3
C．氧化物一定含有氧元素，所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
D．H2O2分解过程中，加入MnO2可加快H2O2的分解，所以催化剂只能加快反应速率
【答案】B
【知识点】催化剂的特点与催化作用；元素的概念；碳单质的性质和用途；从组成上识别氧化物
【解析】【解答】A. 元素的种类由质子数决定，但质子数相同的微粒不一定是同种元素，例如水分子和氖原子，质子数都是10，不是同种元素，故不符合题意；
B. C具有还原性，能还原金属氧化物，能还原CuO，C也能还原Fe2O3，故符合题意；
C. 氧化物一定含有氧元素，含有氧元素的化合物不一定是氧化物，如CaCO3，含有氧元素，但不是氧化物，故不符合题意；
D. H2O2分解过程中，加入MnO2可加快H2O2的分解，但催化剂不是只能加快反应速率，也能减慢化学反应的速率，故不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据元素的概念分析。
B、根据C具有还原性，能还原金属氧化物分析。
C、根据氧化物的概念分析。
D、根据催化剂的特点分析。
9．（2022九上·渝北月考）2022年卡塔尔世界杯足球赛正在如火如荼进行中，化学中C60的分子结构和足球相似。下列关于碳单质的说法正确的是（ ）
A．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳
B．重要档案用碳素墨水书写只利用了碳的物理性质
C．金刚石、石墨和C60的物理性质有很大差异的原因是构成它们的原子大小不同
D．由于石墨具有良好的导电性，因此石墨可用于制高铁的电刷
【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A.碳单质具有可燃性，充分燃烧的产物是二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，故不符合题意；
B.在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，故不符合题意；
C.金刚石和石墨均由碳原子构成，C60是由C60分子构成，它们的物理性质有很大差异是因为它们的碳原子排列方式不同，构成它们的碳原子都相同，故不符合题意；
D.由于石墨具有良好的导电性，可制作石墨电刷通过电网给高铁供电，故符合题意；
故答案为：D
【分析】根据碳单质的性质、用途、结构分析。
10．（2021九上·八步期末）高铁的开通给长途旅行的人们带来极大的便捷。高性能复合石墨滑板合成保证了高铁取电的安全稳定，该滑板没有用到的石墨性质是（ ）
A．润滑性 B．还原性 C．耐高温 D．导电性
【答案】B
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】A、高性能复合石墨滑板合成保证了高铁取电的安全稳定，用作滑板，利用了石墨的润滑性，故A不符合题意；
B、高性能复合石墨用作滑板，没有发生化学反应，没有利用石墨的还原性，故B符合题意；
C、滑板高速滑动，摩擦产生的温度较高，利用了石墨耐高温的性质，故C不符合题意；
D、高性能复合石墨滑板，利用了石墨的导电性，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质进行分析
11．（2021九上·五莲期末）如图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型（图中小球代表碳原子）。下列说法错误的是（ ）
①三种物质完全燃烧时的产物是CO2
②石墨和石墨烯是由同种元素组成的一种物质
③石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A．②③ B．①② C．①③ D．①②③
【答案】A
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】①碳单质都有可燃性，在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳，故①说法正确，不符合题意；
②石墨和石墨烯是由同种元素组成的不同物质，故②说法错误，符合题意；
③石墨烯有超强的导电性和导热性，该性质是物理性质，不是化学性质，故③说法错误，符合题意；
错误的说法为②③，
故答案为：A。
【分析】金刚石、石墨和石墨烯是碳的不同种单质，化学性质相似，物理性质不同。
12．（2019九上·宝安期末）碳单质在不同的反应条件下表现的性质不同，下列说法错误的是（ ）
A．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质稳定
B．金刚石，石墨、C60充分燃烧的产物都是CO2
C．常温下，活性炭化学性质活泼，可用于吸附气味
D．高温下用碳粉还原氧化铜粉末（如图所示），当澄清石灰水变浑浊，可说明反应已经发生
【答案】C
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、书写档案规定必须使用碳素墨水，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，不符合题意；
B、金刚石，石墨、C60都是碳的单质，均具有可燃性，充分燃烧的产物都是CO2，不符合题意；
C、常温下，活性炭具有疏松多孔的结构，可用于吸附气味，符合题意；
D、高温下用碳粉还原氧化铜粉末，当澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明反应已经发生，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据单质碳常温下化学性质稳定来分析单质碳的用途；
B、根据金刚石、石墨和 C60 的组成元素分析；
C、理解吸附性属于物理性质；
D、单质碳和氧化铜反应则有二氧化碳生成，故可以通过澄清石灰水变浑来证明反应已经发生。
二、填空题
13．（2023九上·西安期末）化学与生活息息相关，请用所学化学知识填空。
（1）除去水中的色素和异味，可在水中加入 。
（2）日常生活中将硬水转化为软水的常用方法是 。
（3）金刚石常用于切割玻璃，是因为金刚石具有 的性质。
【答案】（1）活性炭
（2）煮沸
（3）硬度大
【知识点】水的净化；硬水与软水；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味。
（2）生活中可通过煮沸的方法将硬水软化。
（3）金刚石是天然纯在最硬的物质，则常用于切割玻璃。
【分析】（1）活性炭具有吸附性。
（2）煮沸可以将水中的大部分可溶性钙镁离子转化为难溶性固体沉降下来。
（3）金刚石是天然纯在最硬的物质。
14．（2023九上·凤凰期末）分别用氮气、稀有气体；稳定性、还原性；分子、原子选择填空。
（1）凤凰古城夜晚的霓虹灯十分的漂亮，灯中充了 的原因；
（2）中国古代字画能够保存上千年，是因为碳在常温下化学性质具有 ；
（3）化学变化中的最小粒子是 。
【答案】（1）稀有气体
（2）稳定性
（3）原子
【知识点】氮气及稀有气体的用途；原子的定义与构成；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）把稀有气体冲入霓虹灯中，通电后，霓虹灯会发出五颜六色的光；
（2）中国古代字画能够保存上千年，是因为碳在常温下化学性质稳定，不容易被空气中的氧气氧化；
（3）原子是化学变化中的最小微粒，分子是保持物质化学性质的一种微粒，分子是由原子构成的。
【分析】（1）根据稀有气体通电可发出不同颜色的光分析；
（2）根据碳常温下性质稳定分析；
（3）根据原子是化学变化中最小粒子分析。
15．（2022九上·鄱阳月考）传统的硅基芯片的主要材料是单晶硅，而碳基芯片被认为是替代硅基芯片的最佳材料，碳基芯片的主要材料是石墨烯或碳纳米管（结构如图）。
（1）从原子的核外电子排布角度分析，碳原子和硅原子的 相同，因此化学性质相似。
（2）与金刚石、石墨相似，碳纳米管和石墨烯都是由碳元素组成的 （选填“单质”或“化合物”），推测石墨烯或碳纳米管可能具有的一条化学性质： 。
（3）根据图中石墨烯和碳纳米管的结构可知，若石墨烯在一定条件下转化为碳纳米管，这一变化属于 （选填“物理”或“化学”）变化。
（4）石墨烯可以通过甲烷（CH4）发生如图所示的反应制得，下列有关说法错误的是___________（填字母）。
A．甲烷的相对分子质量是16
B．该反应前后碳、氢元素的化合价都改变
C．该反应前后原子个数改变
D．上述反应中两种生成物的质量比为6：1
【答案】（1）最外层电子数
（2）单质；常温下，化学性质稳定
（3）化学
（4）C；D
【知识点】微粒观点及模型图的应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）元素的化学性质和元素原子的最外层电子数密切相关，最外层电子数相同，化学性质相似；从原子的核外电子排布角度分析，碳原子和硅原子的最外层电子数相同，因此化学性质相似；
（2）单质是由同种元素组成的纯净物；与金刚石、石墨相似，碳纳米管和石墨烯都是由碳元素组成的单质；碳单质常温下化学性质稳定，故可推测石墨烯或碳纳米管可能具有的一条化学性质是：常温下，化学性质稳定；
（3）根据图中石墨烯和碳纳米管的结构可知，石墨烯和碳纳米管是两种物质，所以若石墨烯在一定条件下转化为碳纳米管，这一变化有新物质生成，属于化学变化；
（4）A、相对分子质量等于构成该分子的各原子的相对原子质量的和，故甲烷的相对分子质量是 ，说法正确；
B、该反应是甲烷（CH4）生成石墨烯和氢气，单质化合价都为零，所以前后碳、氢元素的化合价都改变，说法正确；
C、根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子种类、个数、质量均不变，说法不正确；
D、上述反应是甲烷（CH4）生成石墨烯和氢气，反应的方程式为 ，所以生成的石墨烯和氢气的质量比为 ，说法不正确；
故答案为：CD。
【分析】（1）最外层电子数相同，化学性质相似；
（2）单质是由同种元素组成的纯净物；
（3）有新物质生成的变化为化学变化；
（4）首先根据图示写出各物质的化学式，进而写出化学反应方程式，再根据质量守恒定律分析解答。
三、综合题
16．（2022九上·本溪月考）在宏观口微观口符号之间建立联系，是化学学科独特的研究方法。
（1）图1和图2分别代表碳的两种单质。图1代表的物质是 （写物质名称）。两种物质的物理性质存在着明显差异，原因是 。
（2）图中A，B，C，D是四种粒子的结构示意图，其中B是硫原子的结构示意图。
①写出C粒子的化学符号 。
②在B，C，D中，与A粒子的化学性质相似的是 （填字母）。
（3）如图是某反应的微观示意图，请根据图示回答问题。
①甲框中的物质属于 （填字母）。
a、化合物b、氧化物c、纯净物d、混合物
②该反应中，反应物的质量比为 。
③从微观角度，解释质量守恒的原因： 。
【答案】（1）金刚石；碳原子的排列方式不同
（2）S2-；B
（3）a或c；17或∶24；在化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不改变
【知识点】原子结构示意图与离子结构示意图；微粒观点及模型图的应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）图一表示的物质是金刚石，图二表示的物质是石墨，它们的性质存在着明显差异。是由于构成它们的碳原子的排列方式不同。
故答案为：①金刚石 ②碳原子的排列方式不同。
（2）①C粒子核内质子数是16，而核外电子数为18，C粒子为硫原子失去两个电子，带上两个单位负电荷的硫离子，其化学符号为：；
②最外层电子数决定元素的化学性质，因此与A粒子的化学性质相似的是B。
故答案为：①②B。
（3）① 由物质的构成可知，甲框图中的物质由同种分子构成，属于纯净物，分子又由两种原子构成，属于化合物，
故答案为：ac
② 由反应的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：，该反应物的质量比为：（2×34）：（3×32）=17：24
③ 由微粒的变化可知，质量守恒定律的原因是：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。
故答案为：①ac ②17：24 ③在化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。
【分析】（1）根据物质的结构决定性质分析。
（2）① 根据C粒子核内质子数是16，而核外电子数为18分析。
② 原子的最外层电子数相等，元素的化学性质相似。
（3）首先要对模型图进行观察，分析物质的微观构成、物质的类别，再找出物质之间的微粒数目关系，写出反应的方程式，然后再对题中各问加以分析解答。
四、实验探究题
17．（2019九上·云县期末）碳具有还原性，能与某些氧化物发生还原反应。如图为碳还原氧化铜的实验装置图，请回答下列问题。
（1）酒精灯加灯罩的目的是 。
（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是 。
（3）继续加热，可观察到的现象是 。试管①中发生反应的化学方程式为 。
（4）停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是 。
【答案】（1）使火焰集中，并提高温度
（2）刚开始排出的是装置内的空气
（3）固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；C+2CuO 2Cu+CO2↑
（4）防止高温的铜被重新氧化
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】（1）酒精灯加灯罩可以使火焰集中，并提高温度，故填使火焰集中，并提高温度。（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始排出的是装置内的空气，故填刚开始排出的是装置内的空气。（3）氧化铜和碳在高温的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以继续加热，可观察到的现象是：固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊，故填固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；
试管①中发生反应的化学方程式为：C+2CuO 2Cu+CO2↑；（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是：防止高温的铜被重新氧化，故填防止高温的铜被重新氧化。
【分析】（1）加灯罩的目的是：集中火焰，提高温度；
（2）根据试管中含有空气来分析；
（3）单质碳还原氧化铜观察的现象是： 固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊 ；该反应是单质碳和氧化铜在高温下生成单质铜和二氧化碳，据此书写方程式；
（4）从高温下单质铜能与氧气反应来分析。
五、计算题
18．（2015九上·乌鲁木齐期末）10克木炭在足量的氧气中完全燃烧能生成多少克二氧化碳？
【答案】解：设生成二氧化碳的质量为x．
C+ O2 CO2
12
44
10g
x
x=36.7g
答：生成二氧化碳的质量为36.7g．
【知识点】根据化学反应方程式的计算；碳的化学性质
【解析】【分析】根据化学方程式由碳的质量可计算出生成二氧化碳的质量．
1 / 12023-2024学年人教版初中化学九年级上册 6.1 金刚石、石墨和C60 同步分层训练提升题
一、单选题
1．（2023九上·贵阳期末）下列有关金刚石和石墨的说法中正确的是（ ）
A．金刚石和石墨物理性质相似
B．金刚石和石墨化学性质相似
C．金刚石和石墨都很硬
D．石墨转化为金刚石的变化是物理变化
2．（2021九上·吉首期末）中考考试中填涂答题卡使用2B铅笔，2B铅笔芯的主要成分是（ ）
A．金刚石 B．石墨 C．二氧化锰 D．铅
3．（2022九上·亭湖期中）下列用途中利用其导电性的是（ ）
A．金刚石用来制作钻石 B．金刚石用来切割玻璃
C．石墨用来作电池的电极 D．石墨用来制作铅笔芯
4．（2023九上·建华期末）化学是一门研究物质组成、结构、性质和变化规律的科学。下列有关说法正确的是
A．组成：水是由水元素组成的
B．结构：金刚石和石墨中的碳原子的核外电子排布不同（ ）
C．性质：水和冰的化学性质相同
D．变化：铁丝在氧气中燃烧生成Fe2O3
5．（2023九上·玉林期末）有关金刚石、石墨、C60的下列说法中，错误的是（ ）
A．微粒观：金刚石、石墨和C60都由碳原子构成
B．能量观：C60在氧气中燃烧是放热反应
C．变化观：一定条件下可以将石墨转化为金刚石
D．结构观：碳原子排列方式不同，因此三种物质的物理性质存在差异
6．（2021九上·临湘期末）2013年3月，浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”。“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”的说法中错误的是（ ）
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
7．（2023九上·门头沟期末）下列有关物质的性质与其用途的说法错误的是（ ）
A．氖气通电时发红光——用作霓虹灯
B．氮气化学性质稳定——用作保护气
C．氧气能支持燃烧——用作燃料
D．金刚石硬度大——用于裁玻璃
8．（2023九上·安陆期末）“证据推理与模型认知”是化学学科核心素养的重要组成部分。下列推断合理的是（ ）
A．元素的种类由质子数决定，所以质子数相同的微粒一定是同种元素
B．C具有还原性，能还原CuO，C也能还原Fe2O3
C．氧化物一定含有氧元素，所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
D．H2O2分解过程中，加入MnO2可加快H2O2的分解，所以催化剂只能加快反应速率
9．（2022九上·渝北月考）2022年卡塔尔世界杯足球赛正在如火如荼进行中，化学中C60的分子结构和足球相似。下列关于碳单质的说法正确的是（ ）
A．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳
B．重要档案用碳素墨水书写只利用了碳的物理性质
C．金刚石、石墨和C60的物理性质有很大差异的原因是构成它们的原子大小不同
D．由于石墨具有良好的导电性，因此石墨可用于制高铁的电刷
10．（2021九上·八步期末）高铁的开通给长途旅行的人们带来极大的便捷。高性能复合石墨滑板合成保证了高铁取电的安全稳定，该滑板没有用到的石墨性质是（ ）
A．润滑性 B．还原性 C．耐高温 D．导电性
11．（2021九上·五莲期末）如图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型（图中小球代表碳原子）。下列说法错误的是（ ）
①三种物质完全燃烧时的产物是CO2
②石墨和石墨烯是由同种元素组成的一种物质
③石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A．②③ B．①② C．①③ D．①②③
12．（2019九上·宝安期末）碳单质在不同的反应条件下表现的性质不同，下列说法错误的是（ ）
A．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质稳定
B．金刚石，石墨、C60充分燃烧的产物都是CO2
C．常温下，活性炭化学性质活泼，可用于吸附气味
D．高温下用碳粉还原氧化铜粉末（如图所示），当澄清石灰水变浑浊，可说明反应已经发生
二、填空题
13．（2023九上·西安期末）化学与生活息息相关，请用所学化学知识填空。
（1）除去水中的色素和异味，可在水中加入 。
（2）日常生活中将硬水转化为软水的常用方法是 。
（3）金刚石常用于切割玻璃，是因为金刚石具有 的性质。
14．（2023九上·凤凰期末）分别用氮气、稀有气体；稳定性、还原性；分子、原子选择填空。
（1）凤凰古城夜晚的霓虹灯十分的漂亮，灯中充了 的原因；
（2）中国古代字画能够保存上千年，是因为碳在常温下化学性质具有 ；
（3）化学变化中的最小粒子是 。
15．（2022九上·鄱阳月考）传统的硅基芯片的主要材料是单晶硅，而碳基芯片被认为是替代硅基芯片的最佳材料，碳基芯片的主要材料是石墨烯或碳纳米管（结构如图）。
（1）从原子的核外电子排布角度分析，碳原子和硅原子的 相同，因此化学性质相似。
（2）与金刚石、石墨相似，碳纳米管和石墨烯都是由碳元素组成的 （选填“单质”或“化合物”），推测石墨烯或碳纳米管可能具有的一条化学性质： 。
（3）根据图中石墨烯和碳纳米管的结构可知，若石墨烯在一定条件下转化为碳纳米管，这一变化属于 （选填“物理”或“化学”）变化。
（4）石墨烯可以通过甲烷（CH4）发生如图所示的反应制得，下列有关说法错误的是___________（填字母）。
A．甲烷的相对分子质量是16
B．该反应前后碳、氢元素的化合价都改变
C．该反应前后原子个数改变
D．上述反应中两种生成物的质量比为6：1
三、综合题
16．（2022九上·本溪月考）在宏观口微观口符号之间建立联系，是化学学科独特的研究方法。
（1）图1和图2分别代表碳的两种单质。图1代表的物质是 （写物质名称）。两种物质的物理性质存在着明显差异，原因是 。
（2）图中A，B，C，D是四种粒子的结构示意图，其中B是硫原子的结构示意图。
①写出C粒子的化学符号 。
②在B，C，D中，与A粒子的化学性质相似的是 （填字母）。
（3）如图是某反应的微观示意图，请根据图示回答问题。
①甲框中的物质属于 （填字母）。
a、化合物b、氧化物c、纯净物d、混合物
②该反应中，反应物的质量比为 。
③从微观角度，解释质量守恒的原因： 。
四、实验探究题
17．（2019九上·云县期末）碳具有还原性，能与某些氧化物发生还原反应。如图为碳还原氧化铜的实验装置图，请回答下列问题。
（1）酒精灯加灯罩的目的是 。
（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是 。
（3）继续加热，可观察到的现象是 。试管①中发生反应的化学方程式为 。
（4）停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是 。
五、计算题
18．（2015九上·乌鲁木齐期末）10克木炭在足量的氧气中完全燃烧能生成多少克二氧化碳？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石无色透明固体、硬度大，石墨深灰色鱼鳞状固体，质软，物理性质不相似，说法不符合题意；
B、金刚石和石墨是碳的两种单质，化学性质相似，说法符合题意；
C、金刚石硬度大，石墨质软，说法不符合题意；
D、石墨转化为金刚石有新物质生成，发生化学变化，说法不符合题意；
故答案为：B。
【分析】金刚石和石墨均为碳元素形成的单质，化学性质相似，但两者的碳原子排列方式不同，两者物理性质差异较大。
2．【答案】B
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】中考考试中填涂答题卡使用2B铅笔，2B铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，利用石墨的硬度较小，且可以在纸上留下痕迹，
故答案为：B。
【分析】根据石墨质软的性质分析。
3．【答案】C
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、金刚石用于制作钻石是利用金刚石的硬度大，不符合题意；
B、金刚石用来切割玻璃，是利用金刚石的硬度大，不符合题意；
C、石墨用作电池的电极是利用石墨的导电性，符合题意；
D、石墨用于制作铅笔芯，是利用石墨很软，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据金刚石硬度大、石墨的导电性、硬度小的性质结合所给应用分析。
4．【答案】C
【知识点】分子的定义与分子的特性；化学式的书写及意义；物理变化、化学变化的特点及其判别；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 水是由氢元素和氧元素组成，故不符合题意；
B. 构成金刚石和石墨的原子核外电子排布相同，但碳原子排列方式不同，决定了它们的物理性质不同，故不符合题意；
C. 同种分子性质相同，水和冰都是由水分子构成，所以二者化学性质相同，故符合题意；
D. 铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不是Fe2O3，故不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、宏观上，物质是由元素组成的。
B、根据构成金刚石和石墨的原子核外电子排布相同，但碳原子排列方式不同分析。
C、同种分子性质相同，物质化学性质相同。
D、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁。
5．【答案】A
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A. 金刚石、石墨是由碳原子构成的，C60是由分子构成的，故错误，符合题意；
B. C60在氧气中燃烧是放热反应，故正确，不符合题意；
C. 根据元素守恒，石墨和金刚石均为碳单质，则一定条件下可以将石墨转化为金刚石，故正确，不符合题意；
D. 由于碳原子排列方式不同，它们三种物质的物理性质存在差异，故正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据碳单质的性质、结构分析。
6．【答案】A
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、碳的单质在常温下化学性质稳定，在高温时化学性质活泼。此项符合题意。
B、很多物质有吸附性的原因就是因为它们有疏松多孔的结构，“碳海绵”就具备疏松多孔的结构，此项不符合题意。
C、碳的单质具有还原性，“碳海绵”的主要成分是碳的单质，在一定条件下可还原氧化铜，所以此项不符合题意。
D、石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），碳的单质在氧气充足的情况燃烧会生成CO2，此项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】A、根据碳的单质在常温下化学性质稳定分析；
B、根据碳的吸附性分析；
C、根据碳单质的还原性分析；
D、根据碳的可燃性分析。
7．【答案】C
【知识点】氧气的用途；氮气及稀有气体的用途；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、氖气通电时发红光，则可用作霓虹灯，该选项说法不符合题意；
B、氮气化学性质稳定，则可作保护气，该选项说法不符合题意；
C、氧气能支持燃烧，可作助燃剂，而不是燃料，该选项说法符合题意；
D、金刚石硬度大，则可用于裁玻璃，该选项说法不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据稀有气体通电发不同颜色的光分析；
B、根据氮气化学性质稳定分析；
C、根据氧气的助燃性分析；
D、根据金刚石硬度大的性质分析。
8．【答案】B
【知识点】催化剂的特点与催化作用；元素的概念；碳单质的性质和用途；从组成上识别氧化物
【解析】【解答】A. 元素的种类由质子数决定，但质子数相同的微粒不一定是同种元素，例如水分子和氖原子，质子数都是10，不是同种元素，故不符合题意；
B. C具有还原性，能还原金属氧化物，能还原CuO，C也能还原Fe2O3，故符合题意；
C. 氧化物一定含有氧元素，含有氧元素的化合物不一定是氧化物，如CaCO3，含有氧元素，但不是氧化物，故不符合题意；
D. H2O2分解过程中，加入MnO2可加快H2O2的分解，但催化剂不是只能加快反应速率，也能减慢化学反应的速率，故不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据元素的概念分析。
B、根据C具有还原性，能还原金属氧化物分析。
C、根据氧化物的概念分析。
D、根据催化剂的特点分析。
9．【答案】D
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A.碳单质具有可燃性，充分燃烧的产物是二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，故不符合题意；
B.在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，故不符合题意；
C.金刚石和石墨均由碳原子构成，C60是由C60分子构成，它们的物理性质有很大差异是因为它们的碳原子排列方式不同，构成它们的碳原子都相同，故不符合题意；
D.由于石墨具有良好的导电性，可制作石墨电刷通过电网给高铁供电，故符合题意；
故答案为：D
【分析】根据碳单质的性质、用途、结构分析。
10．【答案】B
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】A、高性能复合石墨滑板合成保证了高铁取电的安全稳定，用作滑板，利用了石墨的润滑性，故A不符合题意；
B、高性能复合石墨用作滑板，没有发生化学反应，没有利用石墨的还原性，故B符合题意；
C、滑板高速滑动，摩擦产生的温度较高，利用了石墨耐高温的性质，故C不符合题意；
D、高性能复合石墨滑板，利用了石墨的导电性，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质进行分析
11．【答案】A
【知识点】碳单质的性质和用途
【解析】【解答】①碳单质都有可燃性，在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳，故①说法正确，不符合题意；
②石墨和石墨烯是由同种元素组成的不同物质，故②说法错误，符合题意；
③石墨烯有超强的导电性和导热性，该性质是物理性质，不是化学性质，故③说法错误，符合题意；
错误的说法为②③，
故答案为：A。
【分析】金刚石、石墨和石墨烯是碳的不同种单质，化学性质相似，物理性质不同。
12．【答案】C
【知识点】碳的化学性质；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】A、书写档案规定必须使用碳素墨水，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，不符合题意；
B、金刚石，石墨、C60都是碳的单质，均具有可燃性，充分燃烧的产物都是CO2，不符合题意；
C、常温下，活性炭具有疏松多孔的结构，可用于吸附气味，符合题意；
D、高温下用碳粉还原氧化铜粉末，当澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成，说明反应已经发生，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据单质碳常温下化学性质稳定来分析单质碳的用途；
B、根据金刚石、石墨和 C60 的组成元素分析；
C、理解吸附性属于物理性质；
D、单质碳和氧化铜反应则有二氧化碳生成，故可以通过澄清石灰水变浑来证明反应已经发生。
13．【答案】（1）活性炭
（2）煮沸
（3）硬度大
【知识点】水的净化；硬水与软水；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味。
（2）生活中可通过煮沸的方法将硬水软化。
（3）金刚石是天然纯在最硬的物质，则常用于切割玻璃。
【分析】（1）活性炭具有吸附性。
（2）煮沸可以将水中的大部分可溶性钙镁离子转化为难溶性固体沉降下来。
（3）金刚石是天然纯在最硬的物质。
14．【答案】（1）稀有气体
（2）稳定性
（3）原子
【知识点】氮气及稀有气体的用途；原子的定义与构成；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）把稀有气体冲入霓虹灯中，通电后，霓虹灯会发出五颜六色的光；
（2）中国古代字画能够保存上千年，是因为碳在常温下化学性质稳定，不容易被空气中的氧气氧化；
（3）原子是化学变化中的最小微粒，分子是保持物质化学性质的一种微粒，分子是由原子构成的。
【分析】（1）根据稀有气体通电可发出不同颜色的光分析；
（2）根据碳常温下性质稳定分析；
（3）根据原子是化学变化中最小粒子分析。
15．【答案】（1）最外层电子数
（2）单质；常温下，化学性质稳定
（3）化学
（4）C；D
【知识点】微粒观点及模型图的应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）元素的化学性质和元素原子的最外层电子数密切相关，最外层电子数相同，化学性质相似；从原子的核外电子排布角度分析，碳原子和硅原子的最外层电子数相同，因此化学性质相似；
（2）单质是由同种元素组成的纯净物；与金刚石、石墨相似，碳纳米管和石墨烯都是由碳元素组成的单质；碳单质常温下化学性质稳定，故可推测石墨烯或碳纳米管可能具有的一条化学性质是：常温下，化学性质稳定；
（3）根据图中石墨烯和碳纳米管的结构可知，石墨烯和碳纳米管是两种物质，所以若石墨烯在一定条件下转化为碳纳米管，这一变化有新物质生成，属于化学变化；
（4）A、相对分子质量等于构成该分子的各原子的相对原子质量的和，故甲烷的相对分子质量是 ，说法正确；
B、该反应是甲烷（CH4）生成石墨烯和氢气，单质化合价都为零，所以前后碳、氢元素的化合价都改变，说法正确；
C、根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子种类、个数、质量均不变，说法不正确；
D、上述反应是甲烷（CH4）生成石墨烯和氢气，反应的方程式为 ，所以生成的石墨烯和氢气的质量比为 ，说法不正确；
故答案为：CD。
【分析】（1）最外层电子数相同，化学性质相似；
（2）单质是由同种元素组成的纯净物；
（3）有新物质生成的变化为化学变化；
（4）首先根据图示写出各物质的化学式，进而写出化学反应方程式，再根据质量守恒定律分析解答。
16．【答案】（1）金刚石；碳原子的排列方式不同
（2）S2-；B
（3）a或c；17或∶24；在化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不改变
【知识点】原子结构示意图与离子结构示意图；微粒观点及模型图的应用；碳单质的性质和用途
【解析】【解答】（1）图一表示的物质是金刚石，图二表示的物质是石墨，它们的性质存在着明显差异。是由于构成它们的碳原子的排列方式不同。
故答案为：①金刚石 ②碳原子的排列方式不同。
（2）①C粒子核内质子数是16，而核外电子数为18，C粒子为硫原子失去两个电子，带上两个单位负电荷的硫离子，其化学符号为：；
②最外层电子数决定元素的化学性质，因此与A粒子的化学性质相似的是B。
故答案为：①②B。
（3）① 由物质的构成可知，甲框图中的物质由同种分子构成，属于纯净物，分子又由两种原子构成，属于化合物，
故答案为：ac
② 由反应的微观示意图可知，该反应的化学方程式为：，该反应物的质量比为：（2×34）：（3×32）=17：24
③ 由微粒的变化可知，质量守恒定律的原因是：在化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。
故答案为：①ac ②17：24 ③在化学反应前后，原子的种类、数目、质量都不变。
【分析】（1）根据物质的结构决定性质分析。
（2）① 根据C粒子核内质子数是16，而核外电子数为18分析。
② 原子的最外层电子数相等，元素的化学性质相似。
（3）首先要对模型图进行观察，分析物质的微观构成、物质的类别，再找出物质之间的微粒数目关系，写出反应的方程式，然后再对题中各问加以分析解答。
17．【答案】（1）使火焰集中，并提高温度
（2）刚开始排出的是装置内的空气
（3）固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；C+2CuO 2Cu+CO2↑
（4）防止高温的铜被重新氧化
【知识点】碳的化学性质
【解析】【解答】（1）酒精灯加灯罩可以使火焰集中，并提高温度，故填使火焰集中，并提高温度。（2）刚开始预热时，试管②中立即有气泡冒出，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始排出的是装置内的空气，故填刚开始排出的是装置内的空气。（3）氧化铜和碳在高温的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以继续加热，可观察到的现象是：固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊，故填固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊；
试管①中发生反应的化学方程式为：C+2CuO 2Cu+CO2↑；（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以停止加热，要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出来，其原因是：防止高温的铜被重新氧化，故填防止高温的铜被重新氧化。
【分析】（1）加灯罩的目的是：集中火焰，提高温度；
（2）根据试管中含有空气来分析；
（3）单质碳还原氧化铜观察的现象是： 固体由黑色逐渐变红，澄清的石灰水变浑浊 ；该反应是单质碳和氧化铜在高温下生成单质铜和二氧化碳，据此书写方程式；
（4）从高温下单质铜能与氧气反应来分析。
18．【答案】解：设生成二氧化碳的质量为x．
C+ O2 CO2
12
44
10g
x
x=36.7g
答：生成二氧化碳的质量为36.7g．
【知识点】根据化学反应方程式的计算；碳的化学性质
【解析】【分析】根据化学方程式由碳的质量可计算出生成二氧化碳的质量．
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