6.1碳单质的多样性专项练习—2026-2027学年九年级化学人教版上册

**基本信息** 同步练聚焦碳单质多样性，以基础概念辨析为起点，通过实验探究与定量分析递进，构建“性质-用途-转化”三维巩固路径，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|碳单质性质与用途、微观结构差异|单选题1-8题，如活性炭吸附性（第4题）、石墨导电性（第5题），强化化学观念中“结构决定性质”| |提升层|化学方程式书写、简单计算与实验操作|单选题9-13题及填空题16-17题，如密闭容器反应分析（第9题）、气体制取装置选择（17题），培养科学思维中的证据推理| |拓展层|实验探究与变量分析|单选题14-15题及填空题18-19题，如碳与CuO反应产物探究（第15题）、碳粉目数对反应速率影响（18题），体现科学探究与实践能力|

2026-2027学年九年级化学人教版上册 6.1碳单质的多样性专项练习 一、单选题 1．下列物质的用途，利用其化学性质的是 A．干冰用于人工降雨 B．活性炭用于冰箱内除去异味 C．氮气常用作保护气 D．稀有气体用于制造多种用途的电光源 2．下列对宏观现象的微观解释中，不正确的是 A．固体碘()和碘蒸气()都能使淀粉溶液变蓝——同种分子的化学性质相同 B．夏天自行车车胎暴晒容易爆裂——温度升高，分子体积变大 C．金刚石坚硬而石墨质软——碳原子的排列方式不同 D．氢气在氯气中燃烧生成氯化氢——化学变化中分子可分，原子不可分 3．唐代著名书法家颜真卿所作的《自书告身帖》至今仍不褪色，是因为墨汁中的碳 A．在常温下化学性质不活泼 B．具有可燃性 C．具有氧化性 D．具有还原性 4．劳动创造美好生活。下列劳动实践对应的化学知识错误的是 选项 劳动项目 化学知识 A 用活性炭等材料制作净水器 活性炭有吸附性 B 利用金刚石切割玻璃 金刚石的硬度大 C 用石墨制作电极 石墨有导电性 D 氧气用于气焊气割 氧气有可燃性 A．A B．B C．C D．D 5．清华大学研究团队基于无皱褶单晶石墨材料，实现固体表面宏观尺度近零摩擦。下列说法错误的是 A．常温下，该石墨材料化学性质不活泼 B．石墨和金刚石均属于碳单质，两者物理性质相同 C．该单晶石墨材料完全燃烧的产物为二氧化碳 D．该技术有望使未来的机械轴承达到近乎零磨损，大幅度提升设备寿命 6．下面分别是金刚石（甲）、石墨（乙）、（丙）的结构示意图，下列说法正确的是 A．三种单质中，所有的碳原子均静止不动 B．石墨具有可燃性，金刚石和不具有可燃性 C．石墨中碳原子之间没有间隔 D．金刚石硬度大，可用于制作切割工具、钻头等 7．碳元素是人类接触和利用最早的元素之一，由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图： A．碳纤维属于无定形碳 B．不同的碳单质，化学性质相似 C．不同碳单质中碳原子的排列方式不同 D．一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化 8．碳气凝胶由石墨烯和碳纳米管制成，是世界上最轻的材料，具备优良的隔热性能，对原油有超强的吸附性，可清理海面上泄漏的原油。下列相关说法不正确的是 A．碳气凝胶结构致密结实 B．碳气凝胶可用作保温材料 C．碳气凝胶能浮在水面上 D．碳气凝胶燃烧会产生二氧化碳 9．一定质量的碳与过量氧气在密闭容器内加热使其充分反应。图中能正确反映容器内有关量随时间变化关系的图像是 A． B． C． D． 10．下列有关叙述、对应的化学方程式及所属基本反应类型都正确的是 A．碳高温与二氧化碳反应：          化合反应 B．常温下过氧化氢分解：         分解反应 C．在空气中加热铜：               氧化反应 D．氢气在氯气中燃烧：                    化合反应 11．下列反应中，用如图中横轴表示反应时间，则y轴表示的意义正确的是 A．在装有空气的密闭集气瓶中引燃红磷，y表示集气瓶中的压强 B．向灼热的木炭中通入足量的二氧化碳，y表示固体的质量 C．一定量的氢气和氧气在密闭容器中燃烧，y表示密闭容器中的分子总数 D．在密闭容器中加热一定质量的高锰酸钾，y表示固体中氧元素的质量分数 12．现将一氧化碳和二氧化碳的混合气体72 g，通过足量灼热的碳粉，充分反应后气体质量增加了12 g。原混合气体中碳元素的质量为 A．48 g B．36 g C．24 g D．12 g 13．甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质，其相互转化关系如图，通常甲为固态单质，乙、丙为类相同，乙易与血液中血红蛋列说法错误的是 A．丙能产生温室效应 B．③的转化只能通过和氧气反应来实现 C．①②④三个转化的反应中有一种相同的反应物 D．乙和丙化学性质不同是由于其分子构成不同 14．下图是兴趣小组对碳单质性质的探究实验，以下说法不正确的是（　　）    A．若打开K1、K3，关闭K2，可以观察到装置尾端有蓝色火焰产生 B．若打开K2、K3，关闭K1，则不可能观察到尾端有蓝色火焰产生 C．酒精灯起到尾气处理作用 D．在探究CO2与C的反应时，应先通一段时间CO2，再点燃酒精灯和喷灯 15．木炭与CuO反应产生的气体除，还可能有CO。用图1装置进行三组实验(每组实验中木炭与CuO的质量比不同，其他条件相同)，测得产生CO的体积分数随时间变化的关系如图2。下列说法错误的是 A．实验前排尽装置内的空气，以免影响实验结果 B．实验中观察到试管内的黑色粉末逐渐变为红色 C．气体产物中有CO的原因可能是 D．其他条件相同，木炭与CuO的质量比越小，生成的CO越多 二、填空题 16．建构知识网络是学习化学的一种重要方法。下图是已学的部分重要物质的转化关系图，其中“”表示一种物质可转化为另一种物质。请据图回答下列问题： (1)写出图中物质的化学式：A___________，B___________。 (2)写出反应①的化学方程式___________，该反应的基本反应类型为___________。 (3)反应②的化学方程式为___________。 17．实验是学习化学的重要途径。 I.如图所示是初中化学常见的气体发生与收集装置，根据要求回答下列问题。 (1)写出图中标号a的仪器名称______。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，可选择A装置作发生装置，依据是______。 (3)若选用B装置作发生装置来制取氧气，则发生反应的化学方程式为______。 (4)F装置中装有半瓶水，张同学用此装置从______(填c或d)端通入氧气，待水排尽，将带火星的小木条伸入所得瓶中气体，发现木条仍然复燃，由此你获得的启示是______。 II.兴趣小组用如图1装置进行木炭还原氧化铜的实验，回答下列问题。 (5)图1实验中酒精灯加金属网罩的目的是______。实验刚开始时，导管口有气泡产生，但未观察到试管B中新制的澄清石灰水变浑浊，可能的原因是______。木炭与氧化铜反应的化学方程式为______。 (6)实验后，同学们推测碳与氧化铜反应除了生成CO2外可能还产生CO，小明利用图2装置继续进行实验，加热固体混合物，测得CO、CO2的体积分数随时间变化情况如图3所示。 ①初始时CO2的体积分数不为0，原因是______。 ②老师指出CO不一定是木炭与氧化铜反应产生的，请分析可能的原因：_____。 18．学习小组以碳单质为主题，开展项目式学习。 【任务一】认识碳单质的性质与用途 (1)金刚石、石墨物理性质差异很大的原因是________。 (2)高铁动车与电路连接的石墨电刷利用了石墨的性质包括________（填字母）。 A．可燃性 B．滑腻感 C．还原性 D．导电性 【任务二】探究碳单质的化学性质 (3)组装好仪器，按下列实验步骤展开探究： 步骤1：I处放入木炭，从II处通入足量氧气。 步骤2：在I处点燃酒精灯加热，观察I和Ⅲ中的现象。 步骤3：将Ⅱ处通入的气体更换为，Ⅲ装置中更换为氢氧化钠溶液。在I处点燃酒精灯加热，在末端导管口用燃烧的木条检验，观察现象。 ①步骤2观察到的现象是________。 ②请写出步骤3试管Ⅰ处发生的化学反应方程式________，从能量变化的角度看，该反应属于________（填“放热”“吸热”）反应。 ③上述三个步骤可以证明碳单质具有的化学性质是________。 【任务三】碳还原氧化铜实验的探究 (4)在真空密闭容器内、相同温度下，按照表中的数据进行碳还原氧化铜实验，利用数字化仪器绘制气体质量随反应时间变化的曲线如图所示。 （备注：“目数”是指固体的粗细度，目数越大，颗粒越小） 实验编号 碳粉质量/g 目数规格 氧化铜粉质量/g 对应曲线 1 3 200目 40 a 2 3 1000目 40 b 3 6 1200目 80 c（待画） ①结合a、b曲线，说明碳粉“目数”与反应速率的关系为________。 ②请在图中画出曲线c的大致位置及变化趋势________。 19．《天工开物》中记载中国古代重要的冶金技术之一火法炼铜：“凡铜砂入炉，与木炭同煅，火力到时，铜质如流，泻出成砣”。氧气充足时炼铜炉内炭火温度可达1200℃左右；铜的熔点为1083℃。 (1)铜砂的主要成分为碱式碳酸铜［］，受热时发生反应的化学方程式为：，该反应的基本类型是_______。 (2)木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，装置如图所示。写出反应的化学方程式：_______。试管中观察到的现象是_______。实验过程中还可能生成一氧化碳的原因是：_______。 (3)反应结束后先进行的操作是_______。 A．熄灭酒精喷灯 B．从石灰水中撤出导管 (4)I处试管中剩余固体随着时间的变化如图，分析错误的是_______。 A．时反应开始 B．生成铜的质量为 C．生成气体的质量为 D．时反应结束 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《6.1碳单质的多样性专项练习—2026-2027学年九年级化学人教版上册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B A D B D D A D A 题号 11 12 13 14 15 答案 B C B B D 1．C 【详解】A.干冰人工降雨利用干冰升华吸热的性质，升华是物理变化，属于物理性质，错误。 B.活性炭除异味利用其吸附性，吸附过程无新物质生成，属于物理性质，错误。 C.氮气作保护气利用氮气化学性质稳定、不易与其他物质发生化学反应的性质，属于化学性质，正确。 D.稀有气体作电光源利用其通电时发出不同颜色光的性质，该过程无新物质生成，属于物理性质，错误。 2．B 【详解】A. 固体碘和碘蒸气都由分子构成，同种分子化学性质相同，因此都能使淀粉溶液变蓝，解释正确。 B. 夏天车胎暴晒爆裂，是因为温度升高后分子间间隔变大、气体体积膨胀，分子本身的体积不会随温度升高改变，解释错误。 C. 金刚石和石墨都是碳原子构成的碳单质，二者物理性质差异大的原因是碳原子的排列方式不同，解释正确。 D. 氢气在氯气中燃烧时，氢分子、氯分子先分解为氢原子、氯原子，原子再重新组合为氯化氢分子，说明化学变化中分子可分、原子不可分，解释正确。 3．A 【详解】A.常温下碳单质化学性质不活泼，很难与空气中的成分、水等发生反应，因此字迹可以长期保存不褪色，正确。 B.可燃性是碳在点燃条件下的反应性质，和字迹长期保存的现象无关，错误。 C.碳单质几乎不体现氧化性，且该性质和不褪色无关，错误。 D.还原性是碳在高温/加热条件下还原其他氧化物的性质，常温下不体现，和题意无关，错误。 4．D 【详解】A.活性炭疏松多孔，具有吸附性，可吸附水中色素、异味，因此能用于制作净水器，对应化学知识正确。 B.金刚石是天然存在硬度最大的物质，因此可用于切割玻璃，对应化学知识正确。 C.石墨具有良好的导电性，因此可用作电极，对应化学知识正确。 D.氧气用于气焊气割，是因为氧气具有助燃性，能支持可燃物燃烧获得高温；氧气本身不能燃烧，不具有可燃性，对应化学知识错误。 5．B 【详解】A. 石墨属于碳单质，常温下碳单质的化学性质不活泼，即使受日光照射或与氧气接触也不易起变化，正确； B. 石墨和金刚石均由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，错误； C. 该单晶石墨材料属于碳单质，碳单质完全燃烧生成二氧化碳，正确； D. 该技术实现了近零摩擦，可大幅降低机械轴承的磨损，从而提升设备寿命，符合技术应用逻辑，正确。 6．D 【详解】A.构成物质的微粒始终在不断运动，三种单质中的碳原子也在不停运动，A错误。 B.金刚石、石墨、均是碳元素组成的单质，碳单质都具有可燃性，B错误。 C.构成物质的微粒之间一定存在间隔，石墨的碳原子之间也有间隔，C错误。 D.金刚石是天然存在硬度最大的物质，该性质决定其可用于制作切割工具、钻头等，D正确。 7．D 【详解】A. 根据题图分类，碳纤维归属于无定形碳类别，说法正确； B. 不同碳单质均由碳元素组成，组成元素相同，因此化学性质相似，说法正确； C. 不同碳单质物理性质差异较大，本质原因是内部碳原子的排列方式不同，说法正确； D. 石墨和金刚石是两种结构、性质均不同的碳单质，二者转化过程有新物质生成，属于化学变化，该说法错误。 8．A 【详解】A．碳气凝胶对原油有超强吸附性，说明其内部结构疏松多孔，并非致密结实，故选项说法不正确。 B．碳气凝胶具备优良的隔热性能，能够阻隔热量传递，因此可用作保温材料，故选项说法正确。 C．碳气凝胶是世界上最轻的材料，密度远小于水，因此能浮在水面上，故选项说法正确。 D．碳气凝胶由碳元素组成，完全燃烧会产生二氧化碳，故选项说法正确。 9．D 【分析】反应原理为碳在过量氧气中充分燃烧： 【详解】A.氧气过量，碳会完全反应，最终碳的质量应为0，图像显示碳有剩余，错误。 B.反应初始还未生成二氧化碳，二氧化碳质量的起点应为0，图像起点不为0，错误。 C.氧气过量，反应结束后仍有氧气剩余，最终氧气质量不为0，图像显示氧气最终耗尽，错误。 D.密闭容器内的化学反应遵守质量守恒定律，反应前后所有物质的总质量保持不变，图像符合规律，正确。 10．A 【详解】A.化学方程式书写正确，反应符合“多变一”特征，属于化合反应，正确。 B.过氧化氢分解生成水和氧气，不是氢气和氧气，正确方程式为，错误。 C.铜和氧气反应条件是加热（）不是点燃，且氧化反应不属于四大基本反应类型，该反应基本类型为化合反应，错误。 D.氢气、氯气均为双原子分子，化学式应为、，正确方程式为，错误。 11．B 【详解】A、密闭集气瓶中红磷燃烧只消耗氧气，反应结束后瓶内还有氮气等气体，压强不会降为0，错误。 B、灼热的木炭和足量二氧化碳反应的方程式为 ，只有碳是固体，足量可将碳完全消耗，最终固体质量为0，正确。 C、氢气和氧气燃烧的反应为 ，反应前后容器内始终存在分子（剩余的反应物分子或生成的水分子），分子总数不会为0，错误。 D、高锰酸钾分解后剩余固体为锰酸钾、二氧化锰，二者均含氧元素，因此固体中氧元素质量分数最终不会为0，错误。 12．C 【详解】现将一氧化碳和二氧化碳的混合气体72 g，通过足量灼热的碳粉，碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，即，充分反应后气体质量增加了12 g。根据质量守恒定律， 化学反应前后物质的总质量不变，气体增加的质量为参加反应的碳粉的质量，即参加反应的碳粉的质量为12g。 解：设原混合气体中二氧化碳的质量为x   x=44g 则原混合气体中一氧化碳的质量为：72g-44g=28g 则原混合气体中碳元素的质量为：。 故选C。 13．B 【分析】根据题目给出的信息：甲、乙、丙是初中化学常见的三种物质，其相互转化关系如图，通常甲为固态单质，乙、丙为两种气体，且所含元素种类相同，乙易与血液中的血红蛋白结合，固态单质碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，因此甲是碳，乙是一氧化碳，丙是二氧化碳。 【详解】A、丙是二氧化碳，二氧化碳过多能产生温室效应，正确但不符合题意； B、③的转化只能通过和氧气反应来实现错误，如一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，错误符合题意； C、①②④三个转化的反应中有一种相同的反应物是碳，正确但不符合题意； D、乙是一氧化碳，丙是二氧化碳，乙和丙化学性质不同是由于其分子构成不同正确，正确但不符合题意。 故选B。 14．B 【详解】A、若打开K1、K3，关闭K2，二氧化碳进入直玻璃管和碳反应产生一氧化碳，一氧化碳能燃烧，可以观察到装置尾端有蓝色火焰产生，不符合题意； B、若打开K2、K3，关闭K1，实验开始氧气进入直玻璃管前空气中的氧气不足和碳（过量）反应产生一氧化碳；氧气较多后产生了二氧化碳，二氧化碳也可能和碳反应产生一氧化碳，则有可能在尾端观察到蓝色火焰产生，符合题意； C、一氧化碳有毒，会污染空气，一氧化碳可燃，酒精灯起到尾气处理作用，不符合题意； D、在探究CO2与C的反应时，应先通一段时间CO2，排出空气，再点燃酒精灯和喷灯，即能证明二氧化碳和碳的反应，不符合题意。故选B。 15．D 【详解】A．装置内空气中的可与木炭反应生成碳的氧化物，也可能氧化生成的，会干扰的测定，因此实验前需要排尽装置内空气，A正确。 B．反应中黑色的被还原为红色的，因此可观察到黑色粉末逐渐变红，B正确。 C．木炭还原首先生成，若木炭过量，高温下会与C发生反应，因此气体产物中可能有，C正确。 D．由图2可知，越大（），生成的体积分数越高，即木炭与的质量比越小，生成的越少，D错误。 16．(1) (2) 分解反应 (3) 【分析】氧气能与A相互转化，过氧化氢能分解生成A和氧气，过氧化氢分解生成水和氧气，水可与氧气相互转化，可推出A为水；B能与一氧化碳相互转化，氧气能转化为B，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，氧气能与碳反应生成二氧化碳，可推出B为二氧化碳，代入验证，符合题意。 【详解】（1）略； （2）反应①为水通电分解生成氢气和氧气； 该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应； （3）反应②为二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳。 17．(1)锥形瓶 (2)反应物为固体，反应条件为加热 (3) (4) d 使带火星的木条复燃的氧气浓度不一定需要100% (5) 使火焰集中并提高温度 此时排出的气体是装置内的空气 (6) 装置内存在空气，空气中含有二氧化碳 碳与装置内的氧气反应会生成一氧化碳或反应生成的二氧化碳与碳在高温条件下反应会生成一氧化碳 【详解】（1）图中标号a的仪器名称是锥形瓶； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，应选择固体加热型发生装置，即装置A，故选择A装置作发生装置的依据是反应物为固体，反应条件为加热； （3）B装置为固液常温型发生装置，则实验室用B装置制取氧气的原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为； （4）F装置中装有半瓶水，由于氧气密度比水小，则用此装置从d端通入氧气，待水排尽，得到的氧气中混有空气，将带火星的小木条伸入瓶中气体，发现木条仍然复燃，由此获得的启示是：使带火星的木条复燃的氧气浓度不一定需要100%； （5）图1实验中酒精灯加金属网罩的目的是使火焰集中并提高温度； 实验刚开始时，导管口有气泡产生，但未观察到试管B中新制的澄清石灰水变浑浊，原因是此时排出的气体是装置内的空气； 木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为； （6）①初始时的体积分数不为0，原因是装置内存在空气，空气中含有二氧化碳； ②老师指出CO不一定是木炭与氧化铜反应产生的，原因是：碳与装置内的氧气反应会生成一氧化碳；或反应生成的二氧化碳与碳在高温条件下反应会生成一氧化碳。 18．(1)碳原子的排列方式不同 (2)BD (3) I处木炭燃烧发白光，Ⅲ处澄清石灰水变浑浊 吸热 可燃性、还原性 (4) 碳粉的目数越大，反应速率越 【详解】（1）金刚石、石墨都是常见的碳单质，其物理性质差异很大的原因是碳原子排列方式不同； （2）高铁动车与电路连接的石墨电刷，因为石墨能耐高温、化学性质稳定、具有滑腻感，同时还利用了石墨的导电性，没有用到石墨的可燃性和还原性。 故选BD； （3）①步骤1：I处放入木炭，从II处通入足量氧气。步骤2：在I处点燃酒精灯加热，木炭在氧气中燃烧发白光，生成二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，观察到：I处木炭燃烧发白光，Ⅲ处澄清石灰水变浑浊； ②步骤3试管Ⅰ二氧化碳与碳高温生成一氧化碳，方程式为，该反应需要吸收热量，属于吸热反应； ③步骤1、2说明碳单质具有可燃性，步骤3碳将二氧化碳还原成一氧化碳，说明碳单质具有还原性； （4）①对比分析a、b两条曲线，在所用碳粉质量相同的情况下，生成同等质量的气体时，b比a所用时间更短，说明b反应速率大于a，而b的碳粉目数多于a，则在所用碳粉质量相同的情况下，碳粉“目数”与反应速率之间的关系为碳粉的目数越大，反应速率越快； ②结合表格数据可知，实验3中反应物的质量是实验1、2的2倍，则生成气体的质量也是实验1、2的2倍，碳粉的目数越大，反应速率越快，所以实验3的反应速率比实验1、2快，则曲线c的大致位置及变化趋势如图所示： 19．(1)分解反应 (2) 黑色固体逐渐变为红色 (3)B (4)B 【详解】（1）由化学方程式可知，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应； （2）木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；试管中观察到的现象是：黑色固体逐渐变为红色； 反应生成的二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳，故实验中还可能生成一氧化碳，即； （3）反应结束后，应先从石灰水中撤出导管，然后熄灭酒精喷灯，防止液体倒流，炸裂试管。 故选B； （4）A、I处试管中木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，t1时，固体的质量逐渐减小，说明t1时反应开始，不符合题意； B、I处试管中木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，但是反应物是否完全反应未知，如果木炭和氧化铜恰好完全反应，最后剩余固体的质量为反应生成铜的质量，则生成铜的质量为ng，如果反应物其中一个过量，则生成铜的质量小于ng，符合题意； C、根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则生成气体的质量为：（m-n）g，不符合题意； D、t2时剩余固体的质量不再变化，则t2时反应结束，不符合题意。 故选B。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $