第一学时
问题导引
你知道防毒面具的防毒原理吗？你知道铅笔上的“H”或“B”是什么意思吗？为什么书写具有保存价值的档案时要使用碳素墨水？今天，就让我们一同走进化学世界中最大的家族——“碳家族”中，去寻找答案吧！
知识梳理
1. 金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$都是由组成的单质，它们的物理性质存在明显的差异，是因为。在一定条件下，石墨转化为金刚石是（填“物理”或“化学”）变化。
2. 金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃、、的金属。
3. 石墨很软，有滑腻感，有优良的性和导热性，可以作电极。
4. 、、和等，这些物质的主要成分也是碳单质，结构与类似。
5. 木炭具有的结构，有较好的。可以利用木炭的这个性质来一些食品和工业产品里的色素，也可以用它来吸附有的物质。
6. 活性炭的吸附作用比木炭的。
7. 每个$\ce{C_{60}}$分子由构成，分子结构形似足球。

1. 碳元素 碳原子的排列方式不同 化学
2. 切割大理石 加工坚硬
3. 导电
4. 木炭 焦炭 活性炭 炭黑 石墨
5. 疏松多孔 吸附能力 吸附 异味
6. 强
7. 60个碳原子

【分析】
本题是关于碳家族（金刚石、石墨、C₆₀等碳单质）的基础知识点填空题，解题思路是回忆教材中碳单质的组成、结构差异、性质及用途等核心内容，逐一对应每个问题的空进行填写，确保答案符合化学基础知识和教材标准表述。
【解析】
1. 金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$都属于碳单质，由碳元素组成；它们物理性质存在明显差异，是因为碳原子的排列方式不同；石墨和金刚石是不同的物质，因此石墨转化为金刚石是化学变化。
2. 金刚石是天然存在最硬的物质，用途包括裁玻璃、切割大理石、加工坚硬金属等。
3. 石墨具有优良的导电性，可用于制作电极。
4. 木炭、焦炭、活性炭、炭黑的主要成分都是碳单质，结构与石墨类似。
5. 木炭具有疏松多孔的结构，有较好的吸附能力，可吸附食品和工业产品里的色素，也能吸附有异味的物质。
6. 活性炭的吸附作用比木炭强。
7. 每个$\ce{C_{60}}$分子由60个碳原子构成，分子结构形似足球。
【答案】
1. 碳元素 碳原子的排列方式不同 化学
2. 切割大理石 加工坚硬
3. 导电
4. 木炭 焦炭 活性炭 炭黑 石墨
5. 疏松多孔 吸附能力 吸附 异味
6. 强
7. 60个碳原子
【知识点】
碳单质的组成与结构、碳单质的性质与用途、化学变化的判断
【点评】
本题是碳家族相关的基础知识点填空题，主要考察学生对碳单质核心基础知识的掌握，属于化学入门阶段的巩固类题目，难度较低，能帮助学生夯实碳单质的相关考点。
【难度系数】
0.9

例1 在公共场所，利用“活性炭+超滤膜+紫外线”的组合装置获得可以直接饮用的水，其中活性炭的主要作用是（）

A.还原
B.导电
C.吸附
D.消毒
思路解析:活性炭具有吸附性,能吸附异味和色素。
答案:C

C

【分析】本题考查净水装置中活性炭的作用，需先明确活性炭的结构与性质：活性炭具有疏松多孔的结构，因此具备吸附性，能吸附水中的色素和异味。再逐一分析选项：A选项“还原”不是活性炭在净水过程中的作用；B选项“导电”与净水功能无关；D选项“消毒”是紫外线的作用，并非活性炭的功能；只有“吸附”是活性炭的主要净水作用，据此确定答案。
【解析】活性炭的结构为疏松多孔，具有吸附性，可吸附水中的色素和异味。对各选项分析如下：A.还原：活性炭在该净水过程中不体现还原作用，排除；B.导电：导电性不是活性炭在净水装置中的主要作用，排除；C.吸附：活性炭的主要作用是吸附水中的色素和异味，符合题意；D.消毒：消毒是紫外线的功能，与活性炭无关，排除。因此答案选C。
【答案】C
【知识点】活性炭的吸附性、水的净化
【点评】本题考查净水过程中活性炭的作用，属于化学基础知识点，结合活性炭的结构性质即可快速解答，难度较低。
【难度系数】0.9

例2 下列关于碳的几种单质的组成和用途的说法中,错误的是 ()

A.璀璨夺目的天然钻石是由碳元素组成的
B.长期未用而难以开启的铁锁,可在锁孔里加入少量铅笔芯粉末作润滑剂
C.铅笔芯主要是用铅和少量炭粉制成的
D.活性炭可用作防毒面具的滤毒剂
思路解析:璀璨夺目的天然钻石是由碳元素组成的,金刚石是由碳元素组成的单质,A选项正确。铅笔芯中含有石墨,石墨具有润滑作用,长期未用而难以开启的铁锁,可在锁孔里加入少量铅笔芯粉末作润滑剂,B选项正确。铅笔芯不是用铅和少量炭粉制成的,铅笔芯是由石墨和黏土按照一定比例混合制成的,C选项错误。活性炭具有吸附作用,能够吸附色素和异味,可用作防毒面具的滤毒剂,D选项正确。
答案:C

C

【分析】本题考查碳的几种单质（金刚石、石墨、活性炭）的组成与用途，需结合各单质的性质逐一分析选项，判断说法的正误。首先明确各物质的核心性质：金刚石是碳元素组成的单质，对应天然钻石；石墨具有滑腻感，可作润滑剂，铅笔芯主要由石墨和黏土混合制成；活性炭有吸附性，可吸附有毒物质。
【解析】A选项：天然钻石的主要成分是金刚石，属于碳元素组成的单质，说法正确；B选项：铅笔芯含石墨，石墨具有润滑作用，加入锁孔可使长期未用的铁锁易开启，说法正确；C选项：铅笔芯是由石墨和黏土按比例混合制成，并非铅和少量炭粉，说法错误；D选项：活性炭疏松多孔，有吸附作用，能吸附毒气，可用作防毒面具滤毒剂，说法正确。因此错误选项为C。
【答案】C
【知识点】碳单质的性质与用途
【点评】本题为化学基础题，考查常见碳单质的组成和用途，需准确记忆各物质的成分，区分易混淆点（如铅笔芯的成分），难度较低，属于基础得分题。
【难度系数】0.8