初中化学人教版九年级上册课题1 金刚石、石墨和C60巩固练习

这是一份初中化学人教版九年级上册课题1 金刚石、石墨和C60巩固练习，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验题，科学探究题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．下列物质的用途与其依据的性质不相符合的是
A．单质碳用于冶金工业——单质碳能够燃烧
B．活性炭用于防毒面具——活性炭具有强的吸附性
C．金刚石用于裁玻璃——金刚石很硬
D．石墨用于制铅笔芯——石墨很软
【答案】A
【详解】A.碳用于冶金工业是因为碳具有还原性，而不是碳的燃烧的缘故，物质的用途与其依据的性质不相符合；B.活性炭疏松多孔，具有强的吸附性，可用于防毒面具，物质的用途与其依据的性质相符合；
C.金刚石用于裁玻璃是因为金刚石很硬，物质的用途与其依据的性质相符合；D.石墨用于制铅笔芯是因为石墨很软，物质的用途与其依据的性质相符合。故选：A。
2．木炭和活性炭具有很强的吸附性，是由于
A．是无定形碳B．它们的密度小
C．疏松多孔，表面积大D．金刚石不含杂质，而石墨含杂质
【答案】C
【详解】木炭和活性炭具有很强的吸附性，是由于疏松多孔，表面积大。故选C。
3．金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是
A．金刚石和石墨是由不同种元素组成的B．金刚石是单质、而石墨是化合物
C．金刚石和石墨里碳原子的排列不同D．金刚石不含杂质，而石墨含杂质
【答案】C
【详解】金刚石中的碳原子的排列方式为正八面体结构，石墨中的碳原子是正六边形结构，并且形成层状，由于金刚石和石墨里碳原子的排列不同，才导致了金刚石和石墨的物理性质有很大差异。
故选：C。
4．将一种黑色粉末装入试管中加强热后，有红色物质生成，同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则此黑色粉末是
A．氧化铜B．木炭粉和二氧化碳C．木炭粉D．氧化铜和木炭粉
【答案】D
【详解】能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，则将一种黑色粉末装入试管中加强热后，有红色物质生成，同时产生二氧化碳 ，此黑色粉末是氧化铜和木炭粉，该两种物质发生反应生成红色的铜和二氧化碳，故选D。
5．我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质
A．化学性质稳定B．具有氧化性
C．具有还原性D．具有可燃性
【答案】A
【详解】我国古代的珍贵字画，虽年深日久仍不变色，原因是常温下墨汁中的含碳单质化学性质稳定，即使受阳光照射或与空气、水分接触，也不易起变化，故选A。
6．科学家已证实了有一种具有空心球状结构的N60分子，以下判断不正确的是。
A．N60和N2都是氮元素的单质B．N60的相对分子质量是840
C．N60中含有30个氮分子D．N60中氮元素的化合价为0
【答案】C
【详解】A.N60和N2均是由氮元素组成的纯净物，所以两者均是氮元素的单质，故选项正确；B.N60的相对分子质量=14×60=840，故选项正确；
C.物质N60是由N60分子构成的，其中不含氮分子，故选项错误；D.N60是单质所以其中氮元素的化合价为0，故选项正确。故选C
7．下列说法正确的是
A．C60是一种由60个碳原子构成的分子，所以属于化合物
B．金刚石很硬，所以可以用作装饰品
C．石墨有良好的导电性，可以用作电极
D．石墨、金刚石、C60都是由碳元素组成的，所以它们的性质相同
【答案】C
【详解】A.C60是一种由60个碳原子构成的分子，但只含碳元素，所以该物质是单质不是化合物，故选项错误；B.金刚石很硬，可用作切割玻璃，用作装饰品与其硬度大小无关，故选项错误；C.石墨可以用作电极是因为石墨有良好的导电性，故选项正确；D.石墨、金刚石、C60都是由碳元素组成的，所以他们的化学性质相同，但物理性质不同，故选项错误。故选C
8．近年来，科学家研制出一种新分子，它具有空心的类似足球状结构，化学式是C60，下列说法正确的是
A．它是一种新型的化合物B．它与金刚石.石墨都是碳的单质
C．该物质是由金刚石和石墨构成的D．该物质的相对分子质量为60
【答案】B
【详解】A.根据化学式C60可知该物质是单质而不是化合物，故选项错误；B.C60是只含碳元素的纯净物，是碳的单质，故选项正确；C.该物质是由C60分子构成的，不是由金刚石和石墨构成的，故选项错误；D.该物质的相对分子质量＝60×12＝720，故选项错误。故选B
9．下列说法正确的是
A．一种元素只能形成一种单质B．由碳元素形成的单质都是黑色的
C．同种元素组成的不同种单质性质相同D．一种元素可能形成几种单质
【答案】D
【详解】A.一种元素可能形成几种单质，如氧气、臭氧，故原说法错误；B.由碳元素形成的单质不一定都是黑色的，如金刚石是无色透明的，故原说法错误；C.同种元素组成的不同种单质化学性质相同，物理性质不同，故原说法错误；D.一种元素可能形成几种单质，如石墨、金刚石，故原说法正确。故选D
10．消防员若需要进入到有毒气的现场时，必须戴上防毒面具。你建议他们最好用以下哪种材料做滤毒罐
A．棉花B．活性炭C．布条D．碎纸
【答案】B
【详解】活性炭具有吸附性，可吸收空气中的异味和毒气，棉花、布条、碎纸均不能起到该作用，故选B。
11．“本以为是青铜，没想到是王者”，用这句话来形容材料界的超级黑马石墨烯再合适不过了。石墨烯是从石墨中剥离出来的只有一层碳原子厚度的物质。具有优异的光学、电学和力学特性，被认为是一种革命性的材料。下列关于石墨烯的说法正确的是
A．石墨烯是一种新型化合物
B．石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯是一种金属材料
C．石墨烯与金刚石的物理性质不同，原因是碳原子排列方式不同
D．石墨烯在空气中燃烧，产物不可能有一氧化碳
【答案】C
【详解】A.石墨烯是碳元素组成的纯净物，属于单质，错误；B.石墨烯虽然有超强的导电性和导热性，但它是碳元素组成的纯净物，不属于金属材料，错误；C.石墨烯与金刚石的物理性质不同，原因是碳原子排列方式不同，正确；D.石墨烯在空气中不完全燃烧，能生成一氧化碳，错误。故选C。
12．科学家发现由C60制取的化合物M有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述不正确的是
A．厦大化学家制得了C50，它与C60都是单质
B．某物质含有C50分子和C60分子，该物质是化合物
C．由C60制取化合物M的过程，发生了化学变化
D．C60与金刚石、石墨都属于碳的单质
【答案】B
【详解】略
13．据报道，科学家已经研制出世界上最薄的材料——碳膜片，其厚度只有一根头发的二十万分之一。如下图所示，这种碳膜片形状如蜂巢，是由碳原子构成的六边形单元向外延展而成，下列有关碳膜片的说法中，正确的是
A．碳膜片属于单质
B．碳膜片与C60是同一种物质
C．碳膜片属于一种新型的金属材料
D．碳膜片属于一种新型化合物
【答案】A
【详解】碳膜片是由碳元素组成的纯净物，应该属于单质，故A正确，D错误；碳元素属于非金属元素，故C错误；碳膜片与C60不是同一种物质。
14．结构决定性质，性质决定用途，下列对应关系错误的是
A．石墨、金刚石的硬度不同，原因是碳原子排列方式不同
B．活性炭多孔，可用于制糖工业脱色
C．碳有还原性，常用焦炭冶炼金属
D．CO和CO2组成元素相同，化学性质相似
【答案】D
【详解】A.由于碳原子排列方式不同，石墨、金刚石的物理性质存在较大差异，选项对应关系正确；B.活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，可吸附色素和异味，可用于制糖工业脱色，选项对应关系正确；C.碳具有还原性，在高温下将金属从其化合物中还原出来，所以常用焦炭冶炼金属，选项对应关系正确；
D.CO和CO2组成元素相同，一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，分子的构成不同，化学性质不同，选项对应关系不正确。故选D。
15．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CO2
D．碳纳米管材料管道多，表面积大吸附强
【答案】A
【详解】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。
二、填空题
16．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）
【详解】（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
17．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）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单质的化学式是______。
（3）C为+4价，Cl为-1价，由C和Cl组成的化合物的化学式为______。
（4）C可以转化成CO，请写出转化的化学方程式______；______。
【答案】（1） 4 不活泼
（2） 金刚石 石墨 C60
（3）CCl4
（4）
【详解】（1）由图可知，碳原子最外层电子数为4，既不容易得到也不容易失去电子，故常温下化学性质不活泼；（2）金刚石碳原子排列为网状结构，石墨为层状结构，C60为足球状。（3）根据约简交叉法可知四氯化碳的化学式为CCl4；（4）2C+O22CO C+CO22CO
18．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】（1）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
（2）碳原子排列方式不同 相同
（3）CO 18
【详解】（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。
三、实验题
19．我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置(见图甲)，又可用改进的微型实验装置(见图乙)。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。
(1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式________________________，其中发生还原反应的物质是________。
(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是_________________________________________________。
(3)使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是__________(写出一条即可)。
(4)用甲装置进行实验，完毕后先停止加热，可能引起的后果是__________________________。
【答案】（1）C＋2CuO2Cu＋CO2↑ CuO
（2） 黑色粉末中逐渐有红色固体产生，澄清的石灰水变浑浊 操作简单(或其他合理答案)
（3）液体倒流，引起试管炸裂
【详解】（1）在高温的条件下，碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：C＋2CuO2Cu＋CO2↑；其中氧化铜失去氧发生了还原反应，碳得到氧发生了氧化反应，氧化铜是氧化剂、碳是还原剂；
（2）碳和氧化铜均为黑色反应后生成铜和二氧化碳，铜是红色的，生成的二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，均证明发生了化学反应；
（3）微型实验装置药品用量较少，节约药品，现象明显，操作简单；
（4）用甲装置进行实验，完毕后先停止加热，会导致液体到吸入试管，而造成试管的炸裂。
四、科学探究题
20．某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后，产生了疑问：木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些？同学们带着疑问进行了下列探究：
[提出猜想]猜想一：只有CO2；猜想二：只有CO；猜想三：_____。
[查阅资料]没有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化，但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
[实验步骤]连接好实验装置，并进行实验，装置如下图所示（夹持仪器已省） ：
步骤一：实验前先通一段时间N2；步骤二：点燃酒精喷灯加热。
玻璃管中的现象是_____。
[实验结论]
（1）若观察到氯化钯试纸不变色，澄清石灰水变浑浊，则猜想一成立， 请写出澄清石灰水变浑浊的化学方程式：_____。
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则猜想_____成立。
（3）若观察到氯化钯试纸_____，澄清石灰水_____，则猜想三成立。
[实验反思]
（1）该实验开始前通一会儿N2的目的是：_____。
（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要？请说明理由。_____。
【答案】[提出猜想]既有CO2又有CO
[实验步骤]黑色粉末逐渐变为红色
[实验结论] 二 变蓝 变浑浊
[实验反思]排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验的干扰（答案合理即可） 不需要;实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染（答案合理即可）
【详解】[提出猜想]木炭粉与氧化铜反应生成物有三种可能：①气体产物全部是CO2；②气体产物全部是CO；③气体产物是CO2和CO的混合物；
[实验步骤]玻璃管中氧化铜和碳反应生成铜和一氧化碳、二氧化碳，可观察到黑色粉末逐渐变为红色；
[实验结论]（1）二氧化碳能使C中澄清的石灰水变浑浊，生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：；
（2）若观察到氯化钯试纸变蓝说明有一氧化碳；澄清石灰水不变浑浊说明没有二氧化碳，则猜想二正确；
（3）因为浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇一氧化碳变量，若试纸变蓝，则有一氧化碳；如果澄清石灰水变浑浊，则有CO2，则猜想三成立；
[实验反思]（1）实验中要排除空气的影响，故氮气的作用是排尽装置内的空气，防止空气中的氧气对碳与氧化铜反应产物检验的干扰（答案合理即可）；
（2）CO有毒，是大气污染物，但本题不需要添加尾气处理装置，因为实验过程中产生的一氧化碳已收集在装置E中，没有排放到空气中，不会造成污染（答案合理即可）。

本课重点
（1）碳单质种类及性质特点与用途
本课难点
（2）碳单质性质不同的原因及碳的还原性实验