6.1 金刚石、石墨和 C60课件-2023-2024学年九年级化学人教版上册

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和 1 1 A 固基 基础题·练透知识固基础 2 B 提能 中档题·激活思维提能力 3 C 培优 综合题·开放探究培素养 2 01 A 固基 基础题·练透知识固基础 3 &1& 碳单质的结构、物理性质和用途 1.下列物质中，硬度最大的是( ) D A. B.活性炭 C.石墨 D.金刚石 [解析] 金刚石是正八面体结构，是天然存在最硬的物质。 2.继发现 后，科学家又制得一种新的分子，化学式为 。下列有关 的说 法中正确的是( ) C A. 是一种新型的化合物 B. 是一种混合物 C. 是一种新的碳单质 D. 的相对分子质量为70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 4 3. 时代，芯片运行速度提升，会带来散热问题。科学家成功地从石墨中分离出 单层的石墨片（又称石墨烯），高性能石墨烯复合材料散热片可以很好地解决芯片 这一问题。关于石墨烯的说法不正确的是( ) D A.组成：碳元素 B.结构：微粒排列方式不同于金刚石 C.性质：和碳的化学性质相同 D.用途：用作超轻绝缘材料或导热性材料 [解析] 根据题意，高性能石墨烯复合材料散热片可以很好地解决芯片散热这一问题，说明石墨烯具有良好的散热性，可用作导热性材料；石墨具有优良的导电性，不能用作超轻绝缘材料。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 5 4.【教材P112T6改编】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”），打开止水夹，漏斗中液面______（填“上升”“下降”或“不 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，气体的颜色会变浅；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。 变”）。其原因为木炭具有______作用，使瓶中气体压强______外界大气压。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 6 5.碳是人类接触的最早、利用的最多的元素之一。 （1）碳元素在元素周期表中的信息如图甲所示。碳原子的相对原子质量是______。 12.01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 7 （2）第22届国际足联世界杯于2022年在卡塔尔举行，小小足球牵动着亿万球迷的 心。化学中有一种形似足球的物质（如图乙），其化学式为____，该物质由______ （填“原子”或“分子”）构成。 <m></m> 分子 （3）炭雕（如图丙）是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合。因为活性炭 有__________的结构，具有______能力，所以既可以净化室内空气，又可以美化居 住环境。 疏松多孔 吸附 （4）图丁表示的物质的名称是________，是自然界最____的物质。 金刚石 硬 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 8 &2& 碳单质的化学性质 6.“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》杂质评为20世纪最经 典的广告词之一。该广告词最能体现钻石的性质是( ) D A.熔点高 B.不能导电 C.硬度大 D.化学性质稳定 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 9 7.利用如图装置进行实验，碳和氧化铜受热之后发生化学 反应。下列说法不正确的是( ) A A.导管口有气泡冒出说明发生了反应 B.澄清的石灰水用于检验生成的 C.酒精灯上罩灯罩是聚热的作用 D.试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流使试管炸裂 [解析] 导管口有气泡冒出不能说明发生了反应，试管中的气体受热膨胀，导管口也会有气泡冒出。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 10 8.易错题 提升“中国芯”的性能是我国信息产业的当务之急。“中国芯”的核心材料是 高纯度的单质硅，工业上制取粗硅的化学方程式为 。下列 说法错误的是( ) A A.该反应体现了碳的氧化性 B. 的化学式为 C.参加反应的 与C的质量比为 D.硅元素在地壳中的含量比氧元素少 [解析] 该反应体现了碳的还原性；根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类 与数目不变，可知 的化学式为 ；根据化学方程式，可以计算出参加反应的 与C的质量比为 ；地壳中含量居前四位的元素由高到低依 次是氧、硅、铝、铁。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 11 易错提示：还原反应中，发生还原反应的物质具有氧化性，发生氧化反应的物质具有还原性。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 12 9.传统文化 《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 A.炭黑的主要成分是碳的化合物 B.黑烟是由松木不完全燃烧产生 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，体现了常温下碳的稳定性 [解析] 炭黑的主要成分是碳的单质；黑烟是由松木不完全燃烧产生；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，体现了常温下碳的稳定性。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 13 10.根据碳与氧气的反应，回答下列问题。 （1）做“木炭的燃烧”实验时，将点燃的木炭放入燃烧匙，由上而下______（填“缓 慢”或“迅速”）伸入盛有集满氧气的集气瓶中。 缓慢 （2）碳不完全燃烧的化学方程式是_ ______________。 <m></m> （3）红热木炭在氧气中燃烧的实验现象是______________________________；要 验证生成物中有二氧化碳，操作方法是在集气瓶中加入适量的____________，振荡， 观察______________________。 剧烈燃烧，发出白光，放出热量 澄清石灰水 澄清石灰水是否变浑浊 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 14 &3& 对碳单质的性质及用途认识错误 11.下列物质的性质和用途对应关系正确的是( ) A 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 [解析] 金刚石硬度大，可用于切割玻璃；石墨质地较软，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，可用于吸附异味和色素。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 15 02 B 提能 中档题·激活思维提能力 16 12.把 碳和 氧气放在密闭的容器里，在一定条件下充分 反应，最终密闭容器中有( ) C A.二氧化碳 B.一氧化碳 C.二氧化碳和一氧化碳 D.二氧化碳和氧气 [解析] 根据化学方程式是 、 可知，当碳与氧气的 质量比为 时，二者完全反应生成 ；当碳与氧气的质量比为 时，二者完全反应生成 ；由题意可知，碳与氧气的质量比为 ，介于 和 之间，则最终密闭容器中有二氧化碳和一氧化碳。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17 13.传统文化 《天工开物》记载火法炼锌的工艺：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐 内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。”（注： 炉甘石的主要成分是碳酸锌）其主要发生的化学反应是 。 下列说法正确的是( ) C A.炉甘石属于纯净物 B.反应前后固体的质量不变 C.该反应中有元素的化合价发生改变 D.该过程中碳发生了还原反应 [解析] 炉甘石的主要成分是碳酸锌，含有其他成分，属于混合物；反应后一氧化碳气体逸出，固体的质量减少；反应物中碳是单质，生成物中锌是单质，该反应中一定有元素的化合价发生改变；碳夺取了碳酸锌中的氧，该过程中碳发生了氧化反应。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14.数字化实验 将一定质量的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( ) C A. 段炭粉开始燃烧 B.反应生成的 导致 段压强增大 C. 点气体的成分是 和 D.燃烧放出的热量减少导致 段压强下 降 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 [解析] 段电热丝放热，使容器内气体受热膨胀，压强变大，但炭粉没有燃烧； 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 程中氧分子和二氧化碳分子的分子个数比为 ，气体体积不变；生成一氧化碳的 过程中氧分子和一氧化碳的分子个数比为 ，气体体积增大；若完全转化为一氧 化碳，气体分子个数变为原来的2倍，压强也变为原来的2倍，但图示中显示压强为 原来的1.4倍，所以没有完全生成一氧化碳，即反应后的气体应该为一氧化碳和二 氧化碳的混合物；燃烧结束后，温度下降至室温，气体收缩，压强减小。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 20 15.已知A、B、C、D、 五种物质均为初中化学中常见的 物质，它们相互转化的关系如图所示。A、B均为黑色固 体，C是造成温室效应的主要气体，D是一种紫红色的金 属单质。请回答下列问题： （1） 的化学式是_ ___。 <m></m> （2）写出反应①的化学方程式_ _______________________。 <m></m> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 21 （3）还原反应中发挥还原作用的物质是还原剂，具有还原性。反应①中作还原剂 的是___（写化学式）。 C （4）写出反应③的基本反应类型__________。 化合反应 （5）写出物质A的一条用途__________________。 炼铁（合理即可） [解析] C是造成温室效应的主要气体，所以C是二氧化碳；D是一种紫红色的金属 单质，所以D是铜；A和B均为黑色固体，常见的黑色固体有氧化铜、木炭、二氧 化锰、四氧化三铁等，A与B反应会生成二氧化碳和铜，所以A、B分别是氧化铜或 木炭中的一种，A和 会转化成二氧化碳，所以A是木炭， 就是氧气；铜和 又 会转化成B，所以B是氧化铜。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 22 16.实验创新 某小组进行活性炭与氧化铜反应的实验，装置气密性良好。 【实验准备】如图，取一有支管的试管，在支管处用胶皮管连接一段带弹簧夹的导气管。将铜丝一端绕成螺旋状，另一端固定在橡胶塞上，加热铜丝至表面变黑。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 23 【实验步骤】 ①取活性炭粉末置于试管中，在支管口放一团棉花，固定装置。 ②将橡胶塞塞紧，使铜丝的螺旋状部分与活性炭接触。 ③预热后固定加热，2分钟后可观察到澄清石灰水变浑浊。 （步骤待补全）。冷却后，取出铜丝，用水清洗，对比接触活性炭部分和 没接触部分颜色的不同。 【反思分析】 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 24 （1）证明活性炭和氧化铜发生化学变化的另一现象是____________________，该 实验可说明活性炭有______性，写出试管内发生反应的化学反应方程式 _ ________________________。 铜丝黑色部分变红色 还原 <m></m> （2）支管口放一小团棉花的作用是________________________。 防止活性炭粉末进入支管 （3）补全“……”处省略的实验步骤，并说明原因_____________________________ ___________________________。 夹紧弹簧夹后，熄灭酒精灯，这样能够防止液体倒吸炸裂试管 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 25 03 C 培优 综合题·开放探究培素养 26 17.核心素养·科学态度与责任阅读下面科普短文： 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 27 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 28 （1）石墨烯的物理性质有______________________（任写一条）。 导电性（或导热性等） [解析] 石墨片有优异的导电、导热性和其他奇特性质，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质。 （2）石墨烯应用占比最高的领域是__________。 电子领域 [解析] 从资料可以看出，石墨烯应用占比最高的领域是电子领域。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 29 （3）纺织面料掺入石墨烯后具有的优点有___________________________________ _________________________________________________________________（任写 一条）。 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] 纺织面料掺入石墨烯后具有的优点有在低温情况下，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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 30 $$