6.1 金刚石、石墨和C60 同步练习

第六单元碳和碳的氧化物第一节金刚石、石墨和C60基础过关全练知识点1碳单质的结构、物理性质和用途1.(2022广西贺州中考)下列物质中，硬度最大的是()A.C60 B.活性炭 C.石墨 D.金刚石2.(2022湖南长沙中考)“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单质是由碳原子直接构成的C.活性炭具有吸附性 D.金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同3.如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块木炭，最终观察到红棕色(填“变深”“不变”或“变浅”)，漏斗中液面(填“上升”“下降”或“不变”)。其原因为木炭具有作用，使瓶中气体压强外界大气压。4.多彩的“碳”，多姿的生活。相信随着科学技术的发展，碳单质的用途将不断扩大。 图1 图2(1)如图1物质的用途中，利用了石墨导电性的是(填序号)。(2)炭雕(如图2)是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，这里利用了活性炭的(填“物理”或“化学”)性质。(3)世界上最轻的材料碳海绵由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好。它对石油有很强的吸附能力(不吸水)，将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。下列关于碳海绵的说法正确的是(填字母)。A.具有吸附性 B.可重复利用 C.可处理海上石油泄漏知识点2碳单质的化学性质5.“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词，被美国的《广告时代》评为20世纪的经典广告词之一，该广告词能体现的钻石的性质是()A.硬度大 B.不能导电 C.化学性质稳定 D.熔点低6.明代诗人于谦在其诗中写道“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深。爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉。”诗中所写的“乌金”主要成分是()A.金 B.二氧化锰 C.炭 D.氧化铜7.(2023广东东莞期末)《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示，瓮中收集的黑烟(主要为炭黑)可用于制墨，下列说法错误的是()A.炭黑主要成分是碳的化合物B.黑烟是松木不完全燃烧产生的C.炉膛的进气口大小会影响炭黑产量D.水墨画能长时间保存，体现了常温下碳的化学性质稳定8.地球上已知的所有生物都含有“碳”，也被称为“碳基生物”。碳元素让人类的生活多姿多彩，请回答下列问题：(1)重要档案或票据，一般要求用碳素墨水笔书写，其理论依据是。(2)活性炭口罩能有效阻隔空气中的氨气、甲醛等有害气体进入人体，其功能比普通口罩强大，原因是活性炭具有性。(3)我国古代将炉甘石、赤铜和木炭粉混合加热到约800℃，可制得外观似金子的合金，其中发生的一个反应的化学方程式为2Cu2O+C4Cu+X↑，X的化学式为，该反应体现了木炭的性。9.(2022河北辛集期末)如图是用木炭在高温条件下还原氧化铜的实验装置图，按要求回答下列问题。(1)实验中在酒精灯上加装了金属网罩，作用是。(2)加热一段时间后，被加热的试管中观察到的现象是，发生反应的化学方程式为。(3)停止加热时，应该，再熄灭酒精灯，原因是。能力提升全练10.(2022江苏无锡中考)下列物质的性质和用途对应关系正确的是()A.金刚石硬度大，可用于切割玻璃 B.石墨具有导电性，可制作铅笔芯C.炭黑具有还原性，可制作墨水 D.木炭具有吸附性，可用作燃料11.(2022江西中考)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12.(2022广东广州荔湾期末)下图依次是C60、石墨、金刚石、碳纳米管的结构示意图，下列说法不正确的是() A.C60的分子结构和足球相类似，分子很稳定 B.金刚石是天然存在的最硬的物质C.这四种物质都能与氧气反应生成CO2 D.这四种物质中碳原子的排列方式相同13.(2023江苏无锡新城中学期末)将一定质量炭粉在密闭容器中引燃(如图1)，一段时间后炭粉消失。用压强传感器测得容器内压强(同温下，容器内压强与气体分子数成正比)随时间的变化关系如图2。下列分析正确的是() 图1 图2A.AB段炭粉开始燃烧 B.反应生成的CO2导致CD段压强增大C.E点气体的成分是CO2和CO D.燃烧放出的热量减少导致DE段压强下降14.(2022吉林延边州期末)某化学兴趣小组对木炭和氧化铜反应的实验装置进行了改进，请根据改进后的实验装置(如图所示)，回答下列问题。(1)判断木炭与氧化铜的反应已经发生的依据是。(2)与传统型装置相比，该装置的优点是。15.(2022湖南衡阳中考)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)，其层内微观结构如图1。这种单层的石墨片有优异的导电、导热性和其他奇特性质。石墨烯是由碳原子构成的一层或几层原子厚度的晶体，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2。 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)石墨烯的物理性质有。(任写一条)(2)石墨烯应用占比最高的领域是。(3)纺织面料掺入石墨烯后具有的优点有。(任写一条)素养探究全练16.阅读下面科普短文，回答问题。冬奥会服装中的“黑科技”2022年冬奥会和冬残奥会颁奖礼仪服装共有三套方案，分别为“瑞雪祥云”“鸿运山水”和“唐花飞雪”，衣服内胆里添加了第二代石墨烯发热材料，石墨烯导热系数非常高，在通电情况下，碳分子团之间相互摩擦、碰撞而产生热能，这些热能能很好地传给人体，产生一种由内而外的温暖。石墨烯具有强度高、导电性强、韧性好等特点，是构成其他新型碳材料的基本组成单元。碳纳米管也是碳元素的一种单质，常温下，其化学性质稳定。将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液在低温环境下冻干，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”。“全碳气凝胶”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。石墨烯本来就存在于自然界，只是难以从石墨中剥离出单层结构，随着石墨烯制备方法的研发，石墨烯必将广泛应用到各领域中。(1)石墨烯是(填“单质”或“化合物”)。(2)石墨烯可用于制作新能源电池，主要利用了石墨烯的性。(3)写出高温条件下，碳纳米管完全燃烧的化学方程式：。(4)下列说法正确的是。A.自然界中不存在石墨烯 B.常温下，碳纳米管化学性质稳定C.石墨烯可以制备多种新型碳材料 D.“全碳气凝胶”可处理海上石油泄漏

第六单元碳和碳的氧化物第一节金刚石、石墨和C60答案全解全析基础过关全练1.D金刚石是天然存在的最硬的物质。2.C石墨具有优良的导电性；C60单质是由C60分子构成的；活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性；金刚石和石墨里碳原子的排列方式不同。3.变浅上升吸附小于解析由于木炭具有吸附性，会吸附红棕色的二氧化氮气体，红棕色会变浅，同时由于气体被吸附，瓶中的压强会减小，在大气压的作用下，漏斗中的液面会上升。4.(1)④(2)物理(3)ABC解析(1)石墨具有导电性，可以制成电极。(3)碳海绵具有多孔结构，具有吸附性；碳海绵将吸入的石油挤出后仍可恢复原状，可重复利用；碳海绵对石油有很强的吸附能力，可处理海上石油泄漏。5.C钻石是由金刚石研磨而成的，金刚石是由碳元素组成的单质。题述广告词体现了在常温下，碳的化学性质稳定。6.C“乌金”能燃烧，放出热量，且颜色是黑色，可知其主要成分是炭。7.A炭黑主要成分是碳的单质。黑烟是松木不完全燃烧产生的。炉膛的进气口越大，氧气越充足，可燃物容易完全燃烧；进气口越小，氧气不足，可燃物不完全燃烧。水墨画能长时间保存，体现了常温下碳的化学性质稳定。8.(1)常温下碳的化学性质不活泼(2)吸附(3)CO2还原解析(1)重要档案或票据，一般要求用碳素墨水笔书写，是由于在常温下碳的化学性质不活泼，能保存长久而不褪色。(2)活性炭具有吸附性，能有效吸附空气中的氨气、甲醛等有害气体。(3)根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，可知X的化学式为CO2；木炭夺取了氧化亚铜中的氧，该反应体现了木炭的还原性。9.(1)集中火焰，提高温度(2)黑色粉末逐渐变为红色C+2CuO2Cu+CO2↑(3)先把导管移出装有澄清石灰水的试管防止石灰水倒吸，使试管炸裂解析(3)停止加热时，应该先把导管移出装有澄清石灰水的试管，再熄灭酒精灯，如果先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，会引起石灰水倒吸，使试管炸裂。能力提升全练10.A金刚石硬度大，可用于切割玻璃；石墨质软，有滑腻感，且呈灰黑色，可制作铅笔芯；炭黑常温下化学性质不活泼，可制作墨水；木炭具有吸附性，可用于吸附有异味的物质和色素。11.C碳与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，随着反应的进行，固体的总质量逐渐减小至完全反应不再发生改变，N点表示恰好完全反应。M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种；N点对应的固体为铜，铜为紫红色固体；由质量守恒定律可知，反应后产生气体的总质量为(a-b)g；反应前后铜元素的质量不变，但固体的总质量减小，0~t2min内，固体中铜元素的质量分数增大。12.DC60、石墨、金刚石、碳纳米管是由碳元素组成的不同单质，这四种物质中碳原子的排列方式不同。13.CAB段电热丝放热，使容器内气体受热膨胀，压强变大，此时炭粉没有燃烧。CD段炭粉燃烧放热，使气体迅速膨胀，容器内压强迅速增大。生成二氧化碳的过程中，消耗氧分子和生成二氧化碳分子的个数比为1∶1，压强基本不变；生成一氧化碳的过程中，消耗氧分子和生成一氧化碳分子的个数比为1∶2；由图2可知，反应结束后容器内压强为原来的1.4倍，即反应后的气体为一氧化碳和二氧化碳的混合物。燃烧结束后，温度恢复至室温，压强减小。14.(1)黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊(2)装置简单(合理即可)解析(2)该装置具有组装较为简单、使用的药品较少等优点。15.(1)导电性(或导热性等)(2)电子领域(3)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(合理即可)解析(1)石墨片有优异的导电、导热性，导电性、导热性不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质。(2)从图2可以看出，石墨烯应用占比最高的领域是电子领域。(3)纺织面料掺