6.1 碳单质的多样性(1)同步练习--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

课题1 碳单质的多样性 一．选择题（共9小题） 1．高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，这一应用与石墨的下列性质无关的是（　　） A．灰黑色 B．导电性 C．滑腻感 D．熔点高 2．下列物质的性质与用途不具有对应关系的是（　　） A．金刚石有特殊的光学性质——切割玻璃 B．氮气常温下化学性质稳定——充入食品包装防腐 C．石墨具有导电性——常用作电极 D．氦气密度小且化学性质稳定——填充飞艇 3．北约曾用“石墨炸弹”使南联盟的高压输变电线路短路，这是利用了石墨的（　　） A．可燃性 B．还原性 C．导电性 D．润滑性 4．下列关于碳的各种模型（如下图）的说法，正确的是（　　） A．由图1可推测常温下碳的化学性质很活泼 B．由图2可知一个碳原子的质量为12.01g C．图3中三种物质完全燃烧后的产物相同 D．图3中石墨、金刚石和C60三种物质都由原子构成 5．下列物质的用途中错误的是（　　） A．利用氮气制氮肥 B．活性炭填充滤毒罐 C．石墨作干电池的电极 D．木炭用于制墨 6．金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（　　） A．构成金刚石和石墨的原子大小不同 B．金刚石和石墨中原子排列方式不同 C．碳的单质都是黑色 D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化 7．下列木炭还原氧化铜的实验操作示意图中，正确的是（　　） A．连接仪器 B．加入药品 C．加热固体 D．清洗试管 8．如图所示的元代夏永创作的一幅绢本墨笔画——《岳阳楼图》现藏于北京故宫博物院，保存了这么长时间也没变色，是因为墨汁中的炭黑具有的性质是（　　） A．可燃性 B．还原性 C．很强的吸附能力 D．常温下化学性质不活泼 9．取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图，下列说法错误的是（　　） A．N点对应的固体为红色 B．M点对应的固体物质有三种 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变小 二．填空题（共3小题） 10．回答下列问题： （1）铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯在纸上画过留下黑色痕迹的原因：　 　 。 （2）石墨可用于制造高铁列车受电弓滑板，体现了石墨哪些物理性质：　 　 。 11．碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用。 （1）下列物质的用途中，利用了石墨能导电的是 　 　 （填序号，下同）；利用了金刚石硬度大的是 　 　 。 ①玻璃刀 ②铅笔芯 ③钻探机的钻头 ④干电池的电极 （2）二氧化碳是可利用的重要资源。如在一定条件下可以制造金刚石，请将此反应的化学方程式补充完整：CO2+4NaC（金刚石）+2X，X的化学式为 　 　 （填化学式）。 12．如图是木炭还原氧化铜的实验装置图。加热一段时间后，试管①中观察到的现象是 　 　 ，发生反应的化学方程式为 　 　 ；该实验证明了木炭具有 　 　 性。 三．计算题（共1小题） 13．我们知道碳单质可以与某些氧化物发生反应，如图是在高温条件下用木炭还原氧化铜的实验装置图，请按要求回答下列问题。 （1）该反应在酒精灯上加装了金属网罩，作用是 　 　 。 （2）加热一段时间后，可观察到被加热的试管中的现象是 　 　 。 （3）实验结束后以下几个操作步骤如下： A.用弹簧夹夹紧乳胶管 B.停止加热 C.待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上 D.移出导管 正确的操作顺序为 　 　 。（填字母） （4）若要使8g氧化铜完全还原，理论上至少需要碳单质的质量是多少？ 课题1 碳单质的多样性 参考答案与试题解析 一．选择题（共9小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 A A C C D B B D D 一．选择题（共9小题） 1．高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，从而维持高速运行。石墨可用于制造受电弓滑板，这一应用与石墨的下列性质无关的是（　　） A．灰黑色 B．导电性 C．滑腻感 D．熔点高 【分析】A．石墨的颜色与其作为受电弓滑板的用途无关，进行分析； B．石墨的导电性是其作为受电弓滑板的重要性质，因为需要导电以获取电力，进行分析； C．石墨的滑腻感有助于减少摩擦，这对于受电弓滑板与接触网的持续摩擦是有益的，进行分析； D．石墨的高熔点意味着它在高温下也能保持稳定，这对于受电弓滑板在摩擦过程中可能产生的热量是有益的，进行分析。 【解答】解：A、受电弓滑板必须具有良好的导电性、润滑性，且熔点高。石墨呈灰黑色，与其作为受电弓滑板的用途无关，属于无关性质，故A错误； B、滑板材料，需要导电。石墨可用于制造受电弓滑板，与石墨具有良好的导电性有关，故B正确； C、滑板与接触网持续摩擦，润滑性好，可以减少摩擦带来的磨损。石墨可用于制造受电弓滑板，与石墨具有滑腻感有关，故C正确； D、因为受电弓滑板运行过程中摩擦生热，所以需要材料耐高温。石墨可用于制造受电弓滑板，与石墨的熔点高有关，故D正确。 故选：A。 【点评】本题主要考查石墨的性质及其应用，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。了解材料的性质对于选择合适的应用非常重要。 2．下列物质的性质与用途不具有对应关系的是（　　） A．金刚石有特殊的光学性质——切割玻璃 B．氮气常温下化学性质稳定——充入食品包装防腐 C．石墨具有导电性——常用作电极 D．氦气密度小且化学性质稳定——填充飞艇 【分析】物质的性质决定物质的用途，根据常见物质的性质与用途，进行分析解答。 【解答】解：A、金刚石的特殊光学性质（如高折射率）使其在光线下闪耀，主要用于珠宝装饰；而切割玻璃是利用金刚石的硬度大（它是天然存在的最硬物质），并非光学性质，故选项说法错误。 B、氮气在常温下化学性质不活泼（不易与其他物质反应），可用于食品包装中排除氧气，防止食品氧化和腐败，故选项说法正确。 C、石墨具有良好的导电性，常用作电极，故选项说法正确。 D、氦气的密度小，且化学性质很不活泼，可安全用于填充飞艇，故选项说法正确。 故选：A。 【点评】本题难度不大，物质的性质决定物质的用途，了解常见化学物质的性质和用途是正确解答此类题的关键。 3．北约曾用“石墨炸弹”使南联盟的高压输变电线路短路，这是利用了石墨的（　　） A．可燃性 B．还原性 C．导电性 D．润滑性 【分析】石墨具有良好的导电性、润滑作用。 【解答】解：用“石墨炸弹”使高压输变电线路短路，这是利用了石墨的导电性。 故选：C。 【点评】本题主要考查物质的性质和用途，物质具有多种性质，解答时应该理解物质的用途是由物质的哪种性质决定的。 4．下列关于碳的各种模型（如下图）的说法，正确的是（　　） A．由图1可推测常温下碳的化学性质很活泼 B．由图2可知一个碳原子的质量为12.01g C．图3中三种物质完全燃烧后的产物相同 D．图3中石墨、金刚石和C60三种物质都由原子构成 【分析】A、根据碳的化学性质来分析； B、根据元素周期表的信息来分析； C、根据物质的组成与质量守恒定律来分析； D、根据碳单质的构成来分析。 【解答】解：A、由图1可知碳原子的最外层有4个电子，在化学反应中既不易得电子，也不易失电子，可推测常温下碳的化学性质不活泼，故说法错误； B、由图2可知碳的相对原子质量为12.01，而不是一个碳原子的质量为12.01g，故说法错误； C、图3中金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的碳单质，均具有可燃性，完全燃烧后的产物都是二氧化碳，故说法正确； D、图3中石墨、金刚石均由碳原子构成，C60由C60分子构成，故说法错误。 故选：C。 【点评】本题考查了由碳元素组成的几种碳的单质以及原子结构示意图等的知识，应了解由于它们的原子排列方式不同，它们的性质存在着差异，加深了学生对结构决定性质的理解。 5．下列物质的用途中错误的是（　　） A．利用氮气制氮肥 B．活性炭填充滤毒罐 C．石墨作干电池的电极 D．木炭用于制墨 【分析】物质的性质决定物质的用途，解题时根据物质的性质来分析。 【解答】解：A、氮气中含有氮元素，利用氮气可制氮肥，选项说法正确； B、活性炭具有吸附性，能够吸附色素和异味，可填充滤毒罐，选项说法正确； C、石墨具有导电性，可作干电池的电极，选项说法正确； D、木炭不适用于制墨，炭黑用于制墨，选项说法错误。 故选：D。 【点评】本题难度不大，掌握物质的性质是解题的关键。 6．金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（　　） A．构成金刚石和石墨的原子大小不同 B．金刚石和石墨中原子排列方式不同 C．碳的单质都是黑色 D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化 【分析】根据金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，原子种类、原子大小均相同，但碳原子的排列方式不同，进行分析。 【解答】解：A、构成金刚石和石墨的碳原子大小相同，故A错误； B、金刚石和石墨中原子排列方式不同，金刚石是空间网状结构，石墨是层状结构，故B正确； C、碳的单质不一定都是黑色，金刚石是无色的，故C错误； D、金刚石和石墨都是碳单质，但它们的相互转化，有新的物质生成，是化学变化，故D错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查碳单质的物理性质及用途等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 7．下列木炭还原氧化铜的实验操作示意图中，正确的是（　　） A．连接仪器 B．加入药品 C．加热固体 D．清洗试管 【分析】根据基本实验操作的正确方法以及注意事项来分析。 【解答】解：A、连接试管和胶塞时，应该手捏橡胶塞，倾斜旋转着拧进去，手不可握住玻璃管，操作错误； B、向试管中粉末状固体药品时，先将试管横放，用药匙或纸槽把粉末状药品送至试管底，再慢慢将试管竖立起来，操作正确； C、加热固体，试管口应略向下倾斜，以防冷凝水倒流炸裂试管，操作错误； D、清洗试管应左右振荡，不可用拇指堵住试管口上下振荡，操作错误； 故选：B。 【点评】本题难度不大，熟悉各种仪器的用途及使用注意事项、常见化学实验基本操作的注意事项是解答此类试题的关键。 8．如图所示的元代夏永创作的一幅绢本墨笔画——《岳阳楼图》现藏于北京故宫博物院，保存了这么长时间也没变色，是因为墨汁中的炭黑具有的性质是（　　） A．可燃性 B．还原性 C．很强的吸附能力 D．常温下化学性质不活泼 【分析】根据墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳进行分析。 【解答】解：墨是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，元代夏永创作的一幅绢本墨笔画——《岳阳楼图》保存了这么长时间也没变色，是因为在常温下碳的化学性质不活泼。 故选：D。 【点评】本题难度不大，明确常温下碳的化学性质不活泼是正确解答本题的关键。 9．取碳和氧化铜的混合物ag在一定条件下恰好完全反应，相关量的变化如图，下列说法错误的是（　　） A．N点对应的固体为红色 B．M点对应的固体物质有三种 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变小 【分析】根据碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，结合相关量的变化图，进行分析判断。 【解答】解：A、N点时，恰好完全反应，碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，此时固体为铜，为红色，N点对应的固体为红色，故选项说法正确。 B、碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，M点时还未完全反应，此时对应的固体物质有氧化铜、碳、铜三种物质，故选项说法正确。 C、碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，反应后产生气体的总质量为（a﹣b）g，故选项说法正确。 D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，则铜元素的质量不变，但0～t2min内，固体的质量逐渐减少，则固体中铜元素的质量分数增大，故选项说法错误。 故选：D。 【点评】本题难度不大，了解碳的化学性质并能灵活运用是正确解答本题的关键。 二．填空题（共3小题） 10．回答下列问题： （1）铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯在纸上画过留下黑色痕迹的原因：　石墨很软，且为炭黑色　 。 （2）石墨可用于制造高铁列车受电弓滑板，体现了石墨哪些物理性质：　优良的导电性，有滑腻感，熔点高　 。 【分析】根据石墨的物理性质和用途，进行分析解答。 【解答】解：（1）铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯在纸上画过留下黑色痕迹的原因是石墨很软，且为炭黑色。 （2）石墨可用于制造高铁列车受电弓滑板，体现了石墨具有优良的导电性、有滑腻感、熔点高的性质。 故答案为： （1）石墨很软，且为炭黑色； （2）优良的导电性、有滑腻感、熔点高。 【点评】本题难度不大，了解石墨的物理性质和用途是正确解答本题的关键。 11．碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用。 （1）下列物质的用途中，利用了石墨能导电的是 　④　 （填序号，下同）；利用了金刚石硬度大的是 　①③　 。 ①玻璃刀 ②铅笔芯 ③钻探机的钻头 ④干电池的电极 （2）二氧化碳是可利用的重要资源。如在一定条件下可以制造金刚石，请将此反应的化学方程式补充完整：CO2+4NaC（金刚石）+2X，X的化学式为 　Na2CO3　 （填化学式）。 【分析】（1）物质的性质决定物质的用途，解题时根据物质的性质来分析； （2）根据质量守恒定律来分析。 【解答】解：（1）石墨具有优良的导电性，可用做电极；金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于制作玻璃刀、钻探机的钻头。 （2）由化学方程式CO2+4NaC（金刚石）+2X可知，反应物中碳、氧、钠原子个数分别为3、6、4，生成物中除X外，碳、氧、钠原子个数分别为1、0、0，根据化学反应前后各原子种类、数目不变，则2X中含有4个钠原子、2个碳原子和6个氧原子，则每个X微粒中含2个钠原子、1个碳原子和3个氧原子，则物质X的化学式为Na2CO3。 故答案为：（1）④；①③； （2）Na2CO3。 【点评】本题难度不大，掌握物质的性质与用途以及质量守恒定律的应用是解题的关键。 12．如图是木炭还原氧化铜的实验装置图。加热一段时间后，试管①中观察到的现象是 　黑色固体变为红色　 ，发生反应的化学方程式为 　C+2CuO2Cu+CO2↑　 ；该实验证明了木炭具有 　还原　 性。 【分析】加热条件下，黑色的木炭与黑色的氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳，据此写出实验现象和发生反应的方程式；根据氧化还原反应的定义分析木炭在反应中起到了何种作用。 【解答】解：加热条件下，木炭与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，木炭与氧化铜是黑色固体，铜是红色固体，所以试管①中看到的现象是黑色固体逐渐变红，发生反应的方程式是：C+2CuO2Cu+CO2↑；在该反应中，木炭夺取了氧化铜中的氧，发生了氧化反应，证明木炭具有还原性。 故答案为： 黑色固体变为红色；C+2CuO2Cu+CO2↑；还原。 【点评】本题考查了碳的化学性质、化学方程式的书写等相关知识，掌握碳还原氧化铜的原理即可解答本题。 三．计算题（共1小题） 13．我们知道碳单质可以与某些氧化物发生反应，如图是在高温条件下用木炭还原氧化铜的实验装置图，请按要求回答下列问题。 （1）该反应在酒精灯上加装了金属网罩，作用是 　使火焰集中，提高温度　 。 （2）加热一段时间后，可观察到被加热的试管中的现象是 　黑色粉末逐渐变为红色　 。 （3）实验结束后以下几个操作步骤如下： A.用弹簧夹夹紧乳胶管 B.停止加热 C.待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上 D.移出导管 正确的操作顺序为 　DABC　 。（填字母） （4）若要使8g氧化铜完全还原，理论上至少需要碳单质的质量是多少？ 【分析】（1）根据反应的条件是高温，进行分析解答。 （2）根据碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，进行分析解答。 （3）根据木炭还原氧化铜的实验步骤、注意事项，进行分析解答。 （4）根据氧化铜的质量结合化学方程式进行计算。 【解答】解：（1）反应的条件是高温，酒精灯上加一个金属网罩，就是为了使火焰集中，使酒精燃烧充分，提高温度。 （2）碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应过程中的现象是试管中黑色粉末逐渐变为红色。 （3）实验结束后，应先将导管从试管②中撤出再熄灭酒精灯，原因是防止石灰水倒吸入试管中，使试管炸裂。之后用弹簧夹夹紧胶皮管，待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出，这样操作的目的是防止生成的铜再次被氧化。 （4）设至少需要碳的质量为x。 C+2CuO2Cu+CO2↑ 12 160 x 8g x＝0.6g 答：至少需要碳的质量是0.6g。 故答案为： （1）使火焰集中，提高温度； （2）黑色粉末逐渐变为红色； （3）DABC； （4）0.6g。 【点评】本题难度不大，掌握木炭具有还原性、木炭还原氧化铜的实验现象、实验注意事项是正确解答本题的关键。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/10/21 9:27:03；用户：化学体验；邮箱：15731337611；学号：66448048 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $