课题3 结构多样的碳单质 第1课时（分层作业）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

课题3 结构多样的碳单质 第1课时 碳元素何以组成多样的碳单质 分层作业 项目学习小组在学习了碳的知识后，做了如图甲所示的家庭小实验，回答下列小题。 1．家庭小实验是化学学习的有益拓展。在实验中我们可以选用生活用品来代替一些化学仪器。下列物品不能代替相应化学仪器的是 A．陶瓷水杯——量筒 B．医用注射器——分液漏斗 C．眼药水瓶——滴管 D．蜡烛——酒精灯 2．图乙碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几纳米(1nm=10-9m)的空心管。下列说法错误的是 A．碳纳米管是一种新型的化合物 B．碳纳米管燃烧会产生二氧化碳 C．碳纳米管材料管道多，表面积大，吸附能力强 D．碳纳米管与石墨的原子排列方式不同 【答案】1．A 2．A 【解析】1．A、陶瓷水杯没有刻度，不能代替量筒，故符合题意； B、医用注射器可以控制液体的滴加速度，所以可以用医用注射器代替分液漏斗，故不符合题意； C、眼药水瓶通过挤压瓶身来滴加药水，所以可以用眼药水瓶代替滴管，故不符合题意； D、蜡烛燃烧放出热量，所以可以用蜡烛代替酒精灯用来给装置进行加热，故不符合题意； 故选A； 2．A、碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几纳米（1nm=10-9m）的空心管，是由碳元素一种元素组成的纯净物，属于一种新型的单质，故选项说法错误； B、碳纳米管是碳元素形成的单质，如果完全燃烧，会生成二氧化碳，故选项说法正确； C、碳纳米管材料管道多，表面积大，吸附能力强，故选项说法正确； D、碳纳米管与金刚石是碳元素形成的不同单质，碳原子的排列方式不同，故选项说法正确； 故选A。 3.（25-26九年级上·吉林·月考）下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．氧气有助燃性，可用作燃料 B．石墨能导电，可用作润滑剂 C．氮气难溶于水，可用作保护气 D．活性炭具有吸附性，可用于除去冰箱中的异味 【答案】D 【解析】A、氧气有助燃性，但本身不能燃烧，不能用作燃料，只能支持燃烧，错误。 B、石墨能导电，这一性质使其常用于制作电极等；而石墨用作润滑剂是因为其具有滑腻感，错误。 C、氮气可用作保护气，是因为氮气的化学性质不活泼，不易与其他物质发生反应，而不是因为氮气难溶于水，错误。 D、活性炭具有吸附性，能够吸附色素和异味等，正确。 故选D。 4．（25-26九年级上·安徽亳州·月考）物质的用途与性质密切相关。下列物质的用途与性质没有关联的是 选项 物质 性质 用途 A 石墨 可以燃烧 作石墨电极 B 干冰 升华吸热 人工降雨 C 活性炭 吸附性强 消除异味 D 一氧化碳 还原性 冶炼金属 【答案】A 【解析】A、石墨具有良好的导电性，可用作石墨电极，与石墨可以燃烧无关，符合题意； B、干冰升华吸热，使周围温度降低，可用于人工降雨，说法正确，不符合题意； C、活性炭具有吸附性，能吸附色素及异味，说法正确，不符合题意； D、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，说法正确，不符合题意。 故选：A。 5．（25-26九年级上·河北石家庄·期中）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质却有明显差异。其原因是 A．构成它们的原子大小不同 B．金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同 C．金刚石和石墨由不同的原子构成 D．构成它们的原子数目不同 【答案】B 【解析】A、金刚石和石墨均是由碳原子构成，构成它们的原子大小相同，不符合题意； B、金刚石和石墨均是由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，符合题意； C、金刚石和石墨均是由碳原子构成，不符合题意； D、金刚石和石墨物理性质差异很大，不是因为构成原子的数目不同，而是因为碳原子的排列方式不同，不符合题意。 故选B。 6．（25-26九年级上·广东江门·期中）下列物质的用途中，主要利用其化学性质的是 A．煤油作为温度计的测温材料 B．木炭用作燃料 C．石墨用于制铅笔芯 D．干冰用作制冷剂 【答案】B 【解析】A、煤油作为温度计的测温材料，是利用煤油的热胀冷缩性质。在温度变化时，煤油的体积发生变化从而指示温度，这一过程中没有新物质生成，利用的是其物理性质，不符合题意。 B、木炭用作燃料，是因为木炭具有可燃性，木炭燃烧时发生化学变化，生成二氧化碳等新物质，同时释放出热量，利用的是其化学性质，符合题意。 C、石墨用于制铅笔芯，是利用石墨质地软且能在纸上留下痕迹的特点，在书写过程中没有发生化学变化，利用的是其物理性质，不符合题意。 D、干冰用作制冷剂，是因为干冰升华时会吸收大量的热，使周围环境温度降低，干冰由固态直接变为气态二氧化碳，这一过程没有新物质生成，利用的是其物理性质，不符合题意。 故选B。 7．（24-25九年级上·安徽阜阳·阶段练习）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管制造的，其导热效率约为铜的七倍，坚固程度为钢的十倍。下列说法正确的是 A．“超级黑”说明碳单质都呈黑色 B．“超级黑”的结构和性质与金刚石相似 C．“超级黑”是一种新型化合物 D．“超级黑”在一定条件下能够燃烧 【答案】D 【解析】A、金刚石是碳元素组成的碳单质，但它是无色透明的，说法错误，不符合题意； B、纯净的金刚石是无色、不导电、不导热的物质；而“超级黑”是黑色、能导热的物质，则“超级黑”的结构和性质与金刚石不相似，说法错误，不符合题意； C、“超级黑”是由碳元素组成的纯净物，属于单质，说法错误，不符合题意； D、“超级黑”是碳单质，在一定条件下能够燃烧，说法正确，符合题意。 故选：D。 8.（25-26九年级上·全国·课后作业）下面是几种含碳物质的结构示意图，图中小球均代表碳原子。 （1）乙属于 （填“单质”或“化合物”）。 （2）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 （写出一条即可）。 【答案】（1）单质 （2）化学 （3） 1个分子由60个碳原子构成（合理即可） 【解析】（1）单质是由同种元素组成的纯净物，乙是由碳元素组成的纯净物，所以乙属于单质。   （2）化学变化是有新物质生成的变化，物质乙和物质甲是不同的碳单质，所以物质乙转化为物质甲有新物质生成，属于化学变化。   （3）物质丙是，其化学式为，从化学式可以看出1个分子由60个碳原子构成。 9．（25-26九年级上·甘肃平凉·期中）化学与生活密切相关，请从下列物质中选择相应的字母填空。 A．活性炭   B．金刚石   C．稀有气体   D．水蒸气   E．氧气 （1）能用于医疗急救的是 ； （2）可使空气中的饼干逐渐变软的是 ； （3）可用于电光源的是 ； （4）可用于切割玻璃的是 ； （5）可用来填充防毒面具的是 。 【答案】（1）E （2）D （3）C （4）B （5）A 【解析】（1）氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，故填：E； （2）可使空气中的饼干逐渐变软的是水蒸气，饼干会吸水变软，故填：D； （3）稀有气体通电时能发出不同颜色的光，可用于电光源，故填：C； （4）金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于切割玻璃，故填：B； （5）活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附有毒物质，故活性炭可用于填充防毒面具，故填：A。 10.认真阅读下列材料，回答下列问题 石墨烯是目前已知最薄、最坚硬的材料，它的熔点高达3000℃，具有优良的导电、导热性能。2004年，科学家从石墨中剥离出仅由一层碳原子构成的物质，这就是石墨烯。目前常用的制备方法是氧化石墨还原法，石墨片与浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾等反应，再经过超声处理得到氧化石墨烯，最后通过还原得到石墨烯。 （1）石墨烯具有的物理性质是 （写一点即可）。 （2）石墨烯属于 （填“单质”、或“化合物”）。 【答案】（1）熔点高/导电性好/导热性好/硬度大等 （2）单质 【解析】（1）石墨烯的熔点高，具有优良的导电、导热性能、硬度大等，熔点、导电性、导热性、硬度等不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故填：熔点高或导电性好或导热性好或硬度大等； （2）石墨烯是由碳一种元素组成的纯净物，属于单质，故填：单质。 1．碳单质在科技创新中应用前景非常广泛。下列说法正确的是 A．石墨转化为金刚石是物理变化 B．从石墨上剥离出的单层石墨烯属于化合物 C．充分燃烧后可转化为二氧化碳 D．金刚石与石墨的碳原子排列方式不同，两者的化学性质不同 【答案】C 【解析】A、石墨转化为金刚石的过程中，生成了新物质（金刚石与石墨是不同的物质），属于化学变化，并非物理变化，该说法错误。 B、单层石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，并非化合物，该说法错误。 C、C60是碳单质，充分燃烧时与氧气反应生成二氧化碳，该说法正确。 D、金刚石与石墨的碳原子排列方式不同，导致物理性质差异大，但两者均由碳元素组成，化学性质相似，该说法错误。 故选C。 2．（25-26九年级上·福建福州·期中）我国科学家合成了全新分子—C6，开创了“表面合成极小尺寸分子碳”的新范式。下列有关C6的说法中，正确的是 A．属于新型化合物 B．该物质由6个碳原子构成 C．相对分子质量为72 D．与木炭的性质完全相同 【答案】C 【解析】A、C6是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意； B、该物质由分子构成，每个分子由6个碳原子构成，不符合题意； C、该物质的相对分子质量为：，符合题意； D、C6与木炭的主要成分碳均为碳单质，化学性质相似，但是碳原子排列方式不同，故物理性质差异很大，不符合题意。 故选C。 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一，由碳元素组成的单质有很多，部分碳单质的结构如下图。完成下面小题。 3．关于碳单质的说法错误的是 A．石墨和金刚石由不同种原子构成 B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．石墨很软且有滑腻感 D．活性炭可用于制糖工业 4．石墨烯是目前最薄，传导电子速度最快的材料，关于石墨烯的说法错误的是 A．完全燃烧的产物为CO2 B．常温下化学性质稳定 C．具有导电性 D．碳元素的化合价为＋4 【答案】3．A 4．D 【解析】3．A、石墨和金刚石均是由碳原子构成的，说法错误，符合题意； B、金刚石是天然存在的最硬的物质，说法正确，不符合题意； C、石墨很软且有滑腻感，说法正确，不符合题意； D、活性炭具有吸附性，能吸附色素及异味，可用于制糖工业，说法正确，不符合题意。 故选：A； 4．A、石墨烯是由碳元素组成的碳单质，其完全燃烧的产物是，说法正确，不符合题意； B、石墨烯是由碳元素组成的碳单质，在常温下化学性质稳定，说法正确，不符合题意； C、石墨烯是目前最薄，传导电子速度最快的材料，说明石墨烯具有导电性，说法正确，不符合题意； D、石墨烯是由碳元素组成的碳单质，单质中元素的化合价为0，则石墨烯中碳元素的化合价为0价，说法错误，符合题意。 故选：D。 5．（2025·广东深圳·一模）“见微知著，睹始知终”的智慧可用于化学学习。下图为碳单质的结构示意图，相关说法正确的是 A．六种碳单质都是由碳原子直接构成的 B．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 C．六种物质含有同种原子，但原子的排列方式不同 D．金刚石非常坚硬，除它之外，其余物质都能在氧气中燃烧 【答案】C 【解析】A、六种碳单质不都是由碳原子直接构成的，金刚石、石墨是由碳原子构成的，是由分子构成的，故A错误； B、石墨、石墨烯和石墨炔的物质结构不同，属于不同的物质，故B错误； C、六种物质含有同种原子（即碳原子），但原子的排列方式不同，导致物理性质差异较大，故C正确； D、虽然金刚石非常坚硬，也能在氧气中燃烧，故D错误； 故选：C。 6．（24-25九年级下·河南南阳·阶段练习）以2025年亚冬会吉祥物“滨滨”和“妮妮”为原型设计的石墨烯贺岁公仔，由于添加了石墨烯发热材料，为哈尔滨的严寒增添了暖意。下列关于石墨烯的说法错误的是 A．石墨烯不能导电 B．石墨烯是一种非金属单质 C．石墨烯在氧气中燃烧可生成 D．石墨烯的硬度大于金刚石 【答案】A 【解析】A、石墨烯具有良好的导电性，是导体，故A错误； B、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于非金属单质，故B正确； C、石墨烯是由碳元素组成的碳单质，完全燃烧生成二氧化碳，故C正确； D、因为石墨烯是目前世界上最坚硬的新型材料之一，故石墨烯的硬度大于金刚石，故D正确。 故选A。 7.（24-25九年级上·重庆·月考）中科院的研究人员成功合成了一种类似金刚石结构的物质——“碳”，下列有关“碳”的说法不正确的是 A．属于单质 B．硬度很小 C．由原子直接构成 D．常温下化学性质稳定 【答案】B 【解析】A、T− 碳是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意； B、T− 碳与金刚石结构类似，故T− 碳硬度较大，符合题意； C、T− 碳属于碳单质，由碳原子构成，不符合题意； D、T− 碳属于碳单质，常温下，碳单质的化学性质稳定，不符合题意。 故选B。 8．（2025·山东临沂·二模）锂电池在多种场景有广泛的应用，生产该电池时，为了提高电池的性能需添加适量的石墨稀(如图2)作导电剂。锂元素在元素周期表中的信息如图1，石墨烯的含量对电阻的影响如图3，下列说法中正确的是 A．生产电池时石墨烯含量越高，电池的导电性能越好 B．锂原子核内有3个中子 C．锂原子的最外层电子数是1 D．石墨烯是新型化合物 【答案】C 【解析】A、由图 3 可知，在一定范围内，随着石墨烯含量增加，电阻先减小后增大，说明不是石墨烯含量越高，电池的导电性能就越好，故错误； B、元素信息示意图左上角数字表示原子序数，锂元素原子序数为3，在原子中，原子序数=质子数=核外电子数，所以锂原子的质子数为3，汉字下方的数字表示相对原子质量，则锂的相对原子质量为6.941，在原子中，相对原子质量≈质子数+中子数，则锂原子的中子数为7-3=4，故错误； C、元素信息示意图左上角数字表示原子序数，锂元素原子序数为3，在原子中，原子序数=质子数=核外电子数，所以锂原子的质子数=核外电子数=3，核外电子排布为2、1，锂原子的最外层电子数是1，故正确； D、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不属于化合物，故错误； 故选：C。 9.（25-26九年级上·江苏·阶段练习）“见著知微，见微知著”是化学的思维方法。 （1）化学上“Cu”能表示单质铜，表示铜元素，还能表示 。 干冰是二氧化碳的固体形式。熔点是-57℃，沸点是-78.5℃，干冰在室温环境中由于温差太大，吸收大量的热从固态不经过液态直接变成气态。 （2）干冰由 (填“分子、原子或离子”)构成。 （3）干冰是优良的制冷剂，可用来保藏易腐烂的食品，其原因是___________。 A．干冰是固体 B．干冰升华时吸热 C．干冰升华后无残留 D．干冰比空气重 （4）镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和一种黑色粉末单质，写出该反应的文字或符号表达式 。 足球烯是近些年科学家们发现的一类物质，因形状像足球而得名，其中一种化学式是C60(如图3)。 （5）物质的性质决定用途，用途反映物质的性质。金刚石可以用作钻头、切割玻璃等，是因为金刚石具有的性质是 。石墨很软，有滑腻感、优良的导电性，因此石墨可以用于 。 （6）下列关于的说法正确的是___________。 A．一个分子中含有60个碳原子 B．相对分子质量是720 C．它是一种单质 【答案】（1）一个铜原子 （2）分子 （3）BC （4）/ （5）硬度大 铅笔芯、润滑剂、电极等 （6）ABC 【解析】（1）在化学中，元素符号“Cu”具有多重含义，首先，它表示单质铜，这是因为它在自然界中主要以单质的形式存在，并且具有独特的化学性质，其次，它表示铜元素，这是元素符号的基本含义，此外，由于铜是由原子直接构成的物质，因此“Cu”还能表示一个铜原子； （2）干冰是二氧化碳的固态形式，是由二氧化碳分子构成； （3）干冰升华时吸收大量的热，可降低周围环境的温度，易于保藏食品，并且干冰升华后无残留，故可用来保藏易腐烂的食品，故选BC； （4）镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，反应的文字或符号达式为：或； （5）物质的性质决定用途，用途反映物质的性质，金刚石可以用作钻头、切割玻璃等，是因为金刚石具有的性质是硬度大； 石墨很软，有滑腻感、优良的导电性，因此石墨可以用于铅笔芯、润滑剂、电极等； （6）A.元素符号右下角的数字表示一个分子中的原子个数，故C60可表示一个C60分子中含有60个碳原子，故A正确； B.根据相对分子质量的计算方法，C60的相对分子质量为12×60=720，故B正确； C.只含有一种元素的纯净物属于单质，故C60属于单质，故正确； 故选ABC。 10．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）阅读下面科普短文，回答问题。 自然界中，天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期，科学家在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷(CH4)气体，硅(Si)与甲烷气体在一定条件下反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C)，石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。 （1）从宏观上看，甲烷由 (填元素的名称)元素组成。 （2）从微观上看，金刚石由 (填微粒的名称)构成。 （3）硅和甲烷反应的化学反应符号表达式为 。 （4）图2变化的微观实质是碳原子重新排列，该变化是 (填物理变化或化学变化)。 （5）通过图2可知相同的元素 (填能或不能)组成不同的单质。 【答案】（1）碳元素、氢元素 （2）碳原子 （3） （4）化学变化 （5）能 【解析】（1）甲烷的化学式为，从化学式可知，甲烷由碳元素和氢元素组成； （2）从微观上看，金刚石由碳原子构成； （3）从短文中可知，硅(Si)与甲烷气体在一定条件下反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C)，符号表达式为: ； （4）石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，石墨和金刚石是两种不同的物质，有新物质生成，属于化学变化； （5）石墨和金刚石均由碳元素组成，因此相同的元素能组成不同的单质。 1．“碳海绵”是已知最轻的固体材料，密度仅0.16mg•cm-3，是一种良好的绝缘材料，其主要成分是石墨烯和碳纳米管等。下列关于“碳海绵”性质的推测不正确的是 A．“碳海绵”能浮在水面上 B．“碳海绵”是一种新型的化合物 C．“碳海绵”不易导电 D．“碳海绵”燃烧会产生二氧化碳 【答案】B 【解析】A、“碳海绵”密度仅0.16mg•cm-3，密度小于水，能浮在水面上，推测正确； B、“碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管，均为碳元素组成的物质，属于混合物而非化合物，推测不正确； C、“碳海绵”是一种良好的绝缘材料，不易导电，推测正确； D、“碳海绵”因含碳元素，燃烧生成二氧化碳，推测正确； 故选B。 2.（25-26九年级上·安徽芜湖·月考）我国科研团队在高温、高压条件下利用石墨合成六方金刚石，其具有极高的硬度和良好的热稳定性。下列说法正确的是 A．六方金刚石和石墨的元素组成不同 B．六方金刚石中的碳原子停止运动 C．六方金刚石可用于裁玻璃 D．六方金刚石在常温下化学性质活泼 【答案】C 【解析】A、六方金刚石和石墨均是由碳元素组成的单质，元素组成相同，故A选项不符合题意； B、原子是在不断运动的，六方金刚石中的碳原子也在不断运动，故B选项不符合题意； C、六方金刚石具有极高的硬度，根据硬度大的物质可用于裁玻璃这一性质，可知六方金刚石可用于裁玻璃，故C选项符合题意； D、六方金刚石是碳元素形成的单质，在常温下化学性质不活泼，故D选项不符合题意。 故选C。 3．（25-26九年级上·全国·单元测试）下列对一些事实的解释错误的是 事实 解释 A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下碳的化学性质稳定 B 石墨能够做干电池电极材料 石墨具有优良的导电性 C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性 D 制糖工业中用活性炭做脱色剂制白糖 活性炭具有吸附性 【答案】C 【解析】A、常温下碳的化学性质稳定，所以书写档案规定必须使用碳素墨水以保持长久，不符合题意； B、石墨具有优良的导电性，所以石墨能够做干电池的电极材料，不符合题意； C、焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来是因为焦炭具有还原性，符合题意； D、活性炭具有吸附性，所以制糖工业中用活性炭做脱色剂制白糖，不符合题意； 故选C。 4.（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期末）金刚石和石墨的微观结构如图，下列有关说法正确的是 A．金刚石和石墨的组成元素不相同 B．构成金刚石和石墨的原子大小不同 C．金刚石和石墨的化学性质相似，物理性质差别很大 D．石墨能导电，所以石墨是金属 【答案】C 【解析】A、金刚石和石墨均属于碳单质，均是由碳元素组成，不符合题意； B、金刚石和石墨均是由碳原子构成，原子大小相同，不符合题意； C、金刚石和石墨均是由碳原子构成，化学性质相似，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，符合题意； D、石墨属于非金属单质，不是金属，不符合题意。 故选C。 5.请根据材料回答下列问题： 碳单质家族 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。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。分子形似足球，被形象地称为“足球烯”。 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，使用中要远离火源。 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。科学家在一定条件下可以选取石墨烯片段包裹成足球烯，也可以将片段卷起来得到碳纳米管。 请根据上述材料回答下列问题： （1）在一定条件下，石墨可转变为金刚石。这一变化是 变化。 （2）写出的一种物理性质 ，推测的一种化学性质 （用符号表达式表示）。 （3）碳纳米管的弹性较好、易于弯曲，这些性质都源于它是 结构。 （4）石墨烯的优良性能决定它的用途是 （写出一条）。 【答案】（1）化学 （2）常温下是紫红色晶体，具有金属光泽 （3）管状 （4）可用于透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面 【解析】（1）在一定条件下，石墨可转变为金刚石，该过程中有新物质生成，属于化学变化； （2）物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫做物理性质，则由题干信息可知，C60的物理性质是：常温下是紫红色晶体，具有金属光泽； 由题干信息可知，在使用中要远离火源，说明具有可燃性，即在氧气中燃烧会生成二氧化碳，符号表达式为； （3）由题干信息可知，碳纳米管的弹性较好、易于弯曲，这些性质都源于它是管状结构； （4）由题干信息可知，石墨烯的优良性能决定它的用途是：可用于透明电极、太阳能电池、传感器、手机屏幕等方面。 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题3 结构多样的碳单质 第1课时 碳元素何以组成多样的碳单质 分层作业 项目学习小组在学习了碳的知识后，做了如图甲所示的家庭小实验，回答下列小题。 1．家庭小实验是化学学习的有益拓展。在实验中我们可以选用生活用品来代替一些化学仪器。下列物品不能代替相应化学仪器的是 A．陶瓷水杯——量筒 B．医用注射器——分液漏斗 C．眼药水瓶——滴管 D．蜡烛——酒精灯 2．图乙碳纳米管是一种由碳原子构成的直径为几纳米(1nm=10-9m)的空心管。下列说法错误的是 A．碳纳米管是一种新型的化合物 B．碳纳米管燃烧会产生二氧化碳 C．碳纳米管材料管道多，表面积大，吸附能力强 D．碳纳米管与石墨的原子排列方式不同 3.（25-26九年级上·吉林·月考）下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．氧气有助燃性，可用作燃料 B．石墨能导电，可用作润滑剂 C．氮气难溶于水，可用作保护气 D．活性炭具有吸附性，可用于除去冰箱中的异味 4．（25-26九年级上·安徽亳州·月考）物质的用途与性质密切相关。下列物质的用途与性质没有关联的是 选项 物质 性质 用途 A 石墨 可以燃烧 作石墨电极 B 干冰 升华吸热 人工降雨 C 活性炭 吸附性强 消除异味 D 一氧化碳 还原性 冶炼金属 5．（25-26九年级上·河北石家庄·期中）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，物理性质却有明显差异。其原因是 A．构成它们的原子大小不同 B．金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同 C．金刚石和石墨由不同的原子构成 D．构成它们的原子数目不同 6．（25-26九年级上·广东江门·期中）下列物质的用途中，主要利用其化学性质的是 A．煤油作为温度计的测温材料 B．木炭用作燃料 C．石墨用于制铅笔芯 D．干冰用作制冷剂 7．（24-25九年级上·安徽阜阳·阶段练习）研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管制造的，其导热效率约为铜的七倍，坚固程度为钢的十倍。下列说法正确的是 A．“超级黑”说明碳单质都呈黑色 B．“超级黑”的结构和性质与金刚石相似 C．“超级黑”是一种新型化合物 D．“超级黑”在一定条件下能够燃烧 8.（25-26九年级上·全国·课后作业）下面是几种含碳物质的结构示意图，图中小球均代表碳原子。 （1）乙属于 （填“单质”或“化合物”）。 （2）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 （写出一条即可）。 9．（25-26九年级上·甘肃平凉·期中）化学与生活密切相关，请从下列物质中选择相应的字母填空。 A．活性炭   B．金刚石   C．稀有气体   D．水蒸气   E．氧气 （1）能用于医疗急救的是 ； （2）可使空气中的饼干逐渐变软的是 ； （3）可用于电光源的是 ； （4）可用于切割玻璃的是 ； （5）可用来填充防毒面具的是 。 10.认真阅读下列材料，回答下列问题 石墨烯是目前已知最薄、最坚硬的材料，它的熔点高达3000℃，具有优良的导电、导热性能。2004年，科学家从石墨中剥离出仅由一层碳原子构成的物质，这就是石墨烯。目前常用的制备方法是氧化石墨还原法，石墨片与浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾等反应，再经过超声处理得到氧化石墨烯，最后通过还原得到石墨烯。 （1）石墨烯具有的物理性质是 （写一点即可）。 （2）石墨烯属于 （填“单质”、或“化合物”）。 1．碳单质在科技创新中应用前景非常广泛。下列说法正确的是 A．石墨转化为金刚石是物理变化 B．从石墨上剥离出的单层石墨烯属于化合物 C．充分燃烧后可转化为二氧化碳 D．金刚石与石墨的碳原子排列方式不同，两者的化学性质不同 2．（25-26九年级上·福建福州·期中）我国科学家合成了全新分子—C6，开创了“表面合成极小尺寸分子碳”的新范式。下列有关C6的说法中，正确的是 A．属于新型化合物 B．该物质由6个碳原子构成 C．相对分子质量为72 D．与木炭的性质完全相同 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一，由碳元素组成的单质有很多，部分碳单质的结构如下图。完成下面小题。 3．关于碳单质的说法错误的是 A．石墨和金刚石由不同种原子构成 B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．石墨很软且有滑腻感 D．活性炭可用于制糖工业 4．石墨烯是目前最薄，传导电子速度最快的材料，关于石墨烯的说法错误的是 A．完全燃烧的产物为CO2 B．常温下化学性质稳定 C．具有导电性 D．碳元素的化合价为＋4 5．（2025·广东深圳·一模）“见微知著，睹始知终”的智慧可用于化学学习。下图为碳单质的结构示意图，相关说法正确的是 A．六种碳单质都是由碳原子直接构成的 B．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 C．六种物质含有同种原子，但原子的排列方式不同 D．金刚石非常坚硬，除它之外，其余物质都能在氧气中燃烧 6．（24-25九年级下·河南南阳·阶段练习）以2025年亚冬会吉祥物“滨滨”和“妮妮”为原型设计的石墨烯贺岁公仔，由于添加了石墨烯发热材料，为哈尔滨的严寒增添了暖意。下列关于石墨烯的说法错误的是 A．石墨烯不能导电 B．石墨烯是一种非金属单质 C．石墨烯在氧气中燃烧可生成 D．石墨烯的硬度大于金刚石 7.（24-25九年级上·重庆·月考）中科院的研究人员成功合成了一种类似金刚石结构的物质——“碳”，下列有关“碳”的说法不正确的是 A．属于单质 B．硬度很小 C．由原子直接构成 D．常温下化学性质稳定 8．（2025·山东临沂·二模）锂电池在多种场景有广泛的应用，生产该电池时，为了提高电池的性能需添加适量的石墨稀(如图2)作导电剂。锂元素在元素周期表中的信息如图1，石墨烯的含量对电阻的影响如图3，下列说法中正确的是 A．生产电池时石墨烯含量越高，电池的导电性能越好 B．锂原子核内有3个中子 C．锂原子的最外层电子数是1 D．石墨烯是新型化合物 9.（25-26九年级上·江苏·阶段练习）“见著知微，见微知著”是化学的思维方法。 （1）化学上“Cu”能表示单质铜，表示铜元素，还能表示 。 干冰是二氧化碳的固体形式。熔点是-57℃，沸点是-78.5℃，干冰在室温环境中由于温差太大，吸收大量的热从固态不经过液态直接变成气态。 （2）干冰由 (填“分子、原子或离子”)构成。 （3）干冰是优良的制冷剂，可用来保藏易腐烂的食品，其原因是___________。 A．干冰是固体 B．干冰升华时吸热 C．干冰升华后无残留 D．干冰比空气重 （4）镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和一种黑色粉末单质，写出该反应的文字或符号表达式 。 足球烯是近些年科学家们发现的一类物质，因形状像足球而得名，其中一种化学式是C60(如图3)。 （5）物质的性质决定用途，用途反映物质的性质。金刚石可以用作钻头、切割玻璃等，是因为金刚石具有的性质是 。石墨很软，有滑腻感、优良的导电性，因此石墨可以用于 。 （6）下列关于的说法正确的是___________。 A．一个分子中含有60个碳原子 B．相对分子质量是720 C．它是一种单质 10．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期中）阅读下面科普短文，回答问题。 自然界中，天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期，科学家在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷(CH4)气体，硅(Si)与甲烷气体在一定条件下反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C)，石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。 （1）从宏观上看，甲烷由 (填元素的名称)元素组成。 （2）从微观上看，金刚石由 (填微粒的名称)构成。 （3）硅和甲烷反应的化学反应符号表达式为 。 （4）图2变化的微观实质是碳原子重新排列，该变化是 (填物理变化或化学变化)。 （5）通过图2可知相同的元素 (填能或不能)组成不同的单质。 1．“碳海绵”是已知最轻的固体材料，密度仅0.16mg•cm-3，是一种良好的绝缘材料，其主要成分是石墨烯和碳纳米管等。下列关于“碳海绵”性质的推测不正确的是 A．“碳海绵”能浮在水面上 B．“碳海绵”是一种新型的化合物 C．“碳海绵”不易导电 D．“碳海绵”燃烧会产生二氧化碳 2.（25-26九年级上·安徽芜湖·月考）我国科研团队在高温、高压条件下利用石墨合成六方金刚石，其具有极高的硬度和良好的热稳定性。下列说法正确的是 A．六方金刚石和石墨的元素组成不同 B．六方金刚石中的碳原子停止运动 C．六方金刚石可用于裁玻璃 D．六方金刚石在常温下化学性质活泼 3．（25-26九年级上·全国·单元测试）下列对一些事实的解释错误的是 事实 解释 A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下碳的化学性质稳定 B 石墨能够做干电池电极材料 石墨具有优良的导电性 C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性 D 制糖工业中用活性炭做脱色剂制白糖 活性炭具有吸附性 4.（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期末）金刚石和石墨的微观结构如图，下列有关说法正确的是 A．金刚石和石墨的组成元素不相同 B．构成金刚石和石墨的原子大小不同 C．金刚石和石墨的化学性质相似，物理性质差别很大 D．石墨能导电，所以石墨是金属 5.请根据材料回答下列问题： 碳单质家族 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。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。分子形似足球，被形象地称为“足球烯”。 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，使用中要远离火源。 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。科学家在一定条件下可以选取石墨烯片段包裹成足球烯，也可以将片段卷起来得到碳纳米管。 请根据上述材料回答下列问题： （1）在一定条件下，石墨可转变为金刚石。这一变化是 变化。 （2）写出的一种物理性质 ，推测的一种化学性质 （用符号表达式表示）。 （3）碳纳米管的弹性较好、易于弯曲，这些性质都源于它是 结构。 （4）石墨烯的优良性能决定它的用途是 （写出一条）。 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $