6.1 碳单质的多样性（练透真题）化学新教材人教版九年级上册

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 考点一 碳单质物理性质差异的根本原因 1．（2023·吉林卷）下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是（ ） A．都是碳的单质 B．都由碳元素组成 C．物理性质相同 D．碳原子排列方式不同 【答案】C 【解析】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，故A正确； B、金刚石和石墨都是由碳元素组成的，故B正确； C、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C错误； D、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，故D正确。 故选C。 2．（2023·山东德州卷）下图为金刚石、石墨和C60的结构模型图，图中小球分别代表碳原子。下列有关说法正确的是（ ） A．三种物质都是由碳原子直接构成的 B．在三种物质中碳原子的排列方式都不相同 C．三种物质在足量氧气中燃烧的产物都不同 D．三种物质的组成元素相同，它们的性质也相同 【答案】B 【解析】A、金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的单质，C60是由C分子构成的单质，故A错误； B、由金刚石、石墨和C60的结构模型图可知，三者中碳原子的排列方式不同，故B正确； C、相同元素组成的不同碳单质，它们的组成元素均为碳元素，在足量的氧气中充分燃烧，产物相同，故C错误； D、由金刚石、石墨和C的结构模型图可知，碳原子的排列方式不同，物理性质差异很大，则相同元素组成的不同物质，性质不完全相同，故D错误。 故选B。 考点二 几种重要碳单质的物理性质与用途 3．（2024·广西卷）碳元素的开发与利用贯穿人类发展史下列含碳物质最早被人类利用的是 A．煤炭 B．C60 C．石墨烯 D．碳纳米管 【答案】A 【解析】煤炭是最早被人类利用的含碳物质，故选：A。 4．（2025·福建卷）下列用于制作简易净水装置的材料中，能吸附色素、去除异味的是 A．塑料瓶 B．小卵石 C．石英砂 D．活性炭 【答案】D 【解析】A. 塑料瓶仅作为容器，用于盛装其他材料，不具备吸附能力，选项错误。 B. 小卵石通过物理过滤拦截大颗粒杂质，无法吸附色素或异味，选项错误。 C. 石英砂用于过滤细小颗粒，属于物理过滤，无吸附作用，选项错误。 D. 活性炭因疏松多孔的结构，比表面积大，能通过物理吸附去除色素和异味，选项正确。 故选：D。 5．（2022·广西贺州卷）下列物质中，硬度最大的是 A．C60 B．活性炭 C．石墨 D．金刚石 【答案】D 【解析】A、C60是人造物质，有弹性，硬度不大，不符合题意； B、活性炭具有疏松多孔的结构，硬度也不大，不符合题意； C、石墨很软，是最软的矿物之一，不符合题意； D、金刚石是天然存在的最硬的物质，符合题意； 故选D。 6．（2021·吉林长春卷）下列关于物质的性质和用途说法错误的是 A．金刚石的硬度很大，可以用来裁玻璃 B．氮气化学性质不活泼，可用作保护气 C．一氧化碳具有可燃性，可用来灭火 D．石墨的导电性能好，可用作电池的电极 【答案】C 【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以用来裁玻璃，不符合题意； B、氮气化学性质不活泼，可用作保护气，不符合题意； C、一氧化碳具有可燃性，可用作燃料，符合题意； D、石墨的导电性能好，可用作电池的电极，不符合题意。 故选C。 7．（2023·吉林卷）有关碳单质的说法正确的是（ ） A．石墨是最软的物质 B．活性炭可以吸附异味 C．金刚石不具有可燃性 D．足球烯是由碳原子直接构成 【答案】B 【解析】A、石墨是最软的矿物之一，不是是最软的物质，错误； B、活性炭具有吸附性，可以吸附异味，正确； C、金刚石是由碳组成的单质，具有可燃性，错误； D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯是由足球烯分子构成的，错误。 故选B。 8．（2024·黑龙江牡丹江卷）“碳家族”中相关物质的性质与用途对应关系正确的是（ ） A．石墨作电车的电刷——质软 B．金刚石切割玻璃——硬度大 C．干冰作制冷剂——升华放热 D．一氧化碳冶炼金属——可燃性 【答案】B 【解析】A、石墨具有良好的导电性，可用作电车的电刷，不符合题意； B、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割玻璃，符合题意； C、干冰升华吸热，能使周围温度降低，可用作制冷剂，不符合题意；' D、一氧化碳具有还原性，能与金属氧化物反应，可用于冶炼金属，不符合题意。 故选B。 9．（2025·安徽省）化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是 A．氦气可用于填充气球 B．的乙醇溶液作医用酒精 C．石墨可用于制铅笔芯 D．氢氧化铝可治疗胃酸过多症 【答案】B 【解析】A、氦气密度比空气小，且化学性质不活泼，可用于填充气球，不符合题意； B、医用酒精的体积分数为75%，此时杀菌效果最佳，25%的乙醇溶液浓度过低，无法有效杀菌，符合题意； C、石墨质软且能在纸上留下灰黑色痕迹，可用于制铅笔芯，不符合题意； D、氢氧化铝能与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，可治疗胃酸过多症，不符合题意。 故选：B。 10．（2025·湖南卷）从“中国制造”到“中国创造”，我国正在由制造业大国走向科技强国。 （1）“梦想”号大洋钻探船以的“中国深度”问道深海。钻头能钻凿坚硬的岩层，是因为钻头具有 的性质。 【答案】（1）硬度大 【解析】（1）钻头能钻凿坚硬的岩层，这是利用了钻头硬度大的物理性质； 考点三 碳单质的化学性质 11．（2023·辽宁丹东卷）书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是（ ） A．碳是黑色的 B．碳粉末细小 C．碳不溶于水 D．常温下碳化学性质稳定 【答案】D 【解析】在书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，能长时间保存。 故选D。 12．（2025·湖南卷）从古代文明到现代科技，从海洋综合利用到月球资源开发，我国一直在向世界展现中国智慧。优秀传统文化博大精深，不胜枚举。 （1）我国是世界上烧制木炭最早的国家之一，木炭具有可燃性，则可用于 。 【答案】（1）作燃料 【解析】（1）木炭具有可燃性，则可用于作燃料； 13．（2025·湖南卷）古代经典诗词、书画精品是中华民族传统文化的瑰宝。 (1)从分子的角度解释唐代诗句“山城斜路杏花香”所描述的现象 。 (2)元代著名水墨画《富春山居图》保存至今不变色的原因是 。 【答案】(1)分子在不断运动。 (2)墨中的碳在常温下化学性质稳定。 【解析】（1）分子运动：诗句中“杏花香”是花香分子通过运动扩散到空气中，被人嗅觉感知，分子具有“不断运动”的性质，即使物质处于静止状态，其分子仍会自发运动，导致气味传播； （2）碳的稳定性：古代水墨画使用的墨主要成分是碳（如炭黑），碳单质在常温下化学性质非常稳定，不易与氧气、水等物质发生反应，因此不易氧化或变质，这种稳定性使得用墨绘制的书画即使长期保存，颜色仍能保持不变。 考点四 木炭还原氧化铜的实验 14．（2021·山东日照卷）木炭与氧化铜的反应装置如图所示，下列说法错误的是 A．实验中，木炭体现氧化性 B．实验中，氧化铜发生还原反应 C．酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度 D．实验结束时，应先撤出导气管后熄灭酒精灯 【答案】A 【解析】A、木炭和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，在该反应中，木炭得到氧，体现还原性，符合题意； B、实验中，氧化铜失去氧，属于氧化剂，发生还原反应，不符合题意； C、木炭和氧化铜反应条件是高温，酒精灯上加网罩，可以集中火焰，提高温度，不符合题意； D、实验结束时，应先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒流炸裂试管，不符合题意。 故选A。 1．（2025·福建卷）《本草纲目》记载，高温下“生铁打铸，皆有花出”。冷却后的“花”即“铁末”，可用于仿制碑文拓片，其方法为“铁末浸醋，书字于纸，背后涂墨(炭黑)如碑字”。下列说法错误的是 A．“铁末”含有铁的氧化物 B．“醋”所含的醋酸(CH3COOH)属于有机物 C．“铁末浸醋”只发生物理变化 D．“墨”经久不褪色，说明常温下碳的化学性质不活泼 【答案】C 【解析】A、高温下生铁中的铁会与氧气反应，所以 “铁末” 中可能含有铁的氧化物，该说法正确； B、醋酸(CH3​COOH)含碳元素，且不属于CO、CO2、H2CO3、碳酸盐等少量含碳化合物，所以属于有机物，该说法正确； C、“铁末浸醋” 时，铁会与醋酸发生反应生成氢气等新物质，发生了化学变化，不只是物理变化，该说法错误； D、“墨” 的主要成分是炭黑，经久不褪色，说明常温下碳的化学性质不活泼，该说法正确。 故选C。 2．（2023·湖北武汉卷）石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。    回答下列问题： （1）石墨的用途可以是______。 A．用于制铅笔芯 B．用作电极 C．用于切割大理石 （2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其 （填“物理”或“化学”）性质。 （3）木炭可用作燃料。木炭完全燃烧的化学方程式为 。 【答案】（1）AB （2）物理 （3） 【解析】（1）A、石墨具有滑腻感，且为深灰色，可用于制铅笔芯，故选项正确； B、石墨具有导电性，可用作电极，故选项正确； C、石墨很软，不能用于切割大理石，故选项错误； 故选：AB； （2）活性炭作冰箱除味剂，不需要通过化学变化表现出来，是利用其物理性质； （3）碳和氧气在点燃条件下生成二氧化碳，反应的化学方程式为：。 3．（2025·湖南长沙卷）认真阅读下列科普短文。 “人才济济”的碳家族 墨是文房四宝之一，在我国书法和绘画中发挥了重要作用。《天工开物》中就有制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质（主要成分是碳）加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。 墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨（结构如图所示）当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。 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，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。 依据短文内容，回答下列问题： （1）推测桐油、猪油、松枝中一定含 元素。 （2）写出石墨烯的一条物理性质 。 （3）钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是 （从结构角度分析）。 【答案】（1）碳/C （2）优异的导电导热性（合理即可） （3）硬碳结构中存在相互扭曲的碳层，且碳层间距比石墨大（合理即可） 【解析】（1）根据题干可知，桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，会产生主要成分是碳的黑色粉状物质。根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，所以可推测桐油、猪油、松枝中一定含碳（C）元素。 （2）物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质。文中提到石墨烯有优异的导电导热性、极佳的透光特性，这些都属于物理性质。 （3）从结构角度分析，文中明确指出石墨的碳层难以嵌入钠离子，而硬碳结构中存在相互扭曲的碳层，且碳层间距较大（约为0.37~0.40nm），这种结构特点使其能够嵌入钠离子，所以硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。 （2024·江苏盐城卷）阅读下列资料，完成下面小题： 透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状、空心球体结构的都是由碳元素组成的单质；碳原子核外电子数为6，其结构示意图如图所示。 金刚石可用来切割大理石、加工坚硬的金属。石墨很软，有滑腻感。常温下为固体，能与K等金属反应生成超导体材料，如图所示的独特结构使之有可能在催化、医学等领域具有广泛应用。 1．下列关于的说法中不正确的是 A．分子具有空心球体结构 B．是一种新型有机高分子材料 C．每个分子由60个碳原子构成 D．有可能在催化领域具有广泛应用 2．下列摘录中，属于物质结构描述的是 A．碳原子核外电子数为6 B．金刚石可用来切割大理石 C．石墨很软 D．能与K等金属反应 3．金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，它们的性质存在着明显差异。其原因是构成它们的原子 A．种类不同 B．大小不同 C．质量不同 D．排列方式不同 【答案】1．B 2．A 3．D 【解析】1．A、根据题目的C60的分子结构，C60分子具有空心球体结构，故A正确。 B、有机高分子是相对分子质量上万的有机物分子；C60是由一种元素组成的纯净物，是单质，不是有机物，故B错误。 C、元素符号的右下角表示一个分子中含有的原子数，每个C60分子是由60个碳原子构成的，故C正确。 D、根据题目叙述，C60有可能在催化领域具有广泛应用，故D正确。 故选：B。 2．A、碳原子的原子结构示意图是，则碳原子核外电子数为6，属于物质结构的描述，正确； B、金刚石可用来切割大理石，是金刚石的用途，错误； C、石墨很软属于石墨的物理性质，错误； D、C60能与K等金属反应属于化学性质，错误； 故选A； 3．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，故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 考点一 碳单质物理性质差异的根本原因 1．（2023·吉林卷）下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是（ ） A．都是碳的单质 B．都由碳元素组成 C．物理性质相同 D．碳原子排列方式不同 2．（2023·山东德州卷）下图为金刚石、石墨和C60的结构模型图，图中小球分别代表碳原子。下列有关说法正确的是（ ） A．三种物质都是由碳原子直接构成的 B．在三种物质中碳原子的排列方式都不相同 C．三种物质在足量氧气中燃烧的产物都不同 D．三种物质的组成元素相同，它们的性质也相同 考点二 几种重要碳单质的物理性质与用途 3．（2024·广西卷）碳元素的开发与利用贯穿人类发展史下列含碳物质最早被人类利用的是 A．煤炭 B．C60 C．石墨烯 D．碳纳米管 4．（2025·福建卷）下列用于制作简易净水装置的材料中，能吸附色素、去除异味的是 A．塑料瓶 B．小卵石 C．石英砂 D．活性炭 5．（2022·广西贺州卷）下列物质中，硬度最大的是 A．C60 B．活性炭 C．石墨 D．金刚石 6．（2021·吉林长春卷）下列关于物质的性质和用途说法错误的是 A．金刚石的硬度很大，可以用来裁玻璃 B．氮气化学性质不活泼，可用作保护气 C．一氧化碳具有可燃性，可用来灭火 D．石墨的导电性能好，可用作电池的电极 7．（2023·吉林卷）有关碳单质的说法正确的是（ ） A．石墨是最软的物质 B．活性炭可以吸附异味 C．金刚石不具有可燃性 D．足球烯是由碳原子直接构成 8．（2024·黑龙江牡丹江卷）“碳家族”中相关物质的性质与用途对应关系正确的是（ ） A．石墨作电车的电刷——质软 B．金刚石切割玻璃——硬度大 C．干冰作制冷剂——升华放热 D．一氧化碳冶炼金属——可燃性 9．（2025·安徽省）化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是 A．氦气可用于填充气球 B．的乙醇溶液作医用酒精 C．石墨可用于制铅笔芯 D．氢氧化铝可治疗胃酸过多症 10．（2025·湖南卷）从“中国制造”到“中国创造”，我国正在由制造业大国走向科技强国。 （1）“梦想”号大洋钻探船以的“中国深度”问道深海。钻头能钻凿坚硬的岩层，是因为钻头具有 的性质。 考点三 碳单质的化学性质 11．（2023·辽宁丹东卷）书写具有保存价值的档案时，规定使用碳素墨水，主要原因是（ ） A．碳是黑色的 B．碳粉末细小 C．碳不溶于水 D．常温下碳化学性质稳定 12．（2025·湖南卷）从古代文明到现代科技，从海洋综合利用到月球资源开发，我国一直在向世界展现中国智慧。优秀传统文化博大精深，不胜枚举。 （1）我国是世界上烧制木炭最早的国家之一，木炭具有可燃性，则可用于 。 13．（2025·湖南卷）古代经典诗词、书画精品是中华民族传统文化的瑰宝。 (1)从分子的角度解释唐代诗句“山城斜路杏花香”所描述的现象 。 (2)元代著名水墨画《富春山居图》保存至今不变色的原因是 。 考点四 木炭还原氧化铜的实验 14．（2021·山东日照卷）木炭与氧化铜的反应装置如图所示，下列说法错误的是 A．实验中，木炭体现氧化性 B．实验中，氧化铜发生还原反应 C．酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度 D．实验结束时，应先撤出导气管后熄灭酒精灯 1．（2025·福建卷）《本草纲目》记载，高温下“生铁打铸，皆有花出”。冷却后的“花”即“铁末”，可用于仿制碑文拓片，其方法为“铁末浸醋，书字于纸，背后涂墨(炭黑)如碑字”。下列说法错误的是 A．“铁末”含有铁的氧化物 B．“醋”所含的醋酸(CH3COOH)属于有机物 C．“铁末浸醋”只发生物理变化 D．“墨”经久不褪色，说明常温下碳的化学性质不活泼 2．（2023·湖北武汉卷）石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。    回答下列问题： （1）石墨的用途可以是______。 A．用于制铅笔芯 B．用作电极 C．用于切割大理石 （2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其 （填“物理”或“化学”）性质。 （3）木炭可用作燃料。木炭完全燃烧的化学方程式为 。 3．（2025·湖南长沙卷）认真阅读下列科普短文。 “人才济济”的碳家族 墨是文房四宝之一，在我国书法和绘画中发挥了重要作用。《天工开物》中就有制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质（主要成分是碳）加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。 墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨（结构如图所示）当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。 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，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。 依据短文内容，回答下列问题： （1）推测桐油、猪油、松枝中一定含 元素。 （2）写出石墨烯的一条物理性质 。 （3）钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是 （从结构角度分析）。 （2024·江苏盐城卷）阅读下列资料，完成下面小题： 透明的金刚石、灰黑色的石墨和足球状、空心球体结构的都是由碳元素组成的单质；碳原子核外电子数为6，其结构示意图如图所示。 金刚石可用来切割大理石、加工坚硬的金属。石墨很软，有滑腻感。常温下为固体，能与K等金属反应生成超导体材料，如图所示的独特结构使之有可能在催化、医学等领域具有广泛应用。 1．下列关于的说法中不正确的是 A．分子具有空心球体结构 B．是一种新型有机高分子材料 C．每个分子由60个碳原子构成 D．有可能在催化领域具有广泛应用 2．下列摘录中，属于物质结构描述的是 A．碳原子核外电子数为6 B．金刚石可用来切割大理石 C．石墨很软 D．能与K等金属反应 3．金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，它们的性质存在着明显差异。其原因是构成它们的原子 A．种类不同 B．大小不同 C．质量不同 D．排列方式不同 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $