第22讲 碳单质的多样性（一）（暑假培优讲义）新九年级化学新教材人教版

第22讲 碳单质的多样性（一） 内容导航 暑期启航·目标明确：暑期提前规划学习任务，明确阶段目标与提升路径 新知先修·体系构建：提前预习核心知识内容，梳理知识脉络，搭建完整框架 重点突破·方法培优：聚焦重难点知识突破，提炼解题思路，培养高效方法 典例精研·即时提升：精选典型例题深度讲解，掌握解题规律，实现即时提升 分层精练·培优拓展：基础巩固与培优拓展结合，分层训练提升综合应用能力 1．知道金刚石和石墨的物理性质和主要用途。 2．了解金刚石和石墨在结构上的差异性，初步形成“性质决定用途”的化学观念。 3．知道不同种元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质，感受物质的多样性。 透明的金刚石、灰黑色的石墨和分子结构与足球相似的C60都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质存在明显差异，原因是它们的原子排列方式不同。 重点01 金刚石 1．金刚石 金刚石 结构 化学式 构成微粒 物理性质 C 由碳原子构成 无色透明的固体，天然存在的最硬的物质。 2．金刚石的物理性质与用途 物理性质 对应的用途 无色透明的固体，折光性好 制装饰品——钻石； 天然存在的最硬的物质 裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、制钻头； 特殊条件下制备的金刚石薄膜 透光性好、硬度大； 用作透镜等光学仪器的涂层； 导热性好 用于集成电路基板散热。 重点02 石墨 1．石墨 石墨 结构 化学式 构成微粒 物理性质 C 由碳原子构成 灰黑色、有金属光泽的固体；很软，有滑腻感；熔点高，有优良的导电性能。 2．石墨的物理性质与用途 物理性质 对应的用途 灰黑色固体、很软，有滑腻感 制铅笔芯 有优良的导电性 做电极 有优良的导电性、有滑腻感、熔点高 做高铁列车的受电弓滑板 熔点高，耐高温 做坩埚 熔点高，有滑腻感 做机械高温润滑剂 【方法技巧】 1．同种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物。（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。 2．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。 3．木炭、焦炭、活性炭和炭黑 （1）木炭、焦炭、活性炭和炭黑的主要成分是碳单质，结构与石墨类似。 （2）木炭、活性炭有疏松多孔的结构，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭强。 （3）活性炭的应用： ①可用于防毒面具中吸附毒气； ②制糖业中脱色生产白糖； ③城市污水、工业废水和饮用水的深度净化； ④吸附室内装修产生的有害气体； ⑤冰箱除臭剂。 防毒面具 冰箱除臭剂 环保活性炭包 【易错提醒】 （1）活性炭、木炭的吸附性是物理性质而不是化学性质。 （2）“碳”和“炭”的区别： “碳”是元素名称，常在书写碳元素单质和含有碳元素化合物的名称时使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸、碳氢化合物 “炭”表示由碳元素组成的具体物质。只在书写“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”这些名称时用。 重点03 C60 1．C60的结构：C60由C60分子构成，每个C60分子是由60个碳原子构成的，C60分子结构形似足球。 C60的分子结构和足球相似 2．C60的性质和应用： 化学式 构成微粒 物理性质 应用 C60 由C60分子构成 C60独特的分子结构决定了它具有一些特殊的物理和化学性质。 超导、催化、能源及医学领域等。 3．拓展延伸：新形态存在的碳单质 （1）碳纳米管：直径几纳米~几十纳米，具有尺寸小，机械强度高、导电性好等特点，可应用于材料、催化、信息等领域。 （2）石墨烯：目前世界上人工制得的最薄的材料，有优异的导电、导热性等。 （3）石墨炔、T-碳等。 考向01 金刚石、石墨和C60 【典例01】（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）金刚石与石墨的结构如图所示（小圆圈代表碳原子）。下列关于金刚石和石墨的说法正确的是 A．金刚石和石墨都具有良好的导电性 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．在高温、高压和催化剂的条件下，石墨可以合成金刚石，这一变化属于化学变化 【答案】D 【详解】A、石墨具有良好的导电性，而金刚石几乎不导电， 错误； B、金刚石和石墨的化学式都为C，但它们的原子排列方式不同，属于不同的物质，错误； C、金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，导致它们的物理性质差异很大，比如金刚石硬度大，石墨质软等，错误； D、在高温、高压和催化剂的条件下，石墨合成金刚石，有新物质金刚石生成，这一变化属于化学变化， 正确。 故选D。 【即时提升1-1】（25-26九年级上·河南漯河·期中）金刚石、石墨、碳纳米管等碳单质具有多样性和不同的物理性质，其主要原因是 A．各物质中，原子的排列方式不同 B．各物质中，原子的核外电子排布不同 C．各物质中，元素组成不同 D．各物质中，原子的最外层电子数不同 【答案】A 【详解】金刚石、石墨、碳纳米管等都是由碳元素组成的单质，它们物理性质不同的主要原因是原子的排列方式不同，碳原子的核外电子排布、最外层电子数是一样的。 故选A。 【即时提升1-2】（24-25八年级下·山东淄博·期末）随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是 A．石墨和石墨烯是同种物质 B．金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的 C．石墨和石墨烯都具有优良的导电性，属于化学性质 D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同 【答案】D 【详解】A.石墨和石墨烯虽然都是由碳原子构成，但石墨是层状结构，而石墨烯是单层碳原子构成，两者的碳原子排列方式不同，属于两种不同物质，故A 错误； B.金刚石和石墨是由碳原子直接构成的，而C60 是由C60分子构成的，故B错误； C.石墨和石墨烯都具有优良的导电性，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，而不是化学性质，故C错误； D.金刚石和石墨的物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同，故D正确； 故选：D。 考向02 结构、性质和用途的关系 【典例02】下列物质的性质和用途的对应关系，正确的是 A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 B．石墨具有导电性，可制作铅笔芯 C．炭黑具有可燃性，可制作墨水 D．木炭具有吸附性，可用作燃料 【答案】A 【详解】本题考查物质的性质与用途的对应关系。以下对每个选项进行分析，基于初中化学知识点（如碳的同素异形体性质），确保对应关系正确。 A. 金刚石硬度大，可用于切割玻璃。金刚石是碳的同素异形体，其结构中碳原子排列紧密，导致硬度极大（天然存在的最硬物质）。因此，利用其硬度大的性质，常用于切割玻璃、大理石等硬物。对应关系正确。故A说法正确； B. 石墨具有导电性，可制作铅笔芯。石墨是碳的同素异形体，具有导电性（因层状结构中电子可移动），但制作铅笔芯主要利用石墨的质软、滑腻性，能在纸上留下痕迹。导电性常用于电池电极等，与铅笔芯无关。因此，性质和用途不匹配。故B说法错误； C. 炭黑具有可燃性，可制作墨水。炭黑是碳的一种形式，具有可燃性（因含碳元素），但制作墨水是利用炭黑的颜色黑、稳定性好，作为颜料或着色剂。可燃性不是制作墨水的依据，反而墨水需要不易燃烧。因此，对应关系错误。故C说法错误； D. 木炭具有吸附性，可用作燃料。木炭是木材干馏得到的碳，具有吸附性（多孔结构可吸附气体或色素），常用于除臭或净水。但用作燃料是利用其可燃性（燃烧放热），吸附性与燃料用途无关。因此，对应关系错误。故D说法错误； 故选：A 【即时提升2-1】（2026·湖南长沙·三模）物质的性质很大程度上决定了物质的用途。下列有关碳单质的性质说法正确的是 A．金刚石具有导电性，可用于制作钻头 B．石墨质地柔软、灰黑色，可用于制作铅笔芯 C．活性炭有可燃性，可用于防毒面具 D．木炭具有吸附性，可用于冶炼金属 【答案】B 【详解】A.金刚石可制作钻头是因为硬度极高，且金刚石几乎不导电，错误。 B.石墨质地柔软、呈灰黑色，划过物体表面会留下深灰色痕迹，因此可制作铅笔芯，正确。 C.活性炭用于防毒面具是利用其强吸附性吸附有毒气体，和可燃性无关，错误。 D.木炭用于冶炼金属是利用其还原性，可将金属氧化物还原为金属单质，和吸附性无关，错误。 【即时提升2-2】（24-25九年级下·山东烟台·期末）金刚石、石墨、活性炭、炭黑都是碳家族的重要成员。下列认识错误的是 A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来切割玻璃 B．石墨有金属光泽，有滑腻感，可以做润滑剂 C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质 D．炭黑制墨所书字画历经千年不褪色说明常温下其性质稳定 【答案】C 【详解】A、金刚石是碳元素的一种单质，是天然存在的最硬物质。这一性质使其常用于切割玻璃、大理石等硬物。该选项描述正确，不符合题意； B、石墨是碳元素的一种单质，有金属光泽和滑腻感。这一特性使石墨在工业中常用作固体润滑剂，该选项描述正确，不符合题意； C、活性炭是碳元素的一种多孔结构，能通过物理吸附作用吸附色素、异味、有毒气体等杂质。但活性炭的吸附是选择性的，不能吸附所有物质，例如它无法有效吸附水中的溶解盐类（如食盐）或某些离子化合物。因此，“可以吸附所有物质”的说法过于绝对，是错误的，符合题意； D、炭黑是碳元素的一种细小颗粒形式，在常温下不易与其他物质（如氧气、水）发生化学反应，因此性质稳定。用炭黑制成的墨汁书写字画能长久保存而不褪色，正是这一稳定性的体现。该选项描述正确，不符合题意； 故选：C。 考向03 根据新信息判断碳单质的性质 【典例03】 （2026·广东揭阳·模拟预测）石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有优异的导电、导热性能。下列关于石墨烯的说法错误的是 A．石墨烯属于单质 B．石墨烯与金刚石、C60都是碳原子构成 C．石墨烯充分燃烧的生成物与石墨相同 D．石墨烯可用于制作柔性电子显示屏 【答案】B 【详解】A.石墨烯是仅由碳元素组成的纯净物，属于碳单质，说法正确。 B.金刚石、石墨烯由碳原子直接构成，但是由分子构成的，并非由碳原子直接构成，说法错误。 C.石墨烯和石墨都属于碳单质，完全燃烧的生成物都是二氧化碳，产物相同，说法正确。 D.石墨烯具有优异的导电性，且为单层片状结构具备柔性，可用于制作柔性电子显示屏，说法正确。 【即时提升3-1】我国科学家将金刚石中的每个碳原子用一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成了用途更为广泛的“T-碳”(如图)。下列关于“T-碳”的说法正确的是 A．“T-碳”与金刚石是同一种物质 B．“T-碳”充分燃烧生成二氧化碳 C．“T-碳”是一种新型化合物 D．“T-碳”是由四个碳原子构成的 【答案】B 【详解】A. T-碳与金刚石的碳原子的排列方式不同，属于不同物质，错误； B. T-碳是仅由碳元素组成的碳单质，碳单质充分燃烧生成，正确； C. 解析见B，错误； D. 四个碳原子构成的正四面体是T-碳的结构单元，宏观的T-碳由大量该单元聚集构成，并非仅由4个碳原子构成，错误。 【即时提升3-2】（2026·福建厦门·模拟预测）我国科学家许维带领的团队于2025年4月成功合成全新分子，开创“表面合成极小尺寸分子碳”新范式，该分子的衍生物可用于光开关和光子器件。下列有关的说法中，正确的是 A．属于一种新型、被确定结构的化合物 B．每个分子由6个碳原子构成 C．其光电领域的应用由其物质组成决定 D．难与反应生成碳的氧化物 【答案】B 【详解】A.化合物是由两种及以上元素组成的纯净物，仅由碳元素一种元素组成，属于单质，不属于化合物，该选项错误。 B.化学式的微观含义表明，1个分子由6个碳原子构成，该选项正确。 C.物质的用途由其性质决定，而非仅由组成决定（如金刚石和石墨均只含碳元素，但结构不同、性质不同、用途不同），该选项错误。 D.碳单质具有可燃性，点燃条件下可与反应生成或等碳的氧化物，该选项错误。 基础巩固 1．（24-25九年级上·广东惠州·阶段检测） （24-25九年级下·山东烟台·期中）下列有关金刚石、石墨和C60说法不正确的是 A．金刚石是天然存在的最坚硬的物质 B．石墨具有良好的导电性，所以可以用于制造铅笔芯 C．C60由60个碳原子构成的分子 D．用石墨制备金刚石属于化学变化 【答案】B 【详解】A、金刚石是天然存在的最坚硬的物质，A 正确； B、石墨用于制造铅笔芯是因为石墨质软，能在纸上留下痕迹，不是因为导电性，B 错误； C、C60是由 60 个碳原子构成的分子，C 正确； D、石墨和金刚石是不同物质，用石墨制备金刚石有新物质生成，属于化学变化，D 正确。 故选B。 36．（24-25八年级下·山东淄博·期末）石墨可用于制造高铁列车的受电弓碳滑板，受电弓碳滑板是高铁列车与正线接触网直接接触的重要受流部件，安装在受电弓的最上部（如图所示）。石墨的下列性质与此应用无关的是 A．滑腻感 B．金属光泽 C．导电性 D．熔点高 【答案】B 【详解】高铁列车依靠车顶的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，石墨可用于制造受电弓滑板，说明石墨具有良好的导电性、滑腻感，同时摩擦会产生热量，说明石墨熔点高。该用途与石墨具有金属光泽无关。故选B。 25．（2025·湖南长沙·二模）下列有关“碳家族”成员的说法中，错误的是 A．石墨导电性好，可作电池的电极 B．木炭具有可燃性，可用作燃料 C．金刚石硬度大，可制成铅笔芯 D．活性炭吸附性强，可作冰箱除味剂 【答案】C 【详解】A、石墨具有导电性，则可作电极，该选项说法正确； B、木炭具有可燃性，可用作燃料，该选项说法正确； C、金刚石硬度大，则可用于切割玻璃，而不能作铅笔芯，该选项说法错误； D、活性炭疏松多孔，具有吸附性，能吸附颜色和异味，则可作冰箱除味剂，该选项说法正确。 故选C。 26．（2025·甘肃陇南·三模）如图为碳单质在生产、生活中的应用，下列说法中正确的是 A．①体现了金刚石的熔点高 B．②是碳纳米管的实际应用 C．③体现了石墨的绝缘性好 D．④体现了活性炭疏松多孔的结构 【答案】D 【详解】A、①中利用金刚石切割玻璃，体现的是金刚石硬度大的性质，而不是熔点高，错误； B、②中展示的是铅笔芯，铅笔芯主要成分是石墨，并非碳纳米管的实际应用，错误； C、③中用石墨作电极，体现的是石墨的导电性良好，而不是绝缘性好，错误； D、④中利用活性炭吸附异味，是因为活性炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性，正确。 故选D。 27．（2025·山东青岛·二模）由碳元素形成的单质有很多种，如金刚石、石墨和等。下列有关碳单质的说法中正确的是 A．金刚石和石墨都是黑色固体 B．金刚石、石墨、都由原子直接构成 C．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳 D．金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同 【答案】D 【详解】A、金刚石是无色透明的固体，石墨是深灰色、有金属光泽的固体，说法错误，不符合题意； B、金刚石、石墨都由碳原子构成，由分子构成，说法错误，不符合题意； C、碳单质具有可燃性，在空气中充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，说法错误，不符合题意； D、金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同，说法正确，符合题意。 故选：D。 30．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）下列物质的用途错误的是 A．石墨用于干电池电极 B．金刚石用于裁玻璃 C．炭黑和黏土用于作铅笔芯 D．氮气用于食品包装内作保护气 【答案】C 【详解】A、石墨能导电，可用于干电池电极，故A正确； B、金刚石硬度大，可用于裁割玻璃，故B正确； C、铅笔芯的主要成分是石墨和黏土，故C错误； D、氮气的化学性质稳定，可用于食品包装内作保护气，故D正确。 故选C。 31．（2025·福建福州·二模）南开大学使用高压合成技术制备出新型“石墨-金刚石”复合材料，兼具石墨的导电与金刚石的超硬特性。以下说法正确的是 A．该材料具有绝缘性 B．该材料仅含碳元素，属于纯净物 C．金刚石由碳原子构成 D．石墨转化成金刚石发生物理变化 【答案】C 【详解】A、石墨本身具有导电性，题干明确指出复合材料保留了石墨的导电性，因此材料不可能绝缘。A错误； B、石墨和金刚石是由碳元素组成的不同种单质，该材料虽然只含碳元素，但是由两者物质组成的，仍属于混合物。B错误； C、金刚石由碳原子直接构成的。C正确； D、石墨和金刚石是由碳元素组成的不同种单质，石墨转化成金刚石，生成新物质，属于化学变化。D错误； 故选C。 12．（25-26九年级上·云南德宏·期末）“碳纳米泡沫”是一种纯碳新材料，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约6~9nm。下列叙述不正确的是 A．“碳纳米泡沫”和金刚石的化学性质相似 B．“碳纳米泡沫”完全燃烧的产物是CO2和H2O C．“碳纳米泡沫”可用于冶炼金属 D．“碳纳米泡沫”属于纯净物 【答案】B 【详解】A. “碳纳米泡沫”和金刚石均由碳元素组成，属于碳的同素异形体，化学性质相似，该项正确； B. 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，“碳纳米泡沫”中不含氢元素，完全燃烧产物不可能生成水，该项错误； C. 碳单质具有还原性，高温下能还原金属氧化物，可用于冶炼金属，该项正确； D. “碳纳米泡沫”只由一种物质组成，属于纯净物，该项正确； 故选 B。 32．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）下列物质的用途错误的是 A．石墨做铅笔芯 B．焦炭用于防毒面罩 C．金刚石用来裁玻璃 D．石墨作电极 【答案】B 【详解】A、石墨质软，且是灰黑色，容易留下痕迹，可用于制铅笔芯，故选项物质的用途正确； B、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附有毒物质，可用于防毒面罩，而不是焦炭，故选项物质的用途不正确； C、金刚石是天然存在最硬的物质，可用来做玻璃刀，可用于裁玻璃，故选项物质的用途正确； D、石墨具有导电性，可用作电极，故选项物质的用途正确。 故选B。 15．（25-26九年级上·四川绵阳·期末）石墨烯是目前最薄、最坚硬、导电导热性能优异的材料。如图所示，石墨烯中的碳原子在同一平面上以正六边形相互结合形成片状结构。下列关于石墨烯的说法中，不正确的是 A．石墨烯属于新型化合物 B．在一定条件下，石墨烯能够燃烧 C．石墨烯中每1个碳原子连接3个碳原子 D．常温下石墨烯的化学性质稳定 【答案】A 【详解】A、石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质，并非新型化合物，故A选项符合题意； B、石墨烯是碳的单质，碳单质在一定条件下能够燃烧，故B选项不符合题意； C、由石墨烯中的碳原子在同一平面上以正六边形相互结合形成片状结构可知，石墨烯中每1个碳原子连接3个碳原子，故C选项不符合题意； D、碳单质在常温下化学性质稳定，石墨烯是碳的单质，所以常温下石墨烯的化学性质稳定，故D选项不符合题意。 故选A。 19．（25-26九年级上·广东佛山·阶段检测）随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是 A．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 B．金刚石、石墨、都是由碳原子构成的 C．石墨烯和石墨炔都不能燃烧 D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同 【答案】D 【详解】A、石墨、石墨烯和石墨炔均由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，不是同种物质，A错误； B、金刚石、石墨都由碳原子构成，C60由C60分子构成，B错误； C、石墨烯和石墨炔都是碳单质，都具有可燃性，C错误； D、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，D正确。 故选D。 20．（25-26九年级上·安徽芜湖·阶段检测）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 【详解】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。 25．（2025·安徽淮北·一模）梵塔黑是一种超黑涂层材料，是用碳纳米管制造的新型材料，吸光率高达，可用于改进光学仪器的灵敏度，也可用于军事用途。下列说法中错误的是 A．低温下，碳纳米管中的碳原子之间没有间隔 B．在一定条件下，梵塔黑和金刚石可以相互转化 C．梵塔黑具有可燃性 D．梵塔黑可用于军事伪装，使军用装备在光学探测下难以被发现 【答案】A 【详解】A、所有物质微粒（包括原子）之间都存在间隔，低温仅缩小间隔而非消除，错误； B、梵塔黑（碳纳米管）与金刚石均为碳的同素异形体，条件合适时可相互转化，正确； C、碳单质普遍可燃，梵塔黑作为碳材料具有可燃性，正确； D、高吸光率特性使其能吸收光线，降低反射，符合军事伪装用途，正确。 故选A。 13．新型材料、新型能源的应用，是人类共同关注的问题。 Ⅱ、碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。下图为金刚石、石墨、和石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子。 (1)金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是 。 (2)科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片（也称石墨烯），石墨烯是由碳原子形成的六元环呈蜂窝状的二维结构。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家们不断去探索。在石墨烯中，每个碳原子连接 个六元环。 【答案】(1)原子排列方式不同 (2)3或三 【详解】（1）金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的，碳原子本身没有大小之分，金刚石、石墨和C60的物理性质有很大差异，原因是原子的排列方式不同； （2）如图可知，在石墨烯中，每个碳原子连接3个六元环。 14．（25-26八年级下·山东德州·期中）文房四宝—笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展史上发挥了重要作用。 (1)在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的___________(填字母)有相似之处。 A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 (2)松烟制墨作画，其中墨迹经百年不变色的原因是___________。 (3)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的___________性。 (4)紫端砚石为富铝、钾、铁的硅酸盐类岩石，其中铝、钾、铁、硅是指___________。 (5)《抱朴子》中称金刚石“体似紫石英，可以刻玉”，这体现了金刚石___________的物理性质。其与“墨”物理性质有很大差异的原因是___________。 【答案】(1)B (2)碳单质常温下化学性质稳定 (3)吸附 (4)元素 (5) 硬度大 碳原子的排列方式不同 【详解】（1）过滤是分离不溶性固体与液体的实验操作，竹帘捞纸是将固体纸纤维与纸浆中的液体分离，原理和过滤一致，因此选B。 （2）墨的主要成分为碳单质，常温下碳的化学性质稳定，不易与其他物质发生反应，因此墨迹可长时间不变色。 （3）竹炭有疏松多孔的结构，具备吸附性，可吸附异味，因此填吸附。 （4）物质由元素组成，题干描述的是岩石的宏观组成，因此铝、钾等指元素。 （5）金刚石能刻玉说明其硬度远大于玉，体现硬度大的物理性质；金刚石和墨的主要成分均为碳单质，物理性质差异大的原因是碳原子的排列方式不同。 15．（25-26八年级下·山东济宁·期中）碳是人类接触得最早、利用得最多的元素之一，请据图回答： (1)碳元素在元素周期表中的信息如图甲所示，碳的元素符号为___________。 (2)小小足球牵动着亿万球迷的心，而化学中也有一种形似足球的物质(如图乙)，其化学式为___________，该物质由___________(填“原子”或“分子”)构成。 (3)炭雕(如图丙)是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合。由于活性炭具有___________的结构而具有超强的___________能力，所以既可以净化室内空气，又可以美化居住环境。 (4)图丁表示的物质的名称是___________，是天然存在最___________的物质。 (5)图乙、丁、戊表示的物质都是碳元素组成的单质，但其物理性质存在较大差异，原因是___________。 【答案】(1)C (2) 分子 (3)疏松多孔 吸附 (4) 金刚石 硬 (5)碳原子的排列方式不同 【详解】（1）元素周期表单元格中右上角的符号为对应元素的元素符号，碳的元素符号为C。 （2）图乙为足球烯，化学式为，该物质由分子构成。 （3）活性炭具有疏松多孔的结构，因此有很强的吸附能力，可吸附有害气体、异味，用于净化空气。 （4）图丁是正四面体空间网状结构，为金刚石的结构，金刚石是天然存在的硬度最大的物质。 （5）碳的几种单质均由碳元素组成，物理性质差异大的本质原因是内部碳原子的排列方式不同。 培优拓展 16．（2025·福建·中考真题）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 【详解】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。 17．（24-25八年级下·山东威海·期中）石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。下图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是 ①三者物理性质差异很大，是因为碳原子内部结构不同 ②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同 ③金刚石和石墨是组成相同但结构不同的两种物质 ④石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似 ⑤石墨转化为金刚石是物理变化 A．④⑤ B．①④ C．①④⑤ D．②③④ 【答案】C 【详解】①金刚石、石墨和石墨烯三者物理性质差异很大，是因为碳原子的排列方式不同，而不是碳原子内部结构不同，说法错误； ②三种物质都是由碳元素组成的单质，分别在足量的氧气中完全燃烧都生成二氧化碳，产物相同，说法正确； ③金刚石和石墨都由碳元素组成，但它们碳原子排列方式不同，是组成相同但结构不同的两种物质，说法正确。 ④石墨烯有超强的导电性和导热性，这体现的是石墨烯的物理性质，且石墨烯属于非金属单质，其化学性质与金属不相似，说法错误。 ⑤石墨和金刚石是不同的物质，石墨转化为金刚石有新物质生成，属于化学变化，说法错误。 综上，①④⑤说法不正确。 故选 C。 18．（2026·安徽·二模）某活性炭再生工艺流程中，活性炭微观结构变化示意图如图（流程中排出物质的后续处理未标注），下列有关说法错误的是 A．“干燥”过程中排出的为，该过程属于物理变化 B．“炭化”过程中大量有机物分解排出，该过程发生了化学变化 C．“加水活化”过程中，活性炭与水蒸气发生反应，可进一步疏通孔隙 D．再生后的活性炭吸附能力完全恢复，可无限次循环使用 【答案】D 【详解】A.失效活性炭孔隙中堵塞的水在干燥时会汽化排出，因此为，该过程仅为水的状态变化，无新物质生成，属于物理变化，故选项说法正确； B.隔绝空气条件下，堵塞孔隙的有机物发生分解反应，有新物质生成，属于化学变化，故选项说法正确； C.隔绝空气时，活性炭与水蒸气发生反应，在活性炭内部形成更多的孔隙，故选项说法正确； D.活性炭再生过程中，炭化、活化步骤会造成部分碳的损耗，再生后吸附能力无法完全恢复，也不能无限次循环使用，故选项说法错误。 19．（2026·山西长治·二模）下列物质的用途与性质对应正确的是 A．石墨作电极利用其硬度大 B．金刚石用于电钻的钻头利用其吸附性强 C．活性炭在防毒面具中吸附毒气利用其导电性好 D．木炭用作燃料利用其具有可燃性 【答案】D 【详解】A.石墨作电极是利用其优良的导电性，且石墨质软硬度小，性质和用途不匹配； B.金刚石是自然界天然存在的硬度最大的物质，用作钻头是利用其硬度大的性质，金刚石无吸附性，性质和用途不匹配； C.活性炭结构疏松多孔，具有强吸附性，防毒面具中吸附毒气是利用其吸附性，和导电性无关，性质和用途不匹配； D.木炭具有可燃性，燃烧时释放大量热量，可用作燃料，性质和用途匹配。 20．（2025·广东茂名·二模）金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的冰，原理如图。有关说法错误的是 A．金刚石和石墨物理性质存在明显差异是由于原子排列方式不同 B．根据上述用途可推测金刚石硬度大 C．水转化为“热冰”过程中分子体积变小 D．“热冰”和水所含的分子化学性质相同 【答案】C 【详解】A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子的排列方式不同，导致它们的物理性质存在明显差异，故选项说法正确； B、金刚石用于“对顶砧”技术，可推测其硬度大，故选项说法正确； C、水转化为“热冰”过程中，是分子间的间隔变小，而不是分子体积变小，故选项说法错误； D、“热冰”和水都是由水分子构成，同种分子，化学性质相同，故选项说法正确； 故选：C。 21．（2026·安徽·一模）中国科学家成功制备出石墨双炔包覆的锑纳米空心立方盒，其可用作钠离子电池负极材料。石墨烯和石墨双炔均由碳原子构成，具有优良的导电性，它们的结构如图。下列说法不正确的是 A．石墨烯和石墨双炔均可作电极材料 B．石墨烯和石墨双炔的组成元素相同 C．石墨烯和石墨双炔具有的优良导电性属于化学性质 D．二者完全燃烧都生成CO2 【答案】C 【详解】A、石墨烯和石墨双炔都具有优良导电性，符合电极材料的要求，可作电极材料，说法正确； B、石墨烯和石墨双炔均由碳原子构成，组成元素都只有碳元素，组成元素相同，说法正确； C、导电性不需要发生化学变化就可以表现出来，属于物理性质，说法错误； D、二者均为碳单质，碳单质完全燃烧的产物为CO2，说法正确。 22．（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 【详解】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。 23．（2026·上海徐汇·二模）化学气相沉积法可用于制备金刚石和石墨烯。如图所示，石墨烯是石墨“剥离”出的单层结构。 （1）金刚石可用于______。 A．吸附异味 B．制成墨水 C．切割玻璃 D．制成润滑剂 （2）金刚石和石墨的物理性质迥然不同，从微观角度解释原因__________。 【答案】（1）C （2）碳原子的排列方式不同 【解析】（1）A、活性炭具有吸附性，可吸附异味，不符合题意； B、炭黑常温下化学性质稳定，可制成墨水，不符合题意； C、金刚石是天然存在的硬度最高的物质，可用于切割玻璃，符合题意； D、石墨具有滑腻感，可用作润滑剂，不符合题意。 （2）金刚石和石墨均由碳元素组成，二者微观上碳原子的排列结构存在差异，金刚石是空间网状结构，石墨是平面层状结构，因此物理性质区别很大。 24．（2025·海南·三模）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)从微观上看，石墨与金刚石结构上的区别是_______。 (2)图1生成石墨的化学方程式为_________。 (3)金刚石薄膜的性质有________。 【答案】(1)碳原子的排列方式不同 (2)Si+CH4SiH4+C (3)具有良好的光学透明性（或高度的化学稳定性，答一点即可） 【详解】（1）根据图示，金刚石中碳原子的排列方式为立体网状结构，石墨中碳原子的排列方式为层状结构，二者碳原子的排列方式不同。 （2）图1中硅与甲烷在一定条件下反应生成四氢化硅（SiH4）和石墨，反应的化学方程式为: 。 （3）根据题文可知，金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性。 25．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）阅读科普短文，回答问题。 材料一：石墨烯（C）是从石墨材料中剥离出来的碳单质。石墨烯导电性比银还强，可用于芯片电路板的导电层，提升电子设备的信号传输效率。纺纱面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，促进新陈代谢。另外石墨烯还能影响菌体的正常代谢，从而使菌体无法吸收养分直至死亡，不同面料中掺入石墨烯后的抗菌效果如图1所示。 材料二：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，科学家在一定条件下，通入甲烷()气体，硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅()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2所示。 (1)石墨烯与金刚石都是由_______构成的碳单质。 (2)由图1可知，将石墨烯掺入_______混纺纱面料后，对白色念珠菌抑菌效果更好。 (3)下列关于石墨烯的相关认识正确的有 （填字母）。 A．石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体为人体供暖 B．石墨烯可用于芯片电路板的导电层，是因为有优良的导电性 C．面料的抑菌率与菌群种类无关 (4)图2在一定条件下生成石墨的化学方程式为_______。 【答案】(1)碳原子 (2)棉 (3)AB (4) 【详解】（1）石墨烯和金刚石均属于碳单质，由碳原子直接构成。 （2）结合图1数据，石墨烯掺入棉混纺纱后，对白色念珠菌的抑菌率高于掺入氨纶混纺纱的情况，抑菌效果更好。 （3）A、根据材料中“石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，促进新陈代谢”的描述，故选项说法正确。 B、根据材料中“石墨烯导电性比银还强，可用于芯片电路板的导电层，提升电子设备的信号传输效率”的描述，故选项说法正确。 C、同一种面料对不同菌群抑菌率不同，说明抑菌率和菌群种类有关，故选项说法不正确。 （4）根据题干信息，反应物为硅和甲烷，生成物为四氢化硅和石墨，反应条件为一定条件，其反应的化学方程式为。 2 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $ 第22讲 碳单质的多样性（一） 内容导航 暑期启航·目标明确：暑期提前规划学习任务，明确阶段目标与提升路径 新知先修·体系构建：提前预习核心知识内容，梳理知识脉络，搭建完整框架 重点突破·方法培优：聚焦重难点知识突破，提炼解题思路，培养高效方法 典例精研·即时提升：精选典型例题深度讲解，掌握解题规律，实现即时提升 分层精练·培优拓展：基础巩固与培优拓展结合，分层训练提升综合应用能力 1．知道金刚石和石墨的物理性质和主要用途。 2．了解金刚石和石墨在结构上的差异性，初步形成“性质决定用途”的化学观念。 3．知道不同种元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质，感受物质的多样性。 透明的金刚石、灰黑色的石墨和分子结构与足球相似的C60都是由 组成的单质，但它们的物理性质存在明显差异，原因是它们的 。 重点01 金刚石 1．金刚石 金刚石 结构 化学式 构成微粒 物理性质 由 构成 无色透明的固体，天然存在的最 的物质。 2．金刚石的物理性质与用途 物理性质 对应的用途 的固体，折光性好 制装饰品—— ； 天然存在的最 的物质 、 、加工坚硬的金属、制钻头； 特殊条件下制备的金刚石薄膜 好、 大； 用作 的涂层； 导热性好 用于 。 重点02 石墨 1．石墨 石墨 结构 化学式 构成微粒 物理性质 由 构成 、有金属光泽的固体；很 ，有 ；熔点高，有优良的 。 2．石墨的物理性质与用途 物理性质 对应的用途 灰黑色固体、很软，有滑腻感 制 有优良的导电性 做 有优良的 、有 、熔点高 做高铁列车的受电弓滑板 熔点高，耐 做坩埚 熔点高，有 做机械高温润滑剂 【方法技巧】 1．同种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物。（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。 2．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。 3．木炭、焦炭、活性炭和炭黑 （1）木炭、焦炭、活性炭和炭黑的主要成分是 ，结构与石墨类似。 （2）木炭、活性炭有 的结构，因此有 ，活性炭的吸附作用比木炭 。 （3）活性炭的应用： ①可用于 中吸附毒气； ②制糖业中 生产白糖； ③ 的深度净化； ④吸附室内 ； ⑤冰箱除臭剂。 防毒面具 冰箱除臭剂 环保活性炭包 【易错提醒】 （1）活性炭、木炭的吸附性是物理性质而不是化学性质。 （2）“碳”和“炭”的区别： “碳”是元素名称，常在书写碳元素单质和含有碳元素化合物的名称时使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钠、碳酸、碳氢化合物 “炭”表示由碳元素组成的具体物质。只在书写“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”这些名称时用。 重点03 C60 1．C60的结构：C60由 构成，每个C60分子是由 构成的，C60分子结构形似足球。 C60的分子结构和足球相似 2．C60的性质和应用： 化学式 构成微粒 物理性质 应用 由 构成 C60独特的分子结构决定了它具有一些 的物理和化学性质。 、 、能源及医学领域等。 3．拓展延伸：新形态存在的碳单质 （1）碳纳米管：直径几纳米~几十纳米，具有尺寸小，机械强度高、导电性好等特点，可应用于材料、催化、信息等领域。 （2）石墨烯：目前世界上人工制得的最薄的材料，有优异的导电、导热性等。 （3）石墨炔、T-碳等。 考向01 金刚石、石墨和C60 【典例01】（25-26九年级上·江苏徐州·阶段检测）金刚石与石墨的结构如图所示（小圆圈代表碳原子）。下列关于金刚石和石墨的说法正确的是 A．金刚石和石墨都具有良好的导电性 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．在高温、高压和催化剂的条件下，石墨可以合成金刚石，这一变化属于化学变化 【即时提升1-1】（25-26九年级上·河南漯河·期中）金刚石、石墨、碳纳米管等碳单质具有多样性和不同的物理性质，其主要原因是 A．各物质中，原子的排列方式不同 B．各物质中，原子的核外电子排布不同 C．各物质中，元素组成不同 D．各物质中，原子的最外层电子数不同 【即时提升1-2】（24-25八年级下·山东淄博·期末）随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是 A．石墨和石墨烯是同种物质 B．金刚石、石墨、C60都是由碳原子构成的 C．石墨和石墨烯都具有优良的导电性，属于化学性质 D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同 考向02 结构、性质和用途的关系 【典例02】下列物质的性质和用途的对应关系，正确的是 A．金刚石硬度大，可用于切割玻璃 B．石墨具有导电性，可制作铅笔芯 C．炭黑具有可燃性，可制作墨水 D．木炭具有吸附性，可用作燃料 【即时提升2-1】（2026·湖南长沙·三模）物质的性质很大程度上决定了物质的用途。下列有关碳单质的性质说法正确的是 A．金刚石具有导电性，可用于制作钻头 B．石墨质地柔软、灰黑色，可用于制作铅笔芯 C．活性炭有可燃性，可用于防毒面具 D．木炭具有吸附性，可用于冶炼金属 【即时提升2-2】（24-25九年级下·山东烟台·期末）金刚石、石墨、活性炭、炭黑都是碳家族的重要成员。下列认识错误的是 A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来切割玻璃 B．石墨有金属光泽，有滑腻感，可以做润滑剂 C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质 D．炭黑制墨所书字画历经千年不褪色说明常温下其性质稳定 考向03 根据新信息判断碳单质的性质 【典例03】 （2026·广东揭阳·模拟预测）石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有优异的导电、导热性能。下列关于石墨烯的说法错误的是 A．石墨烯属于单质 B．石墨烯与金刚石、C60都是碳原子构成 C．石墨烯充分燃烧的生成物与石墨相同 D．石墨烯可用于制作柔性电子显示屏 【即时提升3-1】我国科学家将金刚石中的每个碳原子用一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成了用途更为广泛的“T-碳”(如图)。下列关于“T-碳”的说法正确的是 A．“T-碳”与金刚石是同一种物质 B．“T-碳”充分燃烧生成二氧化碳 C．“T-碳”是一种新型化合物 D．“T-碳”是由四个碳原子构成的 【即时提升3-2】（2026·福建厦门·模拟预测）我国科学家许维带领的团队于2025年4月成功合成全新分子，开创“表面合成极小尺寸分子碳”新范式，该分子的衍生物可用于光开关和光子器件。下列有关的说法中，正确的是 A．属于一种新型、被确定结构的化合物 B．每个分子由6个碳原子构成 C．其光电领域的应用由其物质组成决定 D．难与反应生成碳的氧化物 基础巩固 1．（24-25九年级上·广东惠州·阶段检测） （24-25九年级下·山东烟台·期中）下列有关金刚石、石墨和C60说法不正确的是 A．金刚石是天然存在的最坚硬的物质 B．石墨具有良好的导电性，所以可以用于制造铅笔芯 C．C60由60个碳原子构成的分子 D．用石墨制备金刚石属于化学变化 36．（24-25八年级下·山东淄博·期末）石墨可用于制造高铁列车的受电弓碳滑板，受电弓碳滑板是高铁列车与正线接触网直接接触的重要受流部件，安装在受电弓的最上部（如图所示）。石墨的下列性质与此应用无关的是 A．滑腻感 B．金属光泽 C．导电性 D．熔点高 25．（2025·湖南长沙·二模）下列有关“碳家族”成员的说法中，错误的是 A．石墨导电性好，可作电池的电极 B．木炭具有可燃性，可用作燃料 C．金刚石硬度大，可制成铅笔芯 D．活性炭吸附性强，可作冰箱除味剂 26．（2025·甘肃陇南·三模）如图为碳单质在生产、生活中的应用，下列说法中正确的是 A．①体现了金刚石的熔点高 B．②是碳纳米管的实际应用 C．③体现了石墨的绝缘性好 D．④体现了活性炭疏松多孔的结构 27．（2025·山东青岛·二模）由碳元素形成的单质有很多种，如金刚石、石墨和等。下列有关碳单质的说法中正确的是 A．金刚石和石墨都是黑色固体 B．金刚石、石墨、都由原子直接构成 C．碳单质在空气中燃烧只能生成二氧化碳 D．金刚石、石墨物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同 30．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）下列物质的用途错误的是 A．石墨用于干电池电极 B．金刚石用于裁玻璃 C．炭黑和黏土用于作铅笔芯 D．氮气用于食品包装内作保护气 31．（2025·福建福州·二模）南开大学使用高压合成技术制备出新型“石墨-金刚石”复合材料，兼具石墨的导电与金刚石的超硬特性。以下说法正确的是 A．该材料具有绝缘性 B．该材料仅含碳元素，属于纯净物 C．金刚石由碳原子构成 D．石墨转化成金刚石发生物理变化 12．（25-26九年级上·云南德宏·期末）“碳纳米泡沫”是一种纯碳新材料，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约6~9nm。下列叙述不正确的是 A．“碳纳米泡沫”和金刚石的化学性质相似 B．“碳纳米泡沫”完全燃烧的产物是CO2和H2O C．“碳纳米泡沫”可用于冶炼金属 D．“碳纳米泡沫”属于纯净物 32．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）下列物质的用途错误的是 A．石墨做铅笔芯 B．焦炭用于防毒面罩 C．金刚石用来裁玻璃 D．石墨作电极 15．（25-26九年级上·四川绵阳·期末）石墨烯是目前最薄、最坚硬、导电导热性能优异的材料。如图所示，石墨烯中的碳原子在同一平面上以正六边形相互结合形成片状结构。下列关于石墨烯的说法中，不正确的是 A．石墨烯属于新型化合物 B．在一定条件下，石墨烯能够燃烧 C．石墨烯中每1个碳原子连接3个碳原子 D．常温下石墨烯的化学性质稳定 19．（25-26九年级上·广东佛山·阶段检测）随着科学技术的发展，碳单质不断被发现，如图所示。下列关于碳单质说法正确的是 A．石墨、石墨烯和石墨炔是同种物质 B．金刚石、石墨、都是由碳原子构成的 C．石墨烯和石墨炔都不能燃烧 D．金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子排列方式不同 20．（25-26九年级上·安徽芜湖·阶段检测）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 25．（2025·安徽淮北·一模）梵塔黑是一种超黑涂层材料，是用碳纳米管制造的新型材料，吸光率高达，可用于改进光学仪器的灵敏度，也可用于军事用途。下列说法中错误的是 A．低温下，碳纳米管中的碳原子之间没有间隔 B．在一定条件下，梵塔黑和金刚石可以相互转化 C．梵塔黑具有可燃性 D．梵塔黑可用于军事伪装，使军用装备在光学探测下难以被发现 13．新型材料、新型能源的应用，是人类共同关注的问题。 Ⅱ、碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。下图为金刚石、石墨、和石墨烯的结构模型，图中小球代表碳原子。 (1)金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是 。 (2)科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片（也称石墨烯），石墨烯是由碳原子形成的六元环呈蜂窝状的二维结构。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家们不断去探索。在石墨烯中，每个碳原子连接 个六元环。 14．（25-26八年级下·山东德州·期中）文房四宝—笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展史上发挥了重要作用。 (1)在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的___________(填字母)有相似之处。 A．沉降 B．过滤 C．吸附 D．蒸馏 (2)松烟制墨作画，其中墨迹经百年不变色的原因是___________。 (3)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的___________性。 (4)紫端砚石为富铝、钾、铁的硅酸盐类岩石，其中铝、钾、铁、硅是指___________。 (5)《抱朴子》中称金刚石“体似紫石英，可以刻玉”，这体现了金刚石___________的物理性质。其与“墨”物理性质有很大差异的原因是___________。 15．（25-26八年级下·山东济宁·期中）碳是人类接触得最早、利用得最多的元素之一，请据图回答： (1)碳元素在元素周期表中的信息如图甲所示，碳的元素符号为___________。 (2)小小足球牵动着亿万球迷的心，而化学中也有一种形似足球的物质(如图乙)，其化学式为___________，该物质由___________(填“原子”或“分子”)构成。 (3)炭雕(如图丙)是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合。由于活性炭具有___________的结构而具有超强的___________能力，所以既可以净化室内空气，又可以美化居住环境。 (4)图丁表示的物质的名称是___________，是天然存在最___________的物质。 (5)图乙、丁、戊表示的物质都是碳元素组成的单质，但其物理性质存在较大差异，原因是___________。 培优拓展 16．（2025·福建·中考真题）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 17．（24-25八年级下·山东威海·期中）石墨烯是一种革命性材料，具有优异的光学、电学和力学特性。下图为金刚石、石墨和石墨烯的结构模型图，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是 ①三者物理性质差异很大，是因为碳原子内部结构不同 ②三种物质分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同 ③金刚石和石墨是组成相同但结构不同的两种物质 ④石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属相似 ⑤石墨转化为金刚石是物理变化 A．④⑤ B．①④ C．①④⑤ D．②③④ 18．（2026·安徽·二模）某活性炭再生工艺流程中，活性炭微观结构变化示意图如图（流程中排出物质的后续处理未标注），下列有关说法错误的是 A．“干燥”过程中排出的为，该过程属于物理变化 B．“炭化”过程中大量有机物分解排出，该过程发生了化学变化 C．“加水活化”过程中，活性炭与水蒸气发生反应，可进一步疏通孔隙 D．再生后的活性炭吸附能力完全恢复，可无限次循环使用 19．（2026·山西长治·二模）下列物质的用途与性质对应正确的是 A．石墨作电极利用其硬度大 B．金刚石用于电钻的钻头利用其吸附性强 C．活性炭在防毒面具中吸附毒气利用其导电性好 D．木炭用作燃料利用其具有可燃性 20．（2025·广东茂名·二模）金刚石“对顶砧”技术可“点水成冰”。在常温极高压条件下，水可形成密度更大的冰，原理如图。有关说法错误的是 A．金刚石和石墨物理性质存在明显差异是由于原子排列方式不同 B．根据上述用途可推测金刚石硬度大 C．水转化为“热冰”过程中分子体积变小 D．“热冰”和水所含的分子化学性质相同 21．（2026·安徽·一模）中国科学家成功制备出石墨双炔包覆的锑纳米空心立方盒，其可用作钠离子电池负极材料。石墨烯和石墨双炔均由碳原子构成，具有优良的导电性，它们的结构如图。下列说法不正确的是 A．石墨烯和石墨双炔均可作电极材料 B．石墨烯和石墨双炔的组成元素相同 C．石墨烯和石墨双炔具有的优良导电性属于化学性质 D．二者完全燃烧都生成CO2 22．（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 23．（2026·上海徐汇·二模）化学气相沉积法可用于制备金刚石和石墨烯。如图所示，石墨烯是石墨“剥离”出的单层结构。 （1）金刚石可用于______。 A．吸附异味 B．制成墨水 C．切割玻璃 D．制成润滑剂 （2）金刚石和石墨的物理性质迥然不同，从微观角度解释原因__________。 24．（2025·海南·三模）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)从微观上看，石墨与金刚石结构上的区别是_______。 (2)图1生成石墨的化学方程式为_________。 (3)金刚石薄膜的性质有________。 25．（25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期中）阅读科普短文，回答问题。 材料一：石墨烯（C）是从石墨材料中剥离出来的碳单质。石墨烯导电性比银还强，可用于芯片电路板的导电层，提升电子设备的信号传输效率。纺纱面料掺入石墨烯后，在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，促进新陈代谢。另外石墨烯还能影响菌体的正常代谢，从而使菌体无法吸收养分直至死亡，不同面料中掺入石墨烯后的抗菌效果如图1所示。 材料二：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，科学家在一定条件下，通入甲烷()气体，硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅()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2所示。 (1)石墨烯与金刚石都是由_______构成的碳单质。 (2)由图1可知，将石墨烯掺入_______混纺纱面料后，对白色念珠菌抑菌效果更好。 (3)下列关于石墨烯的相关认识正确的有 （填字母）。 A．石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体为人体供暖 B．石墨烯可用于芯片电路板的导电层，是因为有优良的导电性 C．面料的抑菌率与菌群种类无关 (4)图2在一定条件下生成石墨的化学方程式为_______。 1 / 14 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