第六单元课题1金刚石石墨与碳60九年级化学上册讲练（人教版）（原卷版）

第六单元碳和碳的氧化物课题1金刚石、石墨与C60学习目标1．了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质及用途学习目标1．了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质及用途2.掌握碳单质的化学性质并会书写相应的化学方程式1.金刚石1.金刚石金刚石是由原子构成的固态非金属单质，纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，具有很好的折光性，可以制作成璀璨夺目的钻石；金刚石是天然存在的硬度最大的物质，利用此性质可以用作裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上，钻探坚硬的岩层等。金刚石分子为空间网状结构。石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。此外，石墨具有优良的导电性能。常见的碳单质知识点一知识讲解60C60C60是由分子构成，分子为足球状，每个分子由60个碳原子构成。相对分子质量为12×60=720。C60的发现是人类了解到一个全新的碳世界，C60的独特结构决定了它有一些特殊的物理和化学性质，有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。4.木炭、活性炭木炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。可以利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用它来吸附有异味的物质。活性炭的吸附作用比木炭的还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中也利用活性炭来脱色以制白糖；另外活性炭还可用于如城市污水、工业废水和饮用水的深度净化处理，人们还利用活性炭来吸附装修产生的对人体有害的气体。碳单质的化学性质碳单质的化学性质知识点二常温下，碳单质的化学性质稳定，受日光照射或与空气、水分接触，都不易起变化。随着温度的升高，碳的活动性大大增强。古人的墨迹可以保存千年是因为常温下，墨汁中含有的碳单质的化学性质稳定。碳原子的原子结构示意图为：最外层电子数为4个，不易得电子也不易失电子，所以化学性质稳定。当木炭充分燃烧时，与氧气反应生成二氧化碳，同时放出大量的热。反应方程式为：当燃烧不充分时，生成一氧化碳，同时放出热量。反应方程式为：木炭与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳。反应方程式为：木炭与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳。反应方程式为：同样，焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来，反应方程式为：此外，高温下，碳还能使二氧化碳转变成一氧化碳，反应方程式为：用途：根据此性质可知，碳可于金属冶炼。考法考法一：常见碳单质及用途详见以上讲解【例1】（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是（）A．石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质B．石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用C．石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯D．金刚石、石墨和里碳原子的排列方式不同，因此在性质和用途上存在明显差异【例2】（2023秋·江西新余·九年级校考开学考试）“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（）A．石墨不具有导电性 B．C60是由碳原子直接构成的C．木炭疏松多孔具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的结构不同考法考法二：碳单质的化学性质详见以上讲解【例1】（2023·辽宁丹东·统考中考真题）书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是（）A．碳是黑色的 B．碳粉末细小C．碳不溶于水 D．常温下碳化学性质稳定【例2】（2023春·河北邢台·九年级校联考期末）碳元素被称为“大自然的建筑师”，回答下列与含碳物质有关的问题。(1)古代用墨书写或绘制的字画虽年久仍不变色的原因是。(2)金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，它们物理性质不同的原因是。(3)如图是木炭还原氧化铜的实验，左边大试管中的反应现象是，其反应的化学方程式是。单质碳的还原性可以用于冶金工业。右边小试管中的现象是，有关化学方程式是。强化训练强化训练1．（2023·广东汕尾·统考一模）石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是（）A．它是一种新型化合物B．它的硬度比石墨大C．它能溶于水D．它在氧气中完全燃烧的产物是CO2．（2022秋·辽宁盘锦·九年级校考期中）下列物质的用途中，主要是利用其化学性质的是（）A．用玻璃刀切割玻璃 B．定向爆破拆除楼房C．用石墨做干电池的电极 D．金刚石作装饰品3．下列物质直接由原子构成的是（）A．金刚石 B．水 C．氧气 D．空气4．（2023·湖南长沙·校考三模）下列关于金刚石、石墨、C60的说法中不正确的是（）A．它们都是由原子构成B．金刚石硬度大，可用来切割大理石C．石墨具有滑腻感，可用作润滑剂D．它们的原子排列方式不同，所以物理性质存在巨大差异5．下列关于碳单质的说法中不正确的是（）A．金刚石、石墨都由碳元素组成，结构相同B．C60由C60分子构成C．常温下石墨的化学性质不活泼D．石墨能用于制电极、电刷6．（2022秋·河南平顶山·九年级统考期末）分类是化学学习的一种有效方法。下列物质按照单质、化合物、混合物的顺序排列的是（）A．液氧、氯酸钾、大理石 B．干冰、氨气、空气C．铁、五氧化二磷、冰水共存物 D．、氧气、过氧化氢溶液7．（2023·辽宁丹东·统考中考真题）下列化学观念不正确的是（）A．物质的性质决定了物质的用途 B．所有物质都能无条件转化C．物质既有天然存在的也有人工创造的 D．物质的性质与组成、结构有关8．（2022秋·河北保定·九年级校联考期中）下列有关碳和碳的氧化物的说法不正确的是（）A．金刚石和石墨物理性质相差很大的原因是碳原子排列方式不同B．碳具有可燃性C．CO2是空气污染物，是空气质量监测内容D．CO有剧毒，使用时注意通风9．（2023·辽宁·统考中考真题）央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧。用墨书写的典籍保存至今仍不变色，体现了碳单质具有的性质是（）A．质软 B．导电性 C．可燃性 D．常温稳定性10．（2021·广东深圳·统考模拟预测）下图是碳与其他物质之间的性质关系(“－”表示物质间可发生反底，“→”表示物质间可发生转化，反应条件及部分生成物已省略)，下列说法正确的是（）A．反应①前后碳元素化合价不变B．反应②前固体要混合均匀，增大接触面积C．反应③前后固体质量增加，不符合质量守恒定律D．反应④中与质量比为，一定只生成11．（2023·广东汕头·校考二模）神奇的“碳”，多姿的“碳”世界。(1)常见的碳单质化学性质相似，物理性质差别很大的原因是。(2)《天工开物》有关墨的制作提到：凡墨，烧烟凝质而为之，“烟”最可能是。用墨书写或绘制的字画能够长时间保存而不变色，这是因为常温下碳的不活泼。活性炭和“烟”的主要成分相同，工业上用于脱色制白糖，这是利用了活性炭的作用。(3)已知，水分子的粒径约为0.3纳米，金属离子的粒径一般在0.7纳米以上，利用真空抽滤法可将单层石墨片制成0.6纳米孔径的石墨烯滤膜，该滤膜允许（填“水分子”或“金属离子”）通过，据此可预测该滤膜在净水领域中的应用：。(4)中国科技大学研究组以金属钠和二氧化碳在和800个大气压的条件下，成功得到金刚石，同时生成碳酸钠（），反应的化学方程式为。12．（2023秋·河南驻马店·九年级校考期末）化学与人类社会密不可分，请用化学知识回答下列问题。(1)我国古代用墨书写或绘制的字画能长久保存而不变色，其原因是。(2)金刚石和石墨都由碳元素组成，但金刚石很硬，而石墨却很软。其原因是。13．（2023秋·山西阳泉·九年级校考期末）复兴号列车是由我国铁路总公司牵头组织研制动车组列车。(1)列车利用碳滑板与接触网接触来获取电。碳滑板通常用石墨制成，是因为石墨具有性；石墨在常温下，受日光照射或与空气、水分接触都不容易起变化，说明其化学性质。(2)列车轨道建设中常用铝和氧化铁（化学式为Fe2O3）在高温条件下发生反应，：Fe2O3＋2AlX＋2Fe，则X的化学式为。14．（2022秋·重庆永川·九年级统考期中）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：(1)图①为碳原子结构示意图，碳原子最外层电子数为，常温下碳的化学性质（填“活泼”或“不活泼”）。(2)图②、③、④对应三种碳单质：图②单质的名称是，图③单质的名称是，图④单质的名称是。(3)C为+4价，Cl为1价，由C和Cl组成的化学式为。(4)15g碳与24gO2充分反应，当反应停止后，剩余气体中包含。A．CO B．CO2O2 C．COCO2 D．COCO2O215．（2023春·黑龙江绥化·八年级统考期末）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。(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)石墨在一定条件下转化为金刚石，该反应属于(填“物理”或“化学”)变化。16．（2019秋·广西百色·九年级校考阶段练习）在这一化学反应中，得到氧元素，发生氧化反应，具有（填“氧化性”或“还原性”）。17．如图所示的装置可进行多个实验。(1)如果通入的CO中含有少量的CO2，欲将CO2转化为CO，装置中应盛放的物质是(填化学式)。(2)如果通入的CO2中含有少量O2，欲除去O2，装置中应盛放的物质是(填化学式)。18．阅读下面科普短文：2004年，科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片（有人称为石墨烯），石墨烯是世界上导电性最好的材料，其目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。石墨烯在电子、复合材料、医疗健康等多领域具有广泛应用，不同领域的应用分布如图所示。将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液低温环境下冻干，去除水分、保留骨架，制造出的一种超轻固体材料被称为“全碳气凝胶”，是迄今为止世界上最轻的材料。“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一，吸收量可高达自身质量的900倍。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域。纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。另外，纺织面料中的石墨烯片层结构中含有丰富的含氧基团，影响菌体的正常代谢，从而使菌体无法吸收养分直至死亡。随着科技水平的提升，石墨烯作为一种基本材料，其应用会有越来越多的可能。请依据文章内容回答下列问题：(1)石墨烯与金刚石的组成元素相同，但石墨烯有良好导电性，而金刚石却没有导电性，原因是。(2)石墨烯和“全碳气凝胶”都是由碳原子构成，四幅图中表示石墨烯结构的是_________________（填标号）。A． B．C． D．(3)石墨烯应用占比最高的领域是。(4)下列说法错误的是___________________。A．石墨烯可用于制作新能源电池B．石墨烯在常温下化学性质很活泼C．“全碳气凝胶”可处理海上石油泄漏(5)写出石墨烯充分燃烧的化学方程式。19．（2023秋·安徽蚌埠·九年级统考期末）芯片的制造代表一个国家的科技水平，芯片的主要成分是硅，如图是工业上以石英砂（）为主要原料制取高纯硅的流程。查阅资料：“精馏”是蒸馏的一种，其原理是利用混合物各成分的沸点不同，将物质分离出来。(1)流程中将焦炭粉碎的目的是；(2)硅的结构与金刚石相似，都是由（填“分子”“原子”或“离子”）构成的；(3)写出步骤①反应的化学方程式；(4)若在步骤⑤的制备过程中混入，可能引起的后果是；(5)为了使资源综合利用，上述流程中可循环使用的物质是（填一种即可）。20．小明同学在学习木炭还原氧化铜时，取4.0g氧化铜粉末进行实验，如图所示。(1)计算应称取木炭的质量：（写出计