初中化学人教版九上精练本6.1 金刚石、石墨、C60

课题1金刚石、石墨、C60一、选择题1．图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是（）A．网罩的作用：集中火焰并提高温度B．理论上试管a中减少的质量等于试管b增加的质量C．a中黑色粉末变红说明碳具有还原性D．反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象【答案】D【解析】A.网罩可以使火焰集中，提高温度，正确。B.理论上a中减少的质量为反应生成的二氧化碳的质量，b中增加的质量为吸收二氧化碳的质量，理论上试管a中减少的质量等于试管b增加的质量，正确。C.a中黑色粉末变红，说明碳能夺走氧化铜中的氧，说明碳具有还原性，正确。D.反应结束后立即把a中的物质铜倒出来，铜可能在较高温度下与空气中的氧气发生反应生成氧化铜，所以不能反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象，错误。故选D。2．2019年科学家合成出一种新物质C18，关于C18的叙述中错误的是（）A．该物质由碳元素组成 B．该物质由C18分子构成C．该物质常温下化学性质非常活泼 D．1个C18分子由18个碳原子构成【答案】C【解析】A.物质由元素组成，C18由碳元素组成，正确。B.从化学式可知该物质是由分子构成的，该物质由C18分子构成，正确。C.碳单质常温下化学性质稳定，该物质常温下化学性质稳定，错误。D.微观上分子由原子构成，从化学式可知1个C18分子由18个碳原子构成，正确。故选C。3．氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似。下列说法错误的是（）A．氮化硼由分子构成 B．氮化硼的硬度很大C．氮化硼属于化合物 D．氮化硼可用于切割玻璃【答案】A【解析】A.由图示可知氮化硼由氮原子和硼原子构成，错误；B.氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似，氮化硼的硬度很大，正确；C.氮化硼是由两种元素组成的纯净物，属于化合物，正确；D.氮化硼硬度大，可用于切割玻璃，正确；故选A。4．金刚石､石墨､木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（）A．都是黑色固体B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳C．碳原子的排列方式相同D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化【答案】B【解析】A.金刚石是无色固体，该选项说法不正确；B.金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，该选项说法正确；C.四种碳的单质物理性质不同，碳原子的排列方式不同，该选项说法不正确；D.石墨和金刚石是不同的碳单质，一定条件下，石墨转化成金刚石是化学变化，该选项说法不正确。故选B。5．碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米的空心管，下列说法错误()A．碳纳米管是一种新型的化合物B．碳纳米管常温下性质稳定C．碳纳米管完全燃烧生成物是CO2D．碳纳米管材料管道多，表面积大吸附强【答案】A【解析】A.碳纳米管是由碳元素组成的碳的单质，不是化合物，故说法错误；B.碳单质在常温型化学性质稳定，因此纳米碳管在常温下化学性质稳定，故说法正确；C.碳纳米管由碳元素组成，碳完全燃烧生成二氧化碳，说法正确；D.纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强，故说法正确；故选A。6．科学家发现由C60制取的化合物M具有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述错误的是()A．由C60制取M的过程中发生了化学变化B．化合物M中含有碳元素C．C60中的碳原子比石墨中的大D．C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应是化合反应【答案】C【解析】A.由C60制取化合物M的过程有新物质M生成，发生了化学变化，叙述正确；B.由质量守恒定律可知，用C60制取化合物M中一定含有碳元素，叙述正确；C.C60中的碳原子和石墨中的的碳原子属于同种原子，体积与质量一样大，叙述错误；D.C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应中，反应物是两种，生成物是一种，属于化合反应，叙述正确。故选C。7．下列有关碳的化学性质的描述中正确的是()A．碳单质具有可燃性，燃烧时一定生成二氧化碳B．碳充分燃烧时放热，不充分燃烧时吸热C．木炭可以燃烧，金刚石不能燃烧D．C60在氧气中充分燃烧的化学方程式为C60+60O260CO2【答案】D【解析】A.碳单质具有可燃性，燃烧时不一定生成二氧化碳，若燃烧不充分会产生一氧化碳，故选项说法错误。B.碳充分燃烧时放热，不充分燃烧时也放热，故选项说法错误。C.木炭可以燃烧，金刚石也能燃烧，故选项说法错误。D.C60在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，燃烧的化学方程式为C60+60O260CO2，故选项说法正确。故选D。8．关于碳的化学性质不正确的是()A．温度越高，碳的活动性越强B．高温时碳能与二氧化碳反应C．碳在氧气中充分燃烧是放热反应，而不充分燃烧时是吸热反应D．碳在常温下能长时间保存不变质【答案】C【解析】A.常温下化学性质不活泼，但温度越高，碳的活动性越强，故选项说法正确。B.碳具有还原性，高温时碳能与二氧化碳反应，故选项说法正确。C.碳在氧气中充分燃烧是放热反应，不充分燃烧时也是放热反应，故选项说法错误。D.常温下化学性质不活泼，碳在常温下能长时间保存不变质，故选项说法正确。故选C。9．碳的单质除了金刚石、石墨和C60外，科学家们还合成了C90、C240、C540等系列物质，据此可作出的推测是（）①同一种元素可以形成多种单质；②单质可能存在复杂的分子结构；③单质的研究具有广阔的前景；④同种元素形成的单质之间可能存在更多的互相转化。只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④【答案】D【解析】①通过题干可知，碳元素能形成多种单质，所以同一种元素可以形成多种单质。正确。②C60等单质有比较复杂的分子结构，所以单质可能存在复杂的分子结构。正确。③不同的单质有不同的性质，可以有不同的用途，所以单质的研究具有广阔的前景。正确。④因为组成元素相同，所以同种元素形成的单质之间可能存在更多的互相转化。如将石墨可以转化为金刚石。正确。故选D。10．单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公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．石墨烯在足量的氧气中的燃烧产物是CO2B．石墨烯的硬度小于金刚石C．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D．石墨烯中碳元素的化合价为＋4【答案】A【解析】A.石墨烯是由碳元素组成的，完全燃烧后的产物是CO2，故说法正确；B.由题意可知，“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬的材料。所以，石墨烯的硬度大于金刚石，故错误；C.石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的物理性质和金属相似，故错误；D.石墨烯属于单质，碳元素的化合价为0，故错误。故选A。11．建立宏观和微观之间的联系是化学学科独特的思维方式。如图是几种化学反应的微观过程示意图，下列说法不正确的是（）A．分子、原子、离子都是构成物质的微粒B．构成物质的微粒的质量和体积都很小，总在不停地运动C．氢气、氧气、石墨、金刚石都是单质，水、氢氧化钠、氯化氢、氯化钠都是化合物D．化学变化前后，构成物质的微粒种类不变，只是微粒重新结合，因而，物质的种类和质量都不发生改变【答案】D【解析】A.水由水分子构成，氯化钠由钠离子和氯离子构成，石墨是由碳原子构成，所以分子、原子、离子都是构成物质的微粒，选项正确；B.构成物质的微粒的质量和体积都很小，总在不停地运动，选项正确；C.氢气、氧气、石墨、金刚石都是由一种元素组成的纯净物，是单质；水、氢氧化钠、氯化氢、氯化钠都是由不同元素组成的纯净物，是化合物，选项正确；D.化学变化前后，原子的种类不变，只是原子重新结合，但是分子的种类一定改变，因而，物质的种类改变，物质的总质量不发生改变，选项错误。故选D。12．有关物质的组成、构成与性质关系的说法正确的是（）A．石墨和金刚石的原子排列方式不同，所以它们燃烧的生成物不同B．稀硫酸和稀盐酸都含氢离子，所以它们具有相似的化学性质C．水和双氧水的组成元素相同，所以它们的性质相同D．钠原子钠离子的核电荷数均为11，所以它们的性质相同【答案】B【解析】A.石墨和金刚石的原子排列方式不同，但石墨和金刚石均是由碳元素组成的，所以它们燃烧的生成物相同，故选项错误；B.物质的结构决定物质的性质，稀硫酸和稀盐酸都含氢离子，所以它们具有相似的化学性质，故选项正确；C.水和双氧水的组成元素相同，但水和双氧水分子的构成不同，它们的性质不同，故选项错误；D.钠原子失去电子形成钠离子，钠原子、钠离子的最外层电子数不同，所以它们的性质不同，故选项错误。故选B。13．如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，有关该实验说法正确的是（）A．乙处固体减少的质量等于消耗的氧化铜中氧元素质量B．丙装置的作用是收集未反应的一氧化碳C．丁处氢氧化钠溶液改为澄清石灰水，可检验乙处生成的二氧化碳D．该装置的不足之处是未进行尾气处理【答案】A【解析】A.乙处：，由化学方程式可知，乙处固体减少的质量等于消耗的氧化铜中氧元素质量，符合题意；B.丙装置的作用是防止倒吸，因为反应生成的二氧化碳能与氢氧化钠反应，使装置内压强减小，容易发生倒吸，不是收集一氧化碳，不符合题意；C.该实验中通入了二氧化碳，有可能是甲处未反应的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，不能用于检验乙处生成的二氧化碳，不符合题意；D.丁装置可以起到收集未反应的一氧化碳的作用，不符合题意。故选A。第II卷（非选择题）二、填空题14．完成下列反应的化学表达式（1）木炭充分燃烧：_____________；（2）木炭不充分燃烧：_________________；（3）木炭粉和氧化铜在高温的条件下反应：____________；（4）用焦炭和氧化铁反应来炼铁：________________。【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】（1）木炭充分燃烧生成二氧化碳，化学表达式为；（2）木炭不充分燃烧生成一氧化碳，化学表达式为；（3）木炭粉和氧化铜在高温的条件下反应生成二氧化碳和铜，化学表达式为；（4）用焦炭和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学表达式为。15．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_____。【答案】（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【解析】（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不同。故填：排列方式；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。故填：疏松多孔；（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。故填：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。故填：C2H2。16．多彩的“碳”，多姿的物质。（1）1﹣18号元素原子最外层电子数与原子序数的关系如图。①碳属于_____（填“金属”或“非金属”）元素；请画出碳原子的结构示意图_____。②图1中与碳元素化学性质相似的元素是_____（填元素名称）。③从图1中你发现的规律是_____（写一条）。（2）碳有几种不同的形式，如钻石、石墨等，它们物理性质不同的原因是_____，它们完全燃烧的产物_____（填“相同”或“不相同”）。（3）近期化学家首次制造出纯碳环，将极大推动分子晶体管的发展。科学家在高真空的室内，操作“氧﹣碳”分子（C24O6），逐步除去其多余的含氧部分，最终得到环碳分子。C24O6C22O4C20O2C18（制备环碳的步骤）①制备环碳的各步骤中，每次去除的物质X为_____（填化学式）。②一个环碳分子是由_____个碳原子构成。【答案】非金属硅同一周期元素原子的最外层电子数从1递增到8碳原子排列方式不同相同CO18【解析】（1）①碳属于非金属元素，碳原子核内有6个质子，核外有两个电子层，第一层2个电子，第二层4个电子，碳原子的结构示意图为；②最外层电子数相等的元素化学性质相似，故与碳元素化学性质相似的元素是硅；③从图中发现的一条规律是：同一周期元素原子的最外层电子数从1递增到8；（2）金刚石和石墨的物理性质不同是由于碳原子排列方式不同；金刚石和石墨的化学式都可以用C表示，都是由碳元素组成，化学性质相同，在氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳；（3）①根据C24O6C22O4C20O2C18（制备环碳的步骤）可知2X含有2个碳原子和2个氧原子，故X含有一个碳和一个氧，故X为CO；②由题意可知，一个环碳分子是由18个碳原子构成。17．芯片是电脑、手机等的核心部件，碳基芯片采用石墨烯碳纳米管工艺，性能比硅基芯片更好，我国已突破半导体碳纳米管关键材料的技术瓶颈，请回答：（1）石墨烯碳纳米管具有良好的________性。（2）如图是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图，图中n=_____，硅的相对原子质量是______，硅元素位于元素周期表中的第____周期。（3）化学反应中元素化合价升高的物质是还原剂，元素化合价降低的物质是氧化剂。在制硅反应中还原剂是______，发生还原反应的物质是______。【答案】导电428.09三C【解析】（1）根据题意可知，石墨烯碳纳米管具有良好的导电性。（2）如图是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图，原子中质子数=核外电子数，图中n=14-8-2=4，硅的相对原子质量是28.09，硅元素核外有三个电子层，位于元素周期表中的第三周期。（3）化学反应中元素化合价升高的物质是还原剂，元素化合价降低的物质是氧化剂，在制硅反应中，碳的化合价由0价升高为+2价，故还原剂是C，中硅元素化合价由+4价降为0价，故发生还原反应的物质是。18．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为碳原子的结构示意图，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)金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种单质，它们的化学性质相似，但物理性质相差很大，原因是___。(3)写出石墨充分燃烧的化学方程式___。【答案】4不活泼碳原子的排列方式不同C+O2CO2【解析】(1)①为碳原子的结构示意图，离圆圈最远的弧线表示最外层，则其碳原子最外层电子数为4；既不容易得到电子，也不容易失去电子，则常温下碳的化学性质不活泼。(2)金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三