2021学年5.2 组成燃料的主要元素——碳练习

5.2  组成燃料的主要元素——碳

【基础篇】

1.金刚石、石墨和C60物理性质差异很大的原因是（　　）

A．构成它们的原子不同 

B．构成它们的碳原子相同，但碳原子排列方式不同 

C．它们的组成不同 

D．它们的用途不同

【答案】B

【解答】解：因为金刚石、石墨、C60的内部碳原子的排列方式不同，导致三种物质物理性质差异很大。

故选：B。

2．航天飞机表面覆盖石墨瓦。主要是利用石墨（　　）

A．具有导电性，防辐射 B．密度小，减轻机身重量 

C．熔点高，耐高温 D．硬度小，有润滑作用

【答案】C

【解答】解：航天飞机与空气的磨擦过程中会产生高温，覆盖的物质应该具有的性质是：熔点高、耐高温，化学性质稳定，这样才能对航天飞机起到保护作用。

故选：C。

3.在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水。是因为（　　）

A．炭为黑色 

B．炭能在氧气中燃烧 

C．碳能与某些物质反应 

D．在常温下碳的化学性质稳定

【答案】D

【解答】解：在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水，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。

故选：D。

4．如图所示物质的应用正确的是（　　）

A．用铅制铅笔芯 B．用石墨做冰箱的去味剂 

C．  用炭黑制环保炭包 D．用石墨做电极

【答案】D

【解答】解：A．石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，所以石墨可用于制铅笔芯，而不是金属铅，选项说法错误；

B．活性炭具有吸附性，可用作冰箱内的去味剂，而不是石墨，选项说法错误；

C．活性炭具有吸附性，可用来制环保炭包，而不是炭黑，选项说法错误；

D．石墨具有导电性，可用来制电极，选项说法正确。

故选：D。

5．下列物质中，硬度最大的是（　　）

A．金刚石 B．石墨 C．铁矿石 D．石灰石

【答案】A

【解答】解：天然存在的最硬的物质是金刚石，则四种物质中硬度最大的金刚石，

故选：A。

6．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

【解答】解：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。

7．下列有关一氧化碳的说法正确的是（　　）

A．一氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 

B．厨房里煤气泄露，可立即打开排气扇 

C．煤炉上放一壶水，可防止煤气中毒 

D．可利用一氧化碳的还原性炼铁

【答案】D

【解答】解：A、一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊，故选项说法错误。

B、厨房里煤气泄露，不能立即打开排气扇，因为打开排气扇会产生电火花，可能会发生爆炸，故选项说法错误。

C、一氧化碳难溶于水，煤炉上放一壶水，不能防止煤气中毒，故选项说法错误。

D、一氧化碳具有还原性，可利用一氧化碳的还原性炼铁，故选项说法正确。

故选：D。

8．下列做法可以有效地避免煤气中毒发生的是（　　）

A．将燃气热水器安装在密闭的卫生间内 

B．在地上泼洒大量石灰水 

C．在煤炉旁边放一盆水 

D．经常开窗保护室内空气流通

【答案】D

【解答】解：A、天然气的主要成分是甲烷，浴室透气效果较差，若天然气泄露，可能引起爆炸，且甲烷燃烧要消耗氧气，会造成浴室内氧气减少，故错误；

B、一氧化碳与石灰水不反应，在地上泼洒大量石灰水不能避免煤气中毒，故错误。

C、一氧化碳不溶于水，在煤炉旁边放一盆水不能避免煤气中毒，故错误。

D、保持室内空气流通可以使一氧化碳散失，防止一氧化碳中毒，故正确；

故选：D。

9.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、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．石墨烯的化学式为C 

B．石墨烯不能导电 

C．石墨烯属于化合物 

D．石墨烯中碳元素的化合价为+4

【答案】A

【解答】解：A、由题意可知，单层石墨称为石墨烯，所以，石墨烯的化学式为C，故A正确；

B、由题意可知，石墨烯能导电，故B错误；

C、由题意可知，单层石墨称为石墨烯，石墨烯属于单质，故C错误；

D、石墨烯属于单质，碳元素的化合价为0，故D错误。

故选：A。

10．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。

A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④

【答案】D

【解答】解：①同种元素可以形成多种单质，如碳元素可以形成金刚石、石墨和C60等多种单质，故①正确；

②单质可能存在复杂的分子结构，如C70、C90、C240等，故②正确；

③单质的研究前景广阔，如C60在超导、催化、材料等领域可能有着广泛的应用，故③正确；

④同种元素的单质之间可能会相互转化，如O2与O3之间可以互相转化，用石墨可以制造金刚石等，故④也正确。

故选：D。

【提高篇】

11.你认为能够证明金刚石与石墨是同种元素组成不同单质的有力证据是（　　）

A．石墨在有一定温度和有催化剂的条件下，可以转化为金刚石 

B．石墨和金刚石燃烧产物都只有二氧化碳 

C．金刚石和石墨的熔点都较高 

D．相同质量的金刚石和石墨在足量氧气的密封容器中点燃，生成相同质量的二氧化碳

【答案】D

【解答】解：A、石墨和金刚石在一定温度、一定压强和催化剂存在的条件下，可以相互转化，是化学变化，与碳元素组成无关，故A错误；

B、石墨和金刚石燃烧产物都只有二氧化碳，只能说明石墨和金刚石中含有碳元素，故B错误；

C、金刚石和石墨都具有较高的熔点，与碳元素组成无关，故C错误；

D、相同质量的金刚石和石墨在充满氧气的密闭容器中点燃，生成相同质量的二氧化碳，所以相同质量的金刚石和石墨中含有相同质量的碳元素，所以能够证明金刚石与石墨是同种元素组成不同单质，故D正确。

故选：D。

12.碳纳米管是从石墨中剥离出的单层石墨片层卷成的无缝、中空的管体，有关碳纳米管说法正确的是（　　）

A．碳纳米管不能燃烧 

B．碳纳米管具有导电性 

C．碳纳米管是一种新型化合物 

D．每1个碳原子连结6个碳原子

【答案】B

【解答】解：A、资料中给出碳纳米管是碳的单质，因此应具有碳的可燃性等，因此A错误，

B、资料中给出碳纳米管是由石墨剥离制成，因此应具有石墨的导电性等，正确；

C、石墨属于碳单质，因此碳纳米管也是碳单质，因此C错误；

D、右图中观察可知1个碳原子与3个碳原子相连，因此D错误。

故选：B。

13．下列有关碳的化学性质的描述中正确的是（　　）

A．碳单质具有可燃性，燃烧时一定生成二氧化碳 

B．碳充分燃烧时放热，不充分燃烧时吸热 

C．木炭可以燃烧，金刚石不能燃烧 

D．C60在氧气中充分燃烧的化学方程式为C60+60O260CO2

【答案】D

【解答】解：A、碳单质具有可燃性，燃烧时不一定生成二氧化碳，若燃烧不充分会产生一氧化碳，故选项说法错误。

B、碳充分燃烧时放热，不充分燃烧时也放热，故选项说法错误。

C、木炭可以燃烧，金刚石也能燃烧，故选项说法错误。

D、C60在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，燃烧的化学方程式为C60+60O260CO2，故选项说法正确。

故选：D。

14．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CO2 

D．碳纳米管材料管道多，表面积大吸附强

【答案】A

【解答】解：碳纳米管是一种奇异分子，它是使用一种特殊的化学气相方法，使碳原子形成长链来生长出的超细管子，碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。

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．纳米碳管在常温下化学性质稳定，故说法正确；

C．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。

15．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

【解答】解：A．由C60制取化合物M的过程有新物质生成，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中的碳原子比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。

16．以石墨为原料，先制备氧化石墨，再经过热还原制备石墨烯．石墨烯硬度大，导电性能好，有韧性，可弯曲．下列关于金刚石、石墨、C60和石墨烯四种物质的叙述中错误的是（　　）

A．将石墨变成石墨烯发生了化学变化 

B．四种物质碳原子的排列方式不同 

C．四种物质完全燃烧后的产物都是CO2 

D．石墨烯是一种新型的化合物

【答案】D

【解答】解：A、化学变化的特征是有新物质生成，根据题意知石墨和石墨烯是不同物质，所以发生了化学变化，正确。

B、因为它们是不同的物质，碳原子的排列方式不相同，正确。

C、因为它们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，正确。

D、石墨烯是碳的单质，不属于化合物，不正确。

故选：D。

17.石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（如图），即极薄的石墨；中国天才少年曹原把两层石墨烯扭转一个“魔角（1.1°）”后，产生神奇的低温超导效应。下列有关说法正确的是（　　）

A．石墨烯属于化合物 

B．单层和两层石墨烯均有导电性 

C．石墨烯叠加过程有新物质产生 

D．单层石墨烯中每个碳原子跟4个碳原子相连

【答案】B

【解答】解：A．石墨烯是一种碳的单质，故错误；

B．单层和两层石墨烯均有导电性，故正确；

C．石墨烯叠加过程是物理变化没有新物质产生，故错误；

D．由图示可知单层石墨烯中每个碳原子跟3个碳原子相连，故不正确。

故选：B。

18．某校化学课外活动小组对碳与氧气反应时氧气用量与产物成分的关系进行研究：取12 g碳与一定质量的氧气在密闭容器中燃烧，测得以下数据：

根据上表，判断下列说法错误的是 （　　）

A．m（O2）≤16 g时，此时碳不完全燃烧，生成CO 

B．m（O2）≥32 g时，此时碳完全燃烧，生成CO2 

C．16 g＜m（O2）＜32 g时，此时碳燃烧的产物为CO和CO2的混合物 

D．将3 g碳放入盛有6 g氧气的密闭容器中燃烧，生成的气体为CO2

【答案】D

【解答】解：A．由表格中的数据可知：m（O2）≤16g时，此时碳不完全燃烧生成一氧化碳，故正确；

B．由表格中的数据可知：m（O2）≥32g时，此时碳完全燃烧，生成CO2，故正确；

C．由表格中的数据可知：16g＜m（O2）＜32g时，此时碳燃烧的产物为CO和CO2的混合物，故正确；

D．由碳和氧气反应的化学方程式C+O2CO2、2C+O22CO可知，碳和氧气完全反应生成二氧化碳时，碳和氧气的质量比为：3：8；碳和氧气不完全反应生成一氧化碳时，碳和氧气的质量比为：3：4．因此将3g碳放入盛有6g氧气的密闭容器中燃烧，生成的气体为一氧化碳与二氧化碳的混合物，故错误。

故选：D。

19.请选用下列物质：炭黑、活性炭、焦炭、金刚石、石墨，填在有关用途的空格内：用于钻探机的钻头　    　，用于冶金工业　    　，制造防毒面具里的滤毒罐　   　，加入橡胶里增强轮胎的耐磨性　    　，用于制铅笔芯　    　。

【答案】金刚石；焦炭；活性炭；炭黑；石墨。

【解答】解：金刚石的硬度很大，可装在钻探机的钻头上钻探开采；焦炭具有还原性，可用于冶金工业；活性炭具有良好的吸附性，可用来制造防毒面具里的滤毒罐；炭黑加到橡胶里，能增强轮胎的耐磨性；石墨质软，能在纸上留下灰黑色痕迹，可用于制铅笔芯。

故答案为：金刚石；焦炭；活性炭；炭黑；石墨。

20．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】（1）4；不活泼；（2）碳原子的排列方式不同；（3）C+O2CO2。

【解答】解：（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C+O2CO2。

故答案为：（1）4；不活泼；（2）碳原子的排列方式不同；（3）C+O2CO2。

【感悟真题】

21．[营口•中考]不吸烟是文明健康的生活方式。香烟烟气中易与血红蛋白结合的是（　　）

A．水蒸气 B．CO C．CH4 D．CO2

【答案】B

【解答】解：香烟烟气中含有一氧化碳、尼古丁、二恶英等致癌物的焦油，在香烟烟气的成分中，一氧化碳能与血红蛋白结合，且一旦结合就难再分离，使氧没有机会与血红蛋白结合，故血液失去运输氧的能力，从而导致体内组织器官严重缺氧而中毒，分析题给的四个选项可以知道选项B符合题意。

故选：B。

22．[益阳•中考]我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是（　　）

A．碳在常温下化学性质不活泼 

B．炭黑具有很强的吸附能力 

C．部分炭黑转变成了更稳定的物质 

D．碳单质不溶于水

【答案】A

【解答】解：A、我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，故选项正确。

B、我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，而不是炭黑具有很强的吸附能力，故选项错误。

C、我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，而不是部分炭黑转变成了更稳定的物质，故选项错误。

D、我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色，是因为墨的主要成分碳在常温下化学性质不活泼，而不是碳单质不溶于水，故选项错误。

故选：A。

23．[呼和浩特•中考]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，下列说法不正确的是（　　）

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

【解答】解：A、石墨烯和金刚石都由碳元素组成，故A说法正确；

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说法正确；

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说法正确。

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，故说法不正确。

故选：D。