6.1金刚石、石墨和C60 同步练习（含2019年真题）（含答案）

人教新版第6章碳和碳的氧化物6.1金刚石、石墨和C60同步练习
一、选择题：
1、（2019?益阳）我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是（　　）
A．碳在常温下化学性质不活泼
B．炭黑具有很强的吸附能力
C．部分炭黑转变成了更稳定的物质
D．碳单质不溶于水
2、（2019?东营）如图为金刚、石墨和C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是（　　）
A．原子的排列方式改变，则构成的物质种类改变
B．相同元素组成的不同物质，在足量的氧气中完全燃烧，产物相同
C．相同元素组成的不同物质，化学性质相同
D．在特定的条件下，石墨既可转化为金刚石，也可转化为C60
3、（2019?江西）文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是（　　）
A．碳 B．硅 C．磷 D．碘
4、（2019?德州）石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是（　　）
A．可作散热材料 B．是一种新型化合物
C．常温下化学性质稳定 D．可作新型电池的电极
5、2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”惊艳世界，演员们穿着的轻便防寒服是用“石墨烯”制成的。石墨烯是一种由碳原子构成的、六角型晶格的二维碳纳米材料。下列说法不正确的是（　　）
A．石墨烯是一种单质
B．金刚石和石墨烯分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
C．金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
D．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
6、5G时代，芯片运行速度提升，会带来散热问题。高性能石墨烯复合材料散热片可以很好的解决芯这一问题。关于石墨烯以下说法不正确是（　　）
A．构成：碳原子
B．结构：微粒排列方式不同于金刚石
C．性质：和碳的化学性质相同
D．用途：用作超轻绝缘材料，导热性材料
7、下列实验现象描述不正确的是（　　）
A．稀盐酸与氧化铁反应：红棕色固体逐渐减少，溶液由无色变成黄色
B．木炭还原氧化铜：黑色固体中有紫红色固体生成
C．氢气燃烧：无色气体燃烧，产生淡蓝色火焰，放热
D．镁带燃烧：银白色固体燃烧，发出耀眼的火焰，放热，生成白色固体
8、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．碳元素只能组成碳纳米管和石墨烯两种单质
B．碳纳米管不与其他物质发生反应
C．构成石墨烯的原子间有一定间隔
D．构成碳纳米管的原子不再运动
9、芯片是电脑“智能”的核心部件，它是用高纯度硅制成的。下面是生产单质硅过程中的一个重要反应：SiO2+2CSi+2X↑，同学们经过分析得到以下信息：①X的化学式为CO2；②X和SiO2都是氧化物；③该反应中最小微粒是Si、O和C；④该反应利用了C的氧化性。以上信息正确的是（　　）
A．①②③ B．②③ C．②④ D．②③④
10、已知：2CuO+C2Cu+CO2↑．如图表示一定质量的CuO和C固体混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中错误的是（　　）
A．t1时，开始发生反应
B．t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变
C．b是固体混合物的质量
D．d是二氧化碳的质量
11、研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管（碳单质）制造的，其导热效率为铜的七倍，坚固程度为钢的十倍。下列说法正确的是（　　）
A．“超级黑”说明碳单质都是黑色
B．“超级黑”的结构和性质与金刚石相似
C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧
D．“超级黑”是一种新型的金属材料
12、下列说法正确的是（　　）
A．金刚石和石墨物理性质差别较大，是因为它们的结构明显不同
B．催化剂能改变反应速率，而本身的质量和性质均不变
C．给自行车充气，轮胎由瘪变鼓，是因为分子间隔变大
D．密封的氧气袋由平原带到高原，体积膨胀，是因为袋内氧气分子体积增大
13、据报道，我国科学家首次将石墨炔作为电池活性层的主体材料，石墨炔是第一个具有我国自主知识产权的碳材料，具有高电荷传输能力，下列有关石墨炔的说法错误的是（　　）
A．石墨炔能导电
B．石墨炔中粒子在做无规则运动
C．石墨炔可用在电子领域
D．石墨烯和C60是同一种物质
14、如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（　　）
A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B．实验过程中观察到澄清石灰水变浑浊，即可证明碳与氧化铜发生了反应
C．碳在反应中发生了氧化反应，表现出还原性
D．实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热
15、澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约6到9nm，在低于-183℃时，泡沫具有永久磁性。下列叙述不正确的是（　　）
A．“碳纳米泡沫”在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳
B．“碳纳米泡沫”是一种单质
C．“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同
D．“碳纳米泡沫”在一定条件下可还原氧化铜
16、碳还原氧化铜的实验如图所示，实验结束时停止加热，冷却至室温。相关分析正确的是（　　）
A．装置Ⅲ中出现气泡，说明Ⅰ中反应已开始
B．反应中，装置Ⅰ内壁出现水雾是反应生成的
C．冷却后，装置I减少的固体质量等于生成气体的质量
D．装置Ⅱ中可收集到一瓶二氧化碳气体
17、下列是对一些事实的解释，其中正确的是（　　）
序号
事实
解释
A
石墨可以做石墨炸弹
石墨具有腐蚀性
B
石墨用来制取金刚石
石墨中的碳原子可以重新排列
C
墨汁写的字或作的画可永久保存
碳的化学性质在任何条件都不活泼
D
电解产生氢气和氧气
化学变化中原子是可以再分的
A、A B、B C、C D、D
18、科学家用石墨烯膜制成“筛子”，可以筛掉盐类物质。当海水流过该膜时，钠离子和氯离子被水分子包裹而不能通过，独立的水分子却能通过（如图）．下列关于石墨烯膜“筛掉”氯化钠的说法不正确的是（　　）
A．保持水的化学性质的是水分子
B．该过程可应用于海水淡化
C．“筛掉”氯化钠过程类似于过滤操作
D．“筛掉”氯化钠后的海水中溶质质量分数增大
19、石墨纸是高碳磷片石墨经化学处理，高温膨胀轧制而成，如图所示，其成分以石墨为主，薄如纸片，比钢要坚硬10倍且轻巧，应用于笔记本电脑、平板显示器、数码摄像机、移动电话及针对个人的助理设备等．下列说法错误的是（　　）
A．与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小
B．与钢相比，石墨纸的硬度较大
C．石墨纸是一种环保材料
D．石墨纸是绝缘体，不易导电
20、如图是木炭还原氧化侗的微观模拟图，有以下说法，其中不正确的是（　　）
A．氧化铜被夺去氧，发生了还原反应
B．碳夺取了氧，表现出还原性
C．参与反应的三种元素中，只有氧元素的化合价没有改变
D．根据质量守恒定律可知，此反应前后固体的没有改变
二、填空题：
1、（2019?绥化）在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子
不同。（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有 的结构。（3）在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是 。（4）某有机化合物R在氧气中充分燃烧的化学方程式是2R+5O24CO2+2H2O，则R的化学式为 。
2、（2019?广州）实验室有如图所示装置，回答下列问题：
（1）连接装置时，需根据导管的高度调节 处的高度，再确定 处的高度。?（填“甲”或“乙”）
（2）结束实验的操作是：先 ，再 。
3、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3单质的名称是 。（3）如图5是木炭还原氧化铜的实验，其反应的化学方程式是 。（4）在习主席“一带一路”伟大的战略构想中，代表中国制造的高铁走在了世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨的性质的是 。（填序号）A．稳定性??B．滑腻感?C．还原性??D．导电性
4、李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜，反应的化学方程式为：C+2CuO
2Cu+CO2↑．他联想到单质碳的一些化学性质，认为在该实验中还可能会有CO产生。查阅资料：CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
（1）实验验证： C装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色，证明李洋同学的判断是 的。（填“正确”或“错误”）。（2）实验反思：李洋同学对CO产生的原因进行了分析：①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO；②原因二：反应C+2CuO2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，产生了CO；请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理： 。（3）在设计装置时还要考虑环保因素，因此要在装置C处之后添加 装置。
5、木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。教材用如图1实验介绍这一知识。（1）木炭与氧化铜反应的化学方程式是 。（2）酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是 。（3）固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是 。（4）图I与教材中的装置还是略作了改进，实验结束时，可先用弹簧夹夹紧橡皮管，再熄灭酒精灯，这样做的目的除了防止石灰水倒吸入热的试管，使试管炸裂外，还可以防止 。（5）为了提高成功率，某研究小组设计如图Ⅱ方案进行实验。【实验研究】分别称取2g木炭与CuO混合物，按每种比例重复实验3次。实验记录如下表：总质量相同（2g）但木炭与CuO比例不同的实验对比表
比例
1：6
1：7
1：8
1：9
1：10～1：11
1：12
1：13
加热时间
1′51″
1′43″
1′57″
2′21″
2′00″
1′53″
4′
实验现象
红热，产生大量气泡，石灰水变浑浊
偶尔红热气泡较少
实验结果
表层铜珠较大，出现未完全反应的黑色木炭粉且木炭含量越高黑色粉末越多
反应较完全生产亮红色网状铜块
部分生产Cu2O
主要产物是Cu2O
由实验数据分析，除温度外，影响实验的因素是 ；从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是 。【装置改进】稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率。图Ⅱ装置将卧式装置改为直立式装置，实验时，将反应混合物夯实于底部，调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部。你认为该设计是否更好？ （填“是“或“否”）；理由是 。【交流讨论】由于试管中有空气，实验时应注意：①混合物需进行预热，除了使试管受热均匀外，另外的目的是 。②理论上讲并不能把石灰水变浑浊作为木炭跟CuO开始反应的充分证据。其理由是
6、某兴趣小组在做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色的?Cu?生成，却往往有暗红色固体出现。【查阅资料】铜有+1?和+2?两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4?或-4．他们决定对这个实验进行探究和改进。请回答下列问题：
?（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。对此有人提出先将块状的木炭研细再使用，这样处理的目的是 。与甲装置比较，乙装置中使用酒精喷灯优点是 。（3）检查了乙装置的气密性后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清??的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。（4）他们按乙图进行实验待反应结束时，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是 。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。

参考答案
一、选择题：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
C
A
B
D
D
D
C
B
C
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
C
A
D
B
C
C
B
D
二、填空题：
1、解：（1）金刚石和石墨物理性质差异较大，是因为构成它们的碳原子排列方式本题。（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有疏松多孔的结构。（3）在书写具有保存价值的图书档案时，应使用碳素墨水笔，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。（4）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则2R分子中含有4个碳原子和4个氢原子，则每个R分子由2个碳原子和2个氢原子构成，则物质X的化学式为C2H2。故答案为：（1）排列方式；（2）疏松多孔；（3）碳在常温下化学性质不活泼；（4）C2H2。
2、解：（1）连接装置时，需根据导管的高度调节乙处的高度，再根据酒精灯火焰的高度调整试管高度的旋钮，确定甲处的高度。（2）结束实验的操作是：先移出导管，再熄灭酒精灯，以防止石灰水倒吸，使试管炸裂。故答案为：（1）乙；甲；（2）移出导管；熄灭酒精灯。
3、解：（1）由原子结构示意图的意义可知，碳原子最外层电子数为4；（2）由碳单质的结构可知，图3的碳原子的排列正八面体状结构，具有这种结构的单质的名称是金刚石；（3）木炭和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应方程式是：C+2CuO2Cu+CO2↑；（4）动车的运行是依靠顶部的石墨电刷与电线接触获取电源，使用石墨制作电刷不仅因为石墨能耐高温、化学性质稳定、具有滑腻感，还利用了石墨的导电性，与碳单质的还原性无关故答案为：（1）4；（2）金刚石；（3）C+2CuO2Cu+CO2↑；（4）C。
4、解：（1）C装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色，说明气体中含有一氧化碳，证明李洋同学的判断是正确的。故填：正确。（2）①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生铜和CO，反应的化学方程式为：C+CuO2Cu+CO↑；②原因二：高温条件下，二氧化碳和碳反应生成了一氧化碳，反应的化学方程式为：C+CO22CO。故填：原因一：C+CuO2Cu+CO↑；原因二：C+CO22CO。（3）在设计装置时还要考虑环保因素，因此要在装置C处之后添加处理尾气装置，如放置一只点燃的酒精灯或套上一只气球等。故填：处理尾气。
5、解：（1）碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为：C+2CuO2Cu+CO2↑；（2）加上灯罩可以使火焰更集中，提升温度，利于反应的进行；（3）固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是：防止冷凝水倒流，炸裂试管；（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以除了防止石灰水倒吸入热的试管，使试管炸裂外，还可以防止铜被重新氧化；（5）实验研究：通过实验可以看出氧化铜和碳粉的比例不同，得到产物也不同，由实验数据分析，影响实验的另一因素是：反应物的比例；从实验结果中可以得出该反应混合物的最佳比例范围即反应最充分的：1：10～1：11；【装置改进】将卧式改为直立式，同时用火焰把试管包住，火焰与试管底部的接触面积变大，可以充分利用燃烧产生的热量，使反应物受热均匀，可获得持续的高温，这种设计效果会更好；【交流讨论】①由于试管内有空气，混合物需进行预热，除了使试管均匀受热外，目的是：减少试管内剩余空气的量，降低氧气对实验的影响；②由于装置内有空气，在加热时遇到木炭会生成二氧化碳，所以不能把石灰水浑浊作为木炭跟CuO反应的充分证据，试管中还可能发生反应：碳和氧气反应也会生成二氧化碳。故答案为：（1）C+2CuO2Cu+CO2↑；（2）使火焰更集中并提高温度；（3）防止冷凝水倒流，炸裂试管；（4）防止铜被重新氧化；
（5）实验研究：反应物的比例，1：10～1：11；【装置改进】是，反应物受热均匀，可获得持续的高温；【交流讨论】①减少试管内剩余空气的量，降低氧气对实验的影响；②碳和氧气反应也会生成二氧化碳。
6、解：（1）因为铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，依据化合物中元素的化合价代数和为零的原则，所以暗红色固体的化学式可能为：Cu2O；（2）使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行；酒精喷灯比酒精灯提供的温度高；（3）不能，可能是木炭与氧气反应生成的二氧化碳；（4）若不关闭止水夹，空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化故答案：（1）Cu2O；（2）可以增加表面积，有利于反应的进行；获得高温；（3）不能；（4）空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。