初中化学课题1 金刚石、石墨和C60同步练习题

第六单元　碳和碳的氧化物

课题1　金刚石、石墨和C60

测试时间:20分钟

一、选择题

1.(2018四川雅安中考)金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异的原因是 (　　)

A.原子种类不同　　　　　　　B.原子大小不同

C.原子排列方式不同　　　　　D.原子数目不同

2.(2018江苏盐城中考)下列客观事实对应的微观解释正确的是 (　　)

A.把液化气压缩进钢瓶——分子体积变小

B.公园里闻到花的香味——分子不断运动

C.电解水得到氢气和氧气——水由氢分子和氧分子构成

D.金刚石和石墨的物理性质差异大——碳原子结构不同

3.物质的用途与性质对应关系不合理的是 (　　)

A.石墨作电池电极——导电性　　　　　　　B.焦炭冶炼金属——可燃性

C.金刚石切割玻璃——硬度大　　　　　　　D.活性炭除异味——吸附性

4.碳单质的存在形式有多种,用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是 (　　)

5.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、传导电子速率最快的新型材料。下列关于石墨烯的叙述中正确的是               (　　)

A.石墨烯的化学式为C　

B.石墨烯的硬度小于金刚石

C.石墨烯属于化合物　

D.石墨烯中碳元素的化合价为+4

二、填空题

6.下列各物质的用途利用了该物质的哪些性质?

(1)金刚石可以作玻璃刀头,因为　　　　　　　　　。 

(2)石墨可作干电池里的电极,因为　　　　　　　　　。 

(3)活性炭可用在防毒面具的滤毒罐里,因为　　　　　　　。 

(4)木炭能脱色,因为　　　　　　　。 

7.甲、乙、丙有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现,部分反应物和反应条件略去),甲为固体单质,丙到乙的反应是吸收热量的。则甲的化学式为　　　　,丙到乙的化学方程式为　　　　　　　　　　　,乙和丙化学性质不同的原因是　　　　　　　　　　。 

8.科学家发现C60的每个分子是由60个碳原子构成的,它的形状像足球(如图C所示),因此又叫足球烯。另一种碳的单质——碳纳米管,是由呈六边形环排列的碳原子构成的管状大分子(如图D所示)。图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图,图中小球均代表碳原子。

用你所学到的化学知识回答下列问题。

(1)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质有较大差异的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)常温下,足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼?简要说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)请你设计一个方案,证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的(以足球烯为例,用文字简要叙述）　　　　。 

9.下图为高温条件下用过量的木炭还原氧化铜的实验装置图。

(1)产生的现象为　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。 

(2)写出A、B中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　。 

(3)这个实验说明木炭具有　　　　;这个实验装置还可用来　　　　　　　　　　　　　,因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

10.化学是以实验为基础的学科,图示两个实验都与木炭有关,回答有关问题:

(1)实验Ⅰ中夹有红热木炭的坩埚钳应　　　　　　　　插入盛有氧气的集气瓶中; 

(2)为了证明实验Ⅰ的生成物,接下来的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　; 

(3)实验Ⅱ中试管A内发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　; 

(4)在这两个实验中,木炭表现出的化学性质有　　　　　　　　　　　　　。 

三、计算题

11.将30 g木炭和氧化铜粉末的混合物加热一段时间后冷却,称得剩余固体为25.6 g(假设只发生反应:2CuO+C2Cu+CO2↑)。计算:

(1)生成了多少克CO2?

(2)生成了多少克Cu?

(3)有多少克CuO参加了反应?

答案全解全析

1.答案　C　金刚石、石墨、C60均是由碳元素组成的固态非金属单质,但是由于碳原子的排列方式不同,金刚石、石墨、C60物理性质具有很大差异,故选C。

2.答案　B　把液化气压缩进钢瓶,是因为分子间存在间隔,加压时分子间间隔变小,而不是分子体积变小,A错误;公园里闻到花的香味,是因为分子在不断运动,B正确;水在通电条件下,可分解得到氧气和氢气,说明水是由氢元素和氧元素组成的,C错误;金刚石和石墨的物理性质差异大,是因为碳原子的排列方式不同,D错误。

3.答案　B　石墨能导电,可以作电池电极,A正确;焦炭具有还原性,可用于冶炼金属,B错误;金刚石是天然存在的硬度最大的物质,可用于切割玻璃,C正确;活性炭具有吸附性,能吸附异味和色素,D正确。

4.答案　D　石墨较软,在纸上划过会留下痕迹,常用来制铅笔芯;石墨具有优良的导电性,常用来制干电池的电极;金刚石是天然存在的硬度最大的物质,可用来制玻璃刀头;活性炭具有吸附性,可用来净水。

5.答案　A　石墨烯属于碳单质,化学式为C,A项正确、C项错误;单质中元素的化合价为零,D项错误;石墨烯是目前世界上最坚硬的新型材料,B项错误。

6.答案　(1)金刚石的硬度大　(2)石墨具有良好的导电性　(3)活性炭具有吸附性　(4)木炭具有吸附性

解析　(1)金刚石是天然存在的硬度最大的物质,可用于制玻璃刀头;(2)石墨具有导电性,可用作电极;(3)活性炭具有吸附性,可吸附色素和异味,可用在防毒面具的滤毒罐中;(4)木炭具有吸附性,可用于脱色。

7.答案　C　C+CO2 2CO　分子构成不同

解析　甲为固体单质,丙到乙的反应是吸收热量的,所以丙是二氧化碳,乙是一氧化碳,甲为碳,则甲的化学式为C;丙到乙的反应是碳和二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳,化学方程式为C+CO2 2CO;乙和丙化学性质不同的原因是它们的分子构成不同。

8.答案　(1)碳原子的排列方式不同　(2)不活泼,碳原子的最外层电子数为4,常温下不易得失电子　(3)将足球烯放在充满氧气的密闭容器里使之燃烧,检验其生成物是二氧化碳,且二氧化碳里所含碳元素的质量等于燃烧后足球烯所减少的质量

解析　(1)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管都是由碳元素组成的单质,但由于碳原子的排列方式不同,因此它们的物理性质有较大差异。(2)由于碳原子的最外层电子数为4,常温下不易得失电子,故足球烯和碳纳米管在常温下的化学性质稳定。

9.答案　(1)黑色粉末逐渐变成红色　澄清石灰水变浑浊　(2)C+2CuO2Cu+CO2↑　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　(3)还原性　检验生成物中是否含有二氧化碳　二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊

解析　(1)产生的现象是黑色粉末逐渐变成红色,澄清石灰水变浑浊。(2)木炭能和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式分别为C+2CuO2Cu+CO2↑、CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。(3)这个实验说明木炭具有还原性;这个实验装置还可用来检验生成物中是否含有二氧化碳,因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。

10.答案　(1)由瓶口向下缓慢　(2)向集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡　(3)C+2CuO2Cu+CO2↑　(4)可燃性和还原性

解析　(1)做木炭燃烧实验时,要将红热的木炭由瓶口向下缓慢地插入盛有氧气的集气瓶中;(2)木炭燃烧生成二氧化碳,检验二氧化碳使用澄清的石灰水;(3)木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳;(4)实验Ⅰ说明木炭具有可燃性,实验Ⅱ说明木炭具有还原性。

11.答案　(1)4.4 g　(2)12.8 g　(3)16 g

解析　根据质量守恒定律可知,生成二氧化碳的质量为30 g-25.6 g=4.4 g。

设生成Cu的质量为x,参加反应的CuO的质量为y。

2CuO+C2Cu　+　CO2↑

160       128     44

y        x         4.4 g

=

=

解得x=12.8 g,y=16 g。