6.1碳单质的多样性第一课时同步作业-2026-2027学年九年级化学人教版上册

**基本信息** 初中化学《6.1碳单质的多样性（课时1）》同步练，以基础题（8题）为主，中档题（2题）和拔高题（1题）梯度递进，覆盖碳单质构成、性质与用途，从单一知识点到综合应用，强化化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础题|碳单质构成、性质差异原因、物理性质与用途|单选题直接考查核心概念，如金刚石与石墨性质差异的原因，落实“物质结构决定性质”的化学观念| |中档题|新型碳结构（C48）、结构与性质关系|结合科普短文填空，如石墨烯导电性与金刚石绝缘性的原因分析，培养基于事实的科学思维| |拔高题|碳单质性质综合应用|综合应用题结合自来水生产流程考查活性炭吸附性，体现科学探究与实践的学科特色|

6.1碳单质的多样性（课时1） 一、单选题 1．（基础题）金刚石、石墨、都是由碳元素组成的单质。下列有关说法正确的是( ) A．金刚石、石墨、都是由碳原子构成 B．金刚石和石墨碳原子的结构不同 C．石墨的硬度比金刚石的大 D．石墨具有导电性，经常用于做电极 2．（基础题）金刚石、石墨两种物质的性质差异性很大，原因是( ) A．二者都是由碳原子构成 B．构成二者的微粒不同 C．碳原子的排列方式不同 D．微粒间的间隔不同 3．（基础题）金刚石被称为“工业的牙齿”，用其制备的金刚石薄膜具有良好的散热能力，可应用于芯片制造领域等。构成下列物质的粒子种类与构成金刚石的粒子种类相同的是( ) A．酒精 B．硫酸铜 C．汞 D．水 4．如下图所示：金刚石、石墨、C和碳纳米管都是重要的碳单质。下列有关说法中，正确的是( ) A．四种物质都是由碳原子直接构成的 B．四种物质之间的相互转化是物理变化 C．四种物质完全燃烧后的产物只有二氧化碳 D．石墨与金刚石中碳原子的排列方式相同 5．（基础题）下列含碳物质中，吸附性最强的是( ) A．活性炭 B．炭黑 C．金刚石 D．焦炭 6．（基础题）“碳家族”成员众多，性质和结构也存在差异。下列有关说法正确的是( ) A．石墨、C60两种物质都是由碳原子直接构成的单质 B．石墨转化为金刚石是物理变化 C．金刚石、石墨在氧气中完全燃烧后的产物不同 D．木炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，可用于净水 7．（基础题）清华大学研究团队基于无皱褶单晶石墨材料，实现固体表面宏观尺度近零摩擦。下列说法错误的是( ) A．常温下，该石墨材料化学性质不活泼 B．石墨和金刚石均属于碳单质，两者物理性质相同 C．该单晶石墨材料完全燃烧的产物为二氧化碳 D．该技术有望使未来的机械轴承达到近乎零磨损，大幅度提升设备寿命 8．（基础题）高铁列车的受电弓滑板制作时使用了石墨材料，石墨的下列性质与此应用无关的是( ) A．滑腻感 B．导电性 C．熔点高 D．金属光泽 9．（中档题）科学家合成了一种形似“分子锁链”的新型碳结构C48，有望为电子器件和量子科技领域提供革命性的新材料。下列关于C48说法正确的是( ) A．是一种新型的有机化合物 B．常温下化学性质活泼 C．完全燃烧后生成二氧化碳 D．与石墨是同种物质 二、填空题 10．（中档题）阅读科普短文，回答下列问题。 碳元素，生命与地球的核心元素，以简单的原子结构书写一个又一个新篇章。 由碳元素组成的单质可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类(如图)，其中石墨和金刚石以其自身优异的性能备受科学家的喜爱。 石墨原是制铅笔芯的原料之一，自2004年科学家“剥出”仅由一层碳原子构成的薄片——石墨烯后，石墨烯的制备方法层出不穷，产业化步伐正在加快。2025年8月，中国科学院创新性开发出曲面单原子铁催化剂(CS Fe/N-C)，碳元素以石墨烯的形式作为催化剂的载体。该催化剂可在质子交换膜燃料电池中替代铂等贵金属催化剂，并具备优异的输出性能与长期稳定性。 金刚石作为目前工业化生产中最硬材料，通常用于加工、研磨材料。近年来，金刚石的其他优异特性被逐渐发现和挖掘，如室温下高导热率、极低的热膨胀系数、良好的化学稳定性等。2025年11月，中国科学院研究团队制备出超低翘曲的4英寸金刚石超薄膜(厚度<100μm)，利用金刚石优异的导热和绝缘性能，将金刚石超薄膜直接与芯片键合来降低结温(芯片实际的工作温度)。 (1)碳纤维属于________(填字母)。 A．无定形碳 B．过渡态碳 C．晶形碳 (2)石墨烯具有导电性，金刚石具有良好的绝缘性，原因是_________________________。 (3)高温下，碳单质还能将二氧化碳转化为一氧化碳，该反应的化学方程式为____________________________。 (4)金刚石超薄膜具有的性质是____________________________。 11．（中档题）物质的结构与性质、用途有密切关联，根据如图回答问题： (1)图A表示的物质是由________（填“分子”或“原子”）构成的，C物质的名称为________。 (2)B物质常用作电极，说明它具有的性质是________，图B、C所表示的两种物质的物理性质不同的原因是________。 (3)图D中向盛有红棕色气体的烧瓶中投入若干块木炭，连接好装置，静置片刻，能看到的现象是________。从微观结构上分析，木炭具有________的结构，具有吸附性。 三、综合应用题 12．（拔高题）“碳家族”中相关物质和水在生产生活中有着广泛的应用。 (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的原因是________________，其中金刚石可用于切割玻璃，利用了其______的性质。元代著名水墨画《富春山居图》保存至今不变色的原因是______。 (2)大汶河是泰安市的“母亲河”，为全市提供生产、生活用水。如图为自来水的生产流程，请回答下列问题： ①向所取大汶河水中加入明矾做絮凝剂，明矾的作用是___________。 ②过滤可除去水中难溶性固体杂质。在实验室过滤操作中，玻璃棒的作用是___________。 ③沉降、过滤后的河水还会有一些有颜色、有气味的杂质，可利用活性炭的___________性进行净化。 试卷第1页，共3页 第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《6.1碳单质的多样性（课时1）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 D C C C A D B D C 1．D 【详解】A.金刚石、石墨由碳原子直接构成，但是由分子构成的，说法错误。 B.金刚石和石墨中碳原子本身结构相同，二者性质差异的原因是碳原子的排列方式不同，不是碳原子结构不同，说法错误。 C.金刚石是天然存在硬度最大的物质，石墨质软，石墨硬度远小于金刚石，说法错误。 D.石墨具有导电性，经常用于做电极，说法正确。 2．C 【分析】金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，构成二者的微粒均为碳原子，二者性质差异大的根本原因是碳原子的排列方式不同：金刚石是空间立体网状结构，石墨是层状结构。 【详解】A.二者均由碳原子构成是客观事实，但这不是性质差异的原因，错误。 B.构成二者的微粒都是碳原子，微粒种类相同，错误。 C.碳原子排列方式不同是性质差异的根本原因，正确。 D.微粒间隔不同是排列方式不同带来的结果，不是性质差异的根本原因，错误。 3．C 【详解】A. 酒精（C2H5OH）由酒精分子构成，构成粒子为分子，与金刚石（由原子构成）不同，错误。 B. 硫酸铜（CuSO4）由铜离子（Cu2+）和硫酸根离子（）构成，构成粒子为离子，与金刚石不同，错误。 C. 汞（Hg）由汞原子直接构成，构成粒子为原子，与金刚石（由碳原子构成）相同，正确。 D. 水（H₂O）由水分子构成，构成粒子为分子，与金刚石不同，错误。 4．C 【详解】A.是由分子构成的，不是由碳原子直接构成，该说法错误。 B.四种物质是结构不同的碳单质，相互转化有新物质生成，属于化学变化，该说法错误。 C.四种物质都只含碳元素，根据质量守恒定律，完全燃烧的产物只有，该说法正确。 D.金刚石是空间立体网状结构，石墨是层状结构，二者碳原子排列方式不同，该说法错误。 5．A 【详解】活性炭经过特殊活化处理，疏松多孔结构最发达，比表面积远大于其他选项中的含碳物质，吸附性最强；炭黑、焦炭孔隙结构不发达，吸附性弱；金刚石为致密的空间网状结构，无吸附性，因此吸附性最强的是活性炭。 6．D 【详解】A. 石墨是由碳原子直接构成的单质，但是由分子构成的，并非碳原子直接构成，A错误； B. 石墨和金刚石是结构不同的两种碳单质，石墨转化为金刚石，有新物质生成，属于化学变化，B错误； C. 金刚石和石墨都是只含碳元素的碳单质，在氧气中完全燃烧的产物均为，产物相同，C错误； D. 木炭具有疏松多孔的结构，有较强吸附性，可吸附水中的色素、异味等杂质，可用于净水，D正确。 7．B 【详解】A. 石墨属于碳单质，常温下碳单质的化学性质不活泼，即使受日光照射或与氧气接触也不易起变化，正确； B. 石墨和金刚石均由碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大，错误； C. 该单晶石墨材料属于碳单质，碳单质完全燃烧生成二氧化碳，正确； D. 该技术实现了近零摩擦，可大幅降低机械轴承的磨损，从而提升设备寿命，符合技术应用逻辑，正确。 8．D 【详解】A.石墨的滑腻感可作润滑剂，减小滑板与电线的摩擦，与应用相关； B.石墨的导电性可实现电流传输，满足列车供电需求，与应用相关； C.石墨熔点高，摩擦生热时不易熔化损坏，可保障高温下正常使用，与应用相关； D.金属光泽是石墨的外观物理性质，对受电弓滑板的功能无影响，与应用无关。 9．C 【详解】A. 有机化合物是含碳元素的化合物（碳的氧化物、碳酸盐等特例除外），属于单质，不属于化合物，因此不是有机物，A错误。 B. 碳单质常温下化学性质稳定，不易发生化学反应，B错误。 C. 根据质量守恒定律，仅含碳元素的物质完全燃烧时，产物只有二氧化碳，C正确。 D. 与石墨的碳原子排列方式不同，是结构不同的两种碳单质，不属于同种物质，D错误。 10．(1)A (2)碳原子排列方式不同 (3) (4)优异的导热性和绝缘性 【详解】（1）由题图可知，碳纤维属于无定形碳，故选A； （2）石墨烯和金刚石都属于碳的单质，二者性质不同的原因是碳原子排列方式不同； （3）高温下，碳和二氧化碳反应生成一氧化碳，该反应的化学方程式为：； （4）金刚石超薄膜利用的是金刚石优异的导热性和绝缘性。 11．(1) 分子 金刚石 (2) 导电性 碳原子排列方式不同 (3) 烧瓶内气体颜色变浅，甚至变成无色 疏松多孔 【详解】（1）图A是C60的结构，由C60分子构成；图C是正四面体空间网状结构，对应碳单质金刚石。 （2）图B是石墨，可作电极是因为具有导电性；石墨和金刚石都是碳单质，物理性质差异的本质原因是碳原子的排列方式不同。 （3）木炭具有疏松多孔的结构，有吸附性，投入若干块木炭，连接好装置，静置片刻，能看到的现象是会吸附红棕色的NO2，烧瓶内气体颜色变浅，甚至变成无色。 12．(1) 碳原子的排列方式不同 硬度大 常温下，碳单质的化学性质不活泼 (2) 加速水中悬浮杂质的沉降 引流 吸附或良好的吸附 【详解】（1）金刚石、石墨、都是碳元素组成的单质，化学性质相似，但碳原子的排列方式不同，因此物理性质差异很大； 金刚石是天然存在硬度最大的物质，故金刚石可用于切割玻璃，利用了其硬度大的性质； 水墨画的墨主要成分为碳单质，常温下碳单质的化学性质不活泼，很难与其他物质反应，因此画作能长期保存不变色； （2）①明矾溶于水形成的胶状物具有吸附性，可以吸附水中悬浮的杂质，加速其沉降； ②略； ③活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，可除去水中的色素和异味。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $