人教版九年级化学上册《碳单质的多样性》同步讲义（带答案解析）

人教版九年级化学上册《6.1・1碳单质的多样性》同步讲义（带

答案解析）

A教学目标

1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。

2.知道物质具有多样性，不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的

教学目标

物质。

3.了解无定形碳，清楚活性炭的吸附能力。

重点：金刚石、石墨和CM的物理性质与用途。

重点和难点

难点：同种元素纽成不同的单质。

探新知］

教材知识解读

♦知识点一碳的单质

1.同种元素可以组成不同单质

（1）不同种元素可以组成的单质，如氧气是由氧元素组成的单质，氮气是由氮元素组成的单质。

（2）同一种元索也可以组成的单质，如金刚石、石墨和C4）都是由碳元素组成的单质。

同种元素组成的物质一定是单质吗？

答；不一定。同种元素组成的物质可能足，也可能足。如金刚石和石墨混合在一起，虽然

只含有碳元素，但金刚石和石墨不是一种物质，它们混合在一起，属于。同种元素组成的纯净物

一定是。

（3）几种常见的由同种元素组成的不同单质

常见元素COP

组成的不同单质金刚石、石墨和C60氧气和臭氧红磷和白磷

2.金刚石、石墨和C6。的物理性质及用途

物质结构性质用途

裁玻璃、切割大理石、加工坚

质硬（天然存在的最—的物

硬的金属，以及装在钻机的钻

质）

头上，钻凿坚硬的岩层等

金刚石

无色透明、璀璨夺目（琢磨后）作装饰品——钻石

oci

在特殊条件下制备的金刚石薄）慎：

立体网状

透光性好、硬度大T作光学窗=1和透镜的涂层

导热性好一用于集成电路基板散热

_______色、有_____感、质软作铅笔芯、润滑剂

：•••!•:।••熔点一作高温润滑剂

石墨

高铁列车的受电弓滑板、作电

优良的______性

极

层状

®

具有一些特殊的物理和化学广泛应用于______、_______、

C60

性质材料、医学及生物等领域

形似足球

①__________________________导致三者的物理性质存在明显差异；

区别与联系

②三者都是由碳元素组成的单质，故化学性质基本______。

:①金刚石和石墨都是由构成的，C60是由构成的，每个C60分子由构成。

1②石墨在高温、高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者为碳元素组成的不同单质，由石墨转化为

1金刚石是变化。

二蒜旅

（1）木炭、活性炭、焦炭和炭黑等通常称为（由石墨的细小晶体和少量杂质形成），属于物,

主要成分是碳单质，结构与石墨类似。

（2）木炭与活性炭

①探究木炭（或活性炭）的吸附性

实验装置及步骤三

在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤

过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象

实验现象溶液的红色逐渐变浅，最终褪为无色

木炭（或活性炭）有______,吸附了水中的_______,色素减少，水的颜色变浅直

实验分析

至无色

②木炭和活性炭都具有吸附能力

原因都具有_____________的结构

木炭吸附一些食品和工业产品里的_____、有______的物质

口用在防毒面具里吸附有毒气体；

用途从制糖工业中脱色以制取白糖；

活性炭

。.城市污水、工业废水和饮用水的深度净化处理；

d.吸附室内装修产生的有害气体

深噎鲤解

①活性炭可由木炭经水蒸气高温处理制得，其吸附能力比木炭的O吸附性属于性质，木炭、活

性炭对其他物质的脱色发生的是物理变化。

巧5苇菠〔亲薰..................................................................................

①焦炭用于冶金工业，作剂。

②炭黑用于制造______、油漆、鞋油、、橡胶的补强剂和填料（将炭黑加到橡胶里.，可以增加橡胶

的耐磨性）等。

*彳

碳和炭的区别：“碳”是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称，具有广泛、概括的含义，并不是具

体指某种物质，比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等。而“炭''表示由碳元素组成的具体的物质——

木炭、活性炭、焦炭等。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”“当碳燃烧时

❾即学即练

1.卜列物质的用途正确的是

A.金刚石裁玻璃

B.活性炭做电车的电刷

C.・用石墨制成的墨汁绘画

D.用木炭脱色制白糖

2.金刚石和石墨的微观结构如图，下列有关说法正确的是

金刚石石墨

A.金刚石和石墨的组成元素不相同B.构成金刚石和石墨的原子大小不同

C.金刚石和石墨的化学性质相似，物理性质差别很大D.石墨能导电，所以石墨是金属

3.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

帮解题方法能力构建

考点一同种元素组成的单质

【例1］（多选）下列关于物质分类的叙述正确的是

A.同种元素组成的物质一定是单质B.混合物一定是含有不同种元素的物质

C.不同的物质可能含有相同的元素D.化合物一定是含有不同种元素的物质

【变式现代科学又发现了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①@B.只有②③C.只有③④D.①②③④

【变式下列说法正确的是

A.一种元素只能形成一种单质B.由碳元素形成的单质都是黑色的

C,同种元素组成的不同种单质性质相同D.一种元素可能形成几种单质

考点二碳单质的结构、性质与用途

【例2】下列有关碳单质的说法，正确的是

A.石墨有优良的导电性，可以用作电极

B.活性炭和石墨都是碳的单质，都可用来填充防毒面具

C.在一定条件下，石墨可转化为金刚石，这个变化是物理变化

D.金刚石、石墨和C6n都是黑色固体

【变式2・1】下列物质的性质和用途及其对应关系均正确的是

选项物质性质用途

A金刚石硬度大作装饰品

B石墨颜色为灰黑色作电极

C木炭具有可燃性冶铁炼钢

D活性炭有吸附性净水

【变式2-2】下图为三种碳单质的结构示意图，请旧1答以下问题。

金刚石的结构C6G的分子结构石墨的结构

（1）金刚石是无色透明的固体，其硬度______（填“大”或“小”）可当作钻头。

（2）石墨是灰黑色有金属光泽的固体，天然最软的矿物之一，还具有性，因此可作为电极、电刷。

（3）金刚石和石墨物理性质差异的原因o

（4）C60这种物质由（填“分子”或“原子”）构成。

考点三木炭、活性炭的吸附性

【例3】某品牌直饮水机内部结构如图，下列说法不正确的是

开水

自

来热交

水温开水

换器

直饮水

A.活性炭可吸附水中的色素和异味B.超滤膜过滤可除去水中的不溶性杂质

C.紫外线灯管照射的作用是杀菌消毒D.最终得到的直供水是纯净物

【变式3・1］如图是同学们自制的水净化装置，下列对该装置分析正确的是

》细沙

纱布

活性炭

棉花

A.能杀菌消毒B.能除去水中的色素和异味

C.能淡化海水D.能获得纯净水

【变式3・2】碳是人类接触得最早、利用得最多的元素之一。

（1）化学中有一种分子结构形似足球的物质（如图1）,其化学式为。

（2）炭解（如图2）是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合。因为活性炭有的结构，具有能

力，所以炭雕除了可以美化居住环境，还可以净化室内空气。

（3）图3表示的物质的名称是，是天然存在的最的物质。

刷好题同步分层测评

融基础达标

1.下列有关金刚石、石墨、C”）的说法中,正确的是

A.构成它们的原子大小不同B.金刚石是硬度最大的物质

c.金刚石、石墨、（:皿由不同种原子构成D.C6G具有独特性质是因为它有独特的结构

2.根据图示，下列说法中描述错误的是

金刚石石墨

A.四种物质都是由碳原子构成的

B.四种物质均可以在氧气中燃烧

C.碳纳米管的发现进一步丰富了碳材料大家族

D.金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同

3.实验测得某物质中只含有碳元素，则这种物质

A.一定是金刚石或石墨中的一种

B.可能是一种碳单质，也可能是几种碳单质组成的混合物

C.一定是含碳元素的单质

D.一定是金刚石、石墨和C6G组成的混合物

4.浙江大学制造出了超轻物质，取名“碳海绵”（如图，主要成分是石墨烯和碳纳米管），刷新了超轻固体材

料的世界纪录,也是H前吸油力最强的材料,下列对碳海绵的说法错误的是

A.在一定条件下可还原氧化铜B.是轻质透明且不易变质的固体

C.使用时须特别注意防火D.可处理海L石油泄漏

5.卜.列对于碳单质的认识不正确的是

A.金刚石是天然存在的最硬的物质B.石墨有金属光泽，能导电，属于金属单质

C.活性炭具有吸附性，可以吸附色素和异味D.炭黑在常温下性质非常稳定

6.2025年1月10口全球首列碳纤维地铁列车“CETROVOLO碳星快轨”在青岛地铁1号线开启运营之旅,

其车体、转向架构架等主承载结构均采用碳纤维复合材料制造，实现了车辆性能的升级。碳纤维的主要成

分是由碳原子直接构成的物质。下列有关说法正确的是

A.碳纤维在氧气中充分燃烧生成二氧化碳B.碳纤维与金刚石的性质完全相同

C.碳纤维是一种新型化合物D.碳纤维是一种金属单质

7.模型是对研究对象的本质特质、构成要素、相互关系一种概括性的描述，以下是关于碳的各种模型（如图），

说法不正确的是

A.四种物质都由碳元素组成

B.四种物质都属于单质

C.四种物质都是由原子直接构成的

D.四种物质具有相似的化学性质

8.单层石墨称为石墨烯，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。下列说法正确的

是

①石墨烯是一种新型化合物

②石墨在一定条件下转变为金刚石是物理变化

③金刚石和石墨烯分别在足量的氧气中完全燃烧的产物相同

④金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质

⑤金刚石、石墨和足球烯（。0）都是由碳原子直接构成的

A.①②B.④⑤C.②③D.③④

9.（多选）CM的发现为人类打开了一个崭新的碳世界。关于C&）的叙述不正确的是

A.C60是由60个碳原子构成的

B.C60是一种新型化合物

C.C4）能与氧气反应生成二氧化碳

D.C60具有独特性质的原因在于它有独特的结构

10.（多选）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C»C7（PC为等。下列对于碳单质的认识中，不E确的是

A.石墨转化为金刚石属于化学变化B.金刚石、石墨、C6G都由原子直接构成

C.所杓的碳单质都能导电D.C.）、J。、C和等碳材料是一种未来革命性材料

I班合应用

II.据图回答下列问题。

A

①玻璃刀②铅笔芯③钻探机钻头④干电池电极

图1

（1）图1所示的物质的用途中，利用了石墨导电性的是（填序号）。

（2）炭雕（如图2）是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合，可以净化空气，这里利用了活性炭的

（填“物理，或“化学”）性质。

图2

（3）世界卜最轻的固体材料“碳海绵”由碳元素绢成,具有多孔结构.照件好.它对石油有很强的吸附能力

（不吸水），将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。下列关于“碳海绵”的说法，正确的是（填字母）。

A.具有吸附性

B.可重复利用

C.可处理海上石油泄漏

12.水是宝贵的自然资源，口常生活、工农业生产和科学实验都离不开水。

（1）根据硬度不同，天然水分为硬水和软水，硬水中含有较多的两种阳离子，是Mg2+、（用离子符

号表示）。区别软水和硬水的办法是取水样，加入,振荡，若观察到泡沫较丰富，则是（填‘'硬

水”或“软水

（2）某家用净水机工作原理如图所示：

净水机中，PP棉净水原理是（填“过滤”或“蒸献）。颗粒活性炭可去除异味和余氯，是因为活性炭具

有良好的性。

（3）请写一条日常生活中，节约用水的举措：。

13.阅读科普短文并回答问题：

C6G在常温下为黑色或深棕色的固体，密度为1.68g/cm）熔点280℃以上。C6G分子具有空心球体结构，由

12个正五边形和20个正六边形封闭而成。C6c分子形状像一个足球，因此也被称为富勒烯或足球烯。在惰

性气体（如氮气或氮气）气氛下，通过石墨电极之间的电弧放电，使石墨蒸发，冷却后形成C©。由于具有

这种独特的分子结构，Cg在气体存储、新型催化剂和超导材料的研制以及光学和医学等领域具有应用前景。

例如，研究表明，C6G与K等金属反应生成的化合物是超导体。

（1）C⑴是由构成的。

（2）由石墨制得。属于变化（填“物理或，化学”）。

（3）下列属于C6G物理性质的是（填字母）。

A,密度为l.68g/cn?B.C6G能与K等金属反应C.熔点280℃以上

（4）Cg的应用（写一点即可）。

14.结合下列图片•，回答问题。

ABCD

（1）属于金刚石用途的是｛填字母）。

（2）利用了石墨导电性的是（填字母）；石墨可用于制铅笔芯，是因为石墨的（填性质）。

（3）冰箱除味剂中含有活性炭，该物质具有的结构。

in拓展培优

15.阅读下列科普短文。

神奇的碳材料

石墨烯是一种由碳原子构成的碳纳米材料，一层层叠起来就是石墨，1mm厚的石墨大约包含300万层石墨

烯。石墨烯具有优良的导电和光学性能。

除石墨烯外，科学界还不断研发由新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。将含有石墨烯和碳纳米管两种纳

米材料的水溶液低温环境下冻干，去除水分、保留骨架，制造出的一种超轻固体材料被称为“全碳气凝胶”

（如图1）,是迄今为止世界上最轻的材料。“全碳气凝胶”还是吸油能力最强的材料之一，吸收量可高达自

身质量的900倍。碳气凝胶具有优良的吸附性能，在环境净化中发挥重要作用。

科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对CO2的选择性吸附性能。他们在不同压强下测

定了上述样品对混合气体中CO?吸附的选择性值，实验结果如图2.图中选择性值越高，表明碳气凝胶对CO2

的选择性吸附性能越好。未来，碳材料将会有更广阔的应用领域。

选K

择)0

8

性0

值6

0

4

0

2

全碳气凝股压强/10Ta

■图1图2

根据文章内容，回答问题。

（1）石墨烯微观上是由构成的。

（2）石墨烯可用于制作新能源电池，主要利用石墨烯的性。

（3）石墨在生活中用途广泛，请将石墨用途与对应性质连线。

用途性质

制铅笔芯有滑腻感

作电车的电刷黑色质软固体

涧滑生锈锁芯能导电

（4）全碳气凝胶可应用在____的领域（一种即可）。

（5）分析图2曲线，得出的实验结论有：a.在实验研究范围内，同一温度下制备的碳气凝胶，压强越大，

对C02的选择性吸附性能越____；

b.©

16.2023年12月，我国科学家首次成功合成了分别由10、14个碳原子组成的环型纯碳分子材料，碳材料

家族再添两位新成员的这•科研成果已发表在学术期刊《自然》匕相关团队创新性地将全卤化蔡

和全卤化葱（c14ciio）两种分子放在“手术台上”（氯化钠薄膜）并将其“麻醉”（液氮冻住），有关情况如图

1、图2所示。研究人员利用STM针尖作为“手术刀”对其进行“手术”（原子操纵），进而诱导两种分子完全

脱卤并伴随发生反伯格曼开环反应，最终成功地在氯化钠薄膜表面上合成了两种芳香性环型碳Cg和CM。

研窕发现，化学键分辨的原子力显微镜表明，不同于此前C18的聚块型结构，J。和C"均具有累积烯姓型的

结构。这项研究工作推动了环型碳领域的发展，提出的表面合成策略有望成为一种合成一系列环型碳的普

适性方法。同时，合成的环型碳有望发展成为新型半导体材料，并在分子电子器件中有着广阔的应用前景。

回答下列问题。

（1）碳元素是地球_L最常见的化学元素之一，碳原子的最外层有个电子。

（2）从宏观角度看，石墨、金刚石、富勒烯（1.）、石墨烯、「、Co和CM的相同之处是；从微观

角度看，石墨、金刚石的主要差别是o

（3）全卤化祭（C14C11O）的相对分子质量比全卤化茶（CI（）C18）大,全卤化蔡固体完全脱卤产生固态

G。和另一种气态双原子分子产物的化学方程式是。

（4）构成氯化钠的微观粒子符号是。液氮和氮气的相关转化过程中，发生改变的是（从微观角

度解释）。

17.阅读下面的科普短文，何答相关问题。

石墨烯是一种以碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状结构的新材料。石墨烯一层层叠起来就是石墨（图1），厚

1亳米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨

烯，石墨烯可以弯曲，柔韧度很好，可以形成富勒烯、碳纳米管等（图2）。石墨烯是目前人类已知强度最高

的物质，单位质量的强度，石墨烯是世界上最好钢铁的100倍。另外，石墨烯还具有优良的导电性能、光

学性能、热传导性能等多种优点，被认为是一种未来革命性的材料。

石墨烯本来就存在于自然界，只是难以从石墨中剥离出单层结构。现在科学家们已经研究出了多种制石墨

烯的方法，其中一种是碳化硅（SiC）外延法，即在超高真空的高温环境中，硅原子升华脱离材料，剩下的碳

原子通过自组形式重构，从而得到基于SiC衬底的石墨烯。这种方法可以获得高质量的石墨烯，但是这种

方法对设备要求较高。

（1）石墨烯从石墨中分离出来，该过程发生了一（填“物理''或“化学”）变化。石墨烯可用于制作新能源电

池，主要利用石墨烯的一性。

（2）富勒烯家族的典型代表是由6（）个碳原子组成的具有美学对称性的足球状分子，化学式为一。

（3）有关石墨烯的说法不正确的是。

A.石墨烯是石墨结构中的一层，厚度是一个碳原子的直径

B.石墨烯是一种新型化合物

C.石墨烯和金刚石组成元素相同，而它们的物理性质却有很大差异，这是因为碳原子排列方式不同

D.石墨烯可以作弯曲屏幕、防弹衣的外部材料

（4）碳化硅外延法制石墨烯要在超高真空的高温环境中进行，超高真空的原因是一。

参考答案与解析

A教学目标

1.了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。

2.知道物质具有多样性，不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的

教学目标

物质。

3.了解无定形碳，清楚活性炭的吸附能力。

重点和难点重点：金刚石、石墨和的物理性质与用途。

难点：同种元素组成不同的单质。

探新知教材知识解读

♦知识点一碳的单质

1.同种元素可以组成不同单质

（1）不同种元素可以组成丕圆的单质，如氧气是由氧元素组成的单质，氮气是由氮元素组成的单质。

（2）同一种元素也可以组成丕回的单质,如金刚石、石墨和C«）都是由碳元素组成的单质行

同种元素组成的物质•定是单质吗？

答：不一定。同种元素组成的物质可能是里质，也可能是混合物。如金刚石和石墨混合在一起，虽然只含

有碳元素，但金刚石和石墨不是一种物质，它们混合在一起，属于混合物。同种元素组成的纯净物一定是

单质。

（3）几种常见的由同种元素组成的不同单质

常见元素COP

组成的不同单质金刚石、石墨和C60氧气和臭氧红磷和白磷

2.金刚石、石墨和C60的物理性质及用途

物质结构性质用途

裁玻璃、切割大理石、加工坚

质硬（天然存在的最硬的物

硬的金属，以及装在钻机的钻

质）

头上，钻凿坚硬的岩层等

金刚石无色透明、璀璨夺目（琢磨后）作装饰品——钻石

在特殊条件下制备的金刚石薄J莫：

立体网状透光性好、硬度大一作光学窗口和透镜的涂层

导热性好一用于集成电路基板:牧热

灰黑色、有滑腻感、质软作铅笔芯、润滑剂

专

•••!•：：•熔点高作高温润滑剂

石墨

高铁列车的受电弓滑板、作电

k优良的导电性

4极

层状

具有一些特殊的物理和化学广泛应用于超导、催化、材料、

C60

性质医学及生物等领域

形似足球

①碳原子的排列方式不同导致三者的物理性质存在明显差异;

区别与联系

②三者都是由碳元素组成的单质，故化学性质基本蛔。

深瘟理解

I①金刚石和石墨都是由碳原壬构成的，C60是由C&）分子构成的,每个C60分子由60个碳原子构成。

:②石墨在高温、高压和催化剂的条件下可以转化为金刚石，二者为碳元素组成的不同单质，由石墨转化为

j金刚石是化学变化。

蒜舷碳

（1）木炭、活性炭、焦炭和炭黑等通常称为无定彩碳（由石墨的细小晶体和少量杂质形成）,属于混合物，主

要成分是碳单质，结构与石墨类似。

（2）木炭与活性炭

①探究木炭（或活性炭）的吸附性

L______£T黑水

实验装置及步骤

活性炭

在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤

过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象

实验现象溶液的红色逐渐变浅，最终褪为无色

木炭（或活性炭）有吸附性,吸附了水中的鱼素，色素减少，水的颜色变浅直至

实验分析

无色

②木炭和活性炭都具有吸附能力

原因都具有疏松多孔的结构

木炭吸附一些食品和工业产品里的色素、有异味的物质

4.用在防毒面具里吸附有毒气体；

用途。.制糖工业中脱色以制取白糖：

活性炭

6.城市污水、工业废水和饮用水的深度净化处理；

".吸附室内装修产生的有害气体

①行性炭可由木炭经水蒸气高温处理制得，其吸附能力比木炭的强。吸附性属于物理性质,K炭、活性炭

对其他物质的脱色发生的是物理变化。

7丁捻泰丁灸器......................................................................

①焦炭用于冶金工业，作还原剂。

②炭黑用于制造油墨、油漆、鞋油、颜料、橡胶的补强剂和填料（将炭黑加到橡胶里，可以增加橡胶的耐磨

性）等。

碳和炭的区别："碳''是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称，具有广泛、概括的含义，并不是具

体指某种物质，比如碳元素、碳单贫、含碳化合物、一氧化碳等。而“炭''表示由碳元素组成的具体的物质——

木炭、活性炭、焦炭等。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”“当碳燃烧时

噩即学即练

1.下列物质的用途正确的是

A.|金刚石裁玻璃

B.活性炭做电车的电刷

C.用石墨制成的墨汁绘画

D.

【答案】A

【解析】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用于裁玻璃，说法正确，符合题意；

R、活性炭具有吸附性，但不具备良好的导电性和耐磨性，不适合制作电车的电刷，说法错误，不符合题意;

c、用炭黑制成的墨汁绘画，而不是石墨，说法错误，不符合题意；

D、虽然木炭具有吸附性，但工业上通常是用活性炭来脱色制白糖，说法错误，不符合题意。

故选：Ao

2.金刚石和石墨的微观结构如图，下列有关说法正确的是

金刚石石墨

A.金刚石和石墨的组成元素不相同B.构成金刚石和石墨的原子大小不同

C.金刚石和石墨的化学性质相似，物理性质差别很大D.石墨能导电，所以石墨是金属

【答案】C

【解析】A、金刚石和石墨均属于碳单质，均是由碳元素组成，不符合题意；

B、金刚心和石墨均是由碳原子构成，原子大小相同，不符合题意；

C、金刚石和石墨均是由碳原子构成，化学性质相似，但是碳原子的排列方式不同，故物理性质差异很大,

符合题意；

D、石墨属于非金属单质，不是金属，不符合题意。

故选C。

3.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

【解析】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。导电性常用丁电池电极等，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.木炭是木材干储得到的碳，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

帮解题方法能力构建

考点一同种元素组成的单质

【例1］（多选）下列关于物质分类的叙述正确的是

A.同种元素组成的物质一定是单质B.混合物一定是含有不同种元素的物质

C.不同的物质可能含有相同的元素D.化合物一定是含有不同种元素的物质

【答案】CD

【解析】A、同种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物，如氧气和臭氧组成的混合气体，故选项

叙述不正确；

B、混合物不一定是含有不同种元素的物质，一种元素也可以组成不同种物质，如氧气和臭氧组成的物质是

混合物，只含有氧元素，故选项叙述不正确；

C、不同的物质可能含有相同的元素，如二氧化碳和一氧化碳中都含有碳元素和氧元素，故选项叙述正确;

D、化合物是由不同种元素组成的纯净物，因此化合物一定是含有不同种元素的物质，故选项叙述正确。

故选CDo

【变式14】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①0B.只有②③C.只有③④D.①②③©

【答案】D

【解析】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用互转化，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。

【变式1・2】卜•列说法正确的是

A.一种元素只能形成一种单质B.由碳元素形成的单质都是黑色的

C.同种元素组成的不同种单质性质相同D.一种元素可能形成几种单质

【答案】D

【解析】A、一种元素可能形成几种单质，如氧气、臭氧，故原说法错误；

B、由碳元素形成的单质不一定都是黑色的，如金刚石是无色透明的，故原说法错误；

C、同种元素组成的不同种单质化学性质相同，物理性质不同，故原说法错误；

D、一种元素可能形成几种单质，如石墨、金刚石，故原说法正确。

故选D

考点二碳单质的结构、性质与用途

【例2】卜列有关碳单质的说法，正确的是

A.石墨有优良的导电性，可以用作电极

B.活性炭和石墨都是碳的单质，都可用来填充防毒面具

C.在一定条件下，石墨可转化为金刚石，这个变化是物理变化

D.金刚石、石墨和C,#都是黑色固体

【答案】A

【解析】A、石墨属于碳单质，具有优良的导电性，常被用作电极材料，如干电池的电极。A选项正确。

B、活性炭和石墨都是碳的单质，但性质不同。活性炭具有疏松多孔的结构，能吸附气体和杂质，因此常用

于填充防毒面具（如吸附有毒气体）。石墨虽也是碳单质，但结构致密，主要用于导电材料（如电极），不

具备强吸附性，不能用于防毒面具。B选项错误。

C、在高温高压条件下，石墨可转化为金刚石，但此过程涉及碳原子排列方式的改变（石鹿为层状结构，金

刚石为立体网状结构），属于化学变化（有新物质生成）。物理变化只改变形态或状态，不改变分子结构。C

选项错误。

D、金刚石通常为无色透明固体；石墨为灰黑色固体；C6G为黄色或棕色固体，不是黑色。因此，三者颜色

不一致。D选项错误。

故选Ao

【变式2-1］卜.列物质的性质和用途及其对应关系均正确的是

选项物质性质用途

A金刚石硬度大作装饰品

B石墨颜色为灰黑色作电极

C木炭具有可燃性冶铁炼钢

D活性炭有吸附性净水

【答案】D

【解析】A、金刚石硬度大是其物理性质（自然界最硬的物质），但作装饰品（如钻石首饰）主要利用其高

光泽度和高折射率（美观），而非硬度。硬度大与作装饰品无直接对应关系。A选项错误。

B、石墨颜色灰黑色是其物理性质，但作电极是因为石墨具有良好的导电性（碳原子排列方式使其能导电），

而非颜色。颜色与作电极无直接关系。B选项错误。

C、木炭具有可燃性（能燃烧放热），但冶铁炼钢中木炭的主要作用是作为还原剂（还原铁矿石中的金属氧

化物，如2Fe2O,+3C=4Fe+3CO2T）,而非单纯利用可燃性提供热量。虽然与可燃性相关，但对应关系

不直接；还原性更关键。C选项错误。

D、活性炭具有吸附性（多孔结构，能吸附色素、异味等杂质），因此常用于净水（如家用净水器），去除水

中的污染物。性质与用途直接对应。D选项正确。

故选D。

【变式2-2】下图为三种碳单质的结构示意图，请回答以下问题。

金刚石的结构CQ的分子结构石墨的结构

（1）金刚石是无色透明的固体，其硬度（填“大”或“小”）可当作钻头。

（2）石墨是灰黑色有金属光泽的固体，天然最软的矿物之一，还具有性，因此可作为电极、电刷。

（3）金刚石和石墨物理性质差异的原因o

（4）C6O这种物膜由（填“分子”或"原子构成。

【答案】（1）大

（2）导电

（3）碳原子的排列方式不同

（4）分子

【解析】（1）金刚石是自然界中最硬的物质，可以制成钻探机的钻头；

（2）石墨是自然界里最软的物质之一，石墨具有导电性，可以用来生产电极、电刷；

（3）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质却有很大的差异，是因为碳原子的排列方

式不同；

（4）Cco这种物质是由分子构成的，每个C60分子由60个碳原子构成。

考点三木炭、活性炭的吸附性

【例3】某品牌直饮水机内部结构如图，下列说法不止确的是

开水

超

自

活

紫

外灯

电热

交

热

滤

昭

来

性

管

射

器

水

仆

器

换

膜

水

炭

A.活性炭可吸附水中的色素和异味B.超滤膜过滤可除去水中的不溶性杂质

C.紫外线灯管照射的作用是杀菌消毒D.最终得到的直供水是纯净物

【答案】D

【解析】A、活性炭具有吸附性，能吸附水中的色素和异味，说法正确，不符合题意;

B、超滤膜的工作原理与过滤类似，能除去水中的不溶性杂质，说法正确，不符合题意;

C、紫外线灯管照射能够杀菌消毒，说法正确，不符合题意;

D、最后得到的直饮水中仍含有可溶性杂质，属于混合物，说法错误，符合题意。

故选D。

【变式3・1］如图是同学们自制的水净化装置，下列对该装置分析正确的是

细沙

纱布

活性炭

棉花

A.能杀菌消毒B.能除去水中的色素和异味

C.能淡化海水D.能获得纯净水

【答案】B

【解析】A.细砂、纱布、棉花起过滤作用，活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味，所以该装置不

能杀菌消毒，此选项错误；

B.活性炭具有吸附性，能除去水中的色素和异味，所以该装置能除去水中的色素和异味，此选项正确；

C.该水的净化装置不能除去水中的可溶性杂质，不能淡化海水，此选项错误；

D.通过该净化装置后得到的水中，仍含有一些细菌、微生物、可溶性杂质，不能获得纯净水，此选项错误。

故选B.

【变式3・2】碳是人类接触得最早、利用得最多的元素之一。

图1图2图3

(1)化学中有一种分子结构形似足球的物质(如图1),其化学式为

（2）炭雕（如图2）是活性炭成型技术与传统雕刻工艺的完美结合。因为活性炭有的结构，具有能

力，所以炭雕除了可以美化居住环境，还可以净化室内空气。

（3）图3表示的物质的名称是,是天然存在的最的物质。

【答案】⑴C6。

（2）疏松多孔吸附

（3）金刚石硬

【解析】（1）图1中结构形似足球的物质的化学式为co。

（2）活性炭具有吸附性是因为活性炭结构疏松多孔，才使其具有吸附能力，故填疏松多孔；吸附;

（3）由图可知，该结构为金刚石的结构，金刚石是自然界硬度最大的物质，故填金刚不；硬;

刷好题同步分层测评

■基础达标

1.下列有关金刚石、石墨、C”）的说法中，正确的是

A.构成它们的原子大小不同B.金刚石是硬度最大的物质

C.金刚石、石墨、c6G由不同种原子构成D.c6G具有独特性质是因为它有独特的结构

【答案】D

【解析】A、金刚石、石墨由碳原子构成，C^,由C6G分子构成，C.）分子由碳原子构成，则构成它们的原子

大小相同，说法错误，不符合题意；

B、金刚石是自然界中存在的硬度最大的物质，但并非是所有物质中硬度最大的，说法错误，不符合题意；

C、金刚石、石墨由碳原子构成，C6G由C6G分子构成，C6G分子由碳原子构成，说法错误，不符合题意；

D、物质的结构决定其性质，Cg具有独特性质是因为它有独特的结构，说法正确，符合题意。

故选:Do

2.根据图示，下列说法中描述错误的是

金刚石石墨碳纳米管

A.四种物质都是由碳原子构成的

B.四种物质均可以在氧气中燃烧

C.碳纳米管的发现进一步丰富了碳材料大家族

D.金刚石和石墨性质存在差异的原因是原子排列方式不同

【答案】A

【解析】A、金刚石、石墨和碳纳米管都是由碳原子构成的，C4）是由Cco分子构成的，故选项说法不正确；

B、金刚石、石墨、C60和碳纳米管都是碳的单质，都可以在氧气中燃烧生成二氧化碳，故选项说法正确；

C、碳纳米管的发现进一步丰富了碳材料大家族，故选项说法正确；

D、金刚石和石墨性质存在差异的原因是碳原子排列方式不同，故选项说法正确。

故选Ao

3.实验测得某物质中只含有碳元素，则这种物质

A.一定是金刚石或石墨中的一种

B.可能是一种碳单质，也可能是几种碳单质组成的混合物

C.一定是含碳元素的单质

D.一定是金刚石、石墨和C”）组成的混合物

【答案】B

【解析】A：错误。碳元素有多种单质形式，包括金刚石、石墨、C*）、木炭等（木炭通常视为无定形碳，

本质是碳单质的微小晶体或混合物）。该物质不一定是金刚石或石墨，也可能是其他碳单质（如Go）。因此，

A选项过于绝对，结论为错误。

B：因为物质只含碳元素，它可能是一种碳单质（如纯净的金刚石），也可能是几种碳单质（如金刚石和石

墨的混合物）。混合物中各成分保持各自性质，但整体只含碳元素，符合题干条件。结论为正确。

C：错误。单质是由同种元素组成的纯净物，