初中化学人教版九上6.1金刚石、石墨和C60（第1课时） 层级练习（含解析）

课题1金刚石、石墨和C60课时1碳的单质【基础练习】1.天然存在的最硬的物质是（

）A.金刚石B.铁矿石C.石墨D.大理石【答案】A【解析】金刚石是一种碳的单质，是天然存在的硬度大物质。故答案为：A。2.初中化学学业水平考试实行网上阅卷，考生答题时必须使用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是（

）A.

石墨B.

木炭

C.

焦炭D.

铅【答案】A【解析】2B铅笔芯的主要成分是石墨，铅笔芯是石墨和粘土按照一定比例混合而成的，石墨质软，刻画时容易留下痕迹，常用作铅笔芯的材料。故答案为：A。3.“石墨炸弹”使高压输电线短路，这是利用了石墨的（

）A.

可燃性

B.

还原性

C.

导电性

D.

润滑性【答案】C【解析】以美国为首的北约曾用“石墨炸弹”使南联盟的高压输电线短路，这是利用了石墨的导电性，与可燃性、还原性、润滑性无关。故答案为：C。4.下列物质能用于除去水中异味和色素的是（

）A.

明矾

B.

活性炭

C.

氯气

D.

细沙【答案】B【解析】A、明矾溶于水后可以吸附水中的悬浮杂质而加速其沉降，但不能除去水中的色素和异味，不合题意；B、活性炭具有吸附性，可以除去水中的色素和异味，符合题意；C、净化水时，氯气可以杀灭水中的微生物，但不能除去水中的色素和异味，不合题意；D、净化水时，细沙层可以过滤掉部分难溶性杂质，但不能除去水中的色素和异味，不合题意；故答案为：B。5.下列有关金刚石和石墨的说法中，正确的是（

）A.都能导电B.都是黑色固体C.硬度都很大D.都由碳原子构成【答案】D【解析】A.石墨具有良好的导电性，金刚石没有，故不符合题意；B.石墨是黑色晶体，但金刚石不是黑色晶体，故不符合题意；C.金刚石硬度大，石墨的硬度小，故不符合题意；D.金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的气态非金属单质，故符合题意。故答案为：D。6.性质决定用途。下列物质的性质与其用途不相符的是（

）A.

石墨有优良的导电性能——用于制铅笔芯B.

C60分子很稳定，有超导性——广泛用于超导领域C.

金刚石是天然存在的最硬物质——用于装在钻探机的钻头上D.

CO有还原性在冶金工业用于炼铁【答案】A【解析】A.

石墨有优良的导电性能，可以用于制电极，不相符，故符合题意；B.

C60分子很稳定，有超导性，可以广泛用于超导领域，物质的性质与其用途相符，故不符合题意；C.

金刚石是天然存在的最硬物质，可以用于装在钻探机的钻头上，物质的性质与其用途相符，故不符合题意；D.

CO有还原性在冶金工业用于炼铁，物质的性质与其用途相符，故不符合题意；故答案为：A。7.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，不符合题意；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，不符合题意；C、石墨在刻划时容易留下痕迹，可以制作铅笔芯，符合题意；D、常温下，碳单质的化学性质稳定，可制墨汁，不符合题意。故答案为：C。8.图为金刚石、石墨和足球烯（C60）的结构模型图（小球表示碳原子）。下列说法错误的是（

）A.足球烯由C60分子构成，其相对分子质量为720B.金刚石硬度大，石墨质地较软，其主要原因是两者的构成微粒不同C.金刚石、石墨、足球烯在足量的氧气中完全燃烧，产物相同D.金刚石、石墨与足球烯之间的转化为化学变化【答案】B【解析】A.足球烯由C60分子构成，故足球烯的相对分子质量为12×60=720，故正确，不符合题意；B.金刚石和石墨都是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，故错误，符合题意；C.金刚石、石墨、足球烯都是碳单质，在氧气中完全燃烧，均生成二氧化碳，故正确，不符合题意；D.金刚石、石墨、足球烯是不同的物质，它们之间相互转化，属于化学变化，故正确，不符合题意。故答案为：B。9.5G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的解决芯片这一问题。关于石墨烯以下说法错误的是（

）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【答案】D【解析】A.从石墨中分离出单层的石墨片，又称石墨烯，则石墨烯是碳元素形成的单质，组成元素为碳元素，A不符合题意。B.石墨烯是从石墨中分离出单层的石墨片，微粒排列方式不同于金刚石，B不符合题意。C.石墨烯是碳元素形成的单质，和碳的化学性质相同，C不符合题意。D.芯片运行速度提升，会带来散热问题，高性能石墨烯复合材料散热片可以很好的解决芯片这一问题，说明石墨烯具有良好的散热性，则石墨烯可用作导热性材料，但石墨具有优良的导电性，不能用作超轻绝缘材料，D符合题意。故答案为：D。10.物质的结构决定物质的性质。下列因果关系中有错误的是（

）选项性质结构A石墨很软有滑腻感石墨具有层状结构B木炭具有吸附能力木炭具有疏松多孔结构C金刚石很硬金刚石中的碳原子排列呈空间立体网状结构D氮气化学性质不活泼氮原子的核外电子排布为稳定结构【答案】D【解析】A.物质的性质与其构成有关，石墨很软有滑腻感是因为石墨具有层状结构，不符合题意；B.木炭具有吸附能力，是因为其疏松多孔的结构，不符合题意；C.金刚石很硬是因为金刚石中的碳原子排列呈空间立体网状结构，不符合题意；D.氮气是由分子构成，且氮原子的核外电子数为5，没有达到相对稳定结构，符合题意；故答案为：D。11.石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体（如图），图中每一个小球代表一个碳原子。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。关于石墨烯，下列说法错误的是（

）A.

石墨烯和金刚石都由碳元素组成

B.

石墨烯的导电性比银强C.

石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用

D.

从石墨中剥离出石墨烯属于物理变化【答案】D【解析】解：A、石墨烯和金刚石都由碳元素组成，故A说法不符合题意；B、由题意可知，石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，所以石墨烯的导电性比银强，故B说法不符合题意；C、由石墨烯的结构可知，石墨烯中每个碳原子为三个六元环共用，故C说法不符合题意。D、石墨与石墨烯是不同种物质，因此从石墨中剥离出石墨烯属于化学变化，故说法D符合题意。故该题选D。12.生活中我们经常会接触到一些碳家族成员请完成下列填空：（1）属于自然界中最坚硬的碳家族成员是________；（2）石墨因具有________性可作干电池的电极；（3）利用活性炭的________性可进行食品添加剂的脱色；（4）金刚石、石墨的物理性质差异较大的原因是_______________。【答案】（1）金刚石（2）导电（3）吸附（4）碳原子的排列方式不同【解析】①自然界中最坚硬的碳家族成员是金刚石；②石墨具有良好的导电性，可作干电池的电极；③活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附异味和色素，可进行食品添加剂的脱色；④物质的性质由物质的组成、结构决定，金刚石、石墨的物理性质差异较大的原因是碳原子的排列方式不同。13.如图所示，调节杠杆平衡。（1）实验1：加热细铜丝团一段时间后移走酒精灯，观察到铜丝变为黑色（CuO），细铜丝团________（填“上升”或“下沉”）。（2）实验2：通入NO2一段时间后，活性炭包下沉，原因是________。【答案】（1）下沉（2）活性炭具有吸附性，吸附二氧化氮，质量增加【解析】（1）铜和氧气加热生成氧化铜，则实验1：加热细铜丝团一段时间后移走酒精灯，观察到铜丝变为黑色（CuO），由质量守恒定律可知，细铜丝团质量增加，故细铜丝团下沉。（2）活性炭具有吸附性，可以吸附二氧化氮，故实验2：通入NO2一段时间后，活性炭包下沉，原因是活性炭具有吸附性，吸附二氧化氮，质量增加。【能力提升】1.2019年10月，清华大学科研团队实现一步法制备99.9999%半导体碳纳米管阵列。下列说法正确的是（

）A.

阵列中的碳原子在不断运动

B.

碳元素只能组成一种物质C.

阵列中的碳原子间没有间隔

D.

该物质与金刚石的化学性质不同【答案】A【解析】A.原子总是在不断地运动，阵列中的碳原子也在不断运动，故A符合题意；B.碳元素可以组成金刚石、石墨等多种物质，故B不符合题意；C.半导体碳纳米管阵列中的原子间有间隔，故C不符合题意；D.半导体碳纳米管阵列与金刚石都是由碳元素组成的碳单质，化学性质相似，故D不符合题意。故答案为：A。2.如下图所示，先在a、c两支相同的大试管中充满红棕色的NO2气体，然后分别向a、c试管中加入质量相等的足量的石墨和活性炭，迅速塞上带导管的胶塞，经过一段时间后，打开弹簧夹，所观察到的现象（

）A.a、c两试管都无明显变化B.a、c两试管的颜色都消失，水往两试管流C.a试管中的颜色消失，水往a试管流，c试管无明显变化D.c试管中的颜色消失，水往c试管流，a试管无明显变化【答案】D【解析】因为活性炭具有较强的吸附性，而石墨没有吸附性，所以c试管中的颜色消失，当活性炭吸附NO2后，试管内压强减小，打开弹簧夹，大气压将水压入c试管，而a无明显变化。故答案为：D。3.下列因果关系错误的是（

）A.

因为分子构成不同，所以水和过氧化氢的化学性质不同B.

因为质子数不同，所以碳原子和氮原子所属的元素种类不同C.

因为碳原子排列方式不同，所以金刚石和石墨的性质完全不同D.

因为电子层数及最外层电子数不同，所以钠原子和钠离子的化学性质不同【答案】C【解析】A.分子是保持物质化学性质的最小微粒，因此分子构成不同，水和过氧化氢的化学性质不同，故A不符合题意；B.元素是具有相同核电荷数（即质子数）同一类原子的总称，质子数不同，则碳原子和氮原子所属的元素种类不同，故B不符合题意；C.由于碳原子排列方式不同，则金刚石和石墨的物理性质不同，化学性质近似，故C符合题意；D.微粒的化学性质与最外层电子数关系密切，钠原子和钠离子的最外层电子数不同，化学性质也不同，故D不符合题意。故答案为：C。4.中国林业科学研究院将木材经化学品处理，剥离半纤维素和木质素制成的木材海绵，可以从水中吸附油脂，吸油量可达到其自身重量的16-46倍，可重复使用多达10次。这种新型海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了现有的所有其他海绵或吸附剂。下列说法正确的是（

）A.

在木质海绵中碳原子不再运动B.

木材海绵能够有效解决石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成的破坏C.

木质海绵吸附油污的过程中生成了新物质D.

木质海绵是一种新型化合物【答案】B【解析】A.原子是不断运动的；故不符合题意；B.从题干中可知木质海绵具有很强的吸附性，能有效解决石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成的破坏；故符合题意；C.吸附性属于物理性质，吸附过程中没有生成新物质；故不符合题意；D.从木质海绵制作过程可知，其属于混合物；故不符合题意；故答案为：B。5.阅读下面科普短文。2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”惊艳世界，演员们穿着的轻便防寒服是用“石墨烯”制成的。石墨烯是一种由碳原子构成的、六角型晶格的二维碳纳米材料。英国两位物理学家因从石墨中成功分离出石墨烯，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。石墨烯的结构特点决定了其具有薄且坚硬、透光度好、导热性强、导电率高、结构稳定等特性。根据其层数不同，石墨烯一般可以分成单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。层数不同，石墨烯的性能也不同，如图2所示。通过石墨烯与氢气发生化合反应可得到石墨烷，其中所有的碳原子形成六角网络结构，氢原子以交替形式从石墨烯平面的两端与碳原子相连，石墨烷表现出半导体性质。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。依据文章内容回答下列问题。（1）石墨烯具有的物理性质是________