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6.1 碳单质的多样性（第1课时） 跟踪练
2025-2026学年初中化学人教版（2024）九年级上册
一、单选题
1．对物质进行分类是化学学习的常用方法，下列物质分类正确的是
A．氧化物：氧化镁、高锰酸钾 B．单质：氢气、汞
C．混合物：自来水、冰水混合物 D．纯净物：稀有气体、蒸馏水
2．碳的单质除了金刚石、石墨和C60外，科学家们还合成了C90、C240、C540等系列物质，据此可作出的推测是（　　）
①同一种元素可以形成多种单质；
②单质可能存在复杂的分子结构；
③单质的研究具有广阔的前景；
④同种元素形成的单质之间可能存在更多的互相转化。
A．只有①② B．只有②③ C．只有③④ D．①②③④
3．金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）
A．金刚石、石墨是由碳原子构成的，而C60是由C60分子构成的
B．凡是由碳元素组成的单质都是黑色的
C．在一定的条件下，将石墨转化为金刚石是物理变化
D．金刚石和石墨结构中碳原子的排列方式不同，所以它们的化学性质不同
4．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
A．A B．B C．C D．D
5．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．用木炭脱色制白糖
6．富勒烯 C60的结构和世界杯使用的足球相似，如图所示，下列说法正确的是
A．C60属于单质
B．富勒烯是由60个碳原子构成
C．C60 在氧气中完全燃烧产物是CO
D．C60 和石墨元素组成不同
7．我国化学团队世界首次合成、，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。下列说法错误的是
A．、是有别于的新物质
B．、都是由分子构成的
C．具有可燃性，而不具有可燃性
D．利用化学合成的新材料，能够提高人类的生活质量
8．不同的碳单质有不同的性质和用途，下列有关其性质和用途的说法中，错误的是
A．金刚石的硬度很大——用作钻头 B．C60的分子结构很稳定——制作铅笔芯
C．石墨的导电性优良——制作电极 D．活性炭的吸附作用强——除去异味
9．下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A．活性炭有吸附性，可用作除味剂 B．石墨能导电，可用作润滑剂
C．金刚石无色透明，可用于切割玻璃 D．铝有导热性，可用于制电线
10．1~18号元素中X元素原子的最外层只有1个电子，Y元素原子的第二层有6个电子，Z元素原子的第三层也有6个电子。下列说法正确的是
A．X、Y只能形成X2Y
B．根据最外层电子数与化合价的关系判断Y、Z可形成ZY3
C．Y元素只能形成一种单质
D．X、Y、Z只能形成酸，不能形成盐
二、填空题
11．阅读下列短文，回答问题：
石墨、石墨烯、碳纳米管都是碳单质。石墨烯可用机械剥离法从石墨中剥离制得。它是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。
(1)从石墨中剥离出石墨烯属于 变化。
(2)石墨、石墨烯、碳纳米管的物理性质差异较大，原因是 。
(3)中国高铁的核心技术走在了世界前列，高铁动车的运行依靠顶部的石墨电刷与电线接触获取电力。下列石墨的性质与石墨制成的电刷无关的是
A．滑腻感 B．还原性 C．稳定性 D．导电性
(4)碳元素还能组成其他单质。“钻石恒久远，一颗永流传”体现了碳在常温下化学性质 ；水的净化过程中通常会利用活性炭的 性除去色素和异味，因为其具有 的结构。
12．碳及其化合物与我们的生活密切相关，请依据如图回答问题：
(1)图①利用了该碳单质 的性质。
(2)图②中用到的碳单质是 。
(3)图③利用了该碳单质的 性。
13．碳在地亮中的含量不高，但它的化合物数量众多而且分布极广。

(1)图a为碳原子的结构示意图，属于 元素(填“金属”、“非金属”或“稀有气体”)。
(2)①图b、c、d对应三种碳单质，图b单质的名称是： ；图c中的物质的其中一种用途是： 。
②同种元素组成的不同单质间可以相互转化，如石墨在一定条件下能转化为金刚石，这一转化过程中属于 (填“化学变化”或“物理变化”)。
(3)常见的碳单质化学性质相似，物理性质差别很大的原因是 。
14．文房四宝--笔、墨、纸、砚，在我国书法和绘画的发展历史上发挥了重要作用。
(1)在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的 (填字母) 有相似之处。
a. 沉降 b. 过滤 c. 吸附 d. 蒸馏
(2)《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色的原因是 。
(3)竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭，用于去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的 性。
15．如图是金刚石、石墨、C60的结构示意图。钻石由金刚石精加工而成，据媒体报道，英国已成功研发出利用大气中的二氧化碳制造钻石的技术，并成功制造出“世界上第一颗零污染钻石”。
(1)金刚石、石墨、C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是__________。
A．构成它们的原子大小不同
B．金刚石、石墨、C60由不同种原子构成
C．构成它们的原子数目不同
D．金刚石、石墨、C60的碳原子排列方式不同
(2)用大气中的二氧化碳制造钻石是因为二氧化碳中含有 元素。
(3)关于“空气钻石”，下列说法错误的是__________(填字母)。
A．“空气钻石”的硬度很大 B．“空气钻石”一定不能燃烧
C．“空气钻石”中碳原子仍在不断运动 D．制造“空气钻石”比开采天然钻石环保
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D A D A A C B A B
1．B
【详解】A、氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。氧化镁（MgO）是氧化物；高锰酸钾（KMnO4）由三种元素组成，不是氧化物，该选项错误；
B、单质是由同种元素组成的纯净物。氢气（H2）、汞（Hg）都符合单质定义，该选项正确；
C、混合物是由多种物质组成。自来水含多种物质，是混合物；冰水混合物只含水这一种物质，是纯净物，该选项错误；
D、纯净物是由一种物质组成。稀有气体含氦、氖等多种气体，是混合物；蒸馏水是纯净物，该选项错误。
故选B。
2．D
【详解】①通过题干可知，碳元素能形成多种单质，所以同一种元素可以形成多种单质。正确。
②C60等单质有比较复杂的分子结构，所以单质可能存在复杂的分子结构。正确。
③不同的单质有不同的性质，可以有不同的用途，所以单质的研究具有广阔的前景。正确。
④因为组成元素相同，所以同种元素形成的单质之间可能存在更多的互相转化。如将石墨可以转化为金刚石。正确。
故选D。
3．A
【详解】A、金刚石、石墨是碳原子构成的碳单质，而C60是由C60分子构成的碳单质，正确。
B、由于C60在室温下为紫红色的，金刚石是无色的，石墨是灰黑色的，故错误。
C、一定条件下，石墨转化成金刚石是化学变化，因为金刚石是不同于石墨的新物质，故错误。
D、金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，化学性质相似，由于碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质差异很大，故错误。
故选A。
【点睛】物质的结构和组成决定了物质的性质，物质的结构是指物质微粒的构成，如分子的构成、原子的结构等。
4．D
【详解】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 ），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。
5．A
【详解】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；
B、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：A。
6．A
【详解】A、C60中只含有碳元素，属于单质，该选项说法正确；
B、富勒烯是由分子构成，一个C60分子是由60个碳原子构成，该选项说法不正确；
C、C60 在氧气中完全燃烧产物是二氧化碳，该选项说法不正确；
D、C60 和石墨都是由碳元素组成的纯净物，属于不同物质，该选项说法不正确。
故选A。
7．C
【详解】A. 、、是由不同种分子构成的，所以、是有别于的新物质，此选项正确；
B. 、都是由分子构成的，此选项正确；
D. 、都是由碳元素组成的单质，化学性质相似，都具有可燃性，此选项错误；
D. 利用化学合成的新材料，能够提高人类的生活质量，此选项正确；
故选C。
8．B
【详解】A、金刚石是天然存在的最硬的物质，可用作钻头，故正确；
B、石墨质软呈深灰色，可用于制作铅笔芯，故错误；
C、石墨具有良好的导电性，可制作电极，故正确；
D、活性炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，能吸附色素和异味，可用来除去异味，故正确；
故选：B。
9．A
【详解】A、活性炭有吸附性，能吸附色素和异味，可用作除味剂，故A符合题意；
B、石墨有导电性，可用作石墨电极和石墨电刷，石墨具有滑腻感，可用作润滑剂，故B不符合题意；
C、金刚石质硬，可用于裁玻璃，故C不符合题意；
D、铝有导电性，可用于制电线，故D不符合题意。
故选A。
10．B
【分析】X元素的原子最外层只有1个电子，X可能是氢元素、锂元素、钠元素，Z元素的原子的第三层有6 个电子，根据原子中质子数=核外电子数=2+8+6=16，则Z是硫元素，Y元素原子的第二层有6个电子，根据在原子中质子数=核外电子数=2+6=8，即Y是氧元素。
【详解】A、由分析可知，Y为氧元素，X可以为氢元素、钠元素、锂元素，当X为氢元素时，可以形成H2O和H2O2，故A错误；
B、根据最外层电子数与化合价的关系判断，Y为氧元素，Z为硫元素，Y、Z可形成三氧化硫，即为ZY3，故B正确；
C、由分析可知，Y为氧元素，可以形成氧气O2和臭氧O3，故C错误；
D、由分析可知，X可能是氢元素、锂元素、钠元素，Y是氧元素，Z是硫元素，当X是氢元素时，可以形成硫酸，当X是金属元素时，金属与硫酸根离子可以形成盐，故D错误；
故选B。
11．(1)物理
(2)原子排列方式不同
(3)B
(4) 稳定 吸附 疏松多孔
【详解】（1）从石墨中剥离出石墨烯，没有新物质的生成，属于物理变化；
（2）结构决定性质，因为原子排列方式不同，所以石墨、石墨烯、碳纳米管的物理性质差异较大；
（3）高铁动车的运行依靠顶部的石墨电刷与电线接触获取电力体现出石墨的滑腻感、稳定性、导电性，故选B；
（4）①“钻石恒久远，一颗永流传”体现了碳在常温下化学性质稳定；
②水的净化过程中通常会利用活性炭的吸附性除去色素和异味；
③活性炭具有疏松多孔的结构，所以具有吸附性，能除去水中的异味和色素。
12．(1)硬度大
(2)石墨
(3)吸附
【详解】（1）图1中碳单质可用于制玻璃刀，说明该碳单质是金刚石，金刚石是天然存在的最硬的物质，故可用于切割玻璃，故利用了硬度大的性质；
（2）图②中碳单质应是石墨，石墨质软，且是灰黑色，容易留下痕迹，可用于制铅笔芯；
（3）图③中活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，故可作吸味剂。
13．(1)非金属
(2) 金刚石 作电极（答案合理即可） 化学变化
(3)碳原子的排列方式不同
【详解】（1）根据碳元素的名称“碳”字带有“石”字旁，可知碳属于非金属元素，故填：非金属。
（2）①由碳单质的结构图可知，图b的碳原子的排列是空间网状结构，具有这种结构的单质的名称是金刚石；图c碳原子的排列是层状结构，图c单质是石墨，石墨具有优良的导电性，可用作电极、电刷，石墨质软，有滑腻感，可用于铅笔芯、高温润滑剂。故填：金刚石；作电极（答案合理即可）。
②石墨与金刚石是不同的物质，石墨在一定条件下能转化为金刚石，这一转化过程中有新物质生成，属于化学变化。故填：化学变化。
（3）常见的碳单质化学性质相似，物理性质差别很大的原因是碳原子的排列方式不同，故填：碳原子的排列方式不同。
14．(1)b
(2)常温下，碳的化学性质稳定
(3)吸附
【详解】（1）过滤的过程是把固体和液体物质分开的一种分离方法；在宣纸制作过程中，有一道工序是用竹帘从纸浆中捞纸。该操作与化学实验中的过滤有相似之处，故选b；
（2）墨的主要成分为碳，《富春山居图》是元代画家黄公望创作的水墨画，此画能够保存至今而不变色的原因是常温下，碳的化学性质稳定，不易发生反应；
（3）竹子不仅可以用于制作毛笔笔杆，还可以被加工成竹炭包，用于去除冰箱、衣柜汽车等内部环境中的异味，这是利用了竹炭的吸附性。
15．(1)D
(2)碳/C
(3)B
【详解】（1）金刚石、石墨和C60都属于碳单质，故其化学性质相似，但金刚石中碳原子以三维立体网状排列，石墨则是六元环网状层层堆叠，C60由60个碳原子构成像足球一样的32面体，所以碳原子的排列方式不同，故其物理性质有很大差异，故选D。
（2）由质量守恒定律化学反应前后元素种类不变可知：二氧化碳能制造钻石是因为二氧化碳中含有碳元素。
（3）A、“空气钻石”其性质与由金刚石加工而成的钻石完全相同，金刚石的硬度大，故“空气钻石”的硬度也很大，该选项说法正确；
B、“空气钻石”就是碳单质，具有可燃性，一定能燃烧，该选项说法错误；
C、微粒都是不断运动的，“空气钻石”中碳原子仍在不断运动，该选项说法正确；
D、分析材料可知：由金刚石制成一克拉的天然钻石需要消耗大量的资源，并产生大量二氧化碳，而“空气钻石”所用的二氧化碳可从空气中提取，故制造“空气钻石”比开采天然钻石环保，该选项说法正确。
故选B。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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