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6.1 碳单质的多样性（第2课时） 跟踪练
2025-2026学年初中化学人教版（2024）九年级上册
一、单选题
1．相同质量的碳燃烧分别生成和，消耗氧气的质量比是
A． B． C． D．
2．关于碳的燃烧，下列说法中正确的是
A．结构稳定，不能燃烧
B．碳和氧气反应一定会生成
C．碳在充分燃烧和不充分燃烧时都放热
D．碳在氧气中燃烧的产物不可能是混合物
3．按一定质量比例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，下列说法正确的是
A．M点对应的固体物质只有两种
B．N点对应的固体为黑色
C．0～t2 min内，固体中铜元素的质量分数不变
D．反应后产生气体的总质量为(a－b)g
4．兴趣小组同学将80g氧化铜和8.4g的炭粉在隔绝空气的密闭装置中持续加强热，通过传感器测得装置内CO2的质量变化如图所示。下列说法正确的是
A．a点炭粉一定完全反应
B．时，装置中气体只有CO2
C．时，装置中木炭的质量为2.4g
D．装置中CO2的质量减少的原因是高温下炭粉与二氧化碳反应
5．《采铜炼铜记》记载：“……炭八九千斤（约4800kg），不过得铜五六百斤（约320kg）”，按照记载配比，开展如下图所示的模拟古代竖炉炼铜实验，经高温煅烧，冷却后观察到石英方舟上下方均出现红色物质，下列说法错误的是
A．按记载配比，实验中煤炭粉与氧化铜的质量比应约为12：1
B．实验过程中氧化铜作氧化剂
C．可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜
D．若将氧化铜换成氧化铁，能观察到相同的现象
6．已知一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比，P0表示1个标准大气压。将一定质量的碳粉和氧气在耐压密闭容器中用电热丝引燃使之充分反应，并利用压强传感器测定容器内的气压变化，观察到碳粉完全消失，如图为气压变化图像。下列说法正确的是
A．AB段温度达到了碳粉着火点
B．D点气体的成分是CO2和O2
C．生成的CO和CO2的质量比为28:33
D．参加反应的C和O2的质量比为3:7
7．下列实验现象描述错误的是
A．镁在空气中燃烧：发出耀眼的白光，产生黄白色火焰，放出热量
B．木炭还原氧化铜：黑色固体逐渐变成红色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
C．铁丝在氧气中燃烧：银白色固体剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
D．硫在空气中燃烧：产生微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体
8．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
9．碳可以还原氧化铁。在不同温度下，分别用石墨粉、活性炭还原氧化铁，并在混合物中加入碳酸钾粉末(碳酸钾反应前后质量和化学性质均不变)，通入氩气进行实验。实验结果如图所示。下列说法错误的是
(还原率)
A．实验中氩气不参加反应，用作保护气
B．随着碳酸钾含量的增加，还原率增大，碳酸钾在反应中起催化作用
C．上述实验说明活性炭与氧化铁反应的还原率比石墨粉高
D．温度越高，碳粉还原氧化铁的还原率越高
10．下图是模拟竖炉炼铜的装置，打开止水夹，加热耐高温容器，一段时间后a、b两层中都有红色固体生成，澄清石灰水变浑浊，关于该实验的说法正确的是
A．b层发生反应的化学方程式为
B．a层的物质在加热过程中一定生成了
C．a层的物质在加热过程中一定没有生成
D．澄清石灰水可吸收
二、填空题
11．阅读下面科普短文。
石墨烯是目前已知最薄、最坚硬的材料，它的熔点高达3000℃，具有优良的导电、导热性能。
我国的科研团队发现了石墨烯的防腐功能，利用其独特的二维片层钻构，在涂层中叠加形成致密隔绝层，使腐蚀介质难以通过，起到物理隔绝作用。如图2，表而叠加了石墨烯薄膜的铜在高温下也没有被腐蚀。
将石墨烯与高分子聚合物复合形成复合涂料，可提升涂料的防腐蚀性能。表：某复合涂料的基本性能（涂膜厚度相同）

性能 石墨烯比例为0 石墨烯比例为1% 石墨烯比例为2%
耐酸性 240h无异常 240h无异常 300h无异常
耐碱性 168h无异常 168h无异常 240h无异常
耐老化 60h变色 100h变色 1500h变色
与石墨烯相关的新技术、新发明会得到越来越广泛的应用。
依据文章内容回答下列问题。
(1)石墨烯具有优良的导电、导热性能是________
A．物理性质 B．化学性质
(2)石墨烯属于________
A．单质 B．化合物
(3)石墨烯在氧气中完全燃烧的产物是_________。
A．CO2 B．CO
(4)依据表分析，该复合涂料中石墨烯的比例为________时基本性能最好。
A．1% B．2%
(5)石墨烯具有防腐功能的原因是 。
12．阅读下面科普短文。请回答下列问题。
石墨烯——改变世界的神奇新材料
石墨烯是一种单层碳原子晶体，石墨烯的厚度只有，是目前为止最薄的二维纳米碳材料。石墨烯具有优良的性能，石墨烯的基本化学性质与石墨类似。在纺织、电子等领域具有广泛应用。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域，纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发。2004年，科学家用一种非常简单易行的机械剥离法得到石墨烯，之后，制备石墨烯的新方法层出不穷，工业上可采用甲烷在高温和催化下分解制取石墨烯，同时产生氢气。随着科技水平的提升，石墨烯的应用前景会十分广阔。
(1)石墨烯是由 （填“分子”“原子”或“离子”）构成的。
(2)石墨烯在足量的氧气中充分燃烧，反应的化学方程式 ；
(3)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为 。
三、实验题
13．我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用传统的实验装置（见图甲），又可用改进的微型实验装置（见图乙）。化学兴趣小组采用图乙装置，开展以下探究活动。
(1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式 ，其中发生还原反应的物质是 。
(2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是 。
(3)使用图乙装置与使用图甲装置相比，其优点是 （写出一条即可）。
14．《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
15．在学习碳的化学性质时，我们学习了木炭和氧化铜的反应，该实验装置如下图所示。
(1)A装置中反应的化学方程式为 。
(2)该反应中A装置能看到的现象为___________。
A．黑色固体变红 B．红色固体变黑 C．氧化铜变红 D．氧化铜变黑
(3)实验装置中的止水夹的作用是___________。
A．防止冷凝水倒流炸裂试管 B．防止石灰水倒吸炸裂试管
C．防止反应物粉末堵塞导管 D．防止灼热的铜被再次氧化
(4)木炭的主要成分为石墨，与石墨互为同素异形体的物质是___________。
A．活性炭 B．焦炭 C．炭黑 D．金刚石
(5)若实验过程中放入的木炭过量，则可能导致产物中生成CO，反应中C、CO、CO2的质量比不可能为___________。
A．6：7：11 B．9：7：22 C．12：7：33 D．18：7：44
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C D D D C A B C B
1．B
【详解】碳燃烧的化学方程式：
碳完全燃烧生成二氧化碳：，碳不完全燃烧生成一氧化碳：。
设碳的质量为克。
在化学方程式中，克碳反应消耗的质量为;
在化学方程式中，克碳反应消耗的质量为。
所以消耗氧气质量比 = 。
因此，相同质量的碳燃烧分别生成和，消耗氧气的质量比是。
故选B。
2．C
【详解】A、C60属于碳单质，碳单质具有可燃性，所以C60可以燃烧，A错误：
B、碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，B错误；
C、燃烧都是放热反应，则碳在充分燃烧和不充分燃烧时都放热，C正确；
D、碳在氧气中燃烧时可能同时产生二氧化碳和一氧化碳，故产物可能是混合物，D错误。
故选C。
3．D
【详解】A、碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，有气体生成固体质量减少，M点时固体质量还有减小的趋势，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，错误；
B、N点时，固体质量不再减小，恰好完全反应，对应的固体为铜，为紫红色不是黑色，错误；
C、根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，反应过程中铜元素的质量不变，但是0～t2min内，固体的质量减少，固体中铜元素的质量分数增大，错误；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应后产生气体的总质量为(a－b)g，正确。
故选D。
4．D
【分析】高温条件下，氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳，碳与二氧化碳反应生成一氧化碳。设至少需要木炭的质量为x，生成二氧化碳的质量为y，
x=6g
y=22g，
剩余炭粉的质量为8.4g-6g=2.4g。根据碳与二氧化碳反应的质量关系分析如下：
设2.2g二氧化碳消耗炭粉的质量为z，
z=6g，6g>2.4g，因此说明二氧化碳过量，则二氧化碳有剩余
所以反应结束没有剩余炭粉，二氧化碳没有全部转化为一氧化碳。
【详解】A、由分析可知，a点炭粉剩余的质量=8.4g-6g=2.4g，故说法错误；
B、由分析可知，时，装置中气体有一氧化碳和二氧化碳，故说法错误；
C、由分析可知，时，装置中木炭完全反应，故说法错误；
D、由分析可知，装置中CO2的质量减少的原因是高温下炭粉与二氧化碳反应生成一氧化碳，故说法正确。
故选D。
5．D
【详解】A、由题目可知，煤炭粉的质量约4800kg，铜的质量约320kg，则实验中氧化铜的质量约为，实验中煤炭粉与氧化铜的质量比应约为4800kg：400kg=12：1，故A不符合题意；
B、氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应中氧化铜失去氧，发生还原反应，是氧化剂，故B不符合题意；
C、稀硫酸能和氧化铜反应生成硫酸铜和水，若观察到溶液由无色变为蓝色，则说明残留固体中有氧化铜，故可用稀硫酸检验残留固体中是否含有氧化铜，故C不符合题意；
D、氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳，观察到黑色固体逐渐变红，氧化铁与碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，观察到红色粉末逐渐变黑，故现象不同，故D符合题意；
故选：D。
6．C
【详解】A、AB段压强增大，是因为电热丝加热，装置内温度升高，气体受热膨胀，压强增大，没有达到碳粉的着火点，故A错误；
B、碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，化学方程式为；碳在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，化学方程式为；由化学方程式可知，如果只生成二氧化碳，化学反应前后，压强不变，如果完全转化为一氧化碳，则完全反应后，压强转变为原来的2倍，由图可知，反应后压强为原来的1.4倍，说明气体为一氧化碳和二氧化碳的混合物，故B错误；
C、假设，反应后压强增加了0.4倍，一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比，根据气体的体积差量法可得：，，生成CO和CO2的质量比为，故C正确；
D、反应后压强增加了0.4倍，一定温度和体积下气体的压强与分子水树成正比，则参加反应的氧气与生成一氧化碳和二氧化碳的分子个数比为1:1.4=5:7，假设一氧化碳的分子数为m，则二氧化碳的分子数为7-m，即，则参加反应的碳和氧气的质量比为，故D错误。
故选C。
7．A
【详解】A、镁在空气中燃烧时，化学方程式为：，主要现象是发出耀眼的白光（不是火焰），放出热量，生成白色固体。该选项错误，符合题意；
B、木炭（主要成分是碳）与氧化铜在高温下反应，化学方程式为：，氧化铜是黑色固体，铜是红色固体，因此主要现象是黑色固体逐渐变成红色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。该选项正确，不符合题意；
C、铁丝在氧气中燃烧，化学方程式为：，铁丝是银白色固体，燃烧时主要现象是银白色固体剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体。该选项正确，不符合题意；
D、硫在空气中燃烧，化学方程式为：，主要现象是产生淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体。该选项正确，不符合题意；
故选：A
8．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。
9．C
【详解】A、氩气化学性质不活泼，常用作保护气，因此实验中氩气不参加反应，用作保护气，防止铁被氧化，说法正确，不符合题意；
B、由图可知，随着碳酸钾含量的增加，还原率增大，而碳酸钾反应前后质量和化学性质均不变，说明碳酸钾在反应中起催化作用，说法正确，不符合题意；
C、由图可知，在相同条件下，活性炭与氧化铁反应的还原率比石墨粉高，说法错误，符合题意；
D、由图可知，温度越高，碳粉还原氧化铁的还原率越高，说法正确，不符合题意。
故选：C。
10．B
【详解】A、b层氧化铜不和木炭接触，但也有红色固体生成，说明a层生成了一氧化碳，b层一氧化碳和氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳，该选项说法不正确；
B、结合前面分析可知，a层的物质在加热过程中，生成了一氧化碳，该选项说法正确；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则说明a层的物质在加热过程中生成了二氧化碳，该选项说法不正确；
D、一氧化碳不能和澄清石灰水反应，则澄清石灰水不能吸收一氧化碳，该选项说法不正确。
故选B。
11．(1)A
(2)A
(3)A
(4)B
(5)使腐蚀介质难以通过，起到物理隔绝作用（合理即可）
【详解】（1）物理性质是不需要发生化学变化就能体现的性质，具有优良的导电、导热性能属于物理性质，故选：A；
（2）石墨烯由一种元素组成的纯净物，属于单质，故选：A；
（3）石墨烯由一种元素组成的纯净物，不充分燃烧产物为一氧化碳和充分燃烧产物为二氧化碳，则石墨烯在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳，故选A；
（4）由表格数据可知，石墨烯比例为2%时，耐腐蚀时间长，效果最佳，故选：B；
（5）石墨烯其独特的二维片层钻构，在涂层中叠加形成致密隔绝层，使腐蚀介质难以通过，起到物理隔绝作用，进而防腐，故填：使腐蚀介质难以通过，起到物理隔绝作用。
12．(1)原子
(2)
(3)石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管
【详解】（1）短文第一句明确说明“石墨烯是一种单层碳原子晶体”，这直接指出石墨烯的构成单元是碳原子，所以石墨烯属于原子构成的物质（类似金刚石或石墨），故填：原子。
（2）短文提到“石墨烯的基本化学性质与石墨类似”，石墨是碳元素组成的单质，碳单质（如木炭、石墨）在足量氧气中充分燃烧时，会生成二氧化碳，由此推断石墨烯的燃烧反应相同，所以石墨烯在足量的氧气中充分燃烧，反应的化学方程式为：。故填：。
（3）短文最后部分说明：“石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发。”故填：石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管。
13．(1) 氧化铜/CuO
(2)黑色粉末中出现红色固体，澄清石灰水变浑浊。
(3)节约药品（或现象明显或操作简便等）
【详解】（1）木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：。在氧化还原反应中，含氧化合物里的氧被夺去的反应叫还原反应，氧化铜（CuO）失去氧，发生还原反应。
（2）木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，试管内黑色粉末（氧化铜）中出现红色固体（铜），二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是黑色粉末中出现红色固体，澄清石灰水变浑浊。
（3）图乙装置是微型实验装置，所用药品的量较少，所以优点是节约药品（或现象明显或操作简便等）。
14．(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。
15．(1)
(2)A
(3)BD
(4)D
(5)D
【详解】（1）A中是木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
（2）A中是木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，现象为：黑色固体变红，故选A；
（3）因为铜与氧气在加热条件下易生成氧化铜，实验结束时，可先用弹簧夹夹紧橡皮管，再熄灭酒精灯，这样做的目的除了防止石灰水倒吸入热的试管，避免试管炸裂外，还可以防止灼热的铜与空气接触再次被氧化，故选BD；
（4）判断同素异形体的关键把握两点：①同种元素形成，②不同单质。
A、活性炭的主要成分是碳，属于混合物，与石墨不互为同素异形体，故选项错误；
B、焦炭的主要成分是碳，属于混合物，与石墨不互为同素异形体，故选项错误；
C、炭黑的主要成分是碳，属于混合物，与石墨不互为同素异形体，故选项错误；
D、石墨、金刚石是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故选项正确；
故选D；
（5）若只生成一氧化碳，由反应关系式可知，反应中C和CO的质量比为3:7；
若只生成二氧化碳，由反应关系式可知，反应中C和CO2的质量比为3:11。
A、反应中C、CO、CO2的质量比为6：7：11，可得反应中C和CO的质量比为3:7，C和CO2的质量比为3:11，比例成立，故不符合题意；
B、反应中C、CO、CO2的质量比为9：7：22，可得反应中C和CO的质量比为3:7，C和CO2的质量比为6:22=3:11，比例成立，故不符合题意；
C、反应中C、CO、CO2的质量比为12：7：33，可得反应中C和CO的质量比为3:7，C和CO2的质量比为9:33=3:11，比例成立，故不符合题意；
D、反应中C、CO、CO2的质量比为18：7：44，可得反应中C和CO的质量比为3:7，C和CO2的质量比为15:44不等于3:11，比例不成立，故符合题意；
故选D。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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