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6.1碳单质的多样性
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列宏观事实的微观解释错误的是
选项 宏观事实 微观解释
A 在一定条件下，二氧化碳气体变成干冰 二氧化碳分子体积变小
B 端午时节粽飘香 分子是不断运动的
C CO2和CO的化学性质不同 分子构成不同
D 金刚石、石墨的物理性质有很大差异 碳原子的排列方式不同
A．A B．B C．C D．D
2．下列物质中，硬度最大的是
A．金刚石 B．铁矿石 C．石墨 D．大理石
3．中国有上千年的书法文物，书法中用到的墨主要含碳，这体现了“碳”的
A．稳定性 B．可燃性 C．吸附性 D．导电性
4．目前许多学校安装了直饮水机，只要将它与自来水连接，便可以除去水中的部分杂质得到直饮水。某品牌直饮水机的工作原理如图所示，下列说法正确的是

A．活性炭的作用是吸附
B．滤膜可除去水中的可溶性杂质
C．紫外光照射的作用是加热
D．直饮水一定是软水
5．下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃
B．石墨具有导电性，可制作铅笔芯
C．炭黑具有还原性，可制作墨水
D．木炭具有吸附性，可用作燃料
6．下列关于金刚石和石墨的描述，说法不正确的是
A．石墨很软，因此可用作干电池电极 B．金刚石很硬，可用来加工坚硬的金属
C．性质差异大，因为原子的排列方式不同 D．一定条件下，石墨可以转化为金刚石
7．按图甲所示进行木炭还原氧化铜的实验，实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图乙所示。下列分析正确的是
A．N点时，①中固体物质是C和Cu
B．M→P的过程中，固体减少的质量等于生成的气体质量
C．M点时，装置②处导管口有气泡冒出，说明反应开始发生
D．N→P的过程中，固体中铜元素的质量减小
8．如图是金刚石、石墨、、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是
A．以上四种物质的碳原子的结构不同
B．以上四种物质都是由碳原子构成的
C．等质量的以上四种物质中所含有碳原子的个数不同
D．等质量的以上四种物质完全充分燃烧，消耗氧气的质量相同
9．吃烧烤的时候人们经常使用竹炭进行加热，竹炭也是碳单质的一员，它身怀绝技，武功盖世。以下不属于它的绝技的是
A．其结构疏松多孔，可使红墨水褪色
B．把竹炭放入冰箱，可以吸附冰箱异味
C．将其放入水中，可以杀菌消毒
D．将其燃烧，可以产生使澄清石灰水变浑浊的气体
10．化学变化的结果是有“新物质生成”，如果把反应物看成是“旧物质”，下面对“新物质”和“旧物质”的理解，正确的是
A．新物质是指世界上没有的物质
B．新物质不会再变成其他物质
C．新物质和旧物质的性质和用途不可能完全相同
D．新物质和旧物质的构成相同
11．石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法正确的是
①石墨烯是一种新型化合物
②三种物质在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
③金刚石和石墨烯是组成相同,但结构不同的两种物质
④石墨烯有超强的导电性和导热性，金属也有导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似
A．①④ B．②③ C．①③ D．②③④
12．两份质量相等的碳,一份与足量的氧气完全反应生成二氧化碳,另一份与氧气反应全部生成一氧化碳,则前者与后者消耗氧气的质量比为
A．2:1 B．1:2 C．3:4 D．3:8
二、课内填空
13．说一说金刚石、石墨和C60的物理性质及用途。
物理性质 用 途
金刚石 色透明、 形状的固体 做
硬度 （自然界存在的 的物质） ①用来 、切割大理石； ②装在钻探机 上钻凿坚硬的岩层等。
石墨 色不透明 状固体，有金属光泽 铅笔芯
质
电极
润滑剂
14．金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但它们在物理性质上存在着明显差异，是因为 ；石墨具有优良的 ，常用作干电池的电极。
15．第31届世界大学生夏季运动会于2023年7月28日至8月8日在成都成功举办。大运会火炬“蓉火”取成都的简称“蓉”，同时寓有“融合”“包容”之意。“蓉火”创新地采用了生物质丙烷作为燃料，对于丙烷有如下描述：①是一种无色、无臭的气体；②沸点为-42.1℃；③易燃烧；④微溶于水；⑤可被用作炼油、化工和天然气加工操作中的制冷剂；⑥常被用作有机合成原料。
(1)属于描述丙烷的物理性质的是 (填序号，下同)。
(2)属于描述丙烷的化学性质的是 。
(3)属于描述丙烷用途的是 。
16．问题讨论：
(1)木炭还原氧化铜时，酒精灯加网罩的目的是什么？ 。实验结束时，如何拆除实验装置？ 。
(2)木炭还原氧化铜时，哪种物质失去了氧？ 。哪种物质得到了氧？ 。含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫作 。木炭是使氧化铜还原为铜的物质，在该反应中它具有什么化学性质？ 。
(3)由碳与某些物质的反应条件可以得出的结论：常温下碳的化学性质 ，升高温度时化学性质活泼，能与许多物质发生反应。
(4)根据碳的化学性质，请你猜想碳有哪些用途？
17．石墨是一种灰黑色、有金属光泽的固体。石墨很 ，有 感。石墨的 ，具有优良的 性能。
18．碳单质的还原性
1木炭还原氧化铜
（1）现象：
（2）化学方程式：
（3）操作：酒精灯罩网罩的好处是 。试管口必须 ，原因 ；实验结束时，先 后 原因是 ；取出的导气管必须用弹簧夹加紧橡皮管的原因是 ；刚开始试验时，右边试管中有气泡，但石灰水没有变浑浊的原因是 ；
2木炭还原氧化铁化学方程式
3木炭还原二氧化碳化学方程式
4小结：
木炭 氧，发生 反应，做 剂、具有 性；氧化铜 氧，发生 反应，做 剂、具有 性。
的反应叫做还原反应。碳单质具有 性，可用来 。
19．把烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并把试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管（如图）用酒精灯给混合物充分加热，使其充分反应。
(1)被加热试管中发生化学反应方程式为 ，观察到的现象为 ，实验结束要先撤导管后停止加热，原因是 。该实验开始的标志是 。
(2)为了满足以上实验条件，最好将酒精灯改成酒精喷灯，也可以在酒精灯火焰上方加一个金属网罩，这样做的目的是 。
(3)这个实验可以得出，碳具有 （填“氧化”或“还原”）性， 被还原。
20．2022年北京冬奥会的胜利举办得益于人工造雪技术的使用，这次冬奥会的造雪，水的利用不会对生态有影响，并且这些雪和水的转化可以进行循环利用，等冬奥会结束，冰雪消融，这些水将会回到事先准备的蓄水系统，被重新利用到其他领域，不断的循环转化。请回答下列问题：
(1)冬奥会结束后雪变成水重新被利用，体现了节水意识，下列方法不属于节约用水的是______（填序号）；
A．安装节水龙头 B．淘米水浇花
C．用洗衣水拖地 D．打井取用地下水
(2)造雪用的水多为硬水，若重新被利用到饮用水，生活中可通过 使其软化；
(3)等冬奥会结束雪融化得到的水被重新利用，需要经过一系列净水操作，下图为净水过程，请完成以下问题：

操作②主要是除去一些异味和色素，应选用的物质是 ；图2是某同学设计的过滤装置，该实验的明显错误是 。（写出一条即可）
《6.1碳单质的多样性》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A A A A A B D C C
题号 11 12
答案 B A
1．A
【详解】A、在一定条件下，二氧化碳气体变成干冰，分子之间的间隔变小，分子的体积不变，故A错误，符合题意；
B、端午时节粽飘香，是因为分子在不断运动，引起香味的分子四处扩散，故B正确，不符合题意；
C、二氧化碳和一氧化碳化学性质不同，是因为分子构成不同，二氧化碳由二氧化碳分子构成，一氧化碳由一氧化碳分子构成，故C正确，不符合题意；
D、金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．A
【详解】金刚石是天然存在的硬度最大的物质，故选A。
3．A
【详解】书法中用到的墨主要含碳，历经上千年字迹仍能保存完好，是因为常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，能长久保存，体现了碳的稳定性。而可燃性是碳能燃烧的性质；吸附性一般是活性炭等具有的吸附杂质等的性质；导电性是指物质传导电流的能力，均与墨汁书写字迹长久保存无关。
故选A。
4．A
【详解】A、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，故选项说法正确。
B、滤膜不能除去水中的可溶性杂质，如不能除去可溶性钙、镁化合物，故选项说法错误。
C、紫外光照射的作用是杀菌消毒，故选项说法错误。
D、由题意，直饮水机与自来水连接，便可以除去水中的部分杂质得到直饮水，不能除去水中的可溶性钙、镁化合物，则直饮水不一定是软水，故选项说法错误。
故选：A。
5．A
【详解】A、金刚石的硬度大，可用于切割玻璃，性质与用途关系对应正确，符合题意；
B、石墨具有导电性能用作电极；石墨质地较软可制作铅笔芯，性质与用途对应关系不正确，不符合题意；
C、炭黑具有还原性，可用于金属的冶炼；炭黑性质比较稳定，可制作墨水，性质与用途对应关系不正确，不符合题意；
D、木炭具有吸附性 可用于净水；木炭具有可燃性，可用作燃料，性质与用途对应关系不正确，不符合题意；
故选A。
6．A
【详解】A、石墨用作干电池电极的主要原因是其具有良好的导电性，而不是因为其质地软，选项A不正确；
B、金刚石是天然存在的最硬的物质，硬度高使其可用于切割或加工坚硬金属，选项B正确；
C、金刚石和石墨都是由碳原子构成的，因为碳原子的排列方式不同，导致两者物理性质差异很大，选项C正确；
D、在高温、高压和催化剂条件下，碳原子的排列方式可以发生改变，石墨可转化为金刚石，选项D正确。
故选A。
7．B
【详解】A、由图乙可知，M点落在固体质量不变的横线上，说明M点时反应还没有发生，试管中固体为木炭和氧化铜两种，N点在固体质量下降的图线上，说明反应正在进行中，木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，因此，试管中固体为木炭、氧化铜和铜三种，A错误；
B、根据质量守恒定律可知，参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和，即：参加反应的碳（固体）和氧化铜（固体）的质量和等于生成的铜（固体）和二氧化碳（气体）的质量和，因此，M→P 的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量，B正确；
C、由图乙可知，M点时反应还没有发生，此时冒出的气体是装置①中的空气，C错误；
D、固体中铜元素的质量分数 ，N→P的过程中，铜元素的质量没变，但固体混合物的总质量减少，故固体中铜元素的质量分数变大，D错误；
故选B。
8．D
【详解】A、以上四种物质碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，但碳原子的结构相同，不符合题意；
B、金刚石、石墨、碳纳米管均是由碳原子构成，C60由C60分子构成，不符合题意；
C、以上四种物质均属于碳单质，等质量的以上四种物质中所含有碳原子的个数相同，不符合题意；
D、以上四种物质均属于碳单质，等质量的以上四种物质完全充分燃烧均生成二氧化碳，消耗氧气的质量相同，符合题意。
故选D。
9．C
【详解】A、竹炭与活性炭类似，结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附色素，可使红墨水褪色。故选项说法正确，不符合题意；
B、竹炭结构疏松多孔，具有吸附性，能吸附异味，可以吸附冰箱异味。故选项说法正确，不符合题意；
C、竹炭是碳单质，具有吸附性，不具有杀菌消毒的功能。故选项说法不正确，符合题意；
D、竹炭是碳单质，完全燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故选项说法正确，不符合题意。
故选C。
10．C
【详解】A、新物质是组成元素或微观结构与旧物质不同的物质，并不是指世界上没有的物质，故选项A不正确；
B、新物质在一定条件下还能转化为其他物质，故选项B不正确；
C、新物质和旧物质因为组成或结构不同，性质不可能完全相同，由于性质决定用途，用途也不可能完全相同，故选项C正确；
D、新物质和旧物质的构成不可能完全相同，故选项D不正确。
故选：C。
11．B
【详解】①石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，说法错误；
②金刚石、石墨和石墨烯都是由碳元素组成的碳单质，碳单质具有可燃性，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，则三种物质在足量的氧气中完全燃烧的产物相同，说法正确；
③金刚石和石墨烯都是由碳元素组成的碳单质，但它们的碳原子排列方式不同，即结构不同，说法正确；
④石墨烯有超强的导电性和导热性，金属也有导电性和导热性，导电性和导热性是物理性质。石墨烯和金属的化学性质不相似。说法错误；
综上可知，说法正确的是②③，故选：B。
12．A
【详解】碳充分燃烧时，C+O2CO2，一个碳原子跟两个氧原子结合生成一分子二氧化碳，即一个碳原子消耗两个氧原子；
碳不充分燃烧时，2C+O22CO，一个碳原子跟一个氧原子结合生成一分子一氧化碳，即一个碳原子消耗一个氧原子；
由于两份碳的质量相等，碳原子的质量一定。
设每份碳中碳原子的个数为x，则生成二氧化碳和一氧化碳时消耗氧气的质量之比为：
（氧原子的质量×2x）：（氧原子的质量×x）=2：1
前者与后者消耗氧气的质量之比2：1。故选A。
【点睛】解答本题的关键是物质质量与原子个数之间的对应关系。即物质质量=原子质量×原子个数。
13． 无 正八面体 钻石饰品 大 最硬 裁玻璃 钻头 深灰 细鳞片 软 导电性 滑腻感
【详解】金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，可制作钻石饰品，其硬度大（自然界存在的最硬的物质），用来裁玻璃、切割大理石，装在钻探机钻头上钻凿坚硬的岩层等；故①填：无，②填：正八面体，③填：钻石饰品，④填：大，⑤填：最硬，⑥填：裁玻璃，⑦填：钻头。
石墨是深灰色不透明状细鳞片固体，有金属光泽，质软，可制作铅笔芯，还具有优良的导电性，可作电极，具有滑腻感，可做润滑剂；故⑧填：深灰，⑨填：细鳞片，⑩填：软， 填：导电性， 填：滑腻感。
14． 原子的排列方式不同 导电性
【分析】根据物质的结构、性质、用途的关系分析。
【详解】①物质的结构决定物质的性质，金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但它们在物理性质上存在着明显差异，是因为碳原子的排列方式不同，故填：原子的排列方式不同。
②物质的性质决定物质的用途，物质的用途体现了物质的性质，石墨常用作干电池的电极，说明石墨具有优良的导电性，故填：导电性。
【点睛】正确理解物质的结构、性质、用途的关系是答题的关键。
15．(1)①②④
(2)③
(3)⑤⑥
【详解】（1）物质不需要通过化学变化就能表现出来的性质叫做物理性质，则由题干信息可知，丙烷的物理性质有：是一种无色、无臭的气体，沸点为-42.1℃，微溶于水，故选：①②④；
（2）物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质，则由题干信息可知，丙烷的化学性质有：易燃烧，故选：③；
（3）丙烷可被用作炼油、化工和天然气加工操作中的制冷剂，丙烷常被用作有机合成原料，故选：⑤⑥。
16．(1) 火焰集中并提高温度 由上到下
(2) 氧化铜 木炭 还原反应 还原性
(3)不活泼
(4)作燃料、冶炼金属等
【解析】略
17． 软 滑腻 熔点高 导电
【详解】石墨是一种灰黑色的有金属光泽而不透明的鳞片状固体，石墨很软、有滑腻感，具有优良的导电性能，可用作电极、电刷等。
18． 黑色固体变为红色物质 集中火焰，提高温度 略向下倾斜 防止冷凝水倒流，使试管炸裂 将导管移离澄清石灰水 熄灭酒精灯 防止澄清石灰水倒流回试管，使试管炸裂 防止生成的铜再次被氧化 排出的是试管中原有的空气 得 氧化 还原 还原 失 还原 氧化 氧化 失去氧 还原 冶炼金属
【解析】略
19．(1) 固体由黑色变成红色，澄清石灰水变浑浊 防止澄清石灰水倒流，引起热的试管炸裂 石灰水变浑浊
(2)集中火焰，提高温度
(3) 还原 氧化铜/CuO
【详解】（1）碳和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为；
氧化铜和碳为黑色，铜为红色，且生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则现象为固体由黑色变为红色，澄清石灰水变浑浊；
实验结束后，应先撤导管后停止加热，防止左侧试管内气体遇冷体积缩小，造成澄清石灰水倒吸，引起热的试管炸裂；
该实验开始的标志为澄清石灰水变浑浊，开始有气泡冒出是管内空气受热膨胀逸出，不能说明反应发生；
（2）在酒精灯火焰上加一个金属网罩，有集中火焰，提高火焰温度的作用，可以使反应更迅速；
（3）在该反应中，碳夺取了氧化铜中的氧元素，体现了碳的还原性；
氧化铜失去了氧元素被还原成了铜。
20．(1)D
(2)煮沸
(3) 活性炭 未使用玻璃棒引流或漏斗下端未紧靠烧杯内壁
【详解】（1）A. 安装节水龙头，可节约用水，此选项不符合题意；B. 淘米水浇花，可节约用水，此选项不符合题意；C. 用洗衣水拖地，可节约用水，此选项不符合题意；D. 打井取用地下水，不是节约用水，此选项符合题意。故选D。
（2）造雪用的水多为硬水，若重新被利用到饮用水，生活中可通过煮沸使其软化。
（3）因为活性炭具有吸附性，可除去异味和色素，操作②主要是除去一些异味和色素，则应选用的物质是活性炭；图2是某同学设计的过滤装置，该实验的明显错误是：未使用玻璃棒引流或漏斗下端未紧靠烧杯内壁。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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