6.1 碳单质的多样性 第1课时（讲义）化学新教材人教版五四学制八年级全一册

本讲义聚焦碳单质的多样性这一核心知识点，系统梳理金刚石、石墨、C₆₀的组成元素、构成微粒、物理性质及用途，分析结构差异导致性质不同的原因，同时介绍无定形碳的吸附性及同素异形体概念，构建“结构-性质-用途”的学习支架。 资料通过表格对比、性质用途对应关系等设计，结合随学随练和题型示例，强化“物质结构决定性质，性质决定用途”的化学观念，培养科学思维中的对比分析能力。课中辅助教师高效授课，课后助力学生通过练习巩固知识，纠正易错点如“碳”与“炭”的区别。

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 第1课时 碳单质的多样性 课标要点 1. 知道物质具有多样性，不同元素可以组成不同的物质，同种元素也可以组成不同的物质。 2. 了解金刚石、石墨和C60的物理性质和主要用途，了解活性炭的吸附性。 3. 知道金刚石、石墨和C60它们物理性质存在明显差异的原因。 学习重难点 重点： 金刚石、石墨和C60的物理性质和用途； 难点： 同种元素组成不同的单质。 知识点 金刚石、石墨和C60（重点） 1．金刚石、石墨和C60 碳单质 金刚石 石墨 C60 组成元素 碳元素 碳元素 碳元素 构成微粒 由碳原子构成 由碳原子构成 由C60分子构成 化学式 C C C60 结构 物理性质 无色透明的固体。天然存在的最硬的物质。特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大；导热性好。 灰黑色的有金属光泽的固体；很软，有滑腻感；熔点高，有良好的导电性。 有特殊的物理性质 物理性质不同的原因 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 原子的排列方式不同 2．性质与用途的对应关系 性质 对应的用途 金刚石 折光率高，加工后璀璨夺目 制装饰品(钻石) 天然存在的最硬的物质 制钻头、切割大理石、裁玻璃 金刚石薄膜透光性好 用作光学窗口和透镜的涂层 金刚石薄膜导热性好 用于集成电路基板散热 石墨 深灰色、质软、有良好的润滑性 制铅笔芯 有良好的润滑性、耐高温 做机械高温润滑剂 熔点高，耐高温 制作坩埚和高温模具 良好的导电性 干电池电极 良好的导电性、润滑性；耐高温 高铁列车受电弓滑板 C60 有特殊的物理和化学性质 用于超导、催化、能源及医学领域等。 物质性质与用途的关系：性质决定用途，用途反映性质 特别提醒 1．C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。 2．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，该转化是化学变化。 3．铅笔芯不含铅，主要成分是石墨。 4．C₆₀属于单质，不是化合物。 5．石墨导电是物理性质，不发生化学变化。 随学随练 1． （25-26八年级下·上海·期末）天然存在的最硬的物质，且可用来切割玻璃的是 A．石墨 B．金刚石 C． D．石墨烯 【答案】B 【详解】A．石墨质软，常用来制作铅笔芯，石墨硬度不足，不能切割玻璃，错误。 B．金刚石是天然存在的最硬物质，硬度大可用于切割玻璃、制作钻探机钻头，可用来切割玻璃，正确。 C．1个分子由60个碳原子构成，硬度很低，主要应用于材料科学、超导等领域，不能切割玻璃，错误。 D．石墨烯为单层碳原子薄片，质地轻薄柔软，不具备高硬度切割玻璃的性能，多用于导电材料、电池等，不能切割玻璃，错误。 2．（25-26九年级上·河北邯郸·期末）碳单质的性质与用途密切相关。下列说法正确的是 A．金刚石硬度大，可用于制作铅笔芯 B．石墨具有导电性，可用于制作电极 C．活性炭具有吸附性，可用于冶炼金属 D．熔点高，可用于制作润滑剂 【答案】B 【详解】A、金刚石硬度大，可用于切割玻璃，石墨质软，可用于制作铅笔芯，故选项说法不正确。 B、石墨具有导电性，可用于制作电极，故选项说法正确。 C、活性炭具有吸附性，可作冰箱除味剂，而冶炼金属常用焦炭，故选项说法不正确。 D、石墨有滑腻感，可用于制作润滑剂，而不用于润滑剂，故选项说法不正确。 故选B。 知识点 无定形碳 1．无定形碳主要有：木炭、焦炭、活性炭和炭黑，它们的主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。 3．木炭、焦炭、活性炭和炭黑都是混合物，它们主要是碳单质，还含有少量杂质。 2．木炭、活性炭 （1）结构：有疏松多孔的结构 （2）性质：有吸附性。活性炭的吸附作用比木炭强。 （3）应用： 木炭 吸附一些食品和工业产品中的色素，也可吸附有异味的物质。 活性炭 ①可用于防毒面具中除去毒气； ②制糖业中脱色以制白糖； ③净水：城市污水、工业废水和饮用水的深度净化； ④冰箱去味； ⑤吸附装修产生的有害气体。 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂 （4）活性炭、木炭的吸附性是物理性质而不是化学性质。 特别提醒 “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。 随学随练 1．物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是 A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D． 【答案】A 【详解】A、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，用于去除冰箱、汽车中的异味，故正确； B、金刚石无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； C、石墨无吸附性，不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误； D、C60不能用于去除冰箱、汽车中的异味，故错误。 故选A。 2．（25-26八年级下·山东烟台·期末）碳是给人类社会提供能源和材料的主要元素。下列含碳元素物质的性质与用途对应关系错误的是 A．金刚石硬度大——可切割玻璃 B．石墨具有优良的导电性——可制铅笔芯 C．炭黑黑色细腻——可作碳素墨水 D．活性炭有很强的吸附性——可用于净水 【答案】B 【详解】A. 金刚石是天然存在的最硬的物质，硬度较大，因此可用于切割玻璃，正确； B. 石墨制铅笔芯是因为其是灰黑色，且质软，容易留下痕迹，导电性对应的用途是制作电极等，错误； C. 炭黑为黑色细腻粉末，且常温下碳单质的化学性质稳定，不易与其他物质反应，制作的碳素墨水书写的字迹可长期保存，正确； D. 活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可吸附水中的色素、异味等杂质，因此可用于净水，正确。 拓展 同种元素可以组成不同的单质 1.不同种元素可以组成不同的单质，如氧气是氧元素组成的单质，氮气是氮元素组成的单质。 2.同种元素也可以组成不同的单质，如金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。 3.常见的由同种元素组成的不同单质 同种元素 碳元素（C） 氧元素（O） 磷元素（P） 不同的单质 金刚石、石墨和C60 氧气（O2）和臭氧（O3） 红磷和白磷 4.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） 5.同种元素组成的纯净物一定是单质。 6.同种元素组成的不同单质间的相互转化发生的是化学变化。 如：石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是不同物质，该转化是化学变化。 活学活用 1．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 【详解】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。 2．由同种元素组成的不同种单质称为同素异形体。比如：红磷与白磷都是由磷元素组成的单质互为同素异形体。下列和氧气互为同素异形体的是 A．臭氧（） B．液氧 C．一氧化碳 D．二氧化碳 【答案】A 【详解】A、臭氧和氧气是由氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，故选项正确； B、液氧是液态的氧气，与氧气是同一种物质，不是同素异形体，故选项错误； C、一氧化碳是由碳、氧元素形成的化合物，与氧气不是同素异形体，故选项错误； D、二氧化碳是由碳、氧元素形成的化合物，与氧气不是同素异形体，故选项错误。 故选A。 题型 同种元素组成的单质 ▌例1 （25-26八年级下·山东淄博·期中）由同种元素组成的不同单质称为同素异形体。下列物质不属于同素异形体的是 A．金刚石、石墨 B．、 C．红磷、白磷 D．CO、 【答案】D 【详解】金刚石、石墨均由碳元素组成，、均由氧元素组成，红磷、白磷均由磷元素组成，且它们均属于单质，故它们均属于同素异形体； 、均是由碳、氧两种元素组成的纯净物，属于化合物，不满足单质的要求，不属于同素异形体。 解题贴士 1．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） 2．同种元素组成的纯净物才是单质。 ▌对点练1-1 （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。 ▌对点练1-2 某物质含有一种元素 A．可能是纯净物也可能是混合物 B．可能是单质也可能是化合物 C．一定是混合物 D．一定是纯净物 【答案】A 【详解】一种元素可组成不同的单质，如由氧元素组成的单质有氧气和臭氧，因此含有一种元素的不一定是纯净物，也有可能是由几种单质混合在一起的混合物；化合物是由两种及以上元素组成的纯净物，所以只含一种元素的一定不是化合物，故选：A。 题型 金刚石、石墨和C60 ▌例2 （2026·重庆·三模）特殊条件下制备的金刚石薄膜可作光学仪器涂层，这一应用与其下列性质无关的是 A．硬度大 B．透光性好 C．常温下化学性质稳定 D．导热性好 【答案】D 【详解】A.硬度大可让涂层耐磨、不易被刮花，符合涂层的使用要求，与应用相关；硬度大可让涂层耐磨、不易被刮花，符合涂层的使用要求，与应用相关； B.光学仪器的核心需求是透光，透光性好直接适配光学用途，与应用相关； C.常温下化学性质稳定可保证涂层长期使用不发生变质，延长仪器寿命，与应用相关； D.导热性好和光学仪器涂层的功能、使用要求均无关联，符合题意。 解题贴士 1.金刚石和石墨混合，只含碳元素，但属于混合物，不是单质。 2.金刚石、石墨和C60物理性质差异原因：碳原子的排列方式不同，不是原子不同。 3.金刚石、石墨是原子构成；C₆₀由分子构成，不是直接由碳原子构成。 4.C₆₀属于单质，不是化合物。 ▌对点练2-1 （25-26八年级下·山东日照·期末）金刚石、石墨、都是由碳元素组成的单质。下列说法错误的是 A．金刚石硬度大，可用于钻机的钻头 B．金刚石、石墨、都是由碳原子构成的单质 C．石墨具有良好的导电性，可用于做高铁列车的受电弓滑板 D．金刚石和石墨的物理性质差异较大，是因为碳原子的排列方式不同 【答案】B 【详解】A.金刚石是天然存在硬度最大的物质，可制作钻机钻头，正确。 B.金刚石、石墨由碳原子直接构成，但是由分子构成的，错误。 C.石墨具有优良导电性，且耐高温、有滑腻感，可用于高铁受电弓滑板，正确。 D.金刚石为空间网状结构，石墨为层状结构，二者物理性质差异大的原因是碳原子排列方式不同，正确。 ▌对点练2-2 （25-26八年级下·山东淄博·期末）下面分别是金刚石（甲）、石墨（乙）、（丙）的结构示意图，下列说法正确的是 A．三种单质中，所有的碳原子均静止不动 B．石墨具有可燃性，金刚石和不具有可燃性 C．石墨中碳原子之间没有间隔 D．金刚石硬度大，可用于制作切割工具、钻头等 【答案】D 【详解】A.构成物质的微粒始终在不断运动，三种单质中的碳原子也在不停运动，A错误。 B.金刚石、石墨、均是碳元素组成的单质，碳单质都具有可燃性，B错误。 C.构成物质的微粒之间一定存在间隔，石墨的碳原子之间也有间隔，C错误。 D.金刚石是天然存在硬度最大的物质，该性质决定其可用于制作切割工具、钻头等，D正确。 题型 碳单质的性质与用途 ▌例3 （25-26八年级下·黑龙江绥化·期末）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 【答案】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。 解题贴士 1.金刚石硬度大 → 作钻头、玻璃刀；金刚石璀璨光泽 → 做装饰品； 2.石墨质软、刻画留痕 → 制铅笔芯；石墨导电性优良 → 石墨电极；石墨滑腻感 → 作润滑剂； 3.木炭、活性炭疏松多孔（吸附性）→ 净水除异味、脱色； ▌对点练3-1 性质决定用途。下列碳单质的性质与其用途不相符的是 A．石墨有优良的导电性能——用于制铅笔芯 B．C60分子很稳定，有超导性——广泛应用于超导领域 C．金刚石是天然存在的最硬物质——用于装在钻探机的钻头上 D．活性炭疏松多孔，吸附能力强——用于天然水的净化 【答案】A 【详解】A、石墨用于制铅笔芯，利用了是石墨质软、呈深灰色的性质，与石墨有优良的导电性能无关，故错误； B、C60分子很稳定，有超导性，广泛应用于超导领域，故正确； C、金刚石是天然存在的最硬物质，硬度大，可用于装在钻探机的钻头上，故正确； D、活性炭疏松多孔，吸附能力强，可吸附色素和异味，可用于天然水的净化，故正确； 故选A。 ▌对点练3-2 （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。 题型 根据信息判断新的碳单质的性质 ▌例4 （2026·山西运城·一模）我国科学家研究月球土壤时，发现了天然的少层石墨烯。石墨烯是一种碳单质，可以制得超高比表面积和孔隙度的全碳气凝胶用于净化空气，说明它具有较强的 A．吸附性 B．导电性 C．导热性 D．氧化性 【答案】A 【详解】A、题干明确说明该全碳气凝胶具有超高比表面积和孔隙度，疏松多孔的结构本身就具备极强的吸附能力，可以吸附空气中的有害污染物，实现净化空气的作用，性质和用途完全对应，符合题意。 B、石墨烯本身确实具有优良导电性，但导电性的应用场景多为电极、导电材料等，和净化空气的用途无关，也不符合题干中高孔隙度结构对应的性质描述，不符合题意。 C、石墨烯的导热性多用于散热材料、热传导器件等领域，和净化空气的功能完全无关，无法对应题干描述的用途，不符合题意。 D、碳单质常温下化学性质稳定，氧化性很弱，且氧化性也无法实现通过孔隙结构净化空气的作用，不符合题干的描述，不符合题意。 故选：A。 ▌对点练4-1 （25-26九年级上·湖南长沙·期末）碳纤维具有良好的导电性、强度大、抗疲劳、耐高温、耐腐蚀性和膨胀系数小等特点，广泛用于航天航空领域。下列属于碳纤维的化学性质的是 A．碳纤维具有导电性 B．碳纤维抗拉强度大 C．碳纤维耐腐蚀性强 D．碳纤维具有导热性 【答案】C 【详解】A、碳纤维具有导电性是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，是物理性质。A不符合题意； B、碳纤维抗拉强度大是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，是物理性质。B不符合题意； C、碳纤维耐腐蚀性强是碳纤维在化学变化中表现出来的性质，属于化学性质。C符合题意； D、碳纤维具有导热性是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，是物理性质。D不符合题意。 故选C。 ▌对点练4-2 （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。 基础通关 1．（25-26九年级上·湖北襄阳·期末）我国高速铁路的发展走在世界前列。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，这一应用与石墨的下列性质无关的是 A．熔点高 B．灰黑色 C．导电性好 D．滑腻感 【答案】B 【详解】A、受电弓滑板与接触网摩擦时会产生大量热量，熔点高可以保证滑板在高温下不会熔化变形，因此与该应用有关，不符合题意； B、物质的颜色属于物理外观，与它作为导电、耐磨材料的功能没有直接关系，因此与该应用无关，符合题意； C、受电弓滑板的核心作用是从接触网获取电力，良好的导电性是实现这一功能的关键，因此与该应用有关，不符合题意； D、滑腻感意味着石墨质地柔软、有润滑性，可以减少滑板与接触网之间的摩擦损耗，延长使用寿命，因此与该应用有关，不符合题意； 故选B。 2．（25-26九年级上·山西太原·期末）可用于储存气体，这一用途主要利用了其分子结构特征中的 A．空心球体 B．形似足球 C．比较稳定 D．高度对称 【答案】A 【详解】能够用于储存气体，最关键的结构原因是它具有空心球体的笼状结构。这种内部空腔可以容纳气体分子，比如氢气，从而实现储存。 故选A。 3．（25-26九年级上·陕西汉中·阶段检测）下图为金刚石、石墨和的结构模型，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是 A．图中甲表示金刚石，乙表示石墨，丙表示 B．金刚石和石墨物理性质差异大，是因为构成它们的原子大小不同 C．每个分子由60个碳原子构成 D．金刚石和石墨均由原子构成 【答案】B 【详解】A、金刚石的结构为正四面体网状结构（甲），石墨是层状结构（乙），C60是由60个碳原子构成的足球状分子（丙），该说法正确。 B、金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子的排列方式不同，而非原子大小不同，碳原子的大小是相同的，该说法错误。 C、每个C60分子确实由60个碳原子构成，该说法正确。 D、金刚石和石墨都属于由碳原子直接构成的单质，该说法正确。 故选B。 4．中科院研究人员成功合成了一种类似金刚石结构的物质—“T-碳”（化学式为 C）。有关“T-碳”的说法错误的是 A．完全燃烧的产物是二氧化碳 B．常温下化学性质稳定 C．由原子直接构成 D．物理性质与石墨相似 【答案】D 【详解】A、由“T-碳”的化学式为C可知，“T-碳”是由碳元素组成的单质，则其完全燃烧的产物是二氧化碳，故A不符合题意； B、单质碳常温下化学性质稳定，“T-碳”属于单质碳，所以常温下化学性质稳定，故B不符合题意； C、由“T-碳”的化学式为C可知，“T-碳”是由原子直接构成，故C不符合题意； D、由于构成“T-碳”和石墨的碳原子的排列方式不同，二者的物理性质不同，故D符合题意。 故选D。 5．（25-26八年级下·黑龙江大庆·期末）“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 【答案】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。 6．（2026·河南周口·二模）如图是石墨、金刚石和C60的结构图。下列说法正确的是 A．图中表示金刚石结构的是② B．石墨是由碳分子构成的 C．金刚石和石墨物理性质相似 D．一个C60分子由60个碳原子构成 【答案】D 【详解】A、金刚石的结构为正四面体网状结构，则表示金刚石结构的是①，故A错误； B、石墨是由碳原子直接构成的单质，故B错误； C、金刚石和石墨物理性质差异大，原因是碳原子的排列方式不同，故C错误； D、每个C60分子是由60个碳原子构成，故D正确。 故选D。 7．（25-26九年级上·甘肃陇南·期末）碳的单质在生产、生活中应用广泛。下列说法中不正确的是 A．金刚石硬度大，可用来裁玻璃 B．石墨导电性能优良，可作电极 C．石墨烯导热性能优良，可制作发热材料 D．的分子结构形似足球，吸附能力很强，常用于冰箱除臭剂 【答案】D 【详解】A、金刚石是天然最硬物质，可裁玻璃，故A正确； B、石墨导电性好，可作电极，故B正确； C、石墨烯具有优良的导电性，通电时可将电能转化为热能，可制作发热材料，故C正确； D、C60吸附能力较弱，且冰箱除臭剂常用活性炭而非C60，故D错误。 故选：D。 8．（25-26九年级上·四川成都·期末）下表总结了碳元素组成物质的性质及对应用途，其中有误的一项是 选项 物质 性质 用途 A 金刚石 硬度大 切割玻璃、作为钻机钻头 B 石墨 导电性好 干电池、受电弓滑板 C 活性炭 吸附性强 在冰箱中吸附异味 D 木炭 着火点高 用作燃料和还原剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、金刚石硬度大，可切割玻璃、作为钻机钻头，说法正确，不符合题意； B、石墨导电性好，可用于干电池、受电弓滑板，说法正确，不符合题意； C、活性炭吸附性强，可用于吸附冰箱中异味，说法正确，不符合题意； D、木炭用作燃料是利用其可燃性，用作还原剂是利用其还原性，与着火点高无关，说法错误，符合题意。 故选：D。 9．（25-26九年级上·重庆大足·期末）下列物质性质与用途对应关系不正确的是 A．金刚石硬度大，可用于制造大足石刻的刻刀 B．石墨呈黑色且稳定，可用于磁器口手工制墨 C．焦炭有导电性，可用于铺垫重庆滨江路步道 D．活性炭具有吸附性，可用于洪崖洞水池净水 【答案】C 【详解】A、金刚石硬度大，可用于制造刻刀，说法正确，不符合题意； B、石墨呈黑色且稳定，可用于制墨，说法正确，不符合题意； C、焦炭铺垫步道通常利用其耐磨性而非导电性，说法错误，符合题意； D、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素及异味，可用于净水，说法正确，不符合题意。 故选：C。 10．（25-26八年级下·广西南宁·期末）碳世界丰富多彩，根据如图回答下列问题： (1)图C代表的物质的名称为________________；石墨可做电极是因为它具有________________性。 (2)图A、B、C代表的三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，稍待片刻，能观察到________，导管出现倒吸水柱，原因是木炭具有________的结构，使其具有________性。 【答案】(1)金刚石 导电 (2)碳原子的排列方式不同 (3)烧瓶内红棕色变浅（或消失） 疏松多孔 吸附 【详解】（1）图C为正四面体空间网状结构，是金刚石的结构模型；石墨具有导电性，因此可作电极； （2）A为，B为石墨，和C金刚石一样均由碳元素组成，但三者内部碳原子的排列方式不同，因此物理性质差异较大； （3）木炭为疏松多孔的结构，具有吸附性，可吸附红棕色的气体，使瓶内颜色变浅，同时瓶内压强减小，外界大气压将水压入导管，出现倒吸水柱的现象。 素养提升 11.（2026·湖南长沙·二模）“碳家族”的成员丰富，用途多样。在碳单质中可以成为钻石、装在钻机钻头上的是 A．金刚石 B．石墨 C．C60 D．碳纳米管 【答案】A 【详解】金刚石是天然存在的硬度最大的物质，无色透明的金刚石经雕琢后可作为钻石，硬度大的特性使其可制作钻机钻头，完全符合题干描述。 石墨质软、有导电性，多用于制作铅笔芯、电极；、碳纳米管属于新型碳材料，多用于超导、纳米科研等领域，均不满足题干用途要求。 12．（2026·上海浦东新·二模）金刚石的结构模型是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A、该模型为空间正四面体延伸的立体网状结构，符合金刚石的结构特征，故选项符合题意。 B、该模型为层状结构，是石墨的结构模型，故选项不符合题意。 C、该模型为足球状结构，是（足球烯）的结构模型，故选项不符合题意。 D、该模型为管状结构，是碳纳米管的结构模型，故选项不符合题意。 13．（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。 14．氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似。下列说法错误的是（ ） A．氮化硼由分子构成 B．氮化硼的硬度很大 C．氮化硼属于化合物 D．氮化硼可用于切割玻璃 【答案】A 【解析】A、由图示可知氮化硼由氮原子和硼原子构成，错误；B、氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似，氮化硼的硬度很大，正确；C、氮化硼是由两种元素组成的纯净物，属于化合物，正确；D、氮化硼硬度大，可用于切割玻璃，正确；故选A。 15．（2026·山东东营·一模）C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，关于C60的叙述不正确的是 A．C60是由60个碳原子构成的分子 B．C60分子结构酷似足球，俗称“足球烯” C．C60独特的结构决定它特殊的物理和化学性质 D．C60不能和氧气反应生成二氧化碳 【答案】D 【详解】A、1个分子由60个碳原子构成，表述正确。 B、分子结构呈足球状，俗称“足球烯”，表述正确。 C、物质的结构决定性质，的特殊结构决定它具有特殊的物理和化学性质，表述正确。 D、属于碳单质，具有可燃性，完全燃烧时可和氧气反应生成二氧化碳，表述错误。 16．（2026·内蒙古通辽·三模）随着科学技术的发展，多种多样的碳单质不断被发现。如图所示，下列关于碳单质说法正确的是 A．金刚石中每个碳原子都与其他4个碳原子结合 B．石墨中的层与层之间容易滑动，因此具有导电性 C．是指由60个碳原子构成的物质 D．以上物质均由碳元素组成，故性质相同 【答案】A 【详解】A. 金刚石为空间立体网状结构，每个碳原子均与相邻4个碳原子结合形成正四面体结构，说法正确； B. 石墨层与层之间作用力弱，因此容易滑动、有滑腻感；其导电性是因为层内碳原子存在可自由移动的电子，二者无因果关系，说法错误； C. 是由分子构成的物质，每个分子由60个碳原子构成，并非宏观物质直接由60个碳原子构成，说法错误； D. 上述物质均由碳元素组成，但碳原子排列方式不同，物理性质差异很大，仅化学性质相似，并非所有性质都相同，说法错误。 17．（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。 18．（2026·山东淄博·二模）下图是金刚石、石墨、C60、单层石墨烯的结构模型。 (1)一个碳原子的结构中，最外层有________个电子。观察图1中金刚石结构模型，每一个碳原子与周围________个碳原子结合，形成了稳定的结构。 (2)单层石墨烯可以由石墨“撕”取出来，其结构模型如图3所示。推测石墨烯具有的性质是________。金刚石和石墨都是由碳原子构成的，物理性质有较大差异的原因是________。 【答案】(1) 4 4 (2) 导电性（合理即可） 碳原子的排列方式不同 【详解】（1）碳原子的原子序数为6，核外电子排布为第一层2个、最外层4个电子； 金刚石为空间立体网状结构，观察模型可看出每个碳原子与周围4个碳原子结合，形成稳定结构。 （2）石墨烯是单层石墨，石墨具有导电性、导热性等性质，因此石墨烯也具备同类性质（合理即可）； 物质的结构决定性质，金刚石和石墨都由碳原子构成，但碳原子的空间排列方式不同，因此物理性质差异较大。 迁移创新 19．（25-26八年级下·山东淄博·期末）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可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图： A．碳纤维属于无定形碳 B．不同的碳单质，化学性质相似 C．不同碳单质中碳原子的排列方式不同 D．一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化 【答案】D 【详解】A. 根据题图分类，碳纤维归属于无定形碳类别，说法正确； B. 不同碳单质均由碳元素组成，组成元素相同，因此化学性质相似，说法正确； C. 不同碳单质物理性质差异较大，本质原因是内部碳原子的排列方式不同，说法正确； D. 石墨和金刚石是两种结构、性质均不同的碳单质，二者转化过程有新物质生成，属于化学变化，该说法错误。 20．（2026·广东深圳·三模）人们对碳单质的研究从未止步。近期科学家在1025℃条件下、将硅融入液态金属中，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。石墨的碳层间距是0.335 nm，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，综合考虑性能优势（见表），钠离子电池正成为研究热点。石墨的碳层难以嵌入，而另一种碳单质——硬碳（可通过在氩气或氮气中对生物质原料高温碳化制成），其碳层间距约为0.37~0.40 nm，能够嵌入，电池依靠在正极和负极之间移动来进行充电和放电，充电时，从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。回答问题： 表：锂离子电池和钠离子电池部分性能对比 电池重量 能量密度 循环寿命（次） 低温性能（容量保持率） 锂离子电池 较轻 高 5000+ 60~70% 钠离子电池 较重 较低 1000~4000 88%以上 (1)写出硅与甲烷发生反应的化学方程式________。 (2)1图中________（填“甲”或“乙”）为金刚石的结构模型。石墨在液态金属表面转化为金刚石薄膜发生的是________（填“物理”或“化学”）变化。 (3)根据表中信息可知：与锂离子电池相比，钠离子电池的优点是________。 (4)由2图分析可知硬碳作为电池的________（填“正”或“负”）极。 (5)制备硬碳时通入氩气或氮气，目的是________。 (6)下列说法正确的是________（填序号）。 A．同种元素可组成不同的单质 B．钠离子和锂离子质子数相同 C．废旧电池不能随意掩埋处理 D．钠离子电池更适合应用于笔记本电脑中 【答案】(1)CH4+SiSiH4+C (2) 乙 化学 (3)低温性能好 (4)负 (5)作保护气 (6)AC 【详解】（1）在1025℃条件下，将硅融入液态金属中，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），该反应的化学方程式为：CH4+SiSiH4+C。 （2）金刚石是立体网状结构，石墨是层状结构，则1图中乙为金刚石的结构模型，石墨转化为金刚石，有新物质生成，属于化学变化。 （3）对比表中参数，钠离子电池 −20℃ 容量保持率远高于锂离子电池，因此其优点为低温性能好。 （4）Na+电池依靠Na+在正极和负极之间移动来进行充电和放电，充电时，Na+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反，故硬碳作为电池的负极。 （5）制备硬碳时通入氩气或氮气，是利用氩气或氮气化学性质很不活泼，不易与生物质发生反应，可作保护气。 （6）A.同种元素可以组成不同的单质，如碳元素可组成金刚石、石墨等不同单质，符合题意； B.钠离子的质子数是11，锂离子的质子数是3，质子数不相同，不符合题意； C.废旧电池含重金属等有害物质，不能随意掩埋处理，否则会污染水源和土壤，应回收处理，符合题意； D.钠离子电池较重，能量密度低，不适合应用于笔记本电脑中，不符合题意。 学科网（北京）股份有限公司7 / 9 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 第1课时 碳单质的多样性 课标要点 1. 知道物质具有多样性，不同元素可以组成不同的物质，同种元素也可以组成不同的物质。 2. 了解金刚石、石墨和C60的物理性质和主要用途，了解活性炭的吸附性。 3. 知道金刚石、石墨和C60它们物理性质存在明显差异的原因。 学习重难点 重点： 金刚石、石墨和C60的物理性质和用途； 难点： 同种元素组成不同的单质。 知识点 金刚石、石墨和C60（重点） 1．金刚石、石墨和C60 碳单质 金刚石 石墨 C60 组成元素 元素 元素 元素 构成微粒 由 构成 由 构成 由 构成 化学式 结构 物理性质 的固体。天然存在的最 的物质。特殊条件下制备的金刚石薄膜 、 大； 好。 的有金属光泽的固体；很 ，有 ；熔点高，有良好的 。 有特殊的物理性质 物理性质不同的原因 金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质，物理性质有明显差异的原因： 2．性质与用途的对应关系 性质 对应的用途 金刚石 折光率高，加工后璀璨夺目 制装饰品(钻石) 天然存在的最硬的物质 制钻头、 、 金刚石薄膜透光性好 用作 金刚石薄膜导热性好 用于 石墨 色、质软、有良好的润滑性 制铅笔芯 有良好的 性、耐高温 做机械高温润滑剂 熔点高，耐 制作坩埚和高温模具 良好的导电性 干电池 良好的 性、 性；耐 高铁列车受电弓滑板 C60 有特殊的物理和化学性质 用于超导、催化、能源及医学领域等。 物质性质与用途的关系：性质 用途，用途 性质 特别提醒 1．C60 中的60是指：一个C60分子中含有60个碳原子。 2．石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，该转化是化学变化。 3．铅笔芯不含铅，主要成分是石墨。 4．C₆₀属于单质，不是化合物。 5．石墨导电是物理性质，不发生化学变化。 随学随练 1． （25-26八年级下·上海·期末）天然存在的最硬的物质，且可用来切割玻璃的是 A．石墨 B．金刚石 C． D．石墨烯 2．（25-26九年级上·河北邯郸·期末）碳单质的性质与用途密切相关。下列说法正确的是 A．金刚石硬度大，可用于制作铅笔芯 B．石墨具有导电性，可用于制作电极 C．活性炭具有吸附性，可用于冶炼金属 D．熔点高，可用于制作润滑剂 知识点 无定形碳 1．无定形碳主要有： 、焦炭、 和 ，它们的主要成分也是碳单质，结构与 类似。 3．木炭、焦炭、活性炭和炭黑都是 物，它们主要是碳单质，还含有少量杂质。 2．木炭、活性炭 （1）结构：有 的结构 （2）性质：有 。活性炭的吸附作用比木炭 。 （3）应用： 木炭 吸附一些食品和工业产品中的 ，也可吸附有 的物质。 活性炭 ①可用于 中除去毒气； ②制糖业中 以制白糖； ③净水：城市 、工业 和饮用水的 ； ④冰箱 ； ⑤吸附 产生的有害气体。 防毒面具 环保活性炭包 冰箱除臭剂 （4）活性炭、木炭的吸附性是 而不是 。 特别提醒 “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。 随学随练 1．物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是 A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D． 2．（25-26八年级下·山东烟台·期末）碳是给人类社会提供能源和材料的主要元素。下列含碳元素物质的性质与用途对应关系错误的是 A．金刚石硬度大——可切割玻璃 B．石墨具有优良的导电性——可制铅笔芯 C．炭黑黑色细腻——可作碳素墨水 D．活性炭有很强的吸附性——可用于净水 拓展 同种元素可以组成不同的单质 1.不同种元素可以组成不同的单质，如氧气是氧元素组成的单质，氮气是氮元素组成的单质。 2.同种元素也可以组成 的单质，如金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。 3.常见的由同种元素组成的不同单质 同种元素 碳元素（C） 氧元素（O） 磷元素（P） 不同的单质 金刚石、石墨和C60 氧气（O2）和臭氧（O3） 红磷和白磷 4.同种元素组成的物质不一定是单质，可能是 。（如O2和O3混合；红磷和白磷混合等） 5.同种元素组成的纯净物 是单质。 6.同种元素组成的不同单质间的相互转化发生的是 变化。 如：石墨在高温高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者是不同物质，该转化是 变化。 活学活用 1．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 2．由同种元素组成的不同种单质称为同素异形体。比如：红磷与白磷都是由磷元素组成的单质互为同素异形体。下列和氧气互为同素异形体的是 A．臭氧（） B．液氧 C．一氧化碳 D．二氧化碳 题型 同种元素组成的单质 ▌例1 （25-26八年级下·山东淄博·期中）由同种元素组成的不同单质称为同素异形体。下列物质不属于同素异形体的是 A．金刚石、石墨 B．、 C．红磷、白磷 D．CO、 解题贴士 1．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） 2．同种元素组成的纯净物才是单质。 ▌对点练1-1 （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 ▌对点练1-2 某物质含有一种元素 A．可能是纯净物也可能是混合物 B．可能是单质也可能是化合物 C．一定是混合物 D．一定是纯净物 题型 金刚石、石墨和C60 ▌例2 （2026·重庆·三模）特殊条件下制备的金刚石薄膜可作光学仪器涂层，这一应用与其下列性质无关的是 A．硬度大 B．透光性好 C．常温下化学性质稳定 D．导热性好 解题贴士 1.金刚石和石墨混合，只含碳元素，但属于混合物，不是单质。 2.金刚石、石墨和C60物理性质差异原因：碳原子的排列方式不同，不是原子不同。 3.金刚石、石墨是原子构成；C₆₀由分子构成，不是直接由碳原子构成。 4.C₆₀属于单质，不是化合物。 ▌对点练2-1 （25-26八年级下·山东日照·期末）金刚石、石墨、都是由碳元素组成的单质。下列说法错误的是 A．金刚石硬度大，可用于钻机的钻头 B．金刚石、石墨、都是由碳原子构成的单质 C．石墨具有良好的导电性，可用于做高铁列车的受电弓滑板 D．金刚石和石墨的物理性质差异较大，是因为碳原子的排列方式不同 ▌对点练2-2 （25-26八年级下·山东淄博·期末）下面分别是金刚石（甲）、石墨（乙）、（丙）的结构示意图，下列说法正确的是 A．三种单质中，所有的碳原子均静止不动 B．石墨具有可燃性，金刚石和不具有可燃性 C．石墨中碳原子之间没有间隔 D．金刚石硬度大，可用于制作切割工具、钻头等 题型 碳单质的性质与用途 ▌例3 （25-26八年级下·黑龙江绥化·期末）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 解题贴士 1.金刚石硬度大 → 作钻头、玻璃刀；金刚石璀璨光泽 → 做装饰品； 2.石墨质软、刻画留痕 → 制铅笔芯；石墨导电性优良 → 石墨电极；石墨滑腻感 → 作润滑剂； 3.木炭、活性炭疏松多孔（吸附性）→ 净水除异味、脱色； ▌对点练3-1 性质决定用途。下列碳单质的性质与其用途不相符的是 A．石墨有优良的导电性能——用于制铅笔芯 B．C60分子很稳定，有超导性——广泛应用于超导领域 C．金刚石是天然存在的最硬物质——用于装在钻探机的钻头上 D．活性炭疏松多孔，吸附能力强——用于天然水的净化 ▌对点练3-2 （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 题型 根据信息判断新的碳单质的性质 ▌例4 （2026·山西运城·一模）我国科学家研究月球土壤时，发现了天然的少层石墨烯。石墨烯是一种碳单质，可以制得超高比表面积和孔隙度的全碳气凝胶用于净化空气，说明它具有较强的 A．吸附性 B．导电性 C．导热性 D．氧化性 ▌对点练4-1 （25-26九年级上·湖南长沙·期末）碳纤维具有良好的导电性、强度大、抗疲劳、耐高温、耐腐蚀性和膨胀系数小等特点，广泛用于航天航空领域。下列属于碳纤维的化学性质的是 A．碳纤维具有导电性 B．碳纤维抗拉强度大 C．碳纤维耐腐蚀性强 D．碳纤维具有导热性 ▌对点练4-2 （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 基础通关 1．（25-26九年级上·湖北襄阳·期末）我国高速铁路的发展走在世界前列。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，这一应用与石墨的下列性质无关的是 A．熔点高 B．灰黑色 C．导电性好 D．滑腻感 2．（25-26九年级上·山西太原·期末）可用于储存气体，这一用途主要利用了其分子结构特征中的 A．空心球体 B．形似足球 C．比较稳定 D．高度对称 3．（25-26九年级上·陕西汉中·阶段检测）下图为金刚石、石墨和的结构模型，图中小球代表碳原子。下列说法不正确的是 A．图中甲表示金刚石，乙表示石墨，丙表示 B．金刚石和石墨物理性质差异大，是因为构成它们的原子大小不同 C．每个分子由60个碳原子构成 D．金刚石和石墨均由原子构成 4．中科院研究人员成功合成了一种类似金刚石结构的物质—“T-碳”（化学式为 C）。有关“T-碳”的说法错误的是 A．完全燃烧的产物是二氧化碳 B．常温下化学性质稳定 C．由原子直接构成 D．物理性质与石墨相似 5．（25-26八年级下·黑龙江大庆·期末）“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 6．（2026·河南周口·二模）如图是石墨、金刚石和C60的结构图。下列说法正确的是 A．图中表示金刚石结构的是② B．石墨是由碳分子构成的 C．金刚石和石墨物理性质相似 D．一个C60分子由60个碳原子构成 7．（25-26九年级上·甘肃陇南·期末）碳的单质在生产、生活中应用广泛。下列说法中不正确的是 A．金刚石硬度大，可用来裁玻璃 B．石墨导电性能优良，可作电极 C．石墨烯导热性能优良，可制作发热材料 D．的分子结构形似足球，吸附能力很强，常用于冰箱除臭剂 8．（25-26九年级上·四川成都·期末）下表总结了碳元素组成物质的性质及对应用途，其中有误的一项是 选项 物质 性质 用途 A 金刚石 硬度大 切割玻璃、作为钻机钻头 B 石墨 导电性好 干电池、受电弓滑板 C 活性炭 吸附性强 在冰箱中吸附异味 D 木炭 着火点高 用作燃料和还原剂 A．A B．B C．C D．D 9．（25-26九年级上·重庆大足·期末）下列物质性质与用途对应关系不正确的是 A．金刚石硬度大，可用于制造大足石刻的刻刀 B．石墨呈黑色且稳定，可用于磁器口手工制墨 C．焦炭有导电性，可用于铺垫重庆滨江路步道 D．活性炭具有吸附性，可用于洪崖洞水池净水 10．（25-26八年级下·广西南宁·期末）碳世界丰富多彩，根据如图回答下列问题： (1)图C代表的物质的名称为________________；石墨可做电极是因为它具有________________性。 (2)图A、B、C代表的三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，稍待片刻，能观察到________，导管出现倒吸水柱，原因是木炭具有________的结构，使其具有________性。 素养提升 11.（2026·湖南长沙·二模）“碳家族”的成员丰富，用途多样。在碳单质中可以成为钻石、装在钻机钻头上的是 A．金刚石 B．石墨 C．C60 D．碳纳米管 12．（2026·上海浦东新·二模）金刚石的结构模型是 A． B． C． D． 13．（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 14．氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似。下列说法错误的是（ ） A．氮化硼由分子构成 B．氮化硼的硬度很大 C．氮化硼属于化合物 D．氮化硼可用于切割玻璃 15．（2026·山东东营·一模）C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，关于C60的叙述不正确的是 A．C60是由60个碳原子构成的分子 B．C60分子结构酷似足球，俗称“足球烯” C．C60独特的结构决定它特殊的物理和化学性质 D．C60不能和氧气反应生成二氧化碳 16．（2026·内蒙古通辽·三模）随着科学技术的发展，多种多样的碳单质不断被发现。如图所示，下列关于碳单质说法正确的是 A．金刚石中每个碳原子都与其他4个碳原子结合 B．石墨中的层与层之间容易滑动，因此具有导电性 C．是指由60个碳原子构成的物质 D．以上物质均由碳元素组成，故性质相同 17．（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 18．（2026·山东淄博·二模）下图是金刚石、石墨、C60、单层石墨烯的结构模型。 (1)一个碳原子的结构中，最外层有________个电子。观察图1中金刚石结构模型，每一个碳原子与周围________个碳原子结合，形成了稳定的结构。 (2)单层石墨烯可以由石墨“撕”取出来，其结构模型如图3所示。推测石墨烯具有的性质是________。金刚石和石墨都是由碳原子构成的，物理性质有较大差异的原因是________。 迁移创新 19．（25-26八年级下·山东淄博·期末）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可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图： A．碳纤维属于无定形碳 B．不同的碳单质，化学性质相似 C．不同碳单质中碳原子的排列方式不同 D．一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化 20．（2026·广东深圳·三模）人们对碳单质的研究从未止步。近期科学家在1025℃条件下、将硅融入液态金属中，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。石墨的碳层间距是0.335 nm，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，综合考虑性能优势（见表），钠离子电池正成为研究热点。石墨的碳层难以嵌入，而另一种碳单质——硬碳（可通过在氩气或氮气中对生物质原料高温碳化制成），其碳层间距约为0.37~0.40 nm，能够嵌入，电池依靠在正极和负极之间移动来进行充电和放电，充电时，从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。回答问题： 表：锂离子电池和钠离子电池部分性能对比 电池重量 能量密度 循环寿命（次） 低温性能（容量保持率） 锂离子电池 较轻 高 5000+ 60~70% 钠离子电池 较重 较低 1000~4000 88%以上 (1)写出硅与甲烷发生反应的化学方程式________。 (2)1图中________（填“甲”或“乙”）为金刚石的结构模型。石墨在液态金属表面转化为金刚石薄膜发生的是________（填“物理”或“化学”）变化。 (3)根据表中信息可知：与锂离子电池相比，钠离子电池的优点是________。 (4)由2图分析可知硬碳作为电池的________（填“正”或“负”）极。 (5)制备硬碳时通入氩气或氮气，目的是________。 (6)下列说法正确的是________（填序号）。 A．同种元素可组成不同的单质 B．钠离子和锂离子质子数相同 C．废旧电池不能随意掩埋处理 D．钠离子电池更适合应用于笔记本电脑中 学科网（北京）股份有限公司7 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $