第97页 - 通城学典课时作业本九年级化学人教版江苏专用

$\mathrm{C}_{60}$

 一个$\mathrm{C}_{60}$分子是由 60 个碳原子构成的(合理答案均可)

B

D

逐渐变浅至消失

吸附

小于

$\overset{+4}{\mathrm{N}}\mathrm{O}_{2}$

4

制作润滑剂(合理答案均可)

石墨

$\mathrm{C}_{18}$

B

【分析】
首先识别三种碳单质的结构：甲是金刚石的空间网状结构，乙是石墨的层状结构，丙是C₆₀的分子结构。解题时需结合各碳单质的结构特点、构成粒子、性质及变化类型来分析：（1）根据金刚石硬度大的性质确定用途；（2）明确石墨的构成粒子，再判断石墨转化为金刚石是否有新物质生成；（3）根据丙的结构确定化学式，再结合化学式的意义分析信息。
【解析】
（1）物质甲是金刚石，金刚石硬度大，可用于裁玻璃、切割大理石等，故填裁玻璃（合理即可）；
（2）物质乙是石墨，石墨由碳原子直接构成；石墨和金刚石是不同的碳单质，二者转化过程中有新物质生成，属于化学变化；
（3）物质丙是C₆₀，每个C₆₀分子由60个碳原子构成，因此化学式为$\mathrm{C}_{60}$；从化学式可获得的信息如：一个$\mathrm{C}_{60}$分子是由60个碳原子构成的（合理即可）。
【答案】
裁玻璃(合理答案均可)；碳原子；化学；$\mathrm{C}_{60}$；一个$\mathrm{C}_{60}$分子是由60个碳原子构成的(合理答案均可)
【知识点】
碳单质结构与性质、化学变化判断、化学式意义
【点评】
本题考查常见碳单质的结构、性质及相关基础知识点，需掌握金刚石、石墨、C₆₀的结构差异，明确同素异形体间的转化属于化学变化，以及化学式的含义，整体属于基础题型。
【难度系数】
0.5

【分析】
要解决这道题，需先明确“碳海绵”的组成和题干给出的性质，再逐一分析各选项，找出不符合性质推测的选项。首先，“碳海绵”主要成分是石墨烯和碳纳米管（均为碳单质），属于混合物，且密度小、是绝缘材料；再结合碳单质的化学性质（可燃性），逐一判断选项即可。
【解析】
根据题干信息，“碳海绵”的主要成分是两种碳单质，属于混合物，密度为$0.16\ \mathrm{mg}·\mathrm{cm}^{-3}$，是良好的绝缘材料。逐一分析选项：
A选项：“碳海绵”密度远小于水的密度，因此能浮在水面上，推测正确；
B选项：“碳海绵”由两种碳单质组成，属于混合物，不是化合物，推测错误；
C选项：题干明确说明它是良好的绝缘材料，因此不易导电，推测正确；
D选项：“碳海绵”主要成分是碳单质，碳单质燃烧会生成二氧化碳，推测正确。
综上，不正确的推测是B选项。
【答案】
B
【知识点】
碳单质的性质、物质的分类
【点评】
本题以新型材料“碳海绵”为载体，考查碳单质的性质及物质分类，需准确提取题干信息并结合基础化学知识分析，难度适中，属于易得分题。
【难度系数】
0.7

【分析】
本题围绕碳单质的种类展开，需结合题目中提到的多种碳单质（金刚石、石墨、$\ce{C_{60}}$、$\ce{C_{70}}$、$\ce{C_{90}}$、$\ce{C_{240}}$等），逐一分析三个推测的合理性，再确定正确选项。
【解析】
1. 分析推测①：碳元素可以形成金刚石、石墨、$\ce{C_{60}}$、$\ce{C_{70}}$等多种不同的单质，说明同一种元素能形成多种单质，故①正确；
2. 分析推测②：$\ce{C_{60}}$是由60个碳原子构成的分子，$\ce{C_{70}}$、$\ce{C_{90}}$、$\ce{C_{240}}$等的分子结构更复杂，说明单质可能存在复杂的分子结构，故②正确；
3. 分析推测③：科学家不断合成新的碳单质，说明单质的研究领域还有很多未知，前景广阔，故③正确。
三个推测均正确，因此选D。
【答案】
D
【知识点】
碳单质的多样性、单质的概念
【点评】
本题通过已知碳单质的种类，考查对单质多样性的理解，难度较低，需准确判断每个推测的合理性即可。
【难度系数】
0.7

【分析】要证明金刚石与石墨是同种元素组成的不同单质，需同时满足两点：①组成元素相同；②属于不同单质（结构不同）。逐一分析选项：A选项仅说明二者可相互转化，无法直接证明组成元素相同；B选项中，含碳元素的化合物（如一氧化碳）燃烧也能生成二氧化碳，不能证明二者是单质且组成元素相同；C选项熔点高低与组成元素无关，无法证明；D选项中，相同质量的金刚石和石墨在足量氧气中燃烧生成相同质量的CO₂，根据质量守恒定律，CO₂中的碳元素全部来自二者，说明二者含有的碳元素质量相等，即组成元素均为碳元素，且它们是不同的单质，符合要求。
【解析】逐一分析各选项：
选项A：石墨转化为金刚石，仅能说明二者可相互转化，无法直接证明它们由同种元素组成，不符合要求。
选项B：含碳元素的物质（如CO）燃烧都生成CO₂，无法证明金刚石和石墨是单质，也不能确定其组成元素相同，不符合要求。
选项C：熔点高低属于物理性质，与物质的组成元素无关，无法证明二者的组成元素情况，不符合要求。
选项D：根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类、质量不变。相同质量的金刚石和石墨在足量氧气中燃烧，生成相同质量的CO₂，说明二者中碳元素的总质量相等，即它们都由碳元素组成；同时金刚石和石墨是结构不同的两种单质，因此该选项是证明二者为同种元素组成的不同单质的有力证据。
【答案】D
【知识点】同素异形体、质量守恒定律
【点评】本题考查同素异形体的概念及质量守恒定律的应用，关键在于区分能证明组成元素相同和单质不同的证据，易误选B，需注意化合物燃烧也能生成CO₂，正确理解同素异形体的判断依据是解题核心。
【难度系数】0.5

【分析】本题围绕木炭吸附二氧化氮的实验展开，需结合木炭的结构与性质、气体压强变化规律、化合价计算的知识解题：①木炭具有疏松多孔的结构，具备吸附性，可吸附气体，据此分析气体颜色变化；②烧瓶内气体被吸附后，气体量减少，压强会发生变化，结合大气压的作用分析水的流动；③根据化合物中化合价代数和为零的原则，计算二氧化氮中氮元素的化合价并正确标注。
【解析】(1) 木炭结构疏松多孔，有吸附性，能吸附红棕色的二氧化氮气体，因此烧瓶内红棕色气体颜色逐渐变浅至消失；(2) 二氧化氮被木炭吸附后，烧瓶内气体分子数减少，压强小于外界大气压，烧杯中的水在大气压作用下沿导管进入烧瓶；(3) 二氧化氮的化学式为$\ce{NO_{2}}$，氧元素为-2价，设氮元素化合价为$x$，则$x + 2×(-2)=0$，解得$x=+4$，故氮元素化合价标注为$\overset{+4}{\mathrm{N}}\mathrm{O}_{2}$。
【答案】逐渐变浅至消失；吸附；小于；$\overset{+4}{\mathrm{N}}\mathrm{O}_{2}$
【知识点】木炭的吸附性、气体压强、化合价的计算与标注
【点评】本题是初中化学基础实验题，结合实验现象考查核心知识点，难度不大，需准确掌握物质性质和化学用语的书写规则。
【难度系数】0.6

【分析】本题围绕几种碳单质的结构模型展开，需先识别甲、乙、丙对应的碳单质（甲为金刚石，乙为石墨，丙为$\mathrm{C_{18}}$），再结合各类碳单质的结构特点、性质与用途的关系逐一分析问题：①金刚石中碳原子的成键方式；②石墨的性质与用途；③电刷制作材料的要求；④分子化学式的书写；⑤物质结构、组成与性质的关系。
【解析】
（1）甲是金刚石的结构，金刚石中每个碳原子以共价键与周围4个碳原子相连，因此每个碳原子最多连接4个碳原子；
（2）乙是石墨，层与层之间作用力较弱，能发生滑动且有滑腻感，可用于制作润滑剂（合理即可）；
（3）制作“电刷”的碳单质需要具备导电性，石墨具有良好的导电性，因此选用石墨；
（4）丙是由18个碳原子构成的环状纯碳分子，其化学式为$\mathrm{C_{18}}$；
（5）分析选项：A. 不同物质结构不同，正确；B. 金刚石和石墨都是碳元素组成的不同物质，因此不同物质组成元素可能相同，错误；C. 结构不同导致性质不同，不同物质性质不同，正确；D. 物质的结构决定性质，正确，故不正确的是B。
【答案】4；制作润滑剂(合理答案均可)；石墨；$\mathrm{C_{18}}$；B
【知识点】碳单质的结构与性质、物质的结构与性质的关系
【点评】本题考查常见碳单质的基础知识，涵盖结构、性质、用途及化学式书写，需准确掌握金刚石、石墨等碳单质的特点，难度适中，属于基础题。
【难度系数】0.6