6.1碳单质的多样性 提优训练（一）-2024-2025学年人教版九年级化学2024上册

2024-2025学年人教版九年级化学上《6.1碳单质的多样性》提优训练（一） （时间：60分钟 满分：70分） 一．选择题(30分) 1. 在“一带一路”伟大战略实施中，代表中国智造的高铁走在了前列．高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨的性质是(　　) A. 稳定性 B. 滑腻感 C. 还原性 D. 导电性 【答案】C 【解析】石墨电刷利用了石墨的导电性，电刷在运动的过程中为了减少摩擦，利用到滑腻感，同时互相摩擦产生大量的热量，要求石墨的化学性质稳定，故选C。 2. 金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是（ ） A. 原子排列方式不同 B. 原子大小不同 C. 原子种类不同 D. 原子数目不同 【答案】A 【解析】金刚石和石墨均是由碳元素组成，但物理性质却有很大差异，其原因是构成它们的碳原子的排列方式不同，故选A。 3. 活性炭能净水，主要是因为它具有（ ） A. 难溶性 B. 稳定性 C. 吸附性 D. 可燃性 【答案】C 【解析】活性炭结构疏松多孔，有吸附性，能吸附色素和异味，故选C。 4. 在化学上，把由同种元素组成的不同种单质互称为“同素异形体”。下列各组物质不属于同素异形体的是（ ） A. 红磷和白磷 B. 金刚石和石墨 C. 氧气和臭氧（O3） D. 二氧化硫和三氧化硫 【答案】D 【解析】A、红磷和白磷都是由磷元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，不符合题意；B、金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，不符合题意；C、氧气与臭氧（O3）都是由氧元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，不符合题意；D、二氧化硫和三氧化硫都是化合物，不是单质，不属于同素异形体，符合题意；故选D。 5.现在中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡。2B铅笔芯的主要成分是(　　) A.木炭　　　　B.石墨　　　　C.焦炭　　　　D.铅 【答案】B 【解析】铅笔芯是石墨和泥沙的混合物，而不是铅制的，此题迷惑性较大。 6.下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图。它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是(　　) A.构成它们的原子大小不同 B.金刚石、石墨、C60由不同种原子构成 C.构成它们的原子数目不同 D.金刚石、石墨、C60中碳原子的排列方式不同 【答案】D 【解析】根据图示可知金刚石、石墨、C60的原子排列方式不同，这是造成金刚石、石墨、C60的物理性质有很大差异的主要原因。 7.下列说法正确的是(　　) A.目前人们已经发现的元素数量与其组成的单质数量相同 B.只含有一种元素的物质一定是纯净物 C.金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的 D.金刚石和石墨都是碳元素组成的单质 【答案】D 【解析】金刚石和石墨都是由碳元素组成的，所以同种元素可以组成不同的单质，A、B的说法都不正确，D说法正确；金刚石、石墨是由碳原子构成的，而C60是由分子构成的，C说法不正确。 8．下列说法不正确的是（　　） A．金刚石是天然存在最坚硬的物质 B．C60是一种新型化合物 C．活性炭吸附色素属于物理变化 D．一个C60分子是由60个碳原子构成的 【答案】B 【解析】A．金刚石是天然存在最坚硬的物质，说法正确；B．C60是由一种元素组成的纯净物，属于单质，说法错误；C．活性炭吸附色素过程中没有生成新物质，属于物理变化，说法正确；D．由化学式可知，一个C60分子是由60个碳原子构成的，说法正确。故选：B。 9．我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅(SiC)涂层，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，则构成碳化硅的粒子是( ) A．分子 B．原子 C．离子 D．中子 【答案】 B 【解析】金刚石是由原子直接构成的，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，故构成碳化硅的粒子是原子。故选:B。 10．下列变化属于化学变化的是( ) A．金刚石制成钻石 B．石墨制成金刚石 C．木炭使二氧化氮气体褪色 D．石墨导电 【答案】 B 【解析】A.金刚石制成钻石，只是物质的形状发生改变，没有新物质生成，不属于化学变化，故A不符合题意;B.石墨制成金刚石，有新物质生成，属于化学变化，故B符合题意;C.木炭具有吸附性，可以吸附色素异味等，没有新物质生成，不属于化学变化，故C不符合题意; D.石墨导电没有新物质生成，不属于化学变化，故 D不符合题意. 11．下列关于碳单质用途的叙述中，错误的是( ) ①干电池里的碳棒是由石墨制成的　②电冰箱除味剂是活性炭　③防毒面具是用焦炭吸收有毒气体　④制糖工业用炭黑来吸附有色物质　⑤金刚石不仅能裁玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的岩层 A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤ 【答案】C 【解析】①干电池里的碳棒是石墨制成的，故正确;②电冰箱的除味剂是活性炭，故正确; ③防毒面具用活性炭吸附有毒气体，不是用焦炭，故错误;④制糖工业用活性炭来吸附有色物质，不是用炭黑，故错误;⑤金刚石的硬度很大，不仅能刻划玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的岩层，故正确。故选C。 12．碳单质存在形式有多种，用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是(　　) 【答案】D 【解析】A、由于石墨很软，具有深灰色，可用作铅笔芯，体现了石墨的用途，故不符合题意;B、由于石墨有优良的导电性，可用作电极，体现了石墨的用途，故不符合题意;C、由于金刚石的硬度大，可用作玻璃刀，体现了金刚石的用途，故不符合题意;D、由于活性炭有吸附性，可用作净水器的吸附剂，体现活性炭的用途，故符合题意。 13．碳单质除了金刚石、石墨、C60外，科学家们还合成了C70、C90、C240等，由此做出如下推测：①同一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，其中正确的是(　　) A．① B．①③ C．②③ D．①②③ 【答案】 D 【解析】①从元素组成和单质的概念分析，O2、03都是o元素组成的不同单质，C∞、Cg都是c元素组成的不同单质，所以正确;②根据分子的概念，可知这些单质都是有不同结构的物质，对组成复杂的如C。肯定是复杂的分子，所以正确;③单质的研究具有广阔的前景。正确。故选:D。 14．下列有关金刚石、石墨、C60、木炭的说法错误的是(　　) A．金刚石是天然存在最硬的物质 B．C60是一种新型的化合物 C．石墨具有优良的导电性，可用作电极材料 D．木炭疏松多孔，具有吸附能力 【答案】 D 【解析】本题主要考查碳元素组成的不同单质的性质及用途。金刚石是天然存在的物质中最硬的物质，故A正确;C60是由碳元素组成的单质,故B错误;石墨有良好的导电性，可用作电极材料，故C正确;木炭疏松多孔,具有吸附能力,故D正确。 15．石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。1 mg石墨烯能做成一块面积1 m2的石墨烯吊床；它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法中，不正确的是(　　) A．石墨烯是由碳原子构成的单质 B．用机械剥离法制备石墨烯属于物理变化 C．1 mg石墨烯能做成一块面积1 m2的石墨烯吊床，说明石墨烯具有良好的延展性 D．石墨烯是一种新型金属材料 【答案】 D 【解析】A、石墨烯是由碳原子构成的单质，正确;B、用机械剥离法制备石墨烯属于物理变化，正角;C、1mg石墨烯能做成一块面积1m²的石墨烯吊床，说明石墨烯具有良好的延展性，正确; D、石墨烯不是一种金属材料，错误;故选:D。 二．非选择题( 40 分) 16.(4分)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。 【答案】：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。 17．（10分）某校同学在学完“碳的几种单质”一节后，自制了三个简易净水器(如图所示)，并分别向其中添加了如下表所示的物质，做了三个对比实验。首先取一个大烧杯，装满水，并向其中滴加几滴红墨水，搅拌均匀后，将其分成等体积的三份，再分别倒入三个净水器中，同学们把观察到的溶液的颜色变化情况记录如下： 实验序号 添加物质及质量 实验现象 实验一 1 g活性炭 溶液的红色变浅 实验二 2 g活性炭 溶液的红色消失 实验三 2 g木炭 溶液的红色变浅 (1)通过对上表的比较，请你提出两个问题。 ①___________________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________________. (2)通过实验，你能得出哪些结论？ ①___________________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________________. 【答案】(1)①实验一和实验二，为什么添加物质都是活性炭，实验二溶液的红色消失而实验一溶液的红色变浅？②实验二和实验三相比，为什么等质量的木炭和活性炭，实验二溶液的红色消失而实验三溶液的红色变浅？　(2)①活性炭的吸附作用比木炭强；②接触面积越大，吸附作用越强。 【解析】(1)从题中实验报告的数据和现象可知:①实验一和实验二相比，为什么都是活性炭，实验二红色消失，而实验一红色变浅?②实验二和实验三相比，为什么等质量的木炭和活性炭，实验二红色消失，而实验三红色变浅?(2)运用实验二和实验三活性炭吸附作用比木炭强(或接触面积越大，吸附作用越强) 18.（10分）在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要的地位。 (1)金刚石和石墨均由碳元素组成，物理性质却相差很大，原因是它们的原子______不同。 (2)活性炭具有很强的吸附能力，是因为它有________________的结构。 (3)我国在可燃冰开采技术的领域率先取得了重大突破，截至2017年5月18日，利用降压法连续产气12万立方米。可燃冰主要由甲烷分子和水分子组成，储量巨大，是未来的新能源。甲烷的化学式为__________，甲烷燃烧是将________能转化成热能。 (4)科学家利用太阳能可将二氧化碳和水转化成合成气(CO和H2)，再将CO和H2合成甲醇(CH3OH)。在合成甲醇的反应中，CO和H2的分子数之比是________。 【答案】（1） 排列方式 （2） 疏松多孔 （3） CH4 化学 （4）. 1：2 【解析】（1）金刚石和石墨均由碳元素组成，物理性质却相差很大，原因是它们的原子之间的排列方式不同；（2）活性炭具有很强的吸附能力，是因为它有疏松多孔的结构； （3）甲烷的化学式为CH4，甲烷燃烧放出大量的热，是将化学能转化成热能； （4） CO和H2合成甲醇(CH3OH)，反应方程式为：，在合成甲醇的反应中，CO和H2的分子数之比是1：2。 19.（10分）用爆炸法生产金刚石是某工业技术院化学研究所发明的。因为在炸药爆炸的瞬间，可以产生40万个大气压的超高压和5 000℃的超高温，爆炸时产生的超高压和超高温条件应该说完全可以“压”出金刚石。科研人员把装有炸药和碳粉的钢制敞口容器，沉入一个直径8 m、深约5 m的混凝土制成的水槽内，在爆炸时，其中的碳粉就基本上处于缺氧的条件下，让炸出的金刚石自然沉淀。请同学们结合上述材料回答下列有关问题： (1)下列叙述不属于金刚石用途的是________。 A.用来裁玻璃 B.琢磨成璀璨夺目的钻石 C.作润滑剂 D.用作钻探机钻头 (2)该研究所科研人员用来制金刚石的原料是________(填“碳粉”或“石墨”)，所发生的变化属于________(填“物理”或“化学”)变化。 (3)为什么科学家使碳粉处于缺氧的条件下发生转化？__________。 (4)中国科学技术大学的化学家在440℃和高压下，利用金属钠与二氧化碳作用得到了金刚石和碳酸钠，且金刚石的颗粒有望达到宝石级大小。请写出这一反应的化学方程式：__________________。 【答案】：(1)C　(2)碳粉　化学 (3)单质碳在高温下极易与氧气反应生成CO2或CO，不可能制出金刚石(4)4Na+3CO2C(金刚石)+2Na2CO3 【解析】(1)金刚石的最大用途体现在它的硬度大，可用作钻探机钻头和裁玻璃，又因其璀璨夺目且常温下性质稳定常用作装饰品钻石。(2)根据资料可知科研人员用来制金刚石的原料是碳粉，因碳粉和金刚石的结构(即碳原子排列方式)不同，它们属于两种不同碳单质，因此用碳粉制造金刚石属于化学变化。(3)科研人员是在缺氧条件将碳粉“炸”成金刚石的，因没有氧气，碳粉无法变成CO2或CO。(4)该反应的反应物是钠和二氧化碳，生成物是金刚石(碳)和碳酸钠，根据化学方程式书写步骤完成书写并配平。 20．（6分）在科学家眼里，二氧化碳是可以利用的重要资源。在一定条件下，二氧化碳和金属钠反应可以制金刚石CO2＋4NaC(金刚石)＋2Na2O，请计算92 g金属钠理论上可制得金刚石的质量。 【答案】12g 【解析】：设92 g金属钠理论上可制得金刚石的质量为x。 CO2＋4NaC＋2Na2O 　92　　 12[来源:学科网] 　92 g　 x ＝　x＝12 g 答：92 g金属钠理论上可制得金刚石的质量为12 g。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年人教版九年级化学上《6.1碳单质的多样性》提优训练（一） （时间：60分钟 满分：70分） 一．选择题(30分) 1. 在“一带一路”伟大战略实施中，代表中国智造的高铁走在了前列．高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨的性质是(　　) A. 稳定性 B. 滑腻感 C. 还原性 D. 导电性 2. 金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是（ ） A. 原子排列方式不同 B. 原子大小不同 C. 原子种类不同 D. 原子数目不同 3. 活性炭能净水，主要是因为它具有（ ） A. 难溶性 B. 稳定性 C. 吸附性 D. 可燃性 4. 在化学上，把由同种元素组成的不同种单质互称为“同素异形体”。下列各组物质不属于同素异形体的是（ ） A. 红磷和白磷 B. 金刚石和石墨 C. 氧气和臭氧（O3） D. 二氧化硫和三氧化硫 5.现在中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡。2B铅笔芯的主要成分是(　　) A.木炭　　　　B.石墨　　　　C.焦炭　　　　D.铅 6.下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图。它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是(　　) A.构成它们的原子大小不同 B.金刚石、石墨、C60由不同种原子构成 C.构成它们的原子数目不同 D.金刚石、石墨、C60中碳原子的排列方式不同 7.下列说法正确的是(　　) A.目前人们已经发现的元素数量与其组成的单质数量相同 B.只含有一种元素的物质一定是纯净物 C.金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的 D.金刚石和石墨都是碳元素组成的单质 8．下列说法不正确的是（　　） A．金刚石是天然存在最坚硬的物质 B．C60是一种新型化合物 C．活性炭吸附色素属于物理变化 D．一个C60分子是由60个碳原子构成的 9．我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅(SiC)涂层，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，则构成碳化硅的粒子是( ) A．分子 B．原子 C．离子 D．中子 10．下列变化属于化学变化的是( ) A．金刚石制成钻石 B．石墨制成金刚石 C．木炭使二氧化氮气体褪色 D．石墨导电 11．下列关于碳单质用途的叙述中，错误的是( ) ①干电池里的碳棒是由石墨制成的　②电冰箱除味剂是活性炭　③防毒面具是用焦炭吸收有毒气体　④制糖工业用炭黑来吸附有色物质　⑤金刚石不仅能裁玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的岩层 A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤ 12．碳单质存在形式有多种，用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是(　　) 13．碳单质除了金刚石、石墨、C60外，科学家们还合成了C70、C90、C240等，由此做出如下推测：①同一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，其中正确的是(　　) A．① B．①③ C．②③ D．①②③ 14．下列有关金刚石、石墨、C60、木炭的说法错误的是(　　) A．金刚石是天然存在最硬的物质 B．C60是一种新型的化合物 C．石墨具有优良的导电性，可用作电极材料 D．木炭疏松多孔，具有吸附能力 15．石墨烯是用机械剥离法从石墨中剥离出来的，它由碳原子构成，并且只有一层原子厚度。1 mg石墨烯能做成一块面积1 m2的石墨烯吊床；它是目前最薄、最坚硬、导电、导热性能最好的材料。下列关于石墨烯的说法中，不正确的是(　　) A．石墨烯是由碳原子构成的单质 B．用机械剥离法制备石墨烯属于物理变化 C．1 mg石墨烯能做成一块面积1 m2的石墨烯吊床，说明石墨烯具有良好的延展性 D．石墨烯是一种新型金属材料 二．非选择题( 40 分) 16.(4分)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。 17．（10分）某校同学在学完“碳的几种单质”一节后，自制了三个简易净水器(如图所示)，并分别向其中添加了如下表所示的物质，做了三个对比实验。首先取一个大烧杯，装满水，并向其中滴加几滴红墨水，搅拌均匀后，将其分成等体积的三份，再分别倒入三个净水器中，同学们把观察到的溶液的颜色变化情况记录如下： 实验序号 添加物质及质量 实验现象 实验一 1 g活性炭 溶液的红色变浅 实验二 2 g活性炭 溶液的红色消失 实验三 2 g木炭 溶液的红色变浅 (1)通过对上表的比较，请你提出两个问题。 ①___________________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________________. (2)通过实验，你能得出哪些结论？ ①___________________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________________. 18.（10分）在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要的地位。 (1)金刚石和石墨均由碳元素组成，物理性质却相差很大，原因是它们的原子______不同。 (2)活性炭具有很强的吸附能力，是因为它有________________的结构。 (3)我国在可燃冰开采技术的领域率先取得了重大突破，截至2017年5月18日，利用降压法连续产气12万立方米。可燃冰主要由甲烷分子和水分子组成，储量巨大，是未来的新能源。甲烷的化学式为__________，甲烷燃烧是将________能转化成热能。 (4)科学家利用太阳能可将二氧化碳和水转化成合成气(CO和H2)，再将CO和H2合成甲醇(CH3OH)。在合成甲醇的反应中，CO和H2的分子数之比是________。 19.（10分）用爆炸法生产金刚石是某工业技术院化学研究所发明的。因为在炸药爆炸的瞬间，可以产生40万个大气压的超高压和5 000℃的超高温，爆炸时产生的超高压和超高温条件应该说完全可以“压”出金刚石。科研人员把装有炸药和碳粉的钢制敞口容器，沉入一个直径8 m、深约5 m的混凝土制成的水槽内，在爆炸时，其中的碳粉就基本上处于缺氧的条件下，让炸出的金刚石自然沉淀。请同学们结合上述材料回答下列有关问题： (1)下列叙述不属于金刚石用途的是________。 A.用来裁玻璃 B.琢磨成璀璨夺目的钻石 C.作润滑剂 D.用作钻探机钻头 (2)该研究所科研人员用来制金刚石的原料是________(填“碳粉”或“石墨”)，所发生的变化属于________(填“物理”或“化学”)变化。 (3)为什么科学家使碳粉处于缺氧的条件下发生转化？__________。 (4)中国科学技术大学的化学家在440℃和高压下，利用金属钠与二氧化碳作用得到了金刚石和碳酸钠，且金刚石的颗粒有望达到宝石级大小。请写出这一反应的化学方程式：__________________。 20．（6分）在科学家眼里，二氧化碳是可以利用的重要资源。在一定条件下，二氧化碳和金属钠反应可以制金刚石CO2＋4NaC(金刚石)＋2Na2O，请计算92 g金属钠理论上可制得金刚石的质量。 学科网（北京）股份有限公司 $$