人教版九年级上册课题1 金刚石、石墨和C60课时练习

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第19课 课题1金刚石、石墨和C60基础知识清单一、碳单质【总结归纳】①物质的性质决定物质的用途，物质的用途在一定程度上反应物质的性质。②一种元素可以组成不同种单质。③石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化为化学变化。④活性炭的吸附性是物理性质。二、碳的化学性质 常温下很稳定（木桩埋入地下的一段用火烧焦；档案用碳素墨水书写；古字画可以保存多年） 1.可燃性——（用途：作燃料）（不完全燃烧）2.还原性（用途：冶炼金属） （1）实验现象：①黑色固体变成红色固体； ②澄清的石灰水变浑浊。 （2）实验中的问题①反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。②在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。③配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：使氧化铜反应更充分。④实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。（3）该反应中：碳得到氧，是还原剂，具有还原性，被氧化，发生氧化反应。 氧化铜失去氧，是氧化剂，具有氧化性，被还原，发生还原反应。 （4）碳还能还原其他物质，如 ①碳还原二氧化碳②碳还原氧化铁答案自查一、碳单质③化学④物理二、很稳定 1.可燃 作燃料2.还原 冶炼金属 （1）①黑色固体变成红色固体； ②澄清的石灰水变浑浊。 （2）集中火焰，提高温度（3）还原 还原 氧化 氧化 氧化 氧化 还原 还原 课后培优练级练培优第一阶——基础过关练1.（2021湖北宜昌）碳单质的性质与用途对应关系错误的是（ ）A．石墨导电性好可作电池电极 B．活性炭吸附性强可作冰箱除味剂C．金刚石硬度大可制作铅笔芯 D．炭黑常温化学性质稳定可制墨汁【答案】C【解析】A、石墨导电性好可作电池电极，故选项正确；B、活性炭吸附性强可作冰箱除味剂是利用了活性炭的吸附性，故选项正确；C、石墨在刻划时容易留下痕迹，可以制作铅笔芯，故选项错误；D、常温下，碳单质的化学性质稳定，可制墨汁，故选项正确。故选C。2.（2021辽宁中考）关于金刚石和石墨的说法正确的是（ ）A．都有可燃性 B．都是无色固体 C．硬度都很大 D．都能导电【答案】A【解析】A、金刚石和石墨是碳的单质，都具有可燃性，A项正确；B、石墨是黑色固体，B项错误；C、金刚石是自然界最硬的物质，但石墨很软，C项错误；D、金刚石不能导电，石墨能导电，D项错误。故选A。3．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。4．两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2010年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（　　）A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的【答案】A【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，正确，符合题意；B、石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，选项错误，不符合题意；C、活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物质，选项错误，不符合题意；D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯（C60）是由C60分子构成的，选项错误，不符合题意。故选A。5.石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是（ ）A.可作散热材料 B.是一种新型化合物C.常温下化学性质稳定 D.可作新型电池的电极【答案】B【解析】A、石墨烯具有超强导热的性能，则可作散热材料，故A正确；B、石墨烯化学性质和石墨相似，属于单质，故B不正确；C、常温下石墨烯不和其他物质反应，则化学性质稳定，故C正确；D、石墨烯超强导电性能，则可作新型电池的电极，故D正确。故选B。6．如图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是（ ）A．网罩的作用：集中火焰并提高温度B．理论上试管a中减少的质量等于试管b增加的质量C．a中黑色粉末变红说明碳具有还原性D．反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象【答案】D【解析】A、网罩可以使火焰集中，提高温度，正确。B、理论上a中减少的质量为反应生成的二氧化碳的质量，b中增加的质量为吸收二氧化碳的质量，理论上试管a中减少的质量等于试管b增加的质量，正确。C、a中黑色粉末变红，说明碳能夺走氧化铜中的氧，说明碳具有还原性，正确。D、反应结束后立即把a中的物质铜倒出来，铜可能在较高温度下与空气中的氧气发生反应生成氧化铜，所以不能反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象，错误。故选D。7．氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似。下列说法错误的是（ ）A．氮化硼由分子构成 B．氮化硼的硬度很大C．氮化硼属于化合物 D．氮化硼可用于切割玻璃【答案】A【解析】A、由图示可知氮化硼由氮原子和硼原子构成，错误；B、氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似，氮化硼的硬度很大，正确；C、氮化硼是由两种元素组成的纯净物，属于化合物，正确；D、氮化硼硬度大，可用于切割玻璃，正确；故选A。8．金刚石､石墨､木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）A．都是黑色固体B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳C．碳原子的排列方式相同D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化【答案】B【解析】A、金刚石是无色固体，该选项说法不正确；B、金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，该选项说法正确；C、四种碳的单质物理性质不同，碳原子的排列方式不同，该选项说法不正确；D、石墨和金刚石是不同的碳单质，一定条件下，石墨转化成金刚石是化学变化，该选项说法不正确。故选B。9．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CO2D．碳纳米管材料管道多，表面积大吸附强【答案】A【解析】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。10．科学家发现由C60制取的化合物M具有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述错误的是 (　　)A．由C60制取M的过程中发生了化学变化B．化合物M中含有碳元素C．C60中的碳原子比石墨中的大D．C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应是化合反应【答案】C【解析】A、由C60制取化合物M的过程有新物质M生成，发生了化学变化，叙述正确；B、由质量守恒定律可知，用C60制取化合物M中一定含有碳元素，叙述正确；C、C60中的碳原子和石墨中的的碳原子属于同种原子，体积与质量一样大，叙述错误；D、C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应中，反应物是两种，生成物是一种，属于化合反应，叙述正确。故选C。11．关于碳的化学性质不正确的是(　　)A．温度越高，碳的活动性越强B．高温时碳能与二氧化碳反应C．碳在氧气中充分燃烧是放热反应，而不充分燃烧时是吸热反应D．碳在常温下能长时间保存不变质【答案】C【解析】A、常温下化学性质不活泼，但温度越高，碳的活动性越强，故选项说法正确。B、碳具有还原性，高温时碳能与二氧化碳反应，故选项说法正确。C、碳在氧气中充分燃烧是放热反应，不充分燃烧时也是放热反应，故选项说法错误。D、常温下化学性质不活泼，碳在常温下能长时间保存不变质，故选项说法正确。故选C。12．在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子_____不同。（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有_____的结构。（3）在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是_____。（4）某有机化合物R在氧气中充分燃烧的化学方程式是2R+5O24CO2+2H2O，则R的化学式为_____。【答案】（1）排列方式；（2） 疏松多孔；（3）碳在常温下化学性质不活泼；（4） C2H2 【解析】（1）金刚石和石墨物理性质差异较大，是因为构成它们的碳原子排列方式不同。 故填：排列方式；活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有疏松多孔的结构。故填：疏松多孔；（3）在书写具有保存价值的图书档案时，应使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼。 故填：碳在常温下化学性质不活泼；（4）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则2R分子中含有4个碳原子和4个氢原子，则每个R分子由2个碳原子和2个氢原子构成，则物质X的化学式为C2H2。 故填：C2H2。培优第二阶——拓展培优练1．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【解析】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。2．浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——碳海绵。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质）。下列关于“碳海绵”说法错误的是A．具有吸附性，可处理海上石油泄漏B．常温下化学性质活泼C．“碳海绵”是混合物D．在氧气中完全燃烧的产物是CO2【答案】B【解析】A、“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，具有吸附性，可处理海上石油泄漏，故选项说法正确；B、“碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），常温下化学性质不活泼，故选项说法错误；C、“碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是碳单质），属于混合物，故选项说法正确；D、碳单质具有可燃性，“碳海绵”在氧气中完全燃烧的产物是CO2，故选项说法正确。故选：B。3．（2021广东广州）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相同C．1g金刚石和1g石墨所含原子数相同D．金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧【答案】C【解析】A、构成金刚石、石墨的原子大小相同，故说法错误；B、金刚石、石墨的物理性质有较大差异的原因是碳原子排列结构不同，故说法错误；C、金刚石、石墨是由同种碳原子构成的，所以1g金刚石和1g石墨所含原子数相同，故说法正确；D、金刚石、石墨是由碳元素组成的，都能在氧气中燃烧生成二氧化碳，故说法错误。故选C。4．碳的单质除了金刚石、石墨和C60外，科学家们还合成了C90、C240、C540等系列物质，据此可作出的推测是（　　）①同一种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；④同种元素形成的单质之间可能存在更多的互相转化。只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④【答案】D【解析】①通过题干可知，碳元素能形成多种单质，所以同一种元素可以形成多种单质。正确。②C60等单质有比较复杂的分子结构，所以单质可能存在复杂的分子结构。正确。③不同的单质有不同的性质，可以有不同的用途，所以单质的研究具有广阔的前景。正确。④因为组成元素相同，所以同种元素形成的单质之间可能存在更多的互相转化。如将石墨可以转化为金刚石。正确。故选D。5．单层石墨称为石墨烯，这种“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料，下列关于石墨烯的叙述中正确的是（　　）A．石墨烯在足量的氧气中的燃烧产物是 CO2B．石墨烯的硬度小于金刚石C．石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似D．石墨烯中碳元素的化合价为＋4【答案】A【解析】A、石墨烯是由碳元素组成的，完全燃烧后的产物是CO2，故说法正确；B、由题意可知，“只有一个碳原子厚的碳薄片”被公认为是目前世界上最薄、最坚硬的材料。所以，石墨烯的硬度大于金刚石，故错误；C、 石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的物理性质和金属相似，故错误；D、石墨烯属于单质，碳元素的化合价为0，故错误。故选A。6．4月9日—11日，2021第八届深圳国际石墨烯论坛在深圳大学城会议中心成功召开两位“石墨烯之父”诺贝尔奖获得者应邀岀席本届论坛。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来切割玻璃B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属C．金刚石和石墨物理性质差异大是因为构成它们的原子不同D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的【答案】A【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，故选项正确；B、石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，故选项错误；C、金刚石和石墨的物理性质有很大差异，是因它们的原子排列不同，不是原子不同，故选项错误；D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯（C60）是由碳分子构成的，故选项错误。故选A。7．美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”(如图所示)，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是A．人们用肉眼可以清晰地看到“纳米车”的运动B．一个C60分子中含有60个碳原子C．C60是一种新型的化合物D．“纳米车”人为外力作用下才能运动【答案】B【解析】A、分子原子体积很小，科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”，用肉眼不可以清晰地看到，错误；B、分子是由原子构成的；一个C60分子中含有60个碳原子，正确；C、C60中只有一种元素，是一种单质，错误；D、分子原子是不断运动的，“纳米车”不需要人为外力作用下就能运动，错误。故选B。8．阅读下列短文，回答问题：石墨、石墨烯、碳纳米管都是碳单质。1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯。石墨烯具有非同寻常的导电性，强度能超出钢铁数十倍，有极好的透光性。石墨烯将成为硅的替代品，用来生产超级计算机和新能源电池。（1）石墨烯可用于制作新能源电池，利用石墨烯的______性。（2）石墨、石墨烯、碳纳米管物理性质差异较大，原因是__________________。（3）由碳元素组成的单质还有______（写一种）。（4）下列说法正确的是______（填字母）。A．石墨烯与硅的性质完全相同B．石墨烯在常温下化学性质稳定C．1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯，说明碳原子很小【答案】导电 碳原子的排列方式不同 金刚石或C60（写一种即可） BC 【解析】（1）石墨烯可用于制作新能源电池，利用石墨烯的导电性；（2）石墨、石墨烯、碳纳米管物理性质差异较大，原因是碳原子的排列方式不同；（3）由碳元素组成的单质有金刚石、C60等；（4）A、石墨烯由碳原子构成，硅由硅原子构成，原子构成不同，性质不会完全相同，不符合题意；B、石墨烯属于碳单质，常温下，化学性质稳定，符合题意；C、1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯，说明碳原子很小，符合题意。故选BC。培优第三阶——中考沙场点兵1．如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，有关该实验说法正确的是（　　）A．乙处固体减少的质量等于消耗的氧化铜中氧元素质量B．丙装置的作用是收集未反应的一氧化碳C．丁处氢氧化钠溶液改为澄清石灰水，可检验乙处生成的二氧化碳D．该装置的不足之处是未进行尾气处理【答案】A【解析】A、乙处：，由化学方程式可知，乙处固体减少的质量等于消耗的氧化铜中氧元素质量，符合题意；B、丙装置的作用是防止倒吸，因为反应生成的二氧化碳能与氢氧化钠反应，使装置内压强减小，容易发生倒吸，不是收集一氧化碳，不符合题意；C、该实验中通入了二氧化碳，有可能是甲处未反应的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，不能用于检验乙处生成的二氧化碳，不符合题意；D、丁装置可以起到收集未反应的一氧化碳的作用，不符合题意。故选A。2．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】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 碳原子排列方式不同 相同 CO 18 【解析】（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。3．芯片是电脑、手机等的核心部件，碳基芯片采用石墨烯碳纳米管工艺，性能比硅基芯片更好，我国已突破半导体碳纳米管关键材料的技术瓶颈，请回答：（1）石墨烯碳纳米管具有良好的________性。（2）如图是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图，图中n=_____，硅的相对原子质量是______，硅元素位于元素周期表中的第____周期。（3）化学反应中元素化合价升高的物质是还原剂，元素化合价降低的物质是氧化剂。在制硅反应中还原剂是______，发生还原反应的物质是______。【答案】导电 4 28.09 三 C 【解析】（1）根据题意可知，石墨烯碳纳米管具有良好的导电性。（2）如图是硅元素在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图，原子中质子数=核外电子数，图中n=14-8-2=4，硅的相对原子质量是28.09，硅元素核外有三个电子层，位于元素周期表中的第三周期。（3）化学反应中元素化合价升高的物质是还原剂，元素化合价降低的物质是氧化剂，在制硅反应中，碳的化合价由0价升高为+2价，故还原剂是C，中硅元素化合价由+4价降为0价，故发生还原反应的物质是。4．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)金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种单质，它们的化学性质相似，但物理性质相差很大，原因是_____________________。(3)写出石墨充分燃烧的化学方程式___________________________。【答案】4 不活泼 碳原子的排列方式不同 C+O2CO2 【解析】(1)①为碳原子的结构示意图，离圆圈最远的弧线表示最外层，则其碳原子最外层电子数为4；既不容易得到电子，也不容易失去电子，则常温下碳的化学性质不活泼。(2)金刚石、石墨、C60是由碳元素组成的三种单质，它们的化学性质相似，但物理性质相差很大，原因是碳原子的排列方式不同。(3)石墨充分燃烧生成二氧化碳气体，反应的化学方程式为。5．近五年来,我国在科技、文化、环境等方面创新发展。I.大国重器——航天、航空取得重大突破2018年4月2日,天宫一号目标飞行器圆满完成各项任务返回大气层。这标志着我国航天、航空事业进入了新时代。(1)硅是天宮一号动力源太阳能电池的主要构成材料。单质硅是由石英(SiO2)固体与碳在高温条件下反应制得的,同时生成一种可燃性气体,该反应的化学方程式为__________。(2)硅是计算机芯片的基体材料,但其导热性不好,而金刚石在导热性方面远超过硅,于是它成了芯片基体材料的最佳选择。①从原子结构上分析,金刚石(C)和硅有相似化学性质的原因是_____________________。②因天然金刚石资源稀少,难以满足要求。人们就根据金刚石的组成和结构设法制造金刚石。现有两种制造金刚石的方法,一是以石墨为原料在高温高压和催化剂的条件下合成；二是在较低温度和压力下用甲烷(CH4)等为原料制造金刚石薄膜。下列说法不正确的是_________(写字母序号)。A一种元素可以组成多种性质不同的单质B石墨合成金刚石发生的是物理变化C石墨与金刚石物理性质不同是因为原子的结构不同D物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但不是唯一的决定因素③不仅硅与碳具有相似化学性质,其氧化物二氧化硅和二氧化碳也有相似化学性质。试写出二氧化碳与氢氧化钙溶液反应的化学方程式____。【答案】SiO2+ 2CSi+2CO↑ 最外层电子数相同 BC Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 【解析】（1）单质硅是由石英（SiO2）固体与碳在高温条件下反应制得的，同时生成一种可燃性气体一氧化碳，该反应的化学方程式为：SiO2+2CSi+2CO↑；（2）①从原子结构上分析，金刚石（C）和硅有相似化学性质的原因是最外层电子数相同。②A．一种元素可以组成多种性质不同的单质，例如氧元素可以组成氧气和臭氧，碳元素可以组成金刚石和石墨等，该选项说法正确；B．石墨合成金刚石发生的是化学变化，该选项说法不正确；C．石墨与金刚石物理性质不同是因为碳原子的排列方式不同，该选项说法不正确；D．物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素，还应考虑价格、资源、对环境的影响等，该选项说法正确。故填：BC。③二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。6.（2021北京中考）阅读下面科普短文。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、过液态碳和晶形碳三大类，如图1。石墨是制铅笔芯的原料之一，在16世纪被发现后，曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2，才确定了它是含碳的物质。碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。目前，我国已形成碳纤维生产、碳纤维复合材料成型，应用等产业链，碳纤维复合材料应用领城分布如图2。科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中CO2吸附的选择性值，实验结果如图3。图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。随着科学技术的发展，碳材料的潜能不断被激发，应用领城越来越广泛。依据文章内容回答下列问题：（1）金刚石属于______（填序号）。A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳（2）石墨与KNO3共熔，能发生如下反应，配平该反应的化学方程式：__________________。（3）由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是______。（4）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。①石墨是一种含铅的物质______。②碳材料其有广阔的应用和发展前景______。（5）对比图3中三条曲线，得到的实验结论是______。【答案】C 2 2 5 工业应用 错 对 温度越低，压强越大，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好 【解析】（1）由图1可知，金刚石属于晶形碳，故选：C。（2）根据质量守恒反应前后原子种类数目不变，将化学方程式配平，化学方程式为225，故填：2；2；5。（3）由图2可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是工业应用，故填：工业应用。（4）①石墨是一种单质，故填：错误。②由材料可知，碳材料其有广阔的应用和发展前景，故填：对。（5）对比图3中三条曲线，温度越低，压强越大选择性值，气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好，得到的实验结论是温度越低，压强越大，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好，故填：温度越低，压强越大，碳气凝胶对CO2的选择性吸附性能越好。7．（2021江苏南通中考）碳及其化合物的综合利用使世界变得更加绚丽多彩。Ⅰ.碳的多样性（1）金刚石和C60的化学性质相似，但物理性质却存在着很大差异。原因是__________。（2）从石墨中分离出的单层石墨片（石墨烯）是目前人工制得的最薄材料，单层石墨片属于_________（填“单质”或“化合物”）。Ⅱ.“碳中和”的实现“碳中和”是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径。我国力争在2060年前实现“碳中和”，体现了中国对解决气候问题的大国担当。（3）CO2的过度排放会造成_________的加剧。结合生活实际，列举可为实现“碳中和”做出直接贡献的一种措施：___________。（4）工业生产中产生的CO2经吸收剂处理可实现CO2的捕集。①NaOH吸收。NaOH溶液吸收CO2生成 NaHCO3的化学方程式为_______________。②CaO吸收。CaC2O4在高温下分解制得疏松多孔的CaO，同时产生CO、CO2。该反应所得CO、CO2的分子个数之比为________。（5）CO2与H2在一定条件下转化为CH4（反应过程如图所示，虚线处部分中间产物略去），可实现CO2的再利用。①该反应中，除CH4外另一种生成物为__________（填化学式），MgO的作用是_________。②天然气（主要成分为CH4）已成为居民的生活用气，是因为CH4在空气中燃烧时______（填“吸收”或“放出”）热量。【答案】（1）碳原子的排列方式不同（2）单质（3） 温室效应 尽量采用公共出行（其他合理答案也可） （4） 1：1 （5） H2O 催化剂 放出 【解析】（1）金刚石和C60的化学性质相似，但物理性质却存在着很大差异。原因是：碳原子的排列方式不同；（2）单层石墨片是由碳元素组成的纯净物，属于单质；（3）二氧化碳的过度排放会造成温室效应的加剧；尽量采用公共出行，可减少二氧化碳的排放，可为实现“碳中和”做出直接贡献；（4）①氢氧化钠吸收二氧化碳生成碳酸氢钠，该反应的化学方程式为：；②CaC2O4在高温下分解制得疏松多孔的CaO，同时产生CO、CO2，该反应的化学方程式为：，故该反应所得CO、CO2的分子个数之比为：1:1；（5）①由图可知，二氧化碳和氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，故另一生成物为H2O；由图可知，化学反应前后，氧化镁不发生变化，故作用是：催化剂；②天然气（主要成分为CH4）已成为居民的生活用气，是因为CH4在空气中燃烧时放出热量。金刚石石墨C60结构正八面体细鳞片状足球状物理性质无色透明，硬度最大，不导电深灰色、较软、滑腻感、熔点高，导电性好用途作装饰品、制钻头、制玻 璃刀铅笔芯，电极，高温润滑剂制备新材料（超导、催化、医学等领域）微粒构成由原子构成由原子构成由分子构成相同点①都由碳元素组成的单质 ②在氧气中完全燃烧，都生成二氧化碳物理性质不同的原因碳原子排列方式不同其他碳单质木炭、活性炭：具有 疏松多孔 的结构，具有吸附能力，可以用来吸附色素和异味 。活性炭：吸附性比木炭更强（常用于防毒面具中作吸附剂） 炭黑：制造油墨、油漆、颜料等，用作橡胶制品的填料以增强橡胶的耐磨性 焦炭：用于冶炼金属 金刚石石墨C60结构正八面体细鳞片状足球状物理性质无色透明，硬度最大，不导电深灰色、较软、滑腻感、熔点高，导电性好用途作装饰品、制钻头、制玻 璃刀铅笔芯，电极，高温润滑剂制备新材料（超导、催化、医学等领域）微粒构成由原子构成由原子构成由分子构成相同点①都由碳元素组成的单质 ②在氧气中完全燃烧，都生成二氧化碳物理性质不同的原因碳原子排列方式不同其他碳单质木炭、活性炭：具有 疏松多孔 的结构，具有吸附能力，可以用来吸附色素和异味 。活性炭：吸附性比木炭更强（常用于防毒面具中作吸附剂） 炭黑：制造油墨、油漆、颜料等，用作橡胶制品的填料以增强橡胶的耐磨性 焦炭：用于冶炼金属