第三章 第1节 第1课时 多种多样的碳单质和广泛存在的含碳化合物

一份付出一分收获，祝你进步！一、选择题1．下列叙述正确的是()A．只含碳元素的物质一定是纯净物B．金刚石和石墨具有相同的空间结构C．石墨转变为金刚石属于物理变化D．C60也是碳的单质解析：由金刚石、石墨组成的混合物只含碳元素，A项错误；由于金刚石、石墨的空间结构不同，才导致二者性质不同，B项错误；石墨、金刚石属于不同物质，二者的相互转化属于化学变化，C项错误。

答案：D2．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。

这是由于石墨()A．有放射性B．易燃、易爆C．能导电D．有剧毒解析：石墨的放射性极弱，虽易燃，但不易爆，无毒，这些性质都不能使输电线、电厂设备损坏。

唯一能使输电线、电厂设备损坏的因素是石墨具有导电性，能引起输电线短路，造成电厂设备损坏，因此答案为C。

答案：C3．C60是科学家制得的一种分子，它具有空心的类似足球状结构，下列说法中不正确的是()A．C60是一种新型的化合物B．C60和石墨都是碳的同素异形体C．C60是一种单质D．C60分子是由60个碳原子构成的分子解析：C60是碳元素形成的单质分子，不是化合物。

答案：A4．下列各组物质，不属于同素异形体的是()A．金刚石和石墨B．白磷和红磷C．Na2O和Na2O2D．氧气和臭氧解析：同素异形体是指同种元素形成的不同种单质，Na2O、Na2O2都是化合物，C不正确。

答案：C5．能证明金刚石和石墨属于同素异形体的客观事实是()A．两者都有较高的熔点B．两者化学性质都很稳定C．等质量的金刚石、石墨完全燃烧后只得到等质量的二氧化碳D．两者都易导电解析：金刚石不导电，D项与客观事实不符；金刚石、石墨完全燃烧生成的产物均为CO2，可说明两者均为碳元素组成。

答案：C6．下列反应的离子方程式中正确的是()A．Na2CO3溶液与Ba(OH)2溶液反应：CO2－3＋Ba2＋===BaCO3↓B．适量NaOH溶液与Ca(HCO3)2溶液反应：HCO－3＋OH－===CO2－3＋H2OC．NaHCO3溶液与盐酸反应：CO2－3＋2H＋===CO2↑＋H2OD．NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应：CO2－3＋Ca2＋===CaCO3↓解析：A项正确；B项反应为2NaOH＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，离子方程式为2OH－＋Ca2＋＋2HCO－3===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O；C项应为HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O；D项NaHCO3与CaCl2不反应。

答案：A7．在含Na2CO3和NaHCO3各1 mol的混合溶液中加入0.5 mol下列物质，其中能使HCO－3的数目减少，CO2－3数目增加的是()A．HCl B．Na2SO4C．NaOH D．BaCl2解析：加入HCl，CO2－3与H＋反应生成HCO－3，A项不符合题意；加入硫酸钠不发生反应，溶液中碳酸根和碳酸氢根数目不变，B项不符合题意；加入NaOH，HCO－3与OH－反应生成CO2－3，HCO－3数目减少，CO2－3数目增加，C项符合题意；加入氯化钡，CO2－3与Ba2＋反应生成BaCO3沉淀，CO2－3数目减少，D项不符合题意。

答案：C8．下列物质既可以与碳酸钠反应，又可以与碳酸氢钠反应生成沉淀的是()A．NaOH溶液B．BaCl2溶液C．Ca(OH)2溶液D．硝酸解析：NaOH只能与NaHCO3反应；BaCl2溶液只能与Na2CO3反应生成沉淀；Ca(OH)2溶液既可以与Na2CO3反应生成沉淀，又可以与NaHCO3反应生成沉淀；硝酸是强酸，既可以与Na2CO3反应也可以与NaHCO3反应，生成气体CO2，没有沉淀产生。

答案：C9．可以用来断定碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是()A．加热时有无色气体放出B．溶于水，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成C．滴加盐酸有气泡产生D．溶于水，滴加澄清石灰水，有白色沉淀生成解析：NaHCO3受热易分解，Na2CO3不分解，加热时有气体放出，无法判定有Na2CO3，A 项错误；CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl，NaHCO3与CaCl2不反应，滴加CaCl2溶液有白色沉淀生成，说明该粉末中有Na2CO3，B项正确；NaHCO3、Na2CO3均能与盐酸反应产生气泡，故无法判定Na2CO3的存在，C项错误；Na2CO3与Ca(OH)2反应：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，产生白色沉淀，NaHCO3与Ca(OH)2反应，Ca(OH)2＋2NaHCO3===2H2O＋Na2CO3＋CaCO3↓，也产生白色沉淀，故无法判定Na2CO3的存在，D 项错误。

答案：B10．欲鉴别浓度均为3 mol·L－1的Na2CO3和NaHCO3两溶液，下列方法可行的有()①分别滴入澄清石灰水②分别滴入3 mol·L－1的盐酸③分别滴入NaOH溶液A．仅②③B．仅①②C．仅②D．①②③解析：澄清石灰水与Na2CO3和NaHCO3两溶液反应均可产生CaCO3沉淀；若向Na2CO3和NaHCO3中滴加盐酸则开始时，Na2CO3无气泡而NaHCO3有气泡；若向两溶液中滴加NaOH 溶液，虽然只有NaHCO3与NaOH反应，但无明显现象，故无法鉴别。

答案：C11．16.4 g NaOH和NaHCO3的固体混合物投入150 mL 2.0 mol·L－1的盐酸中恰好完全反应，不再产生气泡，则所得溶液中溶质的物质的量为()A．2.0 mol B．0.41 molC．0.30 mol D．无法计算解析：根据反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O、NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O可知，恰好完全反应时产物为NaCl，根据Cl－守恒知n(NaCl)＝0.15 L×2 mol〃L－1＝0.30 mol。

答案：C12．将106 g Na2CO3和84 g NaHCO3都分别用酒精灯充分加热，加热后的残留固体再分别跟足量的盐酸反应，此时()A．消耗盐酸一样多B．两份残留固体与盐酸反应放出的CO2一样多C．NaHCO3加热后的残留固体与盐酸反应放出的CO2多D．NaHCO3加热后的残留固体与盐酸反应放出的CO2的量是Na2CO3加热后残留固体与盐酸反应放出的CO2量的一半解析：Na2CO3受热不变化，仍为1 mol；NaHCO3受热分解，1 mol NaHCO3分解得到0.5 mol Na2CO3；故加热后残留固体与盐酸反应结果易得。

答案：D二、非选择题13．近年来，科学家在氦的气氛中给石墨通电，使石墨挥发，在石墨挥发的黑烟中发现了C60，它的金属渗入物具有超导性质，北京大学首先将C60渗锡，获超导转变温度为37 K的好成绩。

试回答下列各题：(1)下列关于C60叙述正确的是________。

A．是一种新型化合物B．是碳元素的一种同素异形体C．摩尔质量是720(2)最近日本科学家认为世界上还存在着另一种“分子足球”N60，它与C60结构相似，并且在高温下或机械撞击后，其中积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来，对于C60和N60，下列说法正确的是________。

A．N60没有同素异形体B．C60和N60均可做新型能源材料C．N60的化学性质稳定，可充入灯泡内做保护气解析：(1)C60的组成元素只有碳元素，因此是碳的一种同素异形体，不属于化合物，其摩尔质量为720 g/mol。

(2)自然界中广泛存在的N2与N60均是由氮元素形成的，二者属于同素异形体，但是N60在高温下会释放大量能量，因此不适宜做灯泡内保护气，而与C60一样适合做新型能源材料。

答案：(1)B(2)B14．碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的物质。

请回答下列问题：(1)碳酸氢钠的化学式是________，俗称________。

(2)碳酸氢钠可治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多，反应的离子方程式为____________________。

等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时生成CO2的量，前者________后者(填“>”“<”或“＝”)。

(3)除去碳酸钠固体中碳酸氢钠的反应的化学方程式为_____________________________。

解析：(1)碳酸氢钠的化学式是NaHCO3，俗称小苏打。

(2)由于胃酸的主要成分是盐酸，故与NaHCO3反应的离子方程式为：HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑。

当Na2CO3与NaHCO3两者等物质的量时，与足量盐酸反应，根据碳原子守恒可知，两者产生的CO2的量相等。

(3)由于NaHCO3受热分解可产生Na2CO3，故可用加热的方法除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3。

答案：(1)NaHCO 3 小苏打 (2)HCO －3＋H ＋===H 2O ＋CO 2↑ ＝ (3)2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O15．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。

(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是(填装置序号)________。

(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为________________________________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是(填选项序号)________。

A ．Ⅳ比Ⅲ复杂 B ．Ⅳ比Ⅲ安全 C ．Ⅳ比Ⅲ操作简便D ．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B 中装入的固体最好是(填化学式)____________________。

解析：(1)Na 2CO 3、NaHCO 3均能与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的CO 2，但等质量的NaHCO 3比Na 2CO 3反应快，且产生CO 2量多，因此装置Ⅱ能鉴别Na 2CO 3和NaHCO 3。

(2)NaHCO 3受热发生分解反应：2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ，但Na 2CO 3受热不易分解。

(3)酒精灯火焰直接加热试管A ，因此试管B 中盛放NaHCO 3，更能说明稳定性Na 2CO 3>NaHCO 3。

答案：(1)Ⅱ (2)2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑ D (3)NaHCO 3。