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相关试卷

1、人们对碳单质的研究从未止步。近期科学家在1025℃条件下、将硅融入液态金属中，通入甲烷 $(C H_{4})$ 气体，硅（Si）与甲烷反应生成四氢化硅 $(S i H_{4})$ 和石墨（C），石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜。石墨的碳层间距是0.335nm，能够嵌入锂离子，目前被广泛应用于锂离子电池负极材料，但地球上锂资源有限，钠资源更为丰富，综合考虑性能优势（见表），钠离子电池正成为研究热点。石墨的碳层难以嵌入 $N a^{+}$ ，而另一种碳单质——硬碳（可通过在氩气或氮气中对生物质原料高温碳化制成），其碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入 $N a^{+}$ ， $N a^{+}$ 电池依靠 $N a^{+}$ 在正极和负极之间移动来进行充电和放电，充电时， $N a^{+}$ 从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。回答问题：
表：锂离子电池和钠离子电池部分性能对比

电池重量
能量密度
循环寿命（次）
低温性能（ $- 20 ℃$ 容量保持率）
锂离子电池
较轻
高
5000+
60~70%
钠离子电池
较重
较低
1000~4000
88%以上

(1)、写出硅与甲烷发生反应的化学方程式。

(2)、 1图中（填“甲”或“乙”）为金刚石的结构模型。石墨在液态金属表面转化为金刚石薄膜发生的是（填“物理”或“化学”）变化。

(3)、根据表中信息可知：与锂离子电池相比，钠离子电池的优点是。

(4)、由2图分析可知硬碳作为电池的（填“正”或“负”）极。

(5)、制备硬碳时通入氩气或氮气，目的是。

(6)、下列说法正确的是（）（填序号）。

A、同种元素可组成不同的单质 B、钠离子和锂离子质子数相同 C、废旧电池不能随意掩埋处理 D、钠离子电池更适合应用于笔记本电脑中

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2、运用化学知识理解情境素材，充分体现化学素养和能力。
周末，同学们相约到科技馆游览。参观后同学们围绕海水淡化的方法、流程以及未来发展前景进行了讨论。
【相关资料】目前商业海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用热蒸发和冷凝工艺将水与非挥发性物质分离，该方法能耗大，成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性来实现海水淡化，但现有的薄膜使水通过量低，效率不高而造成应用受到限制。有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔的二维薄膜，可提高海水淡化的效率。石墨烯海水淡化膜工作原理如下图所示。
围绕以上内容，四位同学进行如下讨论。请结合你对化学知识和情境的理解，完善他们的观念。

(1)、甲同学：通过学习，我知道在热分离法中，水发生了（填“物理变化”或“化学变化”）。限制热分离法大规模应用的原因是。

(2)、乙同学：用石墨烯制成单层纳米孔的二维薄膜进行海水淡化，这种膜只允许（填微粒名称）通过，而（填微粒符号）不能通过，从而使海水淡化。

(3)、丙同学：石墨烯和我们学习的金刚石、石墨都属于由构成的单质。

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3、下列物质的性质和用途对应关系正确的是（）

A、酒精具有可燃性—用作消毒剂 B、氮气化学性质不活泼—用于制造硝酸 C、氧气具有助燃性—用作燃料 D、石墨能导电—用作干电池的电极

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4、石墨烯具有优异的光学、电学和力学特性，是一种革命性材料。如图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子，下列说法正确的是（）
①石墨烯是一种新型化合物
②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同
③金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
④构成金刚石和石墨的原子大小不同
⑤因天然金刚石资源稀少，价格昂贵，不能满足需求。于是人们设法用石墨为原料在一定条件下制得了人造金刚石。在这一过程中只发生物理变化。

A、①④⑤ B、②③ C、①③ D、②③④⑤

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5、经过一年的学习，同学们发现许多元素可以组成多种单质，如： $O_{2} 、 O_{3} 、 C_{60} 、 C_{90} 、 C_{720} 、 N_{2} 、 N_{60}$ 。根据这种状况他们推测：①同种元素可以组成不同的单质；②单质的研究前景非常广阔；③同种元素组成的单质间可能相互转化；④同种元素组成的单质化学性质都相同；⑤单质可能存在着复杂的分子结构。其中正确的是（）

A、①②③④⑤ B、①②③④ C、①②③⑤ D、①②⑤

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6、下列关于金刚石和石墨的说法正确的是（）

A、金刚石和石墨在氧气中充分燃烧，产物都是CO₂ B、金刚石和石墨的化学式都为C，因此两者为同种物质 C、金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，但两者的物理性质相同 D、在一定条件下，石墨可以合成金刚石，这一变化属于物理变化

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7、我国科学家发现在高温高压条件下石墨形成六方金刚石的全新路径。有关六方金刚石的说法中，正确的是（）

A、该转化路径属于物理变化 B、该路径能在常温常压下进行 C、与O₂反应生成碳的氧化物 D、碳原子排列方式与石墨相同

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8、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)、图②、③、④对应三种碳单质：图②单质的名称是，图④单质的化学式是。

(3)、由同种元素组成的不同单质，互称同素异形体，如红磷和白磷。下列属于同素异形体的有（）填字母标号）。

A、CO和CO₂ B、O₂和O₃ C、Na和Na⁺

(4)、低碳中的“碳”是指（）（填字母序号）。

A、碳单质 B、二氧化碳 C、一氧化碳

(5)、作为一名中学生，写出日常生活中能做到的一种“低碳”行为：。

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9、阅读下列材料，完成下列小题：
世界上最黑的物质“超级黑”是以木材为原料，在1500℃高温下炭化，就形成了比头发丝细一万倍的由碳原子构成的纳米管碳单质，其吸光率高达99.65%。超黑涂料可提高太阳能电池的吸光性能，用于制造隐形材料和伪装材料等。

(1)、“超级黑”材料主要由碳元素组成。下列说法正确的是（）

A、碳的单质都是黑色的 B、“超级黑”的形成仅有物理变化 C、“超级黑”与金刚石结构不同 D、“超级黑”常温下化学性质不稳定

(2)、下列关于“超级黑”的说法错误的是（）

A、“超级黑”可用于新能源开发 B、“超级黑”、石墨、C₆₀都是碳原子构成的 C、“超级黑”可以还原氧化铁 D、“超级黑”吸光率高被用作隐形飞机材料

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10、下列关于蜡烛燃烧时现象的描述错误的是（）

A、蜡烛燃烧时放热 B、罩在火焰上的烧杯内壁出现水珠 C、生成水和二氧化碳 D、火焰分成三层，外层最亮

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11、如下图所示：金刚石、石墨、C $_{6}_{0}$ 和碳纳米管都是重要的碳单质。下列有关说法中，正确的是（）

A、四种物质都是由碳原子直接构成的 B、四种物质之间的相互转化是物理变化 C、四种物质完全燃烧后的产物只有二氧化碳 D、石墨与金刚石中碳原子的排列方式相同

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12、我国科学家合成了全新分子—— $C_{6}$ ，开创了“表面合成极小尺寸分子碳”的新范式。下列有关 $C_{6}$ 的说法中不正确的是（）

A、 $C_{6}$ 、金刚石、石墨均属于碳单质 B、 $C_{6}$ 与足球烯（ $C_{60}$ ）是同一种物质 C、 $C_{6}$ 与金刚石中碳原子的排列方式不同 D、 $C_{6}$ 与 $O_{2}$ 反应可以生成 $C O_{2}$

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13、金刚石、石墨两种物质的性质差异性很大，原因是（）

A、二者都是由碳原子构成 B、构成二者的微粒不同 C、碳原子的排列方式不同 D、微粒间的间隔不同

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14、阅读下面科普短文，依据文章内容回答问题。

乙醇 $(C_{2} H_{5} O H)$ 俗称酒精，是一种易燃、易挥发的无色液体，有特殊香味，能与水以任意比互溶。工业上将淀粉 $[{(C_{6} H_{12} O_{5})}_{m}]$ 水解转化为葡萄糖，葡萄糖经发酵、蒸馏、精馏等工艺操作可制得高浓度酒精。

医用酒精（浓度为75%）主要用于消毒、杀菌。酒精浓度过高时，会在细菌表面形成一层保护膜，阻止其进入细菌体内，不能彻底杀死细菌；浓度过低时，不能将细菌体内的蛋白质凝固，同样无法将细菌杀死。因此，浓度适当的酒精溶液，才能达到良好的杀菌效果。

下表是不同浓度酒精杀灭不同细菌所需的时间：

酒精浓度	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
金黄色葡萄球菌	4小时	2小时	30分钟	5分钟	2分钟	30分钟	7天
溶血性链球菌	2分钟	20秒	10秒	10秒	10秒	5分钟	15分钟
大肠杆菌	2分钟	25秒	20秒	30秒	1小时	15小时	1天

(1)、乙醇的物理性质有（任写一条）。

(2)、酒精浓度为时，杀灭金黄色葡萄球菌速度最快。

(3)、酒精杀灭大肠杆菌所需时间与其浓度的关系是。

15、下列关于化学史与科技创新的说法正确的是（）

A、张青莲主持测定的铟、铱等的相对原子质量数据，被确认为国际标准 B、墨子制定的中文元素命名原则，从偏旁就可以知道元素的种类 C、闵恩泽测定了空气中氧气的含量，发现了质量守恒定律 D、徐寿研发了多种用于石油化工生产的催化剂，为我国炼油催化剂制造技术奠定了基础

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16、关于化学学科的特点，下列说法不正确的是（）

A、化学学科以理论研究为基础，化学学科最重要的研究方法是思辨 B、化学学科注重从现象入手，探寻物质变化的本质，从而分析、解决新的问题 C、化学学科有独特的用语，如元素符号、化学式等，运用化学用语可以帮助我们更好的进行化学学习 D、化学学科研究物质有独特的视角，从宏观和微观两个不同的角度研究物质及其变化

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17、下列科学家与其所做贡献对应不正确的是（）

A、侯德榜——发明了“联合制碱法” B、张青莲——发现了质量守恒定律 C、徐光宪——研发了稀土分离技术 D、闵恩泽——研发用于石油化工的催化剂

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18、下列对历史上几项重要化学研究成果的介绍正确的是（）

A、道尔顿发现了青蒿素 B、屠呦呦提出了分子论和原子学说 C、拉瓦锡发现了质量守恒定律 D、阿伏加德罗提出了“绿色化学”的概念

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19、某实验小组通过推（拉）注射器活塞的方法检查甲图所示装置的气密性，并用传感器测定锥形瓶内压强的变化，图像记录如乙图所示。则下列说法不正确的是（）

A、0~20s，通过推注射器活塞使瓶内压强减小 B、20s后，压强不再改变，说明该装置气密性良好 C、由20~80s的图像可知，该同学向外拉注射器活塞后，一直未松手 D、若锥形瓶中装有生石灰，注射器中装有水，则利用该装置可证明生石灰与水反应放热

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20、新质生产力是一种以创新为主导的先进生产力，它具有高科技、高效能、高质量的特征，我国以科技创新为主导，在航空航天、能源开发、智慧农业等领域都取得诸多新成果。请结合图文信息，完成下面小题的相关问题。
图1：“嫦娥六号”探测器在月球背面采集月壤返回地球。采集回的月壤样品存放在充满氮气的密封箱内，这利用了氮气的化学性质稳定性，但在一定条件下氮气能与氧气发生反应生成一氧化氮，用文字表达式可表示为；科学家们将会对月壤的结构、性质、等多角度进行研究。

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