6.1碳單質(zhì)的多樣性（第1課時）——九年級化學(xué)人教版（2024）上冊課后培優(yōu)檢測1.互為同素異形體的一組物質(zhì)是()A.金剛石和木炭 B.紅磷和白磷C.氧氣和液氧 D.水和過氧化氫2.下列物質(zhì)中，硬度最大的是()A.金剛石 B.鐵礦石 C.石墨 D.大理石3.高鐵列車依靠車頂?shù)氖茈姽迮c接觸網(wǎng)持續(xù)摩擦獲取電力，從而維持高速運(yùn)行。石墨可用于制造受電弓滑板，這一應(yīng)用與石墨的下列性質(zhì)無關(guān)的是()A.還原性 B.滑膩感 C.導(dǎo)電性 D.熔點高4.石墨在高溫高壓和有催化劑的條件下可以轉(zhuǎn)化成金剛石，在此過程中未發(fā)生變化的是()A.石墨的外形 B.石墨的硬度、熔點C.石墨的結(jié)構(gòu) D.構(gòu)成石墨的碳原子5.中科院研究人員成功合成了一種類似金剛石結(jié)構(gòu)的物質(zhì)——“T-碳”（化學(xué)式為C）。有關(guān)“T-碳”的說法錯誤的是()A.屬于單質(zhì) B.常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定C.由原子直接構(gòu)成 D.物理性質(zhì)與石墨相似6.下列有關(guān)金剛石和石墨的說法，錯誤的是()A.都是碳的單質(zhì) B.都由碳元素組成C.物理性質(zhì)相同 D.碳原子排列方式不同7.近年來研究發(fā)現(xiàn)以新形態(tài)存在的碳單質(zhì)在諸多領(lǐng)域中有重要的應(yīng)用前景。下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法錯誤的是()A.石墨具有金屬光澤，有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，是天然存在的最硬的物質(zhì)B.石墨烯和碳納米管在材料、催化、信息等諸多領(lǐng)域中有重要應(yīng)用C.石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制鉛筆芯D.金剛石、石墨和里碳原子的排列方式不同，因此在性質(zhì)和用途上存在明顯差異8.部分碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖如下，下列說法不正確的是()A.甲物質(zhì)是金剛石 B.三種物質(zhì)都由原子構(gòu)成C.鉛筆芯可由丙物質(zhì)制成 D.丙物質(zhì)轉(zhuǎn)化為甲物質(zhì)屬于化學(xué)變化9.2025年3月，黑龍江發(fā)現(xiàn)超大型石墨礦床，該礦藏將強(qiáng)化中國在石墨供應(yīng)鏈的主導(dǎo)地位。下列有關(guān)于石墨的說法不正確的是()A.石墨常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 B.石墨很堅硬C.石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性 D.石墨有滑膩感10.我國科學(xué)家合成了全新分子——，開創(chuàng)了“表面合成極小尺寸分子碳”的新范式。下列有關(guān)的說法中，錯誤的是()A.屬于新型化合物 B.每個分子由6個碳原子構(gòu)成C.相對分子質(zhì)量為72 D.與反應(yīng)生成碳的氧化物11.如圖所示，向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里放幾小塊木炭，最終觀察到紅棕色_________（填“變深”“不變”或“變淺”），漏斗中液面_______（填“上升”“下降”或“不變”）。其原因為木炭具有_______作用，使瓶中氣體壓強(qiáng)_______（填“大于”“小于”或“等于”）外界大氣壓。12.如圖是金剛石、石墨、C60結(jié)構(gòu)示意圖，請回答下列問題：（1）圖中屬于金剛石結(jié)構(gòu)的是________（填字母）；（2）寫出石墨的一種用途________________________；（3）金剛石的物理性質(zhì)與石墨不同，是因為_________（從微觀角度解釋）；（4）是由___________（填“原子”、“分子”或“離子”）構(gòu)成的。13.認(rèn)真閱讀下列科普短文?！叭瞬艥?jì)濟(jì)”的碳家族墨是文房四寶之一，在我國書法和繪畫中發(fā)揮了重要作用?！短旃ら_物》中就有制墨的記載：將桐油、豬油、松枝等進(jìn)行不完全燃燒，取其產(chǎn)生的黑色粉狀物質(zhì)（主要成分是碳）加水、加膠制成液體，澆注在模具中，干燥后即成墨。墨的主要成分是炭黑，結(jié)構(gòu)與石墨類似。從石墨中剝離得到的單層石墨片即石墨烯，它被喻為“改變世界的神奇材料”，有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度和極佳的透光特性。如果我們把石墨（結(jié)構(gòu)如圖所示）當(dāng)作一本書，其中的每一頁紙都可以被認(rèn)為是石墨烯。石墨的碳層間距是0.335nm（），能夠嵌入鋰離子，目前被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料。但地球上鋰資源有限，鈉資源更為豐富，現(xiàn)在正不斷加大鈉離子電池的研發(fā)。石墨的碳層難以嵌入鈉離子，與石墨結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)——硬碳，其結(jié)構(gòu)中存在相互扭曲的碳層，碳層間距約為0.37~0.40nm，能夠嵌入鈉離子，因此硬碳成為鈉離子電池負(fù)極材料的優(yōu)秀候選者。依據(jù)短文內(nèi)容，回答下列問題：(1)推測桐油、豬油、松枝中一定含_________元素。(2)寫出石墨烯的一條物理性質(zhì)_________。(3)鈉離子電池負(fù)極材料的優(yōu)秀候選者是硬碳而不是石墨，原因是_________（從結(jié)構(gòu)角度分析）。14.在元素周期表中，某些元素展現(xiàn)出令人驚嘆的特性：同一種元素，僅僅因為其微觀結(jié)構(gòu)的不同，就能形成結(jié)構(gòu)和性質(zhì)迥異的多種單質(zhì)。(1)石墨烯強(qiáng)度大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能強(qiáng)屬于它的_________(填“物理”或“化學(xué)”)性質(zhì)。(2)碳在地殼中的含量不高，但碳在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中有廣泛的用途。①圖a為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，其原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為_________。②圖b、c、d對應(yīng)三種碳單質(zhì)，圖b物質(zhì)的名稱是_________，可以用來_________；圖c物質(zhì)的一種用途是_________。(3)同種元素組成的不同單質(zhì)間可以相互轉(zhuǎn)化，如石墨在一定條件下能轉(zhuǎn)化為金剛石，這一轉(zhuǎn)化過程中屬于_________(填“化學(xué)變化”或“物理變化”)。(4)常見的碳單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)差別很大的原因是________________________。15.構(gòu)建模型是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法。(1)圖1是碳元素在元素周期表中的信息，碳的相對原子質(zhì)量為_________，它屬于_________（填“金屬”或“非金屬”）元素。(2)圖2是某同學(xué)畫的碳原子模型示意圖，該同學(xué)少畫了_________個電子。(3)一定條件下，碳和氨氣反應(yīng)制備甲烷的微觀示意圖如圖所示。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________。

答案以及解析1.答案：B解析：同素異形體需滿足：同種元素組成的不同單質(zhì)。A、金剛石是碳單質(zhì)，木炭主要成分是碳但含有雜質(zhì)，是混合物，錯誤；B、紅磷和白磷均為磷元素的不同單質(zhì)，結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，互為同素異形體，正確；C、氧氣和液氧是同種物質(zhì)的不同狀態(tài)，非同素異形體，錯誤；D、水和過氧化氫是不同化合物，非單質(zhì)，錯誤。故選B。2.答案：A解析：金剛石是天然存在的硬度最大的物質(zhì)，故選A。3.答案：A解析：高鐵列車的高速運(yùn)行是依靠車頂?shù)氖茈姽迮c接觸網(wǎng)持續(xù)摩擦獲取電力維持的，該過程中石墨不參與還原反應(yīng)，因此石墨用于制造受電弓滑板與其還原性無關(guān)，A符合題意。4.答案：D解析：化學(xué)變化中，原子不變，分子改變。5.答案：D解析：“T-碳”化學(xué)式為C，屬于純凈物，是單質(zhì)；“T-碳”與金剛石結(jié)構(gòu)類似，由碳原子構(gòu)成；“T-碳”是碳單質(zhì)，因此常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；“T-碳”物理性質(zhì)與金剛石類似，而石墨與金剛石物理性質(zhì)不相似。6.答案：C解析：金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)：金剛石和石墨都是由碳原子直接構(gòu)成的，但兩者碳原子的排列方式不同，故物理性質(zhì)不同。7.答案：A解析：石墨是一種灰黑色、有金屬光澤的固體，質(zhì)軟。8.答案：B解析：是由分子構(gòu)成的。9.答案：B解析：A、石墨屬于碳單質(zhì)，常溫下碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不符合題意；B、石墨為層狀結(jié)構(gòu)，層間作用力弱，易滑動，故質(zhì)地較軟而非堅硬，符合題意；C、石墨層內(nèi)存在自由電子，可導(dǎo)電，因此可用作電極材料，不符合題意；D、石墨層間易滑動，可產(chǎn)生滑膩感，可用作固體潤滑劑，不符合題意。故選B。10.答案：A解析：A、是由碳元素一種元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)，不是化合物，該說法錯誤；B、由化學(xué)式?可知，每個分子由6個碳原子構(gòu)成，該說法正確；C、的相對分子質(zhì)量為，該說法正確；D、碳單質(zhì)具有可燃性，能與?反應(yīng)生成碳的氧化物（二氧化碳或一氧化碳），該說法正確。故選A。11.答案：變淺；上升；吸附；小于解析：由于木炭具有吸附性，會吸附紅棕色的二氧化氮氣體，故最終會觀察到集氣瓶中紅棕色變淺，同時由于氣體被吸附，集氣瓶中的壓強(qiáng)會減小，在大氣壓的作用下，漏斗中的液面會上升。12.答案：（1）A（2）制作鉛筆芯（或做電刷、電極等）（3）碳原子排列方式不同（4）分子解析：(1)金剛石為正八面體結(jié)構(gòu)，石墨為正六邊形層狀結(jié)構(gòu)，為足球形結(jié)構(gòu)，故屬于金剛石結(jié)構(gòu)的為A；(2)石墨具有導(dǎo)電性，且因為層狀結(jié)構(gòu)，能夠用作潤滑劑；(3)金剛石和石墨因為原子排列方式不同，導(dǎo)致二者物理性質(zhì)不同；(4)是由分子構(gòu)成的。13.答案：(1)碳/C(2)優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性（合理即可）(3)硬碳結(jié)構(gòu)中存在相互扭曲的碳層，且碳層間距比石墨大（合理即可）解析：（1）根據(jù)題干可知，桐油、豬油、松枝等進(jìn)行不完全燃燒，會產(chǎn)生主要成分是碳的黑色粉狀物質(zhì)。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變，所以可推測桐油、豬油、松枝中一定含碳（C）元素。（2）物理性質(zhì)是不需要發(fā)生化學(xué)變化就能表現(xiàn)出來的性質(zhì)。文中提到石墨烯有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、極佳的透光特性，這些都屬于物理性質(zhì)。（3）從結(jié)構(gòu)角度分析，文中明確指出石墨的碳層難以嵌入鈉離子，而硬碳結(jié)構(gòu)中存在相互扭曲的碳層，且碳層間距較大（約為0.37~0.40nm），這種結(jié)構(gòu)特點使其能夠嵌入鈉離子，所以硬碳成為鈉離子電池負(fù)極材料的優(yōu)秀候選者。14.答案：(1)物理(2)6；金剛石；切割金屬；作電極(3)化學(xué)變化(4)碳原子排列方式不同解析：（1）石墨烯強(qiáng)度大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能強(qiáng)，這些性質(zhì)不需要發(fā)生化學(xué)變化就能表現(xiàn)出來，屬于物理性質(zhì)；（2）①在原子結(jié)構(gòu)示意圖中，圓圈內(nèi)的數(shù)字為原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，故碳原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為6；②由碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖可知，圖b的碳原子的排列是空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是金剛石；圖c碳原子的排列是層狀結(jié)構(gòu)，是石墨，圖d的碳原子的排列是籠型結(jié)構(gòu)，是C60，故填：金剛石；金剛石硬度大，可用于切割金屬；（合理即可）圖c為石墨，石墨具有導(dǎo)電性，可作電極；（3）石墨與金剛石是不同的物質(zhì)，石墨在一定條件下能轉(zhuǎn)化為金剛石，這一轉(zhuǎn)化過程中有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化；（4）常見的碳單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)差別很大的原因是碳原子的排列方式不同，故填：碳原子的排列方式