6.1 碳单质的多样性（第1课时）（导学案）化学新教材人教版九年级上册

6.1 碳单质的多样性 第1课时 碳的单质 1.能说出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。 2.能说出金刚石和石墨在结构上的差异性，了解它们的物理性质和主要用途，初步形成“性质决定用途”的化学观念。 3.能通过实验探究与资料阅读，了解木炭、活性炭的吸附性以及 C60、石墨烯等新型碳单质，感受化学在材料领域的创造价值。 重点：了解金刚石、石墨和 C60 的结构、性质及主要用途。 难点：形成“性质决定用途”的化学观念。 1．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。 2．金刚石是无色透明的固体，是天然存在的最硬的物质，不导电，导热性好。 3．石墨是灰黑色、有金属光泽的固体，很软、有滑腻感，具有优良的导电性。 4．金刚石和石墨均由碳元素组成，但物理性质差异很大，是因为碳原子的排列方式不同（金刚石为立体网状结构，石墨为层状结构）。 5．木炭、活性炭、炭黑、焦炭的主要成分都是碳单质，它们具有疏松多孔的结构，因此具有吸附性。 6．每个 C60 分子由60个碳原子构成，形似足球，又名足球烯。 （一）课堂导入 【想一想】展示“碳元素人才招聘会”海报：四位应聘者前来应聘，它们的元素符号都是 C！岗位说明：硬核岗——要求够硬，能划玻璃、做钻头；导电岗——要求能导电；吸附岗——要求能吸附异味和有害气体；特别岗——要求结构特别，科学家正在研究。这四位应聘者分别是什么物质？为什么同样由碳元素组成，本领却大不相同？ 【结论】金刚石应聘硬核岗，石墨应聘导电岗，活性炭应聘吸附岗，C60应聘特别岗。同样由碳元素组成但本领不同，是因为碳原子的排列方式不同，即结构决定性质，性质决定用途。 （二）金刚石 【活动1】观察金刚石实物与图片，归纳其物理性质。 【结论】（1）外观：无色透明、透光性好的固体；（2）光泽：加工后璀璨夺目；（3）硬度：天然存在的最硬的物质；（4）导电性：不导电；（5）导热性：导热性好。 【活动2】阅读教材，归纳金刚石的用途，并体会“性质决定用途”。 【结论】加工后璀璨夺目 → 作装饰品；硬度大 → 裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头；金刚石薄膜透光性好、硬度大 → 作透镜等光学仪器的涂层；金刚石薄膜导热性好 → 用于集成电路基板散热，提高芯片性能。提炼：结构决定性质，性质决定用途。 【例1】下列关于金刚石的说法中，错误的是（ ） A．金刚石是由碳原子直接构成的　　B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．金刚石可用于制作钻探机的钻头　　D．金刚石有优良的导电性 【答案】D 【解析】金刚石由碳原子直接构成，是天然存在的最硬的物质，可用于制作钻探机的钻头，A、B、C 均正确；金刚石不导电，D 错误。 【例2】金刚石常被用于切割玻璃，这是因为（ ） A．金刚石的硬度大　　B．金刚石的导电性好　　C．金刚石的熔点高　　D．金刚石的导热性好 【答案】A 【解析】金刚石是天然存在的最硬的物质，裁割玻璃利用的正是硬度大这一性质，与导电性、熔点、导热性无关。 （三）石墨 【活动3】（1）用小刀刮铅笔芯，感受铅笔芯的硬度；（2）触摸铅笔芯粉末，体会手感；（3）用铅笔在白纸上划，观察颜色。归纳石墨的物理性质。 【结论】（1）外观：灰黑色的固体；（2）光泽：有金属光泽；（3）硬度：很软、有滑腻感。 【活动4】石墨的导电性实验：将石墨电极接入电路，闭合开关，观察灯泡是否发光。描述实验现象并得出结论。 【结论】实验现象：灯泡发光。实验结论：石墨具有优良的导电性能。 【活动5】阅读教材，归纳石墨的用途。 【结论】很软、有滑腻感，且为灰黑色 → 制铅笔芯；导电性好 → 作电极；导电性好、有滑腻感、熔点高 → 制高铁列车的受电弓滑板。 【思考与讨论】（1）金刚石和石墨均由碳元素组成，为什么物理性质却有很大差异呢？（2）石墨可以转变为金刚石吗？是物理变化还是化学变化？ 【结论】（1）因为碳原子排列方式不同（金刚石：立体网状结构；石墨：层状结构），即结构决定性质。（2）可以。属于化学变化，因为金刚石和石墨是不同的物质。 【活动6】向盛有红墨水（或有异味的水）的试管中加入少量活性炭，振荡、静置，观察颜色变化。描述实验结论，并归纳木炭、活性炭、炭黑、焦炭的用途。 【结论】实验结论：活性炭具有吸附性。结构特点：疏松多孔 → 决定 → 吸附性。用途：木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附作用 → 净水、除去异味和有害气体；炭黑 → 制作碳素墨水、轮胎、鞋油；焦炭 → 主要用于冶炼金属。 【例3】航天飞机在飞行中与空气摩擦会产生高温，表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用，这主要是因为石墨（ ） A．能导电　　B．密度小　　C．有润滑作用　　D．熔点高、耐高温 【答案】D 【解析】石墨熔点高、耐高温，因此可作航天飞机的隔热瓦；这一用途与导电性、密度、润滑性无关。 【例4】木炭、活性炭都具有吸附性，是因为它们（ ） A．都是黑色固体　　B．密度都很小　　C．都具有疏松多孔的结构　　D．主要成分都是碳单质 【答案】C 【解析】吸附性来源于疏松多孔的结构，与其颜色、密度以及是否为碳单质没有直接关系。 （四）C60 与新型碳单质 【活动7】阅读教材“C60”部分，总结 C60 的结构、性质和用途。 【结论】结构：每个 C60 分子由60 个碳原子构成，是形似足球的封闭笼状结构，又名足球烯。性质与用途：C60 具有一些特殊的物理和化学性质，可用于超导、催化、能源及医学等领域。提示：C60 由分子构成，而金刚石、石墨由碳原子直接构成，这是它们的一大区别。 【活动8】阅读教材，了解石墨烯、碳纳米管等新型碳单质及其应用。 【结论】石墨烯——世界上人工制得的最薄的材料，厚度仅 0.335 nm，是用胶带“撕”出来的单层碳原子，具有优异的导电、导热和力学性能。碳纳米管——尺寸小、机械强度高、导电性好，可应用于材料、催化、信息等诸多领域。应用举例：石墨烯羽绒服（保暖性好）、石墨烯口罩（抗菌性更强、透气性更好）。归纳提升：同一种元素可以组成不同的物质，物质的多样性源于原子排列方式的多样性。 【例5】科学家发现的碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、导电性好等特点，下列关于碳纳米管的说法错误的是（ ） A．碳纳米管是一种新型碳单质　　B．碳纳米管在一定条件下能燃烧 C．碳纳米管的物理性质与金刚石相同　　D．碳纳米管可应用于材料、催化等领域 【答案】C 【解析】碳纳米管是由碳元素组成的新型单质，在一定条件下能燃烧生成二氧化碳，A、B 正确；它与金刚石中碳原子的排列方式不同，物理性质也不相同，C 错误；其特点决定了可应用于材料、催化等领域，D 正确。 【例6】下列关于 C60 的说法中，正确的是（ ） A．C60 是一种新型化合物　　B．C60 分子由 60 个碳原子构成 C．C60 的相对分子质量为 720g　　D．C60 不能燃烧 【答案】B 【解析】C60 只由碳元素组成，属于单质而不是化合物，A 错误；每个 C60 分子由 60 个碳原子构成，B 正确；相对分子质量的单位为 1，不能写成 g，C 错误；C60 能在氧气中燃烧生成二氧化碳，D 错误。 1. “碳家族”的成员很多，下列物质中，硬度最大的是（ ） A．金刚石　　B．石墨　　C．C60　　D．活性炭 【答案】A 【解析】金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨质软，C60 与活性炭均不具有金刚石那样的硬度。 2. 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．C60 【答案】A 【解析】活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可吸附异味和有害气体；金刚石、石墨、C60 均无此性质。 3. 下列有关“碳家族”成员的说法中，正确的是（ ） A．金刚石硬度大，因此可用作装饰品 B．石墨质软，因此可制成电极 C．活性炭具有吸附性，因此可用于净水 D．C60 用途广泛，是一种新型化合物 【答案】C 【解析】作装饰品利用的是金刚石加工后璀璨夺目的光泽，A 错误；制电极利用的是石墨优良的导电性，B 错误；活性炭因吸附性可用于净水，C 正确；C60 只由碳元素组成，属于单质而不是化合物，D 错误。 4. 判断下列说法是否正确： （1）同种元素组成的物质一定是单质。 （2）一种元素可以组成多种物质。 （3）石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属。 （4）金刚石、石墨和 C60 都是由碳原子直接构成的。 【答案】（1）×　　（2）√　　（3）×　　（4）× 【解析】同种元素组成的物质可能是混合物（如金刚石与石墨混合在一起），不一定是单质，（1）错误；一种元素可以组成多种单质，如金刚石、石墨、C60，（2）正确；石墨虽有金属光泽和导电性，但属于非金属单质，（3）错误；金刚石、石墨由碳原子直接构成，而 C60 由 C60 分子构成，（4）错误。 一、金刚石 性质：无色透明、璀璨夺目；硬度最大；不导电；导热性好 用途：装饰品、裁玻璃、钻头、光学涂层、芯片散热 二、石墨 性质：灰黑色、金属光泽、质软滑腻、导电优良、熔点高 用途：铅笔芯、电极、受电弓滑板 结构差异：金刚石立体网状 / 石墨层状 → 碳原子排列方式不同 三、无定形碳 木炭、活性炭：疏松多孔 → 吸附性 → 净水、除味 炭黑：碳素墨水、轮胎　　焦炭：冶炼金属 四、C60 每个 C60 分子由 60 个碳原子构成，形似足球，又名足球烯 石墨烯：最薄材料 0.335 nm　　碳纳米管：尺寸小、强度高 核心观念：结构决定性质，性质决定用途 考点01　金刚石的性质与用途 1．金刚石和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、石墨在氧气中充分燃烧后的产物不同 B．在一定条件下，石墨可以转化成金刚石，这一变化属于化学变化 C．金刚石和石墨都具有良好的导电性 D．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 【答案】B 【详解】A.金刚石和石墨都是仅由碳元素组成的单质，在氧气中充分燃烧的产物均为，产物相同，A错误。 B.金刚石和石墨是结构不同的两种物质，石墨转化为金刚石有新物质生成，符合化学变化的定义，B正确。 C.石墨有良好导电性，金刚石几乎不导电，C错误。 D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，物理性质差异极大，如金刚石硬度极高、石墨质软，D错误。 2．含碳物质构建了一个“神奇的碳家族”。下列有关说法正确的是（ ） A．活性炭可用于冰箱除异味 B．金刚石具有优良的导电性 C．石墨常温下化学性质很活泼 D．金刚石和石墨的原子排列方式相同 【答案】A 【详解】A.活性炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性，可以吸附冰箱中的异味，说法正确。 B.金刚石几乎不导电，具有优良导电性的是石墨，说法错误。 C.石墨是碳单质，常温下碳的化学性质稳定，并不活泼，说法错误。 D.金刚石和石墨物理性质差异很大，本质原因就是二者的碳原子排列方式完全不同，说法错误。 考点02　石墨及无定形碳的性质与用途 3．（2026·河南洛阳·三模）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 【答案】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。 4．我国科学家在实验室模拟陨石环境合成金刚石。下列关于金刚石与石墨说法正确的是（ ） A．都由碳原子构成，所以性质完全相同 B．在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于物理变化 C．金刚石硬度大，石墨能导电，是碳原子排列方式不同导致 D．金刚石、石墨中碳元素化合价不同 【答案】C 【详解】A.金刚石和石墨都由碳原子构成，但碳原子排列方式不同，物理性质差异极大，仅化学性质相似，并非性质完全相同，A错误。 B.石墨和金刚石是两种不同的物质，转化过程有新物质生成，属于化学变化，B错误。 C.结构决定性质，金刚石硬度大、石墨能导电的性质差异，本质原因就是碳原子的排列方式不同，C正确。 D.金刚石和石墨均为碳单质，单质中元素化合价为0，二者碳元素化合价均为，化合价相同，D错误。 考点03　C60 与新型碳单质 5．5G时代芯片运行速度提升，会带来散热问题。高性能石墨烯复合材料散热片可以很好地解决芯片散热问题。关于石墨烯，以下说法错误的是（ ） A．构成：碳原子 B．结构：微粒排列方式不同于金刚石 C．性质：可燃性 D．用途：用作超轻绝缘材料 【答案】D 【详解】A.石墨烯是碳单质，由碳原子直接构成，表述正确。 B.金刚石为空间立体网状结构，石墨烯为平面层状结构，二者微粒排列方式不同，表述正确。 C.碳单质均具有可燃性，完全燃烧生成，表述正确。 D.石墨烯具有优良的导电性和导热性，不属于绝缘材料，表述错误。 6．碳单质存在的形式多种多样，除了金刚石、石墨之外，科学家们又相继发现了一些新的碳单质，如、、等。下列对于碳单质的认识中，正确的是 （ ） A．、、等碳单质均属于未来革命性材料 B．金刚石、石墨结构相同 C．所有的碳单质都能导电 D．石墨转化为金刚石、属于物理变化 【答案】A 【详解】A.、、等新型碳单质具有特殊的理化性质，在超导、功能材料等领域有极高应用潜力，属于未来革命性材料，说法正确； B.金刚石是空间立体网状结构，石墨是层状结构，二者结构完全不同，说法错误； C.金刚石没有自由移动的带电粒子，不能导电，不是所有碳单质都可导电，说法错误； D.石墨、金刚石、是不同的碳单质，互相转化时有新物质生成，属于化学变化，说法错误。 考点04　碳单质的综合辨析 7．石墨烯被称为“新材料之王”，是国产智能温控服装的主要原材料。石墨烯是石墨的单层结构(如图)，与石墨的化学性质相似。下列关于石墨烯的说法错误的是（ ） A．石墨烯属于单质 B．和金刚石组成元素相同 C．石墨烯燃烧的产物一定是二氧化碳 D．石墨烯有良好的导电性 【答案】C 【详解】A.石墨烯仅由碳元素组成，属于纯净物中的单质，说法正确； B.金刚石也是碳元素组成的单质，二者组成元素相同，说法正确； C.碳单质燃烧时，氧气充足生成，氧气不足则生成，因此燃烧产物不一定只有二氧化碳，说法错误； D.石墨具有良好导电性，石墨烯作为石墨的单层结构，也具有良好导电性，说法正确。 8．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 【答案】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。 9．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。 10．下列关于碳的各种模型的说法正确的是 （ ） A．图中三种物质都是由原子直接构成的 B．由图可知金刚石、石墨和都属于单质 C．图中石墨与金刚石的结构不同，所以性质也有许多不同 D．石墨与金刚石之间的转化是物理变化 【答案】BC 【详解】A. C60由分子构成，不是由原子直接构成，错误。 B. 金刚石、石墨和 C60都是由一种元素组成的纯净物，都属于单质，正确。 C.金刚石与石墨中碳原子排列方式不同，物理性质差异较大，如金刚石硬度大，石墨质软，正确。 D. 金刚石与石墨是不同物质，二者相互转化生成了新物质，是化学变化，错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.1 碳单质的多样性 第1课时 碳的单质 1.能说出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。 2.能说出金刚石和石墨在结构上的差异性，了解它们的物理性质和主要用途，初步形成“性质决定用途”的化学观念。 3.能通过实验探究与资料阅读，了解木炭、活性炭的吸附性以及 C60、石墨烯等新型碳单质，感受化学在材料领域的创造价值。 重点：了解金刚石、石墨和 C60 的结构、性质及主要用途。 难点：形成“性质决定用途”的化学观念。 1．不同种元素可以组成不同的物质， 也可以组成不同的物质。 2．金刚石是 的固体，是天然存在的 的物质， ，导热性好。 3．石墨是 、有金属光泽的固体，很软、有 ，具有优良的 。 4．金刚石和石墨均由碳元素组成，但物理性质差异很大，是因为 （金刚石为立体网状结构，石墨为层状结构）。 5．木炭、活性炭、炭黑、焦炭的主要成分都是碳单质，它们具有 的结构，因此具有 。 6．每个 C60 分子由 个碳原子构成，形似足球，又名 。 （一）课堂导入 【想一想】展示“碳元素人才招聘会”海报：四位应聘者前来应聘，它们的元素符号都是 C！岗位说明：硬核岗——要求够硬，能划玻璃、做钻头；导电岗——要求能导电；吸附岗——要求能吸附异味和有害气体；特别岗——要求结构特别，科学家正在研究。这四位应聘者分别是什么物质？为什么同样由碳元素组成，本领却大不相同？ 【结论】 应聘硬核岗， 应聘导电岗， 应聘吸附岗， 应聘特别岗。同样由碳元素组成但本领不同，是因为 ，即 。 （二）金刚石 【活动1】观察金刚石实物与图片，归纳其物理性质。 【结论】（1）外观： ；（2）光泽： ；（3）硬度： ；（4）导电性： ；（5）导热性： 。 【活动2】阅读教材，归纳金刚石的用途，并体会“性质决定用途”。 【结论】加工后璀璨夺目 → ；硬度大 → ；金刚石薄膜透光性好、硬度大 → ；金刚石薄膜导热性好 → 。提炼： 。 【例1】下列关于金刚石的说法中，错误的是（ ） A．金刚石是由碳原子直接构成的　　B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．金刚石可用于制作钻探机的钻头　　D．金刚石有优良的导电性 【例2】金刚石常被用于切割玻璃，这是因为（ ） A．金刚石的硬度大　　B．金刚石的导电性好　　C．金刚石的熔点高　　D．金刚石的导热性好 （三）石墨 【活动3】（1）用小刀刮铅笔芯，感受铅笔芯的硬度；（2）触摸铅笔芯粉末，体会手感；（3）用铅笔在白纸上划，观察颜色。归纳石墨的物理性质。 【结论】（1）外观： ；（2）光泽： ；（3）硬度： 。 【活动4】石墨的导电性实验：将石墨电极接入电路，闭合开关，观察灯泡是否发光。描述实验现象并得出结论。 【结论】实验现象： 。实验结论： 。 【活动5】阅读教材，归纳石墨的用途。 【结论】很软、有滑腻感，且为灰黑色 → ；导电性好 → ；导电性好、有滑腻感、熔点高 → 。 【思考与讨论】（1）金刚石和石墨均由碳元素组成，为什么物理性质却有很大差异呢？（2）石墨可以转变为金刚石吗？是物理变化还是化学变化？ 【结论】（1）因为 （金刚石：立体网状结构；石墨：层状结构），即 。（2） 。属于 ，因为金刚石和石墨是 。 【活动6】向盛有红墨水（或有异味的水）的试管中加入少量活性炭，振荡、静置，观察颜色变化。描述实验结论，并归纳木炭、活性炭、炭黑、焦炭的用途。 【结论】实验结论： 。结构特点： 。用途：木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附作用 → ；炭黑 → ；焦炭 → 。 【例3】航天飞机在飞行中与空气摩擦会产生高温，表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用，这主要是因为石墨（ ） A．能导电　　B．密度小　　C．有润滑作用　　D．熔点高、耐高温 【例4】木炭、活性炭都具有吸附性，是因为它们（ ） A．都是黑色固体　　B．密度都很小　　C．都具有疏松多孔的结构　　D．主要成分都是碳单质 （四）C60 与新型碳单质 【活动7】阅读教材“C60”部分，总结 C60 的结构、性质和用途。 【结论】结构：每个 C60 分子由 构成，是形似足球的 ，又名 。性质与用途：C60 具有一些特殊的物理和化学性质，可用于 等领域。提示：C60 由 构成，而金刚石、石墨由 ，这是它们的一大区别。 【活动8】阅读教材，了解石墨烯、碳纳米管等新型碳单质及其应用。 【结论】 ——世界上人工制得的最薄的材料，厚度仅 ，是用胶带“撕”出来的单层碳原子，具有优异的 。 ——尺寸小、机械强度高、导电性好，可应用于材料、催化、信息等诸多领域。应用举例：石墨烯羽绒服（保暖性好）、石墨烯口罩（抗菌性更强、透气性更好）。归纳提升： 。 【例5】科学家发现的碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、导电性好等特点，下列关于碳纳米管的说法错误的是（ ） A．碳纳米管是一种新型碳单质　　B．碳纳米管在一定条件下能燃烧 C．碳纳米管的物理性质与金刚石相同　　D．碳纳米管可应用于材料、催化等领域 【例6】下列关于 C60 的说法中，正确的是（ ） A．C60 是一种新型化合物　　B．C60 分子由 60 个碳原子构成 C．C60 的相对分子质量为 720g　　D．C60 不能燃烧 1. “碳家族”的成员很多，下列物质中，硬度最大的是（ ） A．金刚石　　B．石墨　　C．C60　　D．活性炭 2. 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．C60 3. 下列有关“碳家族”成员的说法中，正确的是（ ） A．金刚石硬度大，因此可用作装饰品 B．石墨质软，因此可制成电极 C．活性炭具有吸附性，因此可用于净水 D．C60 用途广泛，是一种新型化合物 4. 判断下列说法是否正确： （1）同种元素组成的物质一定是单质。 （2）一种元素可以组成多种物质。 （3）石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属。 （4）金刚石、石墨和 C60 都是由碳原子直接构成的。 一、金刚石 性质：无色透明、璀璨夺目；硬度最大；不导电；导热性好 用途：装饰品、裁玻璃、钻头、光学涂层、芯片散热 二、石墨 性质：灰黑色、金属光泽、质软滑腻、导电优良、熔点高 用途：铅笔芯、电极、受电弓滑板 结构差异：金刚石立体网状 / 石墨层状 → 碳原子排列方式不同 三、无定形碳 木炭、活性炭：疏松多孔 → 吸附性 → 净水、除味 炭黑：碳素墨水、轮胎　　焦炭：冶炼金属 四、C60 每个 C60 分子由 60 个碳原子构成，形似足球，又名足球烯 石墨烯：最薄材料 0.335 nm　　碳纳米管：尺寸小、强度高 核心观念：结构决定性质，性质决定用途 考点01　金刚石的性质与用途 1．金刚石和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、石墨在氧气中充分燃烧后的产物不同 B．在一定条件下，石墨可以转化成金刚石，这一变化属于化学变化 C．金刚石和石墨都具有良好的导电性 D．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 2．含碳物质构建了一个“神奇的碳家族”。下列有关说法正确的是（ ） A．活性炭可用于冰箱除异味 B．金刚石具有优良的导电性 C．石墨常温下化学性质很活泼 D．金刚石和石墨的原子排列方式相同 考点02　石墨及无定形碳的性质与用途 3．（2026·河南洛阳·三模）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 4．我国科学家在实验室模拟陨石环境合成金刚石。下列关于金刚石与石墨说法正确的是（ ） A．都由碳原子构成，所以性质完全相同 B．在一定条件下，石墨可以转化为金刚石，属于物理变化 C．金刚石硬度大，石墨能导电，是碳原子排列方式不同导致 D．金刚石、石墨中碳元素化合价不同 考点03　C60 与新型碳单质 5．5G时代芯片运行速度提升，会带来散热问题。高性能石墨烯复合材料散热片可以很好地解决芯片散热问题。关于石墨烯，以下说法错误的是（ ） A．构成：碳原子 B．结构：微粒排列方式不同于金刚石 C．性质：可燃性 D．用途：用作超轻绝缘材料 6．碳单质存在的形式多种多样，除了金刚石、石墨之外，科学家们又相继发现了一些新的碳单质，如、、等。下列对于碳单质的认识中，正确的是 （ ） A．、、等碳单质均属于未来革命性材料 B．金刚石、石墨结构相同 C．所有的碳单质都能导电 D．石墨转化为金刚石、属于物理变化 考点04　碳单质的综合辨析 7．石墨烯被称为“新材料之王”，是国产智能温控服装的主要原材料。石墨烯是石墨的单层结构(如图)，与石墨的化学性质相似。下列关于石墨烯的说法错误的是（ ） A．石墨烯属于单质 B．和金刚石组成元素相同 C．石墨烯燃烧的产物一定是二氧化碳 D．石墨烯有良好的导电性 8．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 9．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 10．下列关于碳的各种模型的说法正确的是 （ ） A．图中三种物质都是由原子直接构成的 B．由图可知金刚石、石墨和都属于单质 C．图中石墨与金刚石的结构不同，所以性质也有许多不同 D．石墨与金刚石之间的转化是物理变化 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $