6.1碳单质的多样性（第一课时）同步练--2026-2027学年九年级化学人教版上册

碳单质的多样性（第一课时） 同步练习 【范围】人教版九年级上册第六单元课题1 （第一课时） 题型：单项选择题 15 题，填空题 5 题，判断题 10 题 【同步练说明】本节第一课时较为简单，多为识记内容，题目考查也比较简单，下列题目同学们尽量把握在15分钟内完成！ ────────────────────────────────────────────────── 一、单项选择题 1. 下列物质中，属于碳单质的是（　　） A．二氧化碳　　　B．一氧化碳 C．金刚石　　　D．碳酸钙 2. 金刚石、石墨和 C₆₀ 物理性质差异很大的主要原因是（　　） A．组成元素不同　　　B．碳原子排列方式不同 C．原子大小不同　　　D．含碳量不同 3. 下列用途主要利用金刚石硬度大这一性质的是（　　） A．做装饰品　　　B．切割大理石 C．制作电极　　　D．吸附色素 4. 石墨可用于制作铅笔芯，主要是因为石墨（　　） A．导电性好　　　B．质软、灰黑色 C．硬度大　　　D．有可燃性 5. 活性炭能除去冰箱中的异味，主要利用的性质是（　　） A．可燃性　　　B．还原性 C．吸附性　　　D．导电性 6. 木炭使红墨水褪色的过程属于（　　） A．化学变化　　　B．物理变化 C．分解反应　　　D．化合反应 7. 关于 C₆₀ 的说法正确的是（　　） A．它是一种化合物　　　B．它由 60 种碳元素组成 C．一个 C₆₀ 分子中含有 60 个碳原子　　　D．它的硬度比金刚石大 8. 石墨烯是从石墨中分离出的单层石墨片，下列说法错误的是（　　） A．石墨烯属于碳单质　　　B．石墨烯具有良好的导电性 C．石墨烯是目前人工制得的较薄材料之一　　　D．石墨烯属于塑料 9. 下列物质用途与性质对应关系错误的是（　　） A．金刚石做钻头——硬度大　　　B．石墨做电极——导电性好 C．活性炭净水——吸附性强　　　D．木炭做燃料——稳定性强 10. 关于金刚石薄膜的说法，不正确的是（　　） A．硬度较大　　　B．导热性能较好 C．可用于芯片散热　　　D．一定具有良好导电性，适合做导线 11. 下列物质主要成分不是碳单质的是（　　） A．木炭　　　B．活性炭 C．二氧化碳　　　D．炭黑 12. "性质决定用途"是化学中的重要观念。下列说法正确的是（　　） A．石墨有滑腻感，可用作润滑剂　　　B．活性炭吸附性强，可用于冶炼金属 C．金刚石无色透明，因此硬度大　　　D．碳纳米管强度高，可用于净水除味 13. 我国科学家成功合成的新型碳单质是（　　） A．石墨炔　　　B．石墨烯 C．C₆₀　　　D．金刚石 14. 关于木炭和活性炭的比较，正确的是（　　） A．活性炭吸附能力比木炭弱　　　B．活性炭孔隙更多，吸附能力更强 C．二者都没有吸附能力　　　D．吸附过程一定生成新物质 15. 下列关于碳单质的认识正确的是（　　） A．钻石和铅笔芯的主要成分不是同一种元素　　　B．金刚石、石墨都由碳原子构成 C．C₆₀ 由碳原子直接构成　　　D．石墨烯属于化合物 ────────────────────────────────────────────────── 二、填空题 16. 金刚石、石墨和 C₆₀ 都是由______元素组成的单质。它们的物理性质差异很大，是因为________________________。 17. 纯净的金刚石是________、正八面体形状的固体，是天然存在________的物质；经过打磨后可作为装饰品，称为________。 18. 石墨是灰黑色固体，质地______，有滑腻感，具有优良的________，因此可用来制作干电池电极。木炭和活性炭具有________结构，所以具有吸附性，吸附过程属于________变化。 19. C₆₀ 是由________构成的；1 个 C₆₀ 分子中含有______个碳原子；其分子结构形似________，可应用于超导、催化等领域。 20. 新型碳单质中，________是从石墨中分离出的单层石墨片；碳纳米管具有尺寸小、________高、导电性好等特点；石墨烯、碳纳米管、石墨炔等都属于________。 ─────────────────────────────────────────── 三、判断题 1. 金刚石、石墨和 C₆₀ 都是由碳元素组成的单质。（　　） 2. 金刚石和石墨物理性质不同，是因为碳原子排列方式不同。（　　） 3. 石墨能导电，所以可以用来切割玻璃。（　　） 4. 活性炭具有吸附性，可用于净水和除异味。（　　） 5. C₆₀ 是由碳原子直接构成的。（　　） 6. 石墨烯是一种新型碳单质，导电性优良。（　　） 7. 碳纳米管属于化合物。（　　） 8. 活性炭吸附色素的过程属于物理变化。（　　） 9. 金刚石硬度大，可用于制作钻头。（　　） 10. 碳单质在常温下化学性质都比较稳定。（　　） 《课题 1 碳单质的多样性》重难点总结 ✅ 重点 金刚石、石墨、C60都是碳单质，都由碳元素组成； 物理性质差异大的核心原因：碳原子的排列方式不同（必考！） 注意：化学性质相似，因为组成元素相同。 1. 金刚石：无色透明固体，天然存在硬度最大的物质 用途：装饰品（钻石）、玻璃刀、钻探机钻头；金刚石薄膜导热透光好，用于芯片散热、光学涂层。 2. 石墨：灰黑色、有金属光泽，质软、有滑腻感、熔点高、导电性优良 用途：铅笔芯、电极、高铁受电弓滑板、润滑剂。 3. 木炭、活性炭、焦炭、炭黑 主要成分是碳单质，结构类似石墨；疏松多孔 → 吸附性 ✔ 吸附属于物理变化（没有新物质生成）；活性炭吸附能力＞木炭 用途：净水、除异味、防毒面具滤毒罐、脱色制白糖。 4. 碳60：由碳60分子构成，1 个分子含 60 个碳原子，结构像足球；用于超导、催化、医学等领域。 5. 性质与用途的关系：性质决定用途，用途反映性质（简答题高频考点） 6. 新型碳单质拓展（选择题常考） · 石墨烯：石墨分离出的单层石墨片，人工最薄材料，导电导热好，2010 诺贝尔物理学奖 · 碳纳米管：尺寸小、机械强度高、导电性好 · 石墨炔：2010 我国科学家合成；T碳：2017 中外团队合成 难点 & 易错辨析（高频坑点） 1. 由同种元素组成的物质不一定是单质（例：金刚石和石墨混在一起，只含碳元素，但是混合物） 2. 构成区分：金刚石、石墨由碳原子直接构成；碳60由分子构成（极易选错） 3. 吸附性≠化学性质！吸附只是把色素、异味吸进孔隙，没有发生化学反应 4. 石墨能导电、金刚石不能导电，根源就是碳原子排列方式不一样 5. 不要混淆：炭（木炭、活性炭）≠碳（碳元素、碳单质） 6. 碳：描述元素；炭：指含碳的具体物质（木炭、活性炭） 【知识卡片-可裁剪背诵】 小节知识卡片｜课题 1 碳单质的多样性（第一课时 核心一句话：金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质；物理性质差异大，原因是碳原子的排列方式不同。性质决定用途，用途反映性质。 1. 金刚石 纯净金刚石：无色透明固体，天然存在最硬物质。 用途：钻石（装饰品）、玻璃刀、钻探机钻头；金刚石薄膜透光、导热好，用于光学涂层、芯片散热。 2. 石墨 灰黑色、有金属光泽，质软、有滑腻感、熔点高、导电性优良。 用途：铅笔芯、高铁受电弓滑板、干电池电极。 木炭、焦炭、活性炭、炭黑：主要成分为碳单质，结构类似石墨。 3. 活性炭 / 木炭 疏松多孔 → 吸附性（物理变化） 用途：脱色、除异味、净水、防毒面具滤毒罐、吸附装修有害气体。 4. C₆₀ 由 60 个碳原子构成一个分子，结构形似足球；应用：超导、催化、能源、医学等领域。 5. 新型碳单质（拓展） 碳纳米管：尺寸小、强度高、导电性好； 石墨烯：单层石墨片，人工最薄材料，导电导热优秀（2010 诺奖）； 石墨炔（我国科学家 2010 合成）、T碳（2017 中外团队合成） 【结尾语】 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 碳单质的多样性参考答案 【答案速对】 一、单项选择题 1.C　2.B　3.B　4.B　5.C　6.B　7.C　8.D　9.D　10.D　11.C　12.A　13.A　14.B　15.B 二、填空题 16. 碳；碳原子的排列方式不同 17. 无色透明；最硬；钻石 18. 软；导电性；疏松多孔；物理 19. 分子；60；足球 20. 石墨烯；机械强度；碳单质 三、判断题 1.√　2.√　3.×　4.√　5.×　6.√　7.×　8.√　9.√　10.√ 【详细解析】 一、单项选择题解析 第1题 答案：C 解析：金刚石是由碳元素组成的单质，属于碳单质。二氧化碳（CO₂）和一氧化碳（CO）都是由碳和氧两种元素组成的化合物；碳酸钙（CaCO₃）是由钙、碳、氧三种元素组成的化合物。因此选C。 第2题 答案：B 解析：金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质差异很大。根本原因是碳原子在空间中的排列方式不同：金刚石中碳原子呈正四面体空间网状结构，石墨中碳原子呈层状结构，C₆₀中碳原子构成足球状分子。因此选B。 第3题 答案：B 解析：切割大理石需要利用物质的硬度大的性质。金刚石是天然存在的最硬的物质，可以用来切割大理石、玻璃等硬物。做装饰品利用的是金刚石无色透明、折光性好的性质；制作电极利用的是石墨的导电性；吸附色素利用的是活性炭的吸附性。因此选B。 第4题 答案：B 解析：石墨可用于制作铅笔芯，是因为石墨质地软（摩氏硬度仅1~2），在纸上划过能留下灰黑色痕迹，且石墨呈灰黑色，能在纸上留下明显的痕迹。导电性是石墨用作电极的原因，不是做铅笔芯的原因。因此选B。 第5题 答案：C 解析：活性炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，因此具有很强的吸附性，能够吸附冰箱中的异味分子和有毒气体。除去异味是利用其吸附性，而不是可燃性、还原性或导电性。因此选C。 第6题 答案：B 解析：木炭具有疏松多孔的结构，能够吸附红墨水中的色素分子，使水褪色。这个过程中没有新物质生成，只是色素分子被吸附到木炭表面和孔隙中，属于物理变化。因此选B。 第7题 答案：C 解析：C₆₀是由碳元素组成的单质，不是化合物，A错误；元素是宏观概念，不能说'60种碳元素'，应该说'由碳元素组成'，B错误；C₆₀的一个分子确实由60个碳原子构成，C正确；C₆₀的硬度不如金刚石大，D错误。因此选C。 第8题 答案：D 解析：石墨烯是从石墨中分离出来的单层石墨片，属于碳单质（A正确）；石墨烯具有良好的导电性（B正确）；它是目前已知最薄的人工材料之一（C正确）；但石墨烯是碳单质，不属于塑料（塑料是有机高分子化合物），D错误。因此选D。 第9题 答案：D 解析：金刚石做钻头利用硬度大的性质，A正确；石墨做电极利用导电性好的性质，B正确；活性炭净水利用吸附性强的性质，C正确；木炭做燃料是利用木炭的可燃性，而不是稳定性，D错误。因此选D。 第10题 答案：D 解析：金刚石薄膜硬度很大（A正确），导热性能较好（B正确），可用于芯片散热（C正确）；但金刚石本身不导电（金刚石中每个碳原子的四个价电子都参与了形成共价键，没有自由移动的电子），所以金刚石薄膜不一定具有良好的导电性，不适合做导线，D不正确。因此选D。 第11题 答案：C 解析：木炭、活性炭、炭黑的主要成分都是碳单质；而二氧化碳（CO₂）是由碳元素和氧元素组成的化合物，不是碳单质。因此选C。 第12题 答案：A 解析：石墨有滑腻感，可用作润滑剂，A正确；活性炭吸附性强，可用于净水除味，不能用于冶炼金属（冶炼金属利用的是碳的还原性），B错误；金刚石无色透明是其外观性质，硬度大是另一种性质，两者没有因果关系，C错误；碳纳米管强度高可用于复合材料，净水除味利用的是吸附性而非强度，D错误。因此选A。 第13题 答案：A 解析：石墨炔是我国科学家于2010年成功合成的新型碳单质。石墨烯虽然也是新型碳单质，但它是从石墨中剥离得到的，不是我国科学家首次合成的；C₆₀和金刚石都是早已发现的碳单质。因此选A。 第14题 答案：B 解析：活性炭的孔隙比木炭更多、更发达，因此吸附能力比木炭更强，B正确；二者都具有吸附能力，A、C错误；吸附过程是物理变化，没有生成新物质，D错误。因此选B。 第15题 答案：B 解析：钻石（金刚石）和铅笔芯（石墨）的主要成分都是碳元素，A错误；金刚石和石墨都由碳原子直接构成，B正确；C₆₀是由C₆₀分子构成的，每个C₆₀分子由60个碳原子构成，不是由碳原子直接构成，C错误；石墨烯是碳单质，不是化合物，D错误。因此选B。 二、填空题解析 第16题 答案：碳；碳原子的排列方式不同 解析：金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的单质，它们互为同素异形体。虽然组成元素相同，但由于碳原子在空间中的排列方式不同（金刚石为正四面体空间网状结构，石墨为层状结构，C₆₀为足球状分子结构），导致它们的物理性质差异很大。这体现了'结构决定性质'这一化学基本观念。 第17题 答案：无色透明；最硬；钻石 解析：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体，是天然存在的最硬的物质（摩氏硬度为10）。经过精心打磨和抛光后，金刚石可以反射出绚丽的光芒，因此被用作装饰品——钻石。注意：天然金刚石往往含有杂质而呈现不同颜色，只有纯净的金刚石才是无色透明的。 第18题 答案：软；导电性；疏松多孔；物理 解析：石墨是灰黑色固体，质地软（摩氏硬度仅1~2），有滑腻感，具有优良的导电性，因此可用来制作干电池电极和电刷。木炭和活性炭内部具有疏松多孔的结构，这种结构使其具有很大的表面积，从而具备吸附性。吸附过程中只是将色素或异味分子吸附在表面和孔隙中，没有新物质生成，属于物理变化。 第19题 答案：分子；60；足球 解析：C₆₀是由C₆₀分子构成的，每个C₆₀分子由60个碳原子构成，形似足球（由12个五边形和20个六边形组成），因此C₆₀也被称为'足球烯'。C₆₀在超导、催化、材料科学等领域有广泛应用前景。注意区分：金刚石和石墨由碳原子直接构成，而C₆₀由C₆₀分子构成。 第20题 答案：石墨烯；机械强度；碳单质 解析：石墨烯是从石墨中分离出来的单层石墨片，是目前人工制得的最薄材料（只有一个原子厚）。碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、导电性好等特点，是一种新型碳单质。石墨烯、碳纳米管、石墨炔、C₆₀等都属于碳单质，它们都是由碳元素组成的不同形式的单质，互为同素异形体。 三、判断题解析 第1题 答案：√ 解析：金刚石、石墨和C₆₀都是由碳元素组成的纯净物，且只含有一种元素，因此它们都是碳单质。它们互为同素异形体。 第2题 答案：√ 解析：金刚石和石墨虽然都由碳元素组成，但碳原子的排列方式不同：金刚石中碳原子呈正四面体空间网状排列，石墨中碳原子呈层状排列。原子排列方式的不同导致了二者物理性质的巨大差异，这体现了'结构决定性质'的化学基本观念。 第3题 答案：× 解析：石墨能导电，这是石墨用作电极的原因。但切割玻璃利用的是物质的硬度大的性质，应该用金刚石而不是石墨。石墨质地软，不能用来切割玻璃。 第4题 答案：√ 解析：活性炭具有疏松多孔的结构，表面积大，具有很强的吸附性，可以吸附水中的色素和异味，也可以吸附冰箱中的异味分子。这是活性炭在净水和除味方面的主要应用。 第5题 答案：× 解析：C₆₀是由C₆₀分子构成的，每个C₆₀分子由60个碳原子构成。也就是说，C₆₀是由分子构成的物质，而不是由碳原子直接构成的。金刚石和石墨才是由碳原子直接构成的。 第6题 答案：√ 解析：石墨烯是从石墨中分离出来的单层石墨片，是近年来发现的新型碳单质。它具有良好的导电性、导热性和力学性能，在电子器件、复合材料等领域有广阔的应用前景。 第7题 答案：× 解析：碳纳米管是由碳元素组成的单质，不是化合物。化合物是由两种或两种以上不同元素组成的纯净物。碳纳米管只含有碳元素一种元素，因此属于单质。 第8题 答案：√ 解析：活性炭吸附色素的过程是物理变化。活性炭的疏松多孔结构使其具有很大的表面积，能够将色素分子吸附在表面和孔隙中，这个过程中没有新物质生成，只是物质的附着，属于物理吸附。 第9题 答案：√ 解析：金刚石是天然存在的最硬的物质，硬度大是其重要的物理性质。利用这一性质，金刚石可以用来制作钻头、切割工具（如切割玻璃、大理石等），也可以用作研磨材料。 第10题 答案：√ 解析：碳单质在常温下化学性质比较稳定，不容易与其他物质发生化学反应。这就是为什么古代字画能够保存千年不褪色，以及为什么碳可以用来做古代文房四宝中的墨的原因。但在高温条件下，碳的化学性质会变得活泼，可以与氧气等物质发生反应。 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $