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1. 碳单质的性质与用途密切相关。下列说法中，正确的是（
A.金刚石硬度大，可用于制作铅笔芯
B.石墨具有导电性，可用于制作电极
C.活性炭有较好的吸附能力，可用于牙膏去牙渍
D.$\ce{C_{60}}$熔点高，可用于制作润滑剂
B
）A.金刚石硬度大，可用于制作铅笔芯
B.石墨具有导电性，可用于制作电极
C.活性炭有较好的吸附能力，可用于牙膏去牙渍
D.$\ce{C_{60}}$熔点高，可用于制作润滑剂
答案
1.B
解析
【分析】
本题考查碳单质的性质与用途的对应关系，解题思路是逐一分析每个选项中碳单质的性质和用途是否匹配，排除错误选项，选出正确答案。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 金刚石硬度大，常用于切割玻璃、大理石等，而制作铅笔芯利用的是石墨质软的性质，故A错误；
B. 石墨具有良好的导电性，因此可用于制作电极，性质与用途对应正确，故B正确；
C. 活性炭有较好的吸附能力，常用于吸附色素、异味等，而牙膏去牙渍是利用摩擦剂的摩擦作用，并非活性炭的吸附性，故C错误；
D. $\ce{C_{60}}$熔点低，石墨质软且有滑腻感，可用于制作润滑剂，故D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
碳单质的性质与用途
【点评】
本题为基础题，重点考查碳单质的性质与用途的对应关系，需准确记忆金刚石、石墨、活性炭、$\ce{C_{60}}$的性质及对应的用途，避免混淆。
【难度系数】
0.7
本题考查碳单质的性质与用途的对应关系，解题思路是逐一分析每个选项中碳单质的性质和用途是否匹配，排除错误选项，选出正确答案。
【解析】
逐一分析各选项：
A. 金刚石硬度大，常用于切割玻璃、大理石等，而制作铅笔芯利用的是石墨质软的性质，故A错误；
B. 石墨具有良好的导电性，因此可用于制作电极，性质与用途对应正确，故B正确；
C. 活性炭有较好的吸附能力，常用于吸附色素、异味等，而牙膏去牙渍是利用摩擦剂的摩擦作用，并非活性炭的吸附性，故C错误；
D. $\ce{C_{60}}$熔点低，石墨质软且有滑腻感，可用于制作润滑剂，故D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
碳单质的性质与用途
【点评】
本题为基础题，重点考查碳单质的性质与用途的对应关系，需准确记忆金刚石、石墨、活性炭、$\ce{C_{60}}$的性质及对应的用途，避免混淆。
【难度系数】
0.7
2. 测得某物质中只含有碳元素，则这种物质（
A.一定是一种单质
B.一定是石墨
C.可能是化合物
D.可能是混合物
D
）A.一定是一种单质
B.一定是石墨
C.可能是化合物
D.可能是混合物
答案
2.D
解析
【分析】
要解答本题，需先明确物质分类的核心概念：单质是同种元素组成的纯净物，化合物是不同种元素组成的纯净物，混合物是由多种物质混合而成的物质。题目中物质仅含碳元素，需逐一分析选项，判断各说法的正误。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：单质要求是纯净物，仅含碳元素的物质若为金刚石和石墨的混合物（二者均为碳单质，混合后只含碳元素），则不属于单质，故A错误；
B选项：只含碳元素的物质可能是金刚石、石墨、C₆₀等多种碳单质，不一定是石墨，故B错误；
C选项：化合物必须由不同种元素组成，该物质仅含碳元素，不可能是化合物，故C错误；
D选项：金刚石和石墨均由碳元素组成，二者混合后只含碳元素，属于混合物，因此该物质可能是混合物，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
物质的分类；单质与化合物的概念
【点评】
本题考查物质分类的基础知识点，核心是区分单质、化合物、混合物的定义，易错点在于易忽略“同种元素可组成不同单质，混合后形成混合物”的情况，整体难度不大，是对基础概念的直接应用。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需先明确物质分类的核心概念：单质是同种元素组成的纯净物，化合物是不同种元素组成的纯净物，混合物是由多种物质混合而成的物质。题目中物质仅含碳元素，需逐一分析选项，判断各说法的正误。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：单质要求是纯净物，仅含碳元素的物质若为金刚石和石墨的混合物（二者均为碳单质，混合后只含碳元素），则不属于单质，故A错误；
B选项：只含碳元素的物质可能是金刚石、石墨、C₆₀等多种碳单质，不一定是石墨，故B错误；
C选项：化合物必须由不同种元素组成，该物质仅含碳元素，不可能是化合物，故C错误；
D选项：金刚石和石墨均由碳元素组成，二者混合后只含碳元素，属于混合物，因此该物质可能是混合物，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
物质的分类；单质与化合物的概念
【点评】
本题考查物质分类的基础知识点，核心是区分单质、化合物、混合物的定义，易错点在于易忽略“同种元素可组成不同单质，混合后形成混合物”的情况，整体难度不大，是对基础概念的直接应用。
【难度系数】
0.6
3. 下列关于金刚石、石墨的说法中，错 误 的是 (
A.组成：都由碳元素组成
B.性质：二者物理性质相同
C.结构：二者所含碳原子的大小相同
D.变化：一定条件下，二者可相互转化
B
)A.组成：都由碳元素组成
B.性质：二者物理性质相同
C.结构：二者所含碳原子的大小相同
D.变化：一定条件下，二者可相互转化
答案
3.B
解析
【分析】要解决这道题，需明确金刚石和石墨的相关性质：二者都是碳元素组成的单质，属于同素异形体，碳原子大小相同，但排列方式不同，导致物理性质差异大，且一定条件下可相互转化。逐一分析选项即可找出错误说法。
【解析】A选项，金刚石和石墨均由碳元素组成，属于碳单质，说法正确；B选项，二者碳原子排列方式不同，物理性质差异显著（如金刚石硬度大、石墨质软），并非物理性质相同，说法错误；C选项，构成金刚石和石墨的碳原子大小一致，仅排列结构不同，说法正确；D选项，一定条件下（如高温高压），二者可相互转化，说法正确。因此错误选项为B。
【答案】B
【知识点】碳单质的性质、同素异形体
【点评】本题考查碳的两种常见单质的核心性质，重点在于理解“结构决定性质”的化学思想，是化学基础考点，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】A选项，金刚石和石墨均由碳元素组成，属于碳单质，说法正确；B选项，二者碳原子排列方式不同，物理性质差异显著（如金刚石硬度大、石墨质软），并非物理性质相同，说法错误；C选项，构成金刚石和石墨的碳原子大小一致，仅排列结构不同，说法正确；D选项，一定条件下（如高温高压），二者可相互转化，说法正确。因此错误选项为B。
【答案】B
【知识点】碳单质的性质、同素异形体
【点评】本题考查碳的两种常见单质的核心性质，重点在于理解“结构决定性质”的化学思想，是化学基础考点，难度较低。
【难度系数】0.8
4. 金刚石、石墨、$\ce{C_{60}}$和碳纳米管都是重要的碳单质。下列说法中，正确的是（
A.金刚石、石墨和碳纳米管是同种物质
B.金刚石、石墨、$\ce{C_{60}}$都是由碳原子构成的
C.1 g 金刚石和1 g 石墨中所含的碳原子数目相等
D.一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
C
）A.金刚石、石墨和碳纳米管是同种物质
B.金刚石、石墨、$\ce{C_{60}}$都是由碳原子构成的
C.1 g 金刚石和1 g 石墨中所含的碳原子数目相等
D.一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
答案
4.C
解析
【分析】本题考查碳单质的相关性质，需明确金刚石、石墨、C₆₀等均为碳的同素异形体，结构不同导致性质有差异。解题时需逐一分析每个选项，结合同素异形体的概念、物质的构成、变化的本质等知识判断正误：A选项判断是否为同种物质，看结构是否相同；B选项明确各碳单质的构成微粒；C选项根据质量与原子数的关系分析；D选项判断变化类型，看是否有新物质生成。
【解析】A选项：金刚石、石墨、碳纳米管虽都由碳元素组成，但碳原子排列方式不同，属于不同种物质，故A错误；B选项：金刚石、石墨由碳原子直接构成，而C₆₀是由C₆₀分子构成的，故B错误；C选项：金刚石和石墨都是碳单质，1g金刚石和1g石墨中碳元素的质量均为1g，每个碳原子的质量相同，因此所含碳原子数目相等，故C正确；D选项：石墨和金刚石是不同的物质，石墨转化为金刚石有新物质生成，属于化学变化，故D错误。
【答案】C
【知识点】碳单质的性质、同素异形体、物质的变化类型
【点评】本题聚焦碳的同素异形体的基础知识点，考查物质的构成、变化判断等内容，需要学生准确区分同素异形体的概念，理解物理变化与化学变化的本质区别，属于难度适中的基础题。
【难度系数】0.7
【解析】A选项：金刚石、石墨、碳纳米管虽都由碳元素组成，但碳原子排列方式不同，属于不同种物质，故A错误；B选项：金刚石、石墨由碳原子直接构成，而C₆₀是由C₆₀分子构成的，故B错误；C选项：金刚石和石墨都是碳单质，1g金刚石和1g石墨中碳元素的质量均为1g，每个碳原子的质量相同，因此所含碳原子数目相等，故C正确；D选项：石墨和金刚石是不同的物质，石墨转化为金刚石有新物质生成，属于化学变化，故D错误。
【答案】C
【知识点】碳单质的性质、同素异形体、物质的变化类型
【点评】本题聚焦碳的同素异形体的基础知识点，考查物质的构成、变化判断等内容，需要学生准确区分同素异形体的概念，理解物理变化与化学变化的本质区别，属于难度适中的基础题。
【难度系数】0.7
5. 阅读下列短文，回答问题。
石墨烯是从石墨中剥离出的单层石墨片（见图1），被誉为“21世纪的黑金”。工业上可采用甲烷（$\ce{CH_{4}}$）在高温和催化剂的作用下分解制取石墨烯并产生氢气。石墨烯具有高导电性、高导热性、高强度、光学透明性，不易与其他物质发生反应等特点，在众多领域展现出令人瞩目的应用前景，为相关产业的发展注入了强大的动力。例如：①新能源汽车上采用的是磷酸铁锂（$\ce{LiFePO_{4}}$）电池。生产该电池时，添加适量的石墨烯做导电剂，可以提高电池的性能（电池电阻越小，性能越好）。石墨烯的含量对$\ce{LiFePO_{4}}$粉末电阻的影响如图2。②将石墨烯应用于橡胶行业，制成石墨烯橡胶复合材料，能提高其导电、导热及力学性能。石墨烯用量对橡胶复合材料热导率的影响如图3。③将石墨烯应用于纺织行业，制成的石墨烯复合纤维能有效抑制真菌滋生，祛湿透气，同时能瞬间升温，还可防紫外线等。石墨烯复合纤维中石墨含量对紫外线透过率的影响如图4。
（1）石墨烯具有的物理性质是
（2）工业上制取石墨烯的化学方程式为
（3）石墨烯和石墨具有相似的化学性质，完全燃烧时的化学方程式为
（4）磷酸铁锂（$\ce{LiFePO_{4}}$）中Li显+1价、Fe显+2价，则P的化合价为
（5）生产的磷酸铁锂（$\ce{LiFePO_{4}}$）电池材料中石墨烯的含量为
（6）橡胶中添加石墨烯可增强导热性，结合图3分析石墨烯用量对热导率的影响规律：
（7）为减少紫外线对人体皮肤的伤害，遮阳伞最好选用图4中的
（8）根据文中信息分析。下列说法正确的是
A. 石墨烯是一种新型化合物
B. 金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
C. 石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属的相似
D. 石墨烯复合纤维不仅可以阻挡紫外线，还有抑制真菌滋生等作用
石墨烯是从石墨中剥离出的单层石墨片（见图1），被誉为“21世纪的黑金”。工业上可采用甲烷（$\ce{CH_{4}}$）在高温和催化剂的作用下分解制取石墨烯并产生氢气。石墨烯具有高导电性、高导热性、高强度、光学透明性，不易与其他物质发生反应等特点，在众多领域展现出令人瞩目的应用前景，为相关产业的发展注入了强大的动力。例如：①新能源汽车上采用的是磷酸铁锂（$\ce{LiFePO_{4}}$）电池。生产该电池时，添加适量的石墨烯做导电剂，可以提高电池的性能（电池电阻越小，性能越好）。石墨烯的含量对$\ce{LiFePO_{4}}$粉末电阻的影响如图2。②将石墨烯应用于橡胶行业，制成石墨烯橡胶复合材料，能提高其导电、导热及力学性能。石墨烯用量对橡胶复合材料热导率的影响如图3。③将石墨烯应用于纺织行业，制成的石墨烯复合纤维能有效抑制真菌滋生，祛湿透气，同时能瞬间升温，还可防紫外线等。石墨烯复合纤维中石墨含量对紫外线透过率的影响如图4。
（1）石墨烯具有的物理性质是
高导电性、高导热性、高强度、光学透明性（写一点即可）
（写一点）。（2）工业上制取石墨烯的化学方程式为
$\ce{CH_{4}\xlongequal[高温]{催化剂} C+ 2H_{2}}$
，其基本反应类型为分解反应
。（3）石墨烯和石墨具有相似的化学性质，完全燃烧时的化学方程式为
$\ce{C+O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$
。（4）磷酸铁锂（$\ce{LiFePO_{4}}$）中Li显+1价、Fe显+2价，则P的化合价为
+5
。（5）生产的磷酸铁锂（$\ce{LiFePO_{4}}$）电池材料中石墨烯的含量为
4%
时，磷酸铁锂电池性能最优越。（6）橡胶中添加石墨烯可增强导热性，结合图3分析石墨烯用量对热导率的影响规律：
随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小
。（7）为减少紫外线对人体皮肤的伤害，遮阳伞最好选用图4中的
含2%石墨烯的纤维
制作，选择的依据是其他条件相同的情况下，含2%石墨烯的纤维紫外线的透过率最低
。（8）根据文中信息分析。下列说法正确的是
BD
（选填字母）。A. 石墨烯是一种新型化合物
B. 金刚石和石墨烯是组成相同但结构不同的两种物质
C. 石墨烯有超强的导电性和导热性，说明石墨烯的化学性质和金属的相似
D. 石墨烯复合纤维不仅可以阻挡紫外线，还有抑制真菌滋生等作用
答案
5. (1) 高导电性、高导热性、高强度、光学透明性（写一点即可）
(2) $\ce{CH_{4}\xlongequal[高温]{催化剂} C+ 2H_{2}}$ 分解反应
(3) $\ce{C+O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$
(4) +5
(5) 4%
(6) 随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小
(7) 含2%石墨烯的纤维 其他条件相同的情况下，含2%石墨烯的纤维紫外线的透过率最低
(8) BD
(2) $\ce{CH_{4}\xlongequal[高温]{催化剂} C+ 2H_{2}}$ 分解反应
(3) $\ce{C+O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$
(4) +5
(5) 4%
(6) 随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小
(7) 含2%石墨烯的纤维 其他条件相同的情况下，含2%石墨烯的纤维紫外线的透过率最低
(8) BD
解析
【分析】
本题围绕石墨烯的性质、制取及应用展开，需结合文中信息、化学知识、图像分析逐一解答各小题：
1. 物理性质是无需化学变化体现的性质，从文中提取即可；
2. 根据反应物、生成物及条件书写化学方程式，判断反应类型；
3. 石墨烯为碳单质，完全燃烧生成二氧化碳，书写对应方程式；
4. 利用化合物中正负化合价代数和为0计算P的化合价；
5. 电池性能与电阻相关，结合图2找电阻最小的石墨烯含量；
6. 分析图3热导率随石墨烯用量的变化趋势，总结规律；
7. 防紫外线需选紫外线透过率最低的材料，结合图4分析；
8. 逐一分析选项，结合石墨烯的组成、性质判断正误。
【解析】
（1）物理性质是不需要发生化学变化就能表现的性质，文中提到石墨烯有高导电性、高导热性、高强度、光学透明性，任选其一即可；
（2）甲烷在高温和催化剂作用下分解生成石墨烯（碳单质）和氢气，化学方程式为$\ce{CH_{4}\xlongequal[高温]{催化剂} C + 2H_{2}}$；该反应由一种物质生成两种物质，属于分解反应；
（3）石墨烯由碳元素组成，完全燃烧时与氧气反应生成二氧化碳，化学方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$；
（4）设$\ce{LiFePO_{4}}$中P的化合价为$x$，根据化合物中正负化合价代数和为0：$(+1)+(+2)+x +4×(-2)=0$，解得$x=+5$；
（5）电池性能越好则电阻越小，图2中石墨烯含量为4%时，$\ce{LiFePO_{4}}$粉末电阻最小，故石墨烯含量为4%时电池性能最优越；
（6）分析图3：石墨烯用量从1份到2份时，热导率增大；2份到5份时，热导率减小，因此规律为：随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小；
（7）防紫外线需选择紫外线透过率最低的材料，图4中含2%石墨烯的纤维紫外线透过率最低，因此选该纤维，依据是其他条件相同时，含2%石墨烯的纤维紫外线透过率最低，防紫外线效果最好；
（8）选项A：石墨烯是碳单质，不是化合物，错误；选项B：金刚石和石墨烯均由碳元素组成，碳原子排列方式不同，结构不同，正确；选项C：导电性、导热性是物理性质，与金属的物理性质相似，并非化学性质相似，错误；选项D：文中提到石墨烯复合纤维可抑制真菌滋生、防紫外线等，正确，故选BD。
【答案】
(1) 高导电性（合理即可）
(2) $\ce{CH_{4}\xlongequal[高温]{催化剂} C + 2H_{2}}$；分解反应
(3) $\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$
(4) +5
(5) 4%
(6) 随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小
(7) 含2%石墨烯的纤维；其他条件相同的情况下，含2%石墨烯的纤维紫外线的透过率最低
(8) BD
【知识点】
物理性质、化学方程式书写、化合价计算、图像分析
【点评】
本题结合石墨烯的实际应用，综合考查化学基础知识与图像信息提取能力，需要学生准确梳理文中信息、分析图像数据，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕石墨烯的性质、制取及应用展开，需结合文中信息、化学知识、图像分析逐一解答各小题：
1. 物理性质是无需化学变化体现的性质，从文中提取即可；
2. 根据反应物、生成物及条件书写化学方程式，判断反应类型；
3. 石墨烯为碳单质，完全燃烧生成二氧化碳，书写对应方程式；
4. 利用化合物中正负化合价代数和为0计算P的化合价；
5. 电池性能与电阻相关，结合图2找电阻最小的石墨烯含量；
6. 分析图3热导率随石墨烯用量的变化趋势，总结规律；
7. 防紫外线需选紫外线透过率最低的材料，结合图4分析；
8. 逐一分析选项，结合石墨烯的组成、性质判断正误。
【解析】
（1）物理性质是不需要发生化学变化就能表现的性质，文中提到石墨烯有高导电性、高导热性、高强度、光学透明性，任选其一即可；
（2）甲烷在高温和催化剂作用下分解生成石墨烯（碳单质）和氢气，化学方程式为$\ce{CH_{4}\xlongequal[高温]{催化剂} C + 2H_{2}}$；该反应由一种物质生成两种物质，属于分解反应；
（3）石墨烯由碳元素组成，完全燃烧时与氧气反应生成二氧化碳，化学方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$；
（4）设$\ce{LiFePO_{4}}$中P的化合价为$x$，根据化合物中正负化合价代数和为0：$(+1)+(+2)+x +4×(-2)=0$，解得$x=+5$；
（5）电池性能越好则电阻越小，图2中石墨烯含量为4%时，$\ce{LiFePO_{4}}$粉末电阻最小，故石墨烯含量为4%时电池性能最优越；
（6）分析图3：石墨烯用量从1份到2份时，热导率增大；2份到5份时，热导率减小，因此规律为：随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小；
（7）防紫外线需选择紫外线透过率最低的材料，图4中含2%石墨烯的纤维紫外线透过率最低，因此选该纤维，依据是其他条件相同时，含2%石墨烯的纤维紫外线透过率最低，防紫外线效果最好；
（8）选项A：石墨烯是碳单质，不是化合物，错误；选项B：金刚石和石墨烯均由碳元素组成，碳原子排列方式不同，结构不同，正确；选项C：导电性、导热性是物理性质，与金属的物理性质相似，并非化学性质相似，错误；选项D：文中提到石墨烯复合纤维可抑制真菌滋生、防紫外线等，正确，故选BD。
【答案】
(1) 高导电性（合理即可）
(2) $\ce{CH_{4}\xlongequal[高温]{催化剂} C + 2H_{2}}$；分解反应
(3) $\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2}}$
(4) +5
(5) 4%
(6) 随着石墨烯用量的增加，热导率先增大后减小
(7) 含2%石墨烯的纤维；其他条件相同的情况下，含2%石墨烯的纤维紫外线的透过率最低
(8) BD
【知识点】
物理性质、化学方程式书写、化合价计算、图像分析
【点评】
本题结合石墨烯的实际应用，综合考查化学基础知识与图像信息提取能力，需要学生准确梳理文中信息、分析图像数据，注重知识的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
