5.2 组成燃料的主要元素——碳
一、单选题
1.由同种元素组成的不同种单质称为同素异形体。下列属于同素异形体的是
A.水和冰
B.CO和CO2
C.氧气和臭氧(O3)
D.氧气和液氧
2.下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A.炭黑具有还原性,可制作墨水 B.石墨具有导电性,可制作铅笔芯
C.金刚石硬度大,可用于切割玻璃 D.木炭具有吸附性,可用作燃料
3.括号内是区别下列各组常见物质的方法,其中错误的是
A.蒸馏水与食盐水 (过滤) B.金刚石和玻璃(硬度)
C.O2和CO2 (澄清石灰水) D.水和白酒 (气味)
4.科学家成功地利用精密仪器从石墨中分离出单层的石墨片,这是目前世界上人工制得的最薄的材料,如图所示。下列有关石墨片说法正确的是( )
A.石墨片是一种混合物
B.石墨片与是同种物质,具有导电性
C.在一定条件下,石墨片可还原氧化铜
D.石墨片在氧气中完全燃烧的产物是二氧化氮
5.世界上最轻的材料——碳海绵,其密度只有空气的1/7。它的主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。下列关于碳海绵的说法中不正确的是
A.常温下化学性质活泼 B.具有吸附性
C.在一定条件下可还原氧化铜 D.在氧气中完全燃烧的产物是CO2
6.不属于同素异形体的一组物质是
A.红磷与白磷 B.木炭与活性炭
C.氧气与臭氧 D.金刚石与石墨
7.《天工开物》中关于宝石的部分记载如下:凡水晶出深山穴内爆流石醇之中,水晶的主要成分为SiO2,其结构与金刚石相似,下列关于水晶的说法不正确的是
A.难溶于水 B.化学性质稳定 C.质地坚硬 D.能与氧气反应生成二氧化碳
8.石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,是世界上已发现的最轻、最坚硬的纳米材料。下列对该材料描述错误的是
A.具有可燃性 B.化学式可以表示为C
C.一定条件下可还原氧化铜 D.常温下化学性质很活泼
二、填空题
9.“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。请对下面宏观事实进行微观解释。
(1)石墨、金刚石的物理性质不同: 。
(2)喷洒75%的乙醇杀灭新冠病毒时闻到特殊气味: 。
10.碳元素组成的单质有多种。请回答下列问题:
(1)下列结构图中,依次表示石墨、金刚石、C60的是(填序号) 。
(2)金刚石、石墨、C60都是由 组成的单质,其中,金刚石、石墨是由 构成的,C60是由 构成的。
(3)下列物质中,主要用石墨制取的是(填序号) 。
①铅笔芯 ②玻璃刀 ③璀璨夺目的天然钻石 ④干电池电极 ⑤钻探机的钻头 ⑥固体润滑剂 ⑦无轨电车的“电刷”
(4)北宋画家张择端绘制的《清明上河图》能保存至今,是因为 。
(5)石墨在一定条件下可转变为金刚石,该变化属于 变化。
11.有的人利用潲水油、地沟油烹饪食品损害人类健康,有的人则利用它制造生物柴油造福人类.生物柴油是以动植物油脂、废餐饮用油等为原料与甲醇在催化剂作用下,进行酯交换制成的液体燃料.它是一种洁净的生物燃料,可代替石化柴油应用于航空、汽车等领域,不但性能优于石化柴油,而且价格更低,是可再生的绿色能源.阅读后回答下列问题:
(1)潲水油、地沟油、生物柴油属于 (填“纯净物”或“混合物”);
(2)使用生物柴油具有的优点有 (填一种即可);
(3)可见,地沟油也有“可爱”的一面,因此我们要“一分为二”的看待事物.请以初中化学中常见物质为例,说明其利与弊.
物质主要成分的化学式 利 弊
三、实验题
CO是一种无色无味、有毒的可燃气体污染物,具有还原性,可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其具有还原性,设计了如下实验装置。请回答以下有关问题:
(1)实验中A处玻璃管中发生的现象是 12 。其中反应的化学方程式为 13 。
(2)实验中B处发生反应的化学方程式为 14 。
(3)该装置中有一个明显的缺陷,请指出改进方法: 15 。
四、简答题
16.请用微粒的观点解释下列原理。
(1)夏天车轮胎容易爆炸。
(2)金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因。
17.全球首条大规模石墨烯薄膜生产线正式启动量产,我国国内首批石墨烯触屏手机将实现重庆造。则回答:
(1)纳米材料石墨烯可能帮助科学家实现修建太空天梯的构想。石墨烯由碳原子构成,请推测石墨烯可能具有的一条化学性质为 ;
(2)石墨烯是目前世界上最薄的单层碳原子面材料,目前已知石墨烯的导电性能和光学透明性最出色,则请设想出石墨烯可运用于哪些科学领域 (至少两点)。
五、科学探究题
18.为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1~2.5 g进行系列实验。
【查阅资料】
①氧化铜(CuO)为黑色固体。铜不与稀硫酸反应。
②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜;氧化亚铜为红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O + H2SO4 ==== CuSO4 + Cu + H2O
【进行实验】
实验1:取质量比为1:11的木炭粉和氧化铜混合物1.3 g,进行实验。
序号 1-1 1-2
装置
反应后物质的颜色、状态 黑色粉末中混有少量红色固体 红色固体有金属光泽,混有极少量黑色物质
实验2:取一定质量的混合物,用1-2装置进行实验。
序号 木炭粉与氧化铜的质量比 反应后物质的颜色、状态
2-1 1:9 红色固体有金属光泽 混有少量黑色物质
2-2 1:10 混有很少量黑色物质
2-3 1:11 混有极少量黑色物质
2-4 1:12 无黑色物质
2-5 1:13 混有较多黑色物质
【解释与结论】
(1)配平化学方程式: C + CuO Cu + CO2↑
(2)实验1-2中,证明产生了CO2的现象是 。
(3)实验1的目的是 。
(4)实验2的结论是 。
【反思与评价】
(5)实验2没有进行质量比为1:14的实验,理由是 。
(6)为检验2-4的红色固体中是否含Cu2O,所需试剂是 。
六、综合应用题
19.请用所学的化学知识回答下列问题:
(1)①2个铵根离子 ;
②硝酸亚铁中的阴离子 ;
③地壳中含量最多的前两种非金属元素形成化合物的化学式 ;
④6.4克的物质X在足量的氧气中燃烧生成13.2克二氧化碳和10.8克的水,则X的组成中一定含有的元素是 (填元素符号)。
(2)金刚石和石墨两者物理性质差异大的原因 。
(3)下列各图中O和●分别表示不同元素的原子,其中表示混合物的是______(填序号)。
A. B.
C. D.
(4)根据周期表体现的结构与性质之间的关系,某同学构建了铜的及其化合物的“物质类别-化合价”关系图。请写出物质X的化学式 。
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()
参考答案:
1.C
2.C
3.A
4.C
5.D
6.B
7.D
8.D
9.(1)碳原子的排列方式不同;(2)分子在不断运动
10. ③②① 碳元素 碳原子 C60分子 ①④⑥⑦ 常温下,碳的化学性质稳定 化学
11. 混合物 减少污染 CO2 是蔬菜大棚里的气体肥料 空气中二氧化碳含量较高造成温室效应
12.黑色粉末变为红色粉末 13.CO+CuOCu+CO2 14.Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+ H2O 15.在C处放置一个燃着的酒精灯
16.(1)夏天气温高,分子间的间隔增大
(2)碳原子的排列方式不同
17. 常温下化学性质不活泼、可燃性或还原性 制造柔性的手机触摸屏、用于电池电极、微型晶体管、防弹衣、飞机材料、用来制造太空电梯缆线等
18. 1 2 2 1 澄清石灰水变浑浊 探究氧化铜与木炭的受热面积对其反应的影响 木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1:12 因为当木炭与氧化铜的质量比为1:13时,氧化铜已过量 稀硫酸
19.(1)
SiO2 C、H、O.
(2)碳原子排列方式不同
(3)D
(4)Cu2O
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