2023-2024学年人教版九年级化学上 6.1金刚石、石墨和C60 达标检测卷(含答案)

2023-2024学年人教版九年级化学上《6.1金刚石、石墨和C60》达标检测卷
（时间：60分钟 满分：70分）
一．选择题(30分)
1.下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法，错误的是（ ）
A．璀灿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来作润滑剂
C．铅笔芯主要是用铅和少量碳粉制成的
D．活性炭可作防毒面具的滤毒剂
2.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1nm=10－9m)的空心管。下列说法错误的是（ ）
A．纳米碳管是一种新型的化合物
B．纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳
C．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强
D．纳米碳管在常温下性质稳定
3.以下适用于填充防毒面具并吸附毒气的是( )
A.金刚石 B.活性炭 C.石墨 D.焦炭
4.木炭和活性炭具有很强的吸附性，是由于（ ）
A．它们都是固体 B．它们的密度小 C．疏松多孔、表面积大 D．常温下化学性质稳定
5.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．一定是木炭或活性炭中的一种
C．一定是碳元素的一种单质 D．可能是一种碳单质，也可能是几种碳单质组成的混合物
6. 石墨烯（C60）是首个发现的二维空间材料，从石墨材料中剥离制得。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．都是黑色固体 B．碳原子的排列方式不同
C．在氧气中充分燃烧都能生成二氧化碳 D．将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化
7.下列实验能证明金刚石和石墨是由同种元素形成的不同单质的是（ ）
A．测量其密度 B．测量其熔点 C．用水溶解 D．分别燃烧验证燃烧产物
8.青铜是铜锡合金,明代宋应星所著的《天工开物》曾记载了炼锡的方法,其化学方程式为2C+SnO2Sn+2CO↑。下列有关说法不正确的是 ( )
A.该反应中,C体现了还原性 B.该化学反应后,固体质量减小
C.SnO2在该过程中发生了氧化反应 D.一氧化碳有毒,可以用气球收集来进行尾气处理
9.试管中有黑色粉末，加热后变成红色固体，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，这黑色粉末是（ ）
A．氧化铜 B．四氧化三铁和木炭粉 C．氧化铜和木炭粉 D．氧化铜和二氧化锰
10．“见著之微，见微之著”是化学的思维方法。下图为金刚石、石墨、足球烯的结构示意图。下列说法正确的是（ ）
A．它们都是由原子直接构成的
B．构成它们的原子的种类和大小都不同
C．构成它们的原子种类相同，但原子的排列方式不同
D．只有石墨和足球烯能在氧气中燃烧，金刚石不能燃烧
第10题图 第11题图
11．石墨烯是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，碳纳米管主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，它们的微观结构如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．构成石墨烯的原子间有一定间隔 B．石墨烯不能在氧气中燃烧
C．石墨烯和碳纳米管中碳原子大小不同 D．等质量的石墨烯和碳纳米管所含原子数不相同
12．下列说法正确的是（ ）
①由同种元素组成的物质可能是混合物②由一种反应物生成其他物质的反应叫分解反应
③电解水时正极和负极所得气体质量比为 8：1④化合反应和氧化反应是包含关系⑤等质量的 H2O 和 H2O2 所含氢原子数目相同⑥木炭和活性炭都具有吸附性，木炭比活性炭的吸附性更强⑦一种元素可能在同一种物质中显示不同的化合价⑧铁原子、水分子、氯化钠离子，都是保持对应物质化学性质的最小粒子
A．①②③④⑦⑧ B．②④⑤⑥ C．仅①③④⑦ D．仅①③⑦
13、2023年《化学教育》第3期，报道了一种氧化铜还原实验一体化装置，如图所示，下列说法错误的是（　　）
A．用酒精灯加热氧化铜部位，无明显现象，证明二氧化碳不能还原氧化铜
B．先用酒精灯加热炭粉再加热氧化铜，黑色氧化铜变为红色，证明炭粉能还原氧化铜
C．该实验中可以观察到氧化铜固体由黑变红、气球变大的现象
D．气球可防止有害气体外逸，污染空气
第13题图 第14题图 第15题图
14．取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如下图，下列说法正确的是（ ）
A．M点对应的固体物质只有两种 B．N点对应的固体为黑色
C．反应后产生气体的总质量为(a－b)g D．0～t2min内，固体中铜元素的质量分数不变
15．按如图进行实验，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二氧化碳质量
二．非选择题( 40 分)
16．（4分）请你结合所学的化学知识回答下列问题：①请选择合适物质的编号填空：A一氧化碳；B活性炭；C氢气；D氦气；E二氧化硫。与酸雨形成有关的是_____；可用于防毒面具的是_____；可充入霓虹灯内且通电时会发出有色光的是_____；
②固定和利用二氧化碳能有效减少空气中的温室气体。例如，工业上利用CO2和NH3生产尿素，反应的化学方程式为CO2+2NH3CO(NH2)2+X，则X的化学式为_____。
17.（6分）水是一种宝贵的自然资源，自来水厂的净水流程如图，回答下列问题：
（1）絮凝剂KAl(SO4)2中硫元素的化合价是___________
（2）图中1处填写___________，吸附池内常用___________吸附色素和异味
（3）某同学取自来水于试管中，加入适量_____搅拌，现象是______，说明该自来水是硬水。
（4）在日常生活中，常采用___________的方法降低水的硬度。
18．（8分）随着化学科学的发展，化学知识在生产生活中有了更加广泛的应用。
（1）中美科学家携手发现了全硼富勒烯 B40团簇（结构如图所示），它在超导、绿色催化等领域具有重要的应用价值。B40属于______。（填字母）
A．单质 B．化合物 C．有机物 D．混合物
（2）我国 5G技术处于世界领先地位。氮化镓（GaN）是生产 5G 芯片的关键材料之一，其中 Ga显+3价，则 N 的化合价为______。
（3）利用催化剂可消除室内装修材料释放的甲醛，如图所示为该反应的微观示意图。
①甲醛的化学式为______ ②参加反应的甲和生成的丁分子个数比为______
（4）2019年碳家族再添新成员。某研究小组合成出第一个由 18个碳原子构成的环状纯碳分子，其结构如图所示。
①碳原子的结构示意图为______；若碳元素在化合物中的化合价为+2价，写出一种符合要求的化合物的化学式______。 ②尝试写出环状纯碳分子的化学式______。
19．（12分）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________________________、____________________________。
20.（10分）阅读下面科普短文。
碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图1。石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2,才确定了它是含碳的物质。碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型、应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图2。
科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值，实验结果如图3。图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。
随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。
依据文章内容回答下列问题。
(1)金刚石属于________(填序号)。A.无定形碳 B.过渡态碳 C.晶形碳
(2)石墨与KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式：
5C+4KNO3_________K2O+_________N2↑+_________CO2↑
(3)由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是____________________。
(4)判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
①石墨是一种含铅的物质：____________________。
②碳材料具有广阔的应用和发展前景：________________________。
(5)对比图3中三条曲线，得到的实验结论是_______________________________________
教师样卷
一．选择题(30分)
1.下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法，错误的是（ C ）
A．璀灿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来作润滑剂
C．铅笔芯主要是用铅和少量碳粉制成的
D．活性炭可作防毒面具的滤毒剂
2.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1nm=10－9nm)的空心管。下列说法错误的是（ A ）
A．纳米碳管是一种新型的化合物
B．纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳
C．纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强
D．纳米碳管在常温下性质稳定
3.以下适用于填充防毒面具并吸附毒气的是(B)
A.金刚石 B.活性炭 C.石墨 D.焦炭
4.木炭和活性炭具有很强的吸附性，是由于（ C ）
A．它们都是固体 B．它们的密度小
C．疏松多孔、表面积大 D．常温下化学性质稳定
5.实验测得某物质中只含有碳元素，则这种物质（ D ）
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．一定是碳元素的一种单质 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. 石墨烯（C60）是首个发现的二维空间材料，从石墨材料中剥离制得。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 ）
A．都是黑色固体 B．碳原子的排列方式不同
C．在氧气中充分燃烧都能生成二氧化碳 D．将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化
7.下列实验能证明金刚石和石墨是由同种元素形成的不同单质的是（ D ）
A．测量其密度 B．测量其熔点
C．用水溶解 D．分别燃烧验证燃烧产物
8.青铜是铜锡合金,明代宋应星所著的《天工开物》曾记载了炼锡的方法,其化学方程式为2C+SnO2Sn+2CO↑。下列有关说法不正确的是 (C)
A.该反应中,C体现了还原性 B.该化学反应后,固体质量减小
C.SnO2在该过程中发生了氧化反应 D.一氧化碳有毒,可以用气球收集来进行尾气处理
9.试管中有黑色粉末，加热后变成红色固体，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，这黑色粉末是（ C ）
A．氧化铜 B．四氧化三铁和木炭粉 C．氧化铜和木炭粉 D．氧化铜和二氧化锰
10．“见著之微，见微之著”是化学的思维方法。下图为金刚石、石墨、足球烯的结构示意图。下列说法正确的是（ C ）
A．它们都是由原子直接构成的
B．构成它们的原子的种类和大小都不同
C．构成它们的原子种类相同，但原子的排列方式不同
D．只有石墨和足球烯能在氧气中燃烧，金刚石不能燃烧
第10题图 第11题图
11．石墨烯是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，碳纳米管主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，它们的微观结构如图所示。下列说法正确的是（　A　）
A．构成石墨烯的原子间有一定间隔 B．石墨烯不能在氧气中燃烧
C．石墨烯和碳纳米管中碳原子大小不同 D．等质量的石墨烯和碳纳米管所含原子数不相同
12．下列说法正确的是（ D ）
①由同种元素组成的物质可能是混合物②由一种反应物生成其他物质的反应叫分解反应
③电解水时正极和负极所得气体质量比为 8：1④化合反应和氧化反应是包含关系⑤等质量的 H2O 和 H2O2 所含氢原子数目相同⑥木炭和活性炭都具有吸附性，木炭比活性炭的吸附性更强⑦一种元素可能在同一种物质中显示不同的化合价⑧铁原子、水分子、氯化钠离子，都是保持对应物质化学性质的最小粒子
A．①②③④⑦⑧ B．②④⑤⑥ C．仅①③④⑦ D．仅①③⑦
13、2023年《化学教育》第3期，报道了一种氧化铜还原实验一体化装置，如图所示，下列说法错误的是（　B　）
A．用酒精灯加热氧化铜部位，无明显现象，证明二氧化碳不能还原氧化铜
B．先用酒精灯加热炭粉再加热氧化铜，黑色氧化铜变为红色，证明炭粉能还原氧化铜
C．该实验中可以观察到氧化铜固体由黑变红、气球变大的现象
D．气球可防止有害气体外逸，污染空气
第13题图 第14题图 第15题图
14．取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如下图，下列说法正确的是（ C ）
A．M点对应的固体物质只有两种 B．N点对应的固体为黑色
C．反应后产生气体的总质量为(a－b)g D．0～t2min内，固体中铜元素的质量分数不变
15．按如图进行实验，下列分析或结论正确的是（ C ）
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二氧化碳质量
二．非选择题( 40 分)
16．（4分）请你结合所学的化学知识回答下列问题：
①请选择合适物质的编号填空：A一氧化碳；B活性炭；C氢气；D氦气；E二氧化硫。与酸雨形成有关的是_____；可用于防毒面具的是_____；可充入霓虹灯内且通电时会发出有色光的是_____；
②固定和利用二氧化碳能有效减少空气中的温室气体。例如，工业上利用CO2和NH3生产尿素，反应的化学方程式为CO2+2NH3CO(NH2)2+X，则X的化学式为_____。
【答案】①E B D ② H2O
17.（6分）水是一种宝贵的自然资源，自来水厂的净水流程如图，回答下列问题：
（1）絮凝剂KAl(SO4)2中硫元素的化合价是___________
（2）图中1处填写___________，吸附池内常用___________吸附色素和异味
（3）某同学取自来水于试管中，加入适量___________搅拌，现象是___________，说明该自来水是硬水。
（4）在日常生活中，常采用___________的方法降低水的硬度。
【答案】（1） +6 （2）过滤 活性炭 （3） 肥皂水 泡沫较少 （4）煮沸
18．（7分）随着化学科学的发展，化学知识在生产生活中有了更加广泛的应用。
（1）中美科学家携手发现了全硼富勒烯 B40团簇（结构如图所示），它在超导、绿色催化等领域具有重要的应用价值。B40属于______。（填字母）
A．单质 B．化合物 C．有机物 D．混合物
（2）我国 5G技术处于世界领先地位。氮化镓（GaN）是生产 5G 芯片的关键材料之一，其中 Ga显+3价，则 N 的化合价为______。
（3）利用催化剂可消除室内装修材料释放的甲醛，如图所示为该反应的微观示意图。
①甲醛的化学式为______
②参加反应的甲和生成的丁分子个数比为______
（4）2019年碳家族再添新成员。某研究小组合成出第一个由 18个碳原子构成的环状纯碳分子，其结构如图所示。
①碳原子的结构示意图为______；若碳元素在化合物中的化合价为+2价，写出一种符合要求的化合物的化学式______。
②尝试写出环状纯碳分子的化学式______。
【答案】（1） A （2）-3 （3）①CH2O ② 1：1 （4）① CO ②C18
19．（12分）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__________ ______________、____________________________。
【答案】（1）4 （2）金刚石 原子排列方式不同 （3）导电 （4）吸附 （5）碳的化学性质稳定 （6）①黑色粉末变红 澄清石灰水变浑浊 ②增大木炭与氧化铜的接触面积，使反应充分 ③使火焰集中，提高温度 ④
20.（10分）阅读下面科普短文。
碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图1。
石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2,才确定了它是含碳的物质。
碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型、应用等产业链，碳纤维复合材料应用领域分布如图2。
科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值，实验结果如图3。图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。
随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领域越来越广泛。
依据文章内容回答下列问题。
(1)金刚石属于________(填序号)。
A.无定形碳 B.过渡态碳 C.晶形碳
(2)石墨与KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式：
5C+4KNO3_________K2O+_________N2↑+_________CO2↑
(3)由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是____________________。
(4)判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
①石墨是一种含铅的物质：____________________。
②碳材料具有广阔的应用和发展前景：________________________。
(5)对比图3中三条曲线，得到的实验结论是_______________________________________
______________________________________________________________________________。
【答案】(1)C (2)2 2 5 (3)工业应用 (4)①错 ②对
(5)在实验研究的范围内，温度越低，压强越大，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好(合理即可)