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知识点1 金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$的结构、性质及用途
| 物质 | 金刚石(C) | 石墨(C) | $\ce{C_{60}}$ |
| --- | --- | --- | --- |
| 组成 | μlticolumn{2}{c}{碳元素} | |
| 构成 | μlticolumn{2}{c}{碳原子} | $\ce{C_{60}}$分子 |
| 结构 |
| | |
| 物理性质 | 外观 | 无色透明的固体 |
| | 硬度 | 天然存在的
| | 导电性 | 不导电 | 优良 | |
| 物理性质存在差异的原因 | μlticolumn{3}{c}{
| 用途 | 作装饰品、裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、作钻机的钻头、作透镜等光学仪器的涂层、用于集成电路基板散热等 | 制铅笔芯、作电极、作高铁列车的受电弓滑板等 | 可应用于超导、催化、能源及医学等领域 |
| 物质结构、性质、用途的关系：结构
| 物质 | 金刚石(C) | 石墨(C) | $\ce{C_{60}}$ |
| --- | --- | --- | --- |
| 组成 | μlticolumn{2}{c}{碳元素} | |
| 构成 | μlticolumn{2}{c}{碳原子} | $\ce{C_{60}}$分子 |
| 结构 |
| | || 物理性质 | 外观 | 无色透明的固体 |
灰黑
色、有金属光泽的固体 | — || | 硬度 | 天然存在的
最硬
的物质 | 很软
| || | 导电性 | 不导电 | 优良 | |
| 物理性质存在差异的原因 | μlticolumn{3}{c}{
碳原子的排列方式不同
} || 用途 | 作装饰品、裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、作钻机的钻头、作透镜等光学仪器的涂层、用于集成电路基板散热等 | 制铅笔芯、作电极、作高铁列车的受电弓滑板等 | 可应用于超导、催化、能源及医学等领域 |
| 物质结构、性质、用途的关系：结构
决定
性质，性质决定
用途，用途反映
性质 |答案
灰黑 最硬 软
碳原子的排列方式不同
决定 决定 反映
碳原子的排列方式不同
决定 决定 反映
解析
【分析】
要解答本题，需回忆金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$的相关基础知识点：石墨的外观特征、金刚石与石墨的硬度差异、碳单质物理性质不同的原因，以及物质结构、性质、用途的关系。结合课本内容对应表格空缺即可。
【解析】
1. 石墨的外观：是灰黑色、有金属光泽的固体，故填“灰黑”；
2. 金刚石的硬度：是天然存在的最硬的物质，故填“最硬”；
3. 石墨的硬度：质地很软，故填“软”；
4. 碳单质物理性质存在差异的原因：碳原子的排列方式不同，故填“碳原子的排列方式不同”；
5. 结构、性质、用途的关系：结构决定性质，性质决定用途，用途反映性质，依次填“决定”“决定”“反映”。
【答案】
灰黑 最硬 软 碳原子的排列方式不同 决定 决定 反映
【知识点】
金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$；物质结构性质用途关系
【点评】
本题考查碳单质的基础识记内容，围绕课本核心知识点设置填空，难度较低，侧重考查学生对基础知识的掌握程度。
【难度系数】
0.7
要解答本题，需回忆金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$的相关基础知识点：石墨的外观特征、金刚石与石墨的硬度差异、碳单质物理性质不同的原因，以及物质结构、性质、用途的关系。结合课本内容对应表格空缺即可。
【解析】
1. 石墨的外观：是灰黑色、有金属光泽的固体，故填“灰黑”；
2. 金刚石的硬度：是天然存在的最硬的物质，故填“最硬”；
3. 石墨的硬度：质地很软，故填“软”；
4. 碳单质物理性质存在差异的原因：碳原子的排列方式不同，故填“碳原子的排列方式不同”；
5. 结构、性质、用途的关系：结构决定性质，性质决定用途，用途反映性质，依次填“决定”“决定”“反映”。
【答案】
灰黑 最硬 软 碳原子的排列方式不同 决定 决定 反映
【知识点】
金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$；物质结构性质用途关系
【点评】
本题考查碳单质的基础识记内容，围绕课本核心知识点设置填空，难度较低，侧重考查学生对基础知识的掌握程度。
【难度系数】
0.7
对点练1 下列关于$\ce{C_{60}}$的说法中，错误的是（
A.$\ce{C_{60}}$和$\ce{C_{70}}$是两种物质
B.相对分子质量为12
C.每个$\ce{C_{60}}$分子由60个碳原子构成
D.可用于超导、催化等领域
B
）A.$\ce{C_{60}}$和$\ce{C_{70}}$是两种物质
B.相对分子质量为12
C.每个$\ce{C_{60}}$分子由60个碳原子构成
D.可用于超导、催化等领域
答案
B
解析
【分析】要判断关于$\ce{C_{60}}$说法的正误，需结合$\ce{C_{60}}$的结构、相对分子质量计算、物质分类及用途逐一分析：A选项，不同分子构成不同物质，$\ce{C_{60}}$与$\ce{C_{70}}$分子中碳原子数不同，是两种物质；B选项，相对分子质量为各原子相对原子质量之和，计算$\ce{C_{60}}$的相对分子质量需用12×60；C选项，$\ce{C_{60}}$的名称即表示每个分子含60个碳原子；D选项，$\ce{C_{60}}$有超导、催化等应用。据此找出错误选项。
【解析】逐一分析各选项：
1. 选项A：$\ce{C_{60}}$和$\ce{C_{70}}$的分子构成不同（碳原子数目不同），属于两种不同的物质，该选项说法正确。
2. 选项B：$\ce{C_{60}}$的相对分子质量 = 碳的相对原子质量×碳原子个数 = $12×60 = 720$，并非12，该选项说法错误。
3. 选项C：$\ce{C_{60}}$的化学式表明，每个$\ce{C_{60}}$分子由60个碳原子构成，该选项说法正确。
4. 选项D：$\ce{C_{60}}$在超导、催化等领域有广泛应用，该选项说法正确。
综上，错误的说法是选项B。
【答案】B
【知识点】碳单质的性质、相对分子质量计算
【点评】本题考查碳单质$\ce{C_{60}}$的基础知识点，涵盖结构、相对分子质量、用途等，属于化学基础题，难度较低，学生需准确掌握相关概念即可作答。
【难度系数】0.7
【解析】逐一分析各选项：
1. 选项A：$\ce{C_{60}}$和$\ce{C_{70}}$的分子构成不同（碳原子数目不同），属于两种不同的物质，该选项说法正确。
2. 选项B：$\ce{C_{60}}$的相对分子质量 = 碳的相对原子质量×碳原子个数 = $12×60 = 720$，并非12，该选项说法错误。
3. 选项C：$\ce{C_{60}}$的化学式表明，每个$\ce{C_{60}}$分子由60个碳原子构成，该选项说法正确。
4. 选项D：$\ce{C_{60}}$在超导、催化等领域有广泛应用，该选项说法正确。
综上，错误的说法是选项B。
【答案】B
【知识点】碳单质的性质、相对分子质量计算
【点评】本题考查碳单质$\ce{C_{60}}$的基础知识点，涵盖结构、相对分子质量、用途等，属于化学基础题，难度较低，学生需准确掌握相关概念即可作答。
【难度系数】0.7
对点练2 中国是世界上最大的人造金刚石生产国，其产量占全世界的95%以上。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。下列说法不正确的是 (
A.人造金刚石是由碳原子构成的
B.人造金刚石是由碳元素组成的
C.人造金刚石生产过程中，发生了物理变化
D.人造金刚石可以切割大理石
C
)A.人造金刚石是由碳原子构成的
B.人造金刚石是由碳元素组成的
C.人造金刚石生产过程中，发生了物理变化
D.人造金刚石可以切割大理石
答案
C
解析
【分析】
本题考查碳单质的相关知识，解题思路是：先明确金刚石的组成、构成、性质，再判断石墨转化为金刚石的变化类型，最后逐一分析选项找出错误说法。
【解析】
逐个分析选项：
A. 金刚石属于碳单质，是由碳原子直接构成的，该说法正确；
B. 金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，因此人造金刚石由碳元素组成，该说法正确；
C. 石墨在高温、高压下形成人造金刚石，该过程中有新物质（金刚石）生成，属于化学变化，不是物理变化，该说法错误；
D. 金刚石是天然存在的硬度最大的物质之一，因此可以切割大理石，该说法正确。
综上，不正确的说法是C。
【答案】
C
【知识点】
碳单质的性质、化学变化与物理变化的判断
【点评】
本题围绕人造金刚石的制备，考查碳单质的组成、构成、性质及变化类型，属于化学基础题，需准确把握物理变化和化学变化的本质区别，以及碳单质的相关特性。
【难度系数】
0.3
本题考查碳单质的相关知识，解题思路是：先明确金刚石的组成、构成、性质，再判断石墨转化为金刚石的变化类型，最后逐一分析选项找出错误说法。
【解析】
逐个分析选项：
A. 金刚石属于碳单质，是由碳原子直接构成的，该说法正确；
B. 金刚石和石墨都是碳元素组成的单质，因此人造金刚石由碳元素组成，该说法正确；
C. 石墨在高温、高压下形成人造金刚石，该过程中有新物质（金刚石）生成，属于化学变化，不是物理变化，该说法错误；
D. 金刚石是天然存在的硬度最大的物质之一，因此可以切割大理石，该说法正确。
综上，不正确的说法是C。
【答案】
C
【知识点】
碳单质的性质、化学变化与物理变化的判断
【点评】
本题围绕人造金刚石的制备，考查碳单质的组成、构成、性质及变化类型，属于化学基础题，需准确把握物理变化和化学变化的本质区别，以及碳单质的相关特性。
【难度系数】
0.3
