课题1 碳单质的多样性（第1课时）（分层练习）-【大单元教学】2024-2025学年九年级化学上册同步备课系列（人教版2024）

课题1 碳单质的多样性（第1课时） 一、金刚石、石墨和C60 1.碳单质的物理性质比较 碳单质 石墨C 构成 金刚石C 构成 C60 构成 微观 结构 物理 性质 的有金属光泽不透明的细鳞片状固体，耐高温，质地较 ，有 ，有良好的 。 无色透明的、正八面体形状的固体。天然存在的 的物质。 用途 作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 制装饰品(钻石)、制钻头、 、玻璃 用于 、 、 材料科学等领域 性质 差异 金刚石和石墨 差异大的原因： *C60 中的60是指：一个 分子中含有 原子。 *同种元素组成的物质 是单质，可能是 。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等） *同种元素组成的 才是 。 石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是 。现象：红墨水褪色 二、无定形碳 物质的结构决定 ，性质决定 。 1.无定形碳分类 ①木炭和活性炭：有 结构，具有 ，可吸附 、 等。 ②木 炭：用于除去食品和工业产品里的色素，作冰箱 等。 ③活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具 中过滤毒气，制糖工业中 ，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。 ④焦 炭：用于 。 ⑤炭 黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。 “碳”与“炭”的区别方法 “碳”是指碳元素，是核电荷数为6的同一类原子的总称，具有广泛、概括的含义，并不是具体指某种物质，如二氧化碳中的碳是指二氧化碳中含有碳元素。而“炭”是指具体的物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。 1．列关于碳单质的变化中属于化学变化的是（ ） A．石墨导电 B．活性炭除去冰箱里异味 C．金刚石琢磨成钻石 D．石墨在一定条件下转变成钻石 2．有关金刚石和石墨的下列说法正确的是（ ） A．都很软，可做润滑剂 B．碳原子的排列方式相同 C．都由碳元素组成 D．都是由碳元素组成的物质，故性质相同 3．碳单质有重要用途，下列碳用途与性质对应关系正确的是（ ） A．活性炭有吸附性，可用于防毒面具 B．石墨耐高温，可用于生产铅笔芯 C．金刚石正八面体透明，可用裁玻璃 D．焦炭有可燃性，可用来炼铁 4．如图是金刚石、石墨、C60等碳单质的结构示意图，下列说法正确的是（ ） A．物质的质地都很软 B．碳原子的排列方式都相同 C．完全燃烧后的产物都是CO2 D．都由碳原子构成 5．下列有关含碳物质的性质或用途对应不正确的是（ ） 选项 物质 性质 用途 A 金刚石 硬度大 用于钻机的钻头 B 石墨 质软 用作电极材料 C 活性炭 吸附性 除去色素和异味 D 木炭 可燃性 用作燃料 6．下列关于金刚石、石墨、C60的说法中不正确的是（ ） A．它们都是由原子构成 B．金刚石硬度大，可用来切割大理石 C．石墨具有滑腻感，可用作润滑剂 D．它们的原子排列方式不同，所以物理性质存在巨大差异 7．金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是（ ） A．它们都是黑色固体 B．它们的碳原子排列方式不同 C．它们都能导电 D．它们的物理性质相同 8．“价类二维图”反映的是元素化合价与物质类别之间的关系，是学习化学元素及其组成物质相关知识的重要模型和工具。依据碳元素的价类二维图，下列说法正确的是（ ） A．M为氧化物 B．N为有机物 C．X点对应的物质只有一种 D．Y点对应的物质为CO2 9．根据图示，分析下列说法，其中描述错误的是（ ） A．四种物质都是由碳原子构成的 B．四种物质均可以在氧气中燃烧 C．碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点 D．金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同 10．现代科学又发现了H3、C60、C90、N5、N60、…，据此可作出的推测是（ ） ①同一种元素可以形成多种单质    ②同种元素构成的物质不一定是纯净物 ③单质可能存在复杂的分子结构 ④同种元素形成的单质之间可能存在更多的相互转化。 A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④ 11．如图是金刚石、石墨、C60和石墨烯的微观结构示意图。下列说法错误的（ ） A．它们都是单质 B．它们的结构中碳原子的排列方式都相同 C．一个C60分子由60个碳原子构成 D．它们在氧气中充分燃烧时都生成CO2 12．下列说法不正确的是（ ） A．锁芯可加入铅笔芯粉末增加润滑性 B．木炭、活性炭、炭黑等物质的主要成分均为碳单质，它们的结构与石墨类似 C．每种纯净物的组成是固定不变的，所以表示每种物质组成的化学式只有一个 D．一种元素在同一种化合物中，化合价只有一种 13．下列关于碳单质的说法错误的是（ ） A．金刚石、石墨和C60都具有可燃性 B．焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有氧化性 C．石墨具有良好的导电性，能用于制作电极 D．使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间 14．金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法错误的是（ ） A．金刚石、石墨都是由原子构成的 B．金刚石、石墨的物理性质不同 C．金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳 D．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为碳不与任何物质反应 15．“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（ ） A．石墨不具有导电性 B．C60单质是由碳原子直接构成的 C．活性炭具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同 16．下列物质的用途与其性质不匹配的是（ ） A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 B．活性炭具有吸附性，可以作除臭剂 C．镁燃烧发出耀眼的白光，可用于制照明弹 D．氧气具有可燃性，可用于焊接和切割金属 17．下列物质的用途主要与其化学性质有关的是（ ） A．用金刚石制作钻石 B．用石墨做干电池的电极 C．液氮可用于医疗手术 D．镁粉常用于照明弹 18．电车与电缆接触的部分称作“电刷”。用石墨制作“电刷”主要是因为石墨（ ） A．常温下呈固态 B．具有可燃性 C．难溶于水 D．具有导电性 19．石墨的性质和用途对应错误的是（ ） A．黑色、柔软——铅笔 B．导电性——电极 C．稳定性——冶炼金属 D．有滑腻感——润滑剂 20．金刚石、石墨都是由碳元素组成的物质，下列说法正确的是（ ） A．它们都是黑色固体 B．它们的碳原子排列方式不同 C．它们都能导电 D．它们的物理性质相同 21．物质的性质决定其用途，请按要求用序号填空： ①导电性；②通电发出不同颜色的光；③助燃性；④可燃性；⑤化学性质不活泼。 （1）氮气用于填充食品袋防腐 ； （2）木炭用作燃料 ； （3）稀有气体用作多用途电光源 ； （4）氧气用于气焊、炼钢 ； （5）石墨用作电极 。 22．下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。 （1）甲的名称是 ，请写出物质甲的一条用途： 。 （2）物质乙是由 (填具体粒子名称)构成的，在一定条件下，物质乙转化为物质甲是 (填“物理”或“化学”)变化。 （3）物质丙的化学式为 ，从其化学式可以获得的信息是 (写一条)。 23．“化学观念”是从化学视角认识物质世界。 （1）元素观 ①张青莲院士对铟、锗、锌等元素的相对原子质量测定做出了卓越贡献。锌在元素周期表中的部分信息如图A所示，锌的质子数为 ，锌的相对原子质量为 。 ②科学家姜雪峰当选为“全球青年化学家元素周期表硫元素大使”。硫原子结构示意图如图B，硫离子的符号为 。 （2）结构决定性质 如图是碳的几种单质的结构示意图，图中小球均代表碳原子。 ①甲中每个碳原子最多连有 个碳原子。 ②乙中碳原子层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写出它的一种用途： 。 ③丙物质的化学式为 。 （3）微粒观 一定条件下， a 和b 反应生成 c 和d 的微观示意图如下图所示： 下列说法不正确的是 。 A．a物质由氮元素和氢元素组成 B．氧气分子是保持b物质化学性质的最小微粒 C．该反应属于氧化反应 D．生成物中c和d分子个数比为1︰1 24．阅读下面科普短文。 化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学。在分子、原子层次上改变原子的排列方式就可以创造新物质。 在超高压和高温条件下，石墨中某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式，就得到金刚石。 C60分子是由12个正五边形和20个正六边形构成的完美对称的笼状分子。C60分子形似足球，被形象地称为“足球烯”。C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽，可用于超导、催化等领域，在C60的使用中注意一定要远离火源。 碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米，其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异，可制作金属催化载体，用于计算机芯片等前沿领域。 石墨烯中的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯具有比表面积大、透光率高、导电性强等优异性能，因而在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面有良好的应用前景。 （1）代表金刚石的是： (填“A”、“B”或“C”)。 （2）在一定条件下石墨可转变为金刚石，这一变化是 变化，这个变化过程中会 (填“放出”或“吸收”)热量。 （3）C60的物理性质有 (答一点即可)，推测C60的一种化学性质是 。 （4）碳纳米管的弹性较好、易于弯曲，这些性质都源于它是 结构。 （5）石墨烯的优良性能决定它的用途是 (写出一条)。 （6）文中涉及的碳单质家族中各物质物理性质存在差异，可能的原因是 。 25．中国科学家以二氧化碳和金属钠为原料，在一定条件下制得了金刚石，同时还生成了氧化钠。 （1）上述反应的文字表达式为 ；金刚石与石墨的物理性质不同的原因是 。 （2）已知每44份质量的二氧化碳理论上可以制得12份质量的金刚石，若要制得100g纯度为96%的金刚石，需要二氧化碳的质量是多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题1 碳单质的多样性（第1课时） 一、金刚石、石墨和C60 1.碳单质的物理性质比较 碳单质 石墨C 碳原子构成 金刚石C 碳原子构成 C60 C60分子构成 微观 结构 物理 性质 深灰色的有金属光泽不透明的细鳞片状固体，耐高温，质地较软，有滑腻感，有良好的导电性。 无色透明的、正八面体形状的固体。天然存在的最硬的物质。 用途 作电极或电刷、石墨炸弹、制铅笔芯、做坩埚，作机械高温润滑剂 制装饰品(钻石)、制钻头、切割大理石、玻璃 用于超导、催化、 材料科学等领域 性质 差异 金刚石和石墨物理性质差异大的原因： 碳原子的排列方式不同 *C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。 *同种元素组成的物质不一定是单质，可能是混合物。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等） *同种元素组成的纯净物才是单质。 石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是碳元素组成的不同单质，该转化是化学变化。现象：红墨水褪色 二、无定形碳 物质的结构决定性质，性质决定用途。 1.无定形碳分类 ①木炭和活性炭：有疏松多孔结构，具有吸附性，可吸附色素、异味等。 ②木 炭：用于除去食品和工业产品里的色素，作冰箱去味剂等。 ③活性炭：活性炭的吸附性比木炭强。用于防毒面具滤毒罐中过滤毒气，制糖工业中白糖脱色，用于净水器、冰箱除味剂，环保活性炭包等。 ④焦 炭：用于冶炼金属。 ⑤炭 黑：制造黑色染料，油墨，油漆等，添加到橡胶里做补强剂，增强耐磨性。 “碳”与“炭”的区别方法 “碳”是指碳元素，是核电荷数为6的同一类原子的总称，具有广泛、概括的含义，并不是具体指某种物质，如二氧化碳中的碳是指二氧化碳中含有碳元素。而“炭”是指具体的物质，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。 1．列关于碳单质的变化中属于化学变化的是（ ） A．石墨导电 B．活性炭除去冰箱里异味 C．金刚石琢磨成钻石 D．石墨在一定条件下转变成钻石 【答案】D 【解析】A、石墨导电过程中没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意； B、活性炭具有吸附性，可吸附异味，活性炭除去冰箱里异味过程中没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意； C、金刚石琢磨成钻石过程中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，不符合题意； D、石墨在一定条件下转变成钻石过程中有新物质生成，属于化学变化，符合题意； 故选：D。 2．有关金刚石和石墨的下列说法正确的是（ ） A．都很软，可做润滑剂 B．碳原子的排列方式相同 C．都由碳元素组成 D．都是由碳元素组成的物质，故性质相同 【答案】C 【解析】A、石墨质软而滑腻，可做润滑剂，而金刚石是自然界中最硬的物质，故A错误； B、金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的物理性质差异较大，故B错误； C、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，故C正确； D、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的物理性质差异较大，故D错误。故选C。 3．碳单质有重要用途，下列碳用途与性质对应关系正确的是（ ） A．活性炭有吸附性，可用于防毒面具 B．石墨耐高温，可用于生产铅笔芯 C．金刚石正八面体透明，可用裁玻璃 D．焦炭有可燃性，可用来炼铁 【答案】A 【解析】A、活性炭具有吸附性，可吸附有毒气体，可用于防毒面具，该选项正确； B、石墨可用于生产铅笔芯，是因为石墨深灰色、质软，在纸上划过能留下划痕，该选项不正确； C、金刚石正八面体透明，可作装饰品，金刚石硬度大，可用裁玻璃，该选项不正确； D、焦炭有可燃性，可用来作燃料，具有还原性，可用来炼铁，该选项不正确。 故选A。 4．如图是金刚石、石墨、C60等碳单质的结构示意图，下列说法正确的是（ ） A．物质的质地都很软 B．碳原子的排列方式都相同 C．完全燃烧后的产物都是CO2 D．都由碳原子构成 【答案】C 【解析】：A.上述五种物质中，金刚石是最硬的物质，故错误； B.由五种物质的结构示意图可知，这五种物质碳原子的排列方式是不相同的，故错误； C.这五种物质都是由碳元素组成的单质，其化学性质相似，完全燃烧产物为CO2，故正确； D.C60是由分子构成的，故错误。 故选：C。 5．下列有关含碳物质的性质或用途对应不正确的是（ ） 选项 物质 性质 用途 A 金刚石 硬度大 用于钻机的钻头 B 石墨 质软 用作电极材料 C 活性炭 吸附性 除去色素和异味 D 木炭 可燃性 用作燃料 【答案】B 【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于钻机的钻头，故A正确； B、石墨用作电极材料是利用了石墨的导电性，而石墨呈灰黑色、质软可用作铅笔芯，故B错误； C、活性炭有吸附性，可除去水中的色素和异味，故C正确； D、木炭具有可燃性，可作燃料，故D正确。 故选：B。 6．下列关于金刚石、石墨、C60的说法中不正确的是（ ） A．它们都是由原子构成 B．金刚石硬度大，可用来切割大理石 C．石墨具有滑腻感，可用作润滑剂 D．它们的原子排列方式不同，所以物理性质存在巨大差异 【答案】A 【解析】A、金刚石和石墨都是由原子构成的，C60是由分子构成的，故A说法不正确； B、金刚石是天然存在的最硬的物质，金刚石硬度大，可用来切割大理石，故B说法正确； C、石墨具有滑腻感，可用作润滑剂，故C说法正确； D、金刚石、石墨、C60的物理性质差异很大，是因为它们的碳原子排列方式不同，故D说法正确； 故选A。 7．金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是（ ） A．它们都是黑色固体 B．它们的碳原子排列方式不同 C．它们都能导电 D．它们的物理性质相同 【答案】B 【解析】A、无色透明的金刚石、灰色的石墨、足球状的C60都是由碳元素组成的单质，它们都不是黑色固体。A不正确； B、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但是由于它们的原子排列方式不同，因此它们的性质存在着明显差异。B正确； C、石墨具有导电性，金刚石、C60都不能导电。所以它们不都能导电。C不正确； D、金刚石是自然界中最硬的物质，石墨很软，C60分子形似足球。它们的物理性质不相同。 综上所述：选择B。 8．“价类二维图”反映的是元素化合价与物质类别之间的关系，是学习化学元素及其组成物质相关知识的重要模型和工具。依据碳元素的价类二维图，下列说法正确的是（ ） A．M为氧化物 B．N为有机物 C．X点对应的物质只有一种 D．Y点对应的物质为CO2 【答案】D 【解析】A、M点处的甲烷含碳氢两种元素，不含氧元素，不属于氧化物，属于化合物，选项错误； B、N点上方CO是含有碳、氧元素的化合物，其组成和性质与无机物很相似，不属于有机物，属于氧化物，选项错误； C、X为碳单质，常见的碳单质有石墨、金刚石等，选项错误； D、结合前面分析可知，Y为氧化物，其中碳元素化合价为+4价，则化合物的化学式为CO2，选项正确。 故选D。 9．根据图示，分析下列说法，其中描述错误的是（ ） A．四种物质都是由碳原子构成的 B．四种物质均可以在氧气中燃烧 C．碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点 D．金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同 【答案】A 【解析】A、金刚石、石墨、碳纳米管都是由碳原子构成的，是由分子构成的，说法错误，符合题意； B、金刚石、石墨、碳纳米管、都属于碳单质，均可以在氧气中燃烧，说法正确，不符合题意； C、碳纳米管具有尺寸小、导电性好等特点，说法正确，不符合题意； D、金刚石和石墨性质存在差异的原因是碳原子的排列方式不同，说法正确，不符合题意。 故选：A。 10．现代科学又发现了H3、C60、C90、N5、N60、…，据此可作出的推测是（ ） ①同一种元素可以形成多种单质    ②同种元素构成的物质不一定是纯净物 ③单质可能存在复杂的分子结构 ④同种元素形成的单质之间可能存在更多的相互转化。 A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④ 【答案】D 【解析】①同一种元素可以形成多种单质，如氧元素可以形成氧气、臭氧，碳元素可以形成金刚石、石墨，该说法正确； ②同种元素构成的物质有多种，故同种元素构成的物质不一定是纯净物，如C60和C90形成的物质中只含碳元素一种元素，但属于混合物，该说法正确； ③单质中可能含有多个原子，可能存在复杂的分子结构，该说法正确； ④同种元素形成的单质之间能相互转化，单质越多，则存在的相互转化也可能越多，该说法正确。 故选D。 11．如图是金刚石、石墨、C60和石墨烯的微观结构示意图。下列说法错误的（ ） A．它们都是单质 B．它们的结构中碳原子的排列方式都相同 C．一个C60分子由60个碳原子构成 D．它们在氧气中充分燃烧时都生成CO2 【答案】B 【解析】A、单质是由一种元素组成的纯净物。从题干信息“石墨烯是从石墨材料中剥离制得的，与金刚石、石墨一样，都只由碳元素组成”看，它们都属于单质，故A说法正确； B、从图看，构成金刚石、石墨、C60、石墨烯碳原子的排列方式都不相同，故B说法错误； C、从C60的化学式看，一个C60分子是由60个碳原子构成的，故C说法正确； D、根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，因为金刚石、石墨、C60、石墨烯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，故D说法正确。 故选：B。 12．下列说法不正确的是（ ） A．锁芯可加入铅笔芯粉末增加润滑性 B．木炭、活性炭、炭黑等物质的主要成分均为碳单质，它们的结构与石墨类似 C．每种纯净物的组成是固定不变的，所以表示每种物质组成的化学式只有一个 D．一种元素在同一种化合物中，化合价只有一种 【答案】D 【解析】A、铅笔芯的粉末的主要成分是石墨，石墨具有润滑性，用铅笔芯的粉末可以使锁的开启变的灵活，故A正确； B、木炭、活性炭、炭黑等物质的主要成分均为碳单质，且它们的结构与石墨类似，故B正确； C、纯净物中只含有一种物质，同种物质的结构相同，所以表示每种物质的化学式只有一个，故C正确； D、一种元素在同一化合物中，可以表现不同化合价态，如硝酸铵中氮元素的化合价，存在-3、+5两种价态，故D错误； 故选D。 13．下列关于碳单质的说法错误的是（ ） A．金刚石、石墨和C60都具有可燃性 B．焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有氧化性 C．石墨具有良好的导电性，能用于制作电极 D．使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间 【答案】B 【解析】A、金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们都具有可燃性，故A说法正确； B、焦炭能用于冶炼金属，体现了碳单质具有还原性，故B说法错误； C、石墨具有良好的导电性，能用于制作电极，故C说法正确； D、碳素墨水是用炭黑制成的，炭黑的主要成分是碳，常温下碳的化学性质不活泼，所以使用碳素墨水书写档案，有利于保存更长的时间，故D说法正确； 故选：B。 14．金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法错误的是（ ） A．金刚石、石墨都是由原子构成的 B．金刚石、石墨的物理性质不同 C．金刚石、石墨充分燃烧的产物都是二氧化碳 D．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为碳不与任何物质反应 【答案】D 【解析】A、金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的碳单质，该选项说法正确； B、金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，则物理性质不同，该选项说法正确； C、金刚石和石墨均为碳单质，则充分燃烧产物只有二氧化碳，该选项说法正确； D、书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下，碳的化学性质不活泼，该选项说法错误。 故选D。 15．“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（ ） A．石墨不具有导电性 B．C60单质是由碳原子直接构成的 C．活性炭具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同 【答案】C 【解析】A、石墨具有良好的导电性，不符合题意； B、C60由C60分子构成，不符合题意； C、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，符合题意； D、金刚石和石墨均是碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，不符合题意。 故选C。 16．下列物质的用途与其性质不匹配的是（ ） A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 B．活性炭具有吸附性，可以作除臭剂 C．镁燃烧发出耀眼的白光，可用于制照明弹 D．氧气具有可燃性，可用于焊接和切割金属 【答案】D 【解析】A、金刚石质地坚硬，是天然物质中硬度最大的物质，可用于切割玻璃，故A正确； B、活性炭具有吸附性，可以吸附气体和有色物质，可以作除臭剂，故B正确； C、镁条燃烧时产生耀眼的白光，可用作照明弹，故C正确； D、氧气没有可燃性，具有助燃性，可用于焊接和切割金属，故D错误。 故选D。 17．下列物质的用途主要与其化学性质有关的是（ ） A．用金刚石制作钻石 B．用石墨做干电池的电极 C．液氮可用于医疗手术 D．镁粉常用于照明弹 【答案】D 【解析】A、用金刚石制作钻石，是因为金刚石经过仔细研磨后，可以成为璀璨夺目的钻石，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质，不符合题意； B、用石墨做干电池的电极，是因为石墨具有良好的导电性，导电性不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意； C、液氮可用于医疗手术，是因为液氮汽化吸热，不需要通过化学变化就能表现出来，利用的是其物理性质，不符合题意； D、镁粉常用于照明弹，是因为镁燃烧发出耀眼白光，需要通过化学变化才能表现出来，利用的是其化学性质，符合题意。 故选D。 18．电车与电缆接触的部分称作“电刷”。用石墨制作“电刷”主要是因为石墨（ ） A．常温下呈固态 B．具有可燃性 C．难溶于水 D．具有导电性 【答案】D 【解析】用石墨制作“电刷”主要是因为石墨具有良好的导电性，与石墨呈固态、具有可燃性，难溶于水无关。 故选D。 19．石墨的性质和用途对应错误的是（ ） A．黑色、柔软——铅笔 B．导电性——电极 C．稳定性——冶炼金属 D．有滑腻感——润滑剂 【答案】C 【解析】A 、石墨是黑色、柔软的，可用于制作铅笔，对应正确，不符合题意； B、石墨具有良好的导电性，可作电极，对应正确，不符合题意； C 、石墨性质稳定，但这与冶炼金属无关。通常利用焦炭来冶炼金属，而不是石墨，对应错误，符合题意； D、石墨有滑腻感，可用作润滑剂，对应正确，不符合题意。 故选C。 20．金刚石、石墨都是由碳元素组成的物质，下列说法正确的是（ ） A．它们都是黑色固体 B．它们的碳原子排列方式不同 C．它们都能导电 D．它们的物理性质相同 【答案】B 【解析】A、石墨是灰黑色固体，纯净的金刚石是无色透明的，故A说法不正确； B、金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，但是由于它们的原子排列方式不同，因此它们的物理性质存在着明显差异，故B说法正确； C、石墨具有导电性，能导电，而金刚石不能导电，故C说法不正确； D、金刚石是自然界中最硬的物质，石墨质软，金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，但是由于它们的原子排列方式不同，因此它们的物理性质存在着明显差异，故D说法不正确； 故选：B。 21．物质的性质决定其用途，请按要求用序号填空： ①导电性；②通电发出不同颜色的光；③助燃性；④可燃性；⑤化学性质不活泼。 (1)氮气用于填充食品袋防腐 ； (2)木炭用作燃料 ； (3)稀有气体用作多用途电光源 ； (4)氧气用于气焊、炼钢 ； (5)石墨用作电极 。 【答案】(1)⑤；(2)④；(3)②；(4)③；(5)① 【解析】（1）氮气化学性质不活泼，则可作保护气，可用于填充食品袋防腐，故填⑤。 （2）木炭具有可燃性，则可用作燃料，故填④。 （3）稀有气体通电时能发出不同颜色的光，则可用作多用途电光源，故填②。 （4）氧气具有助燃性，则用于气焊、炼钢，故填③。 （5）石墨具有导电性，则可用作电极，故填①。 22．下面是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。 (1)甲的名称是 ，请写出物质甲的一条用途： 。 (2)物质乙是由 (填具体粒子名称)构成的，在一定条件下，物质乙转化为物质甲是 (填“物理”或“化学”)变化。 (3)物质丙的化学式为 ，从其化学式可以获得的信息是 (写一条)。 【答案】(1) 金刚石 制作玻璃刀 (2) 碳原子 化学 (3) C60 1个C60分子由60个碳原子构成 【解析】（1）由物质甲的结构示意图可知，甲具有正八面体结构，是金刚石； 金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割大理石、制作玻璃刀等； （2）石墨的碳原子的排列是层状结构，石墨由碳原子构成； 石墨转化为金刚石生成了新物质，属于化学变化； （3）C60的碳原子的排列是由60个原子构成的分子，形似足球，所以物质丙是C60； 从其化学式可知：它的一个分子是由60个碳原子构成的。 23．“化学观念”是从化学视角认识物质世界。 (1)元素观 ①张青莲院士对铟、锗、锌等元素的相对原子质量测定做出了卓越贡献。锌在元素周期表中的部分信息如图A所示，锌的质子数为 ，锌的相对原子质量为 。 ②科学家姜雪峰当选为“全球青年化学家元素周期表硫元素大使”。硫原子结构示意图如图B，硫离子的符号为 。 (2)结构决定性质 如图是碳的几种单质的结构示意图，图中小球均代表碳原子。 ①甲中每个碳原子最多连有 个碳原子。 ②乙中碳原子层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写出它的一种用途： 。 ③丙物质的化学式为 。 (3)微粒观 一定条件下， a 和b 反应生成 c 和d 的微观示意图如下图所示： 下列说法不正确的是 。 A．a物质由氮元素和氢元素组成 B．氧气分子是保持b物质化学性质的最小微粒 C．该反应属于氧化反应 D．生成物中c和d分子个数比为1︰1 【答案】(1)30 65.38 S2- (2)4/四 作润滑剂 C60 (3)D 【解析】（1）①在元素周期表中，元素名称左上角的数字表示原子序数，原子序数=质子数，故锌的质子数为30； 在元素周期表中，元素名称下方的数字表示相对原子质量，故锌的相对原子质量为：65.38； ②硫原子的最外层电子数为6，大于4，在化学反应中，容易得到2个电子，从而带上2个单位的负电荷，形成硫离子，故填：S2-； （2）①由图可知，甲中每个碳原子最多连有4个碳原子； ②乙为层状结构，为石墨，石墨具有滑腻感，可用作润滑剂； ③丙为足球状，化学式为C60； （3）由图可知，该反应为氨气和氧气在点燃的条件下反应生成氮气和水，该反应的化学方程式为：。 A、由图可知，a为氨气，氨气由氮元素和氢元素组成，不符合题意； B、由图可知，b物质为氧气，氧气由氧分子构成，氧分子是保持氧气化学性质的最小微粒，不符合题意； C、该反应是物质与氧气的反应，属于氧化反应，不符合题意； D、由化学方程式可知，生成物中c和d的分子个数比为2:6=1:3，符合题意。 故选D。 24．阅读下面科普短文。 化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学。在分子、原子层次上改变原子的排列方式就可以创造新物质。 在超高压和高温条件下，石墨中某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式，就得到金刚石。 C60分子是由12个正五边形和20个正六边形构成的完美对称的笼状分子。C60分子形似足球，被形象地称为“足球烯”。C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽，可用于超导、催化等领域，在C60的使用中注意一定要远离火源。 碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米，其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异，可制作金属催化载体，用于计算机芯片等前沿领域。 石墨烯中的碳原子是以正六边形紧密排列的单层结构。石墨烯具有比表面积大、透光率高、导电性强等优异性能，因而在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面有良好的应用前景。 (1)代表金刚石的是： (填“A”、“B”或“C”)。 (2)在一定条件下石墨可转变为金刚石，这一变化是 变化，这个变化过程中会 (填“放出”或“吸收”)热量。 (3)C60的物理性质有 (答一点即可)，推测C60的一种化学性质是 。 (4)碳纳米管的弹性较好、易于弯曲，这些性质都源于它是 结构。 (5)石墨烯的优良性能决定它的用途是 (写出一条)。 (6)文中涉及的碳单质家族中各物质物理性质存在差异，可能的原因是 。 【答案】(1)A (2)化学 吸收 (3)常温下是紫红色晶体（或具有金属光泽） 可以燃烧 (4)管状 (5)用于透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等（写另一一条即可） (6)碳原子的排列方式不同 【解析】（1）根据“在超高压和高温条件下，石墨中某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上一层正六边形的碳原子形成正四面体的排列方式，就得到金刚石”可知，金刚石中碳原子形成正四面体，故填：A； （2）在一定条件下，石墨可以转变为金刚石，此过程中物质种类发生改变，有新物质生成，所以这一变化是化学变化；由题意可知该反应是在超高温和高压的条件下，所以该反应是吸热反应，所以这一变化过程中会吸收热量； （3）根据“C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽，可用于超导、催化等领域，在C60的使用中注意一定要远离火源。”可知，C60在氧气中能燃烧，物理性质有紫红色晶体（或具有金属光泽），化学性质是可以燃烧； （4）根据“碳纳米管的直径一般为几纳米到几十纳米，其中碳原子以正六边形排列形成管状结构。其管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异”可知，碳纳米管的管状结构决定了它的弹性和弯曲性优异； （5）根据“石墨烯具有比表面积大、透光率高、导电性强等优异性能，因而在透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面有良好的应用前景”可知；石墨烯的优良性能决定它的用途是用于透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等； （6）物质的性质由其结构决定，碳单质家族中各物质物理性质存在差异，其原因是碳原子排列方式不同。 25．中国科学家以二氧化碳和金属钠为原料，在一定条件下制得了金刚石，同时还生成了氧化钠。 (1)上述反应的文字表达式为 ；金刚石与石墨的物理性质不同的原因是 。 (2)已知每44份质量的二氧化碳理论上可以制得12份质量的金刚石，若要制得100g纯度为96%的金刚石，需要二氧化碳的质量是多少？ 【答案】(1)二氧化碳+钠金刚石+氧化钠 碳原子的排列方式不同 (2)解：制得的金刚石的质量=100g×96%=96g 设需要二氧化碳的质量为x = x=352g 答：需要二氧化碳的质量为352g。 【解析】（1）二氧化碳和金属钠在一定条件下反应生成金刚石和氧化钠，故反应的文字表达式写为：二氧化碳+钠金刚石+氧化钠； 金刚石与石墨都是碳元素组成的单质，但两种物质中，碳原子的排列方式不同，所以两种物质的物理性质不同，故填碳原子的排列方式不同。 （2）见答案 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$