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8. B 碳量子点是一种通常仅由几千个碳原子构成的纳米级别材料，碳量子点具有优秀的光学性质、良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。下列说法正确的是
（
A.碳量子点与碳的物理性质完全相同
B.碳量子点与金刚石中的碳原子质子数不同
C.制备碳量子点的原材料中含有碳元素
D.量子点称作“人造原子”，是人为创造出的新原子
（
C
）A.碳量子点与碳的物理性质完全相同
B.碳量子点与金刚石中的碳原子质子数不同
C.制备碳量子点的原材料中含有碳元素
D.量子点称作“人造原子”，是人为创造出的新原子
答案
8.C
解析
【分析】
拿到这道题首先要抓住题干给出的核心信息：碳量子点是仅由几千个碳原子构成的纳米级材料。接下来结合基础化学概念逐一辨析选项：首先明确同种元素的原子质子数相同，不同聚集形态的碳单质物理性质存在差异，再结合化学反应前后元素种类不变的规律，逐个排除错误选项，就能得到正确答案。
【解析】
A. 碳量子点属于纳米级碳材料，和常规碳单质的颗粒尺寸、微观聚集结构均有区别，物理性质差异较大，不可能完全相同，A选项错误；
B. 碳量子点和金刚石中的碳原子都属于碳元素的原子，同种元素的原子核内质子数相同（均为6），B选项错误；
C. 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，碳量子点由碳元素组成，因此制备它的原材料中必然含有碳元素，C选项正确；
D. 量子点是由大量碳原子聚集形成的纳米级材料，并非新生成的原子，原子是化学变化中的最小粒子，该过程不会创造出新的原子种类，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
元素的定义，质量守恒定律，碳单质性质
【点评】
本题以新型材料碳量子点为背景，将前沿科技和基础化学概念结合，考点都是核心基础知识点，解题时只需紧扣题干给出的材料组成信息，结合已学的基础概念逐一判断即可，能帮助学生提升结合陌生信息调用基础知识解题的能力。
【难度系数】
0.9
拿到这道题首先要抓住题干给出的核心信息：碳量子点是仅由几千个碳原子构成的纳米级材料。接下来结合基础化学概念逐一辨析选项：首先明确同种元素的原子质子数相同，不同聚集形态的碳单质物理性质存在差异，再结合化学反应前后元素种类不变的规律，逐个排除错误选项，就能得到正确答案。
【解析】
A. 碳量子点属于纳米级碳材料，和常规碳单质的颗粒尺寸、微观聚集结构均有区别，物理性质差异较大，不可能完全相同，A选项错误；
B. 碳量子点和金刚石中的碳原子都属于碳元素的原子，同种元素的原子核内质子数相同（均为6），B选项错误；
C. 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，碳量子点由碳元素组成，因此制备它的原材料中必然含有碳元素，C选项正确；
D. 量子点是由大量碳原子聚集形成的纳米级材料，并非新生成的原子，原子是化学变化中的最小粒子，该过程不会创造出新的原子种类，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
元素的定义，质量守恒定律，碳单质性质
【点评】
本题以新型材料碳量子点为背景，将前沿科技和基础化学概念结合，考点都是核心基础知识点，解题时只需紧扣题干给出的材料组成信息，结合已学的基础概念逐一判断即可，能帮助学生提升结合陌生信息调用基础知识解题的能力。
【难度系数】
0.9
二、非选择题
9.A 在石墨、金刚石、$\ce{C_{60}}$和活性炭等碳的单质中，能应用于超导材料等领域的是________，用作滤毒剂的是________，硬度最大的是________，软而滑腻的是________，导电性能好的是________；能使集气瓶中红棕色的二氧化氮颜色消失的是________，发生的变化是________（填“物理”或“化学”）变化。
9.A 在石墨、金刚石、$\ce{C_{60}}$和活性炭等碳的单质中，能应用于超导材料等领域的是________，用作滤毒剂的是________，硬度最大的是________，软而滑腻的是________，导电性能好的是________；能使集气瓶中红棕色的二氧化氮颜色消失的是________，发生的变化是________（填“物理”或“化学”）变化。
答案
9.$\ce{C_{60}}$ 活性炭 金刚石 石墨 石墨 活性炭 物理
解析
【分析】
我们按照“性质决定用途”的逻辑来逐个推导：首先回忆不同碳单质的独特性质，匹配题干对应的特征和应用：首先具有超导相关应用的碳单质是结构特殊的$\ce{C_{60}}$；需要做滤毒剂的物质要有强吸附性，对应疏松多孔的活性炭；天然存在硬度最大的碳单质是金刚石；软而滑腻、导电性好的都是石墨的典型特性；能吸附二氧化氮使其红棕色消失的是活性炭，该过程没有新物质生成，属于物理变化，依次对应所有空即可。
【解析】
解：
1. $\ce{C_{60}}$拥有独特的球状分子结构，可应用于超导材料等前沿领域；
2. 活性炭疏松多孔，吸附能力极强，可用作滤毒剂；
3. 金刚石是天然存在的硬度最大的碳单质；
4. 石墨质地柔软，有滑腻感，可做润滑剂；
5. 石墨层状结构中存在自由移动的电子，导电性能优异；
6. 活性炭可以吸附红棕色的二氧化氮分子，使集气瓶中颜色消失，该过程没有新物质生成，属于物理变化。
【答案】
$\ce{C_{60}}$；活性炭；金刚石；石墨；石墨；活性炭；物理
【知识点】
碳单质的性质与用途；物理变化判断
【点评】
本题是碳单质板块的基础题，核心考察性质决定用途的化学基本逻辑，只要熟记几种常见碳单质的典型特性就可顺利作答，其中活性炭吸附气体的变化类型是小易错点，要明确吸附过程无新物质生成，属于物理变化。
【难度系数】
0.9
我们按照“性质决定用途”的逻辑来逐个推导：首先回忆不同碳单质的独特性质，匹配题干对应的特征和应用：首先具有超导相关应用的碳单质是结构特殊的$\ce{C_{60}}$；需要做滤毒剂的物质要有强吸附性，对应疏松多孔的活性炭；天然存在硬度最大的碳单质是金刚石；软而滑腻、导电性好的都是石墨的典型特性；能吸附二氧化氮使其红棕色消失的是活性炭，该过程没有新物质生成，属于物理变化，依次对应所有空即可。
【解析】
解：
1. $\ce{C_{60}}$拥有独特的球状分子结构，可应用于超导材料等前沿领域；
2. 活性炭疏松多孔，吸附能力极强，可用作滤毒剂；
3. 金刚石是天然存在的硬度最大的碳单质；
4. 石墨质地柔软，有滑腻感，可做润滑剂；
5. 石墨层状结构中存在自由移动的电子，导电性能优异；
6. 活性炭可以吸附红棕色的二氧化氮分子，使集气瓶中颜色消失，该过程没有新物质生成，属于物理变化。
【答案】
$\ce{C_{60}}$；活性炭；金刚石；石墨；石墨；活性炭；物理
【知识点】
碳单质的性质与用途；物理变化判断
【点评】
本题是碳单质板块的基础题，核心考察性质决定用途的化学基本逻辑，只要熟记几种常见碳单质的典型特性就可顺利作答，其中活性炭吸附气体的变化类型是小易错点，要明确吸附过程无新物质生成，属于物理变化。
【难度系数】
0.9
10. A (2025·恒山区校级期中)金刚石、石墨、$\ce{C_{60}}$宏观上都是________组成的________(填“相同”或“不同”)单质，但从微观上讲，金刚石和石墨由________直接构成，$\ce{C_{60}}$由________构成。由于金刚石和石墨中________不同，因而物理性质有很大差异，用途也各不相同。金刚石可作为钻头是因为________，石墨可作电极材料是因为________。
答案
10.碳元素 不同 碳原子 $\ce{C_{60}}$分子 碳原子的排列方式
金刚石为天然存在最硬的物质 石墨具有导电性
金刚石为天然存在最硬的物质 石墨具有导电性
解析
【分析】
这道题围绕碳的几种常见同素异形体展开，我们可以按照从宏观到微观、再到结构决定性质、性质决定用途的逻辑逐步推导：首先从宏观元素组成角度判断三种物质的共有组成元素，明确同素异形体属于不同单质；接着回忆不同碳单质的微观构成粒子，区分由原子直接构成和由分子构成的两类碳单质；之后明确同素异形体物理性质差异的核心原因；最后结合用途反向推导对应的物质特性，就能依次填出所有空。
【解析】
1. 宏观组成上，金刚石、石墨、$\ce{C_{60}}$都仅由碳元素组成，三者结构存在明显差异，因此属于碳元素组成的不同单质；
2. 微观构成层面，金刚石和石墨都是由碳原子直接聚集构成的物质，而$\ce{C_{60}}$是由60个碳原子结合形成的$\ce{C_{60}}$分子聚集构成的；
3. 金刚石和石墨元素组成完全一致，但内部碳原子的排列方式差异极大，因此二者物理性质差距十分显著；
4. 用途由性质决定：金刚石是天然存在的硬度最大的物质，因此可以制作钻头钻凿坚硬材料；石墨具备良好的导电性，因此可以作为电极材料使用。
【答案】
碳元素 不同 碳原子 $\ce{C_{60}}$分子 碳原子的排列方式 金刚石为天然存在最硬的物质 石墨具有导电性
【知识点】
碳单质的元素组成，碳单质的微观构成，性质与用途对应关系
【点评】
本题是碳单质板块的基础常规考题，核心考察同素异形体“宏观-微观-性质-用途”的逻辑关联，易错点是容易误将$\ce{C_{60}}$的构成粒子写为碳原子，牢记不同碳单质的构成差异即可顺利得分。
【难度系数】
0.8
这道题围绕碳的几种常见同素异形体展开，我们可以按照从宏观到微观、再到结构决定性质、性质决定用途的逻辑逐步推导：首先从宏观元素组成角度判断三种物质的共有组成元素，明确同素异形体属于不同单质；接着回忆不同碳单质的微观构成粒子，区分由原子直接构成和由分子构成的两类碳单质；之后明确同素异形体物理性质差异的核心原因；最后结合用途反向推导对应的物质特性，就能依次填出所有空。
【解析】
1. 宏观组成上，金刚石、石墨、$\ce{C_{60}}$都仅由碳元素组成，三者结构存在明显差异，因此属于碳元素组成的不同单质；
2. 微观构成层面，金刚石和石墨都是由碳原子直接聚集构成的物质，而$\ce{C_{60}}$是由60个碳原子结合形成的$\ce{C_{60}}$分子聚集构成的；
3. 金刚石和石墨元素组成完全一致，但内部碳原子的排列方式差异极大，因此二者物理性质差距十分显著；
4. 用途由性质决定：金刚石是天然存在的硬度最大的物质，因此可以制作钻头钻凿坚硬材料；石墨具备良好的导电性，因此可以作为电极材料使用。
【答案】
碳元素 不同 碳原子 $\ce{C_{60}}$分子 碳原子的排列方式 金刚石为天然存在最硬的物质 石墨具有导电性
【知识点】
碳单质的元素组成，碳单质的微观构成，性质与用途对应关系
【点评】
本题是碳单质板块的基础常规考题，核心考察同素异形体“宏观-微观-性质-用途”的逻辑关联，易错点是容易误将$\ce{C_{60}}$的构成粒子写为碳原子，牢记不同碳单质的构成差异即可顺利得分。
【难度系数】
0.8
11. B 碳是人类接触得最早、利用得最多的元素之一。
(1)碳元素在元素周期表中的信息如图甲所示。碳原子的相对原子质量是
(2)第22届国际足联世界杯于2022年在卡塔尔举行，小小足球牵动着亿万球迷的心。化学中有一种形似足球的物质(如图乙)，其化学式为
(3)炭雕(如图丙)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
(4)图丁表示的物质的名称是
(5)图乙、丁、戊表示的物质都是碳元素组成的单质，但其物理性质存在较大差异，原因是
(1)碳元素在元素周期表中的信息如图甲所示。碳原子的相对原子质量是
12.01
。(2)第22届国际足联世界杯于2022年在卡塔尔举行，小小足球牵动着亿万球迷的心。化学中有一种形似足球的物质(如图乙)，其化学式为
$\ce{C_{60}}$
，该物质由分子
(填“原子”或“分子”)构成。(3)炭雕(如图丙)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
疏松多孔
的结构，具有吸附
能力，所以既可以净化室内空气，又可以美化居住环境。(4)图丁表示的物质的名称是
金刚石
，是自然界最硬
的物质。(5)图乙、丁、戊表示的物质都是碳元素组成的单质，但其物理性质存在较大差异，原因是
碳原子的排列方式不同
。答案
11.(1)12.01 (2)$\ce{C_{60}}$ 分子 (3)疏松多孔 吸附
(4)金刚石 硬 (5)碳原子的排列方式不同
(4)金刚石 硬 (5)碳原子的排列方式不同
解析
【分析】
这道题围绕碳元素的相关基础知识点展开，解题时可以逐个小问对应所学知识匹配：
1. 第一问直接读取元素周期表单元格的信息，单元格最下方的数值就是对应元素的相对原子质量；
2. 第二问回忆形似足球的碳单质，也就是足球烯，它的一个分子由60个碳原子构成，属于分子构成的物质；
3. 第三问回忆活性炭的结构与性质的对应关系，疏松多孔的结构决定了它有吸附能力，可用于净化空气；
4. 第四问观察图丁的空间立体网状结构，对应金刚石的结构，金刚石是自然界已知硬度最大的物质；
5. 第五问明确碳的不同单质都是由碳元素组成，物理性质差异大的核心原因是内部碳原子的排列方式不一样。
【解析】
(1) 从图甲的碳元素周期表信息中，单元格最下方标注的数值就是碳原子的相对原子质量，为12.01；
(2) 形似足球的碳单质俗称足球烯，1个该分子中含有60个碳原子，化学式为$\ce{C_{60}}$，该物质是由大量$\ce{C_{60}}$分子聚集构成的；
(3) 活性炭内部具有疏松多孔的特殊结构，这种结构让它拥有较强的吸附能力，可以吸附空气中的有害气体和异味，因此可用于净化室内空气；
(4) 图丁展示的是立体网状的碳原子空间结构，对应的物质是金刚石，它是自然界中硬度最大的物质；
(5) 图乙的$\ce{C_{60}}$、丁的金刚石、戊的石墨都是碳元素组成的单质，三者物理性质差异很大，本质原因是构成它们的碳原子的排列方式不同。
【答案】
(1) 12.01
(2) $\ce{C_{60}}$；分子
(3) 疏松多孔；吸附
(4) 金刚石；硬
(5) 碳原子的排列方式不同
【知识点】
元素周期表应用，碳单质的性质，物质构成判断
【点评】
本题属于碳单质相关的基础常考题，结合生活中常见的足球、炭雕等场景考察核心基础知识点，侧重引导学生理解“结构决定性质”的化学核心逻辑，整体考察内容偏向常识记忆，难度较低。
【难度系数】
0.9
这道题围绕碳元素的相关基础知识点展开，解题时可以逐个小问对应所学知识匹配：
1. 第一问直接读取元素周期表单元格的信息，单元格最下方的数值就是对应元素的相对原子质量；
2. 第二问回忆形似足球的碳单质，也就是足球烯，它的一个分子由60个碳原子构成，属于分子构成的物质；
3. 第三问回忆活性炭的结构与性质的对应关系，疏松多孔的结构决定了它有吸附能力，可用于净化空气；
4. 第四问观察图丁的空间立体网状结构，对应金刚石的结构，金刚石是自然界已知硬度最大的物质；
5. 第五问明确碳的不同单质都是由碳元素组成，物理性质差异大的核心原因是内部碳原子的排列方式不一样。
【解析】
(1) 从图甲的碳元素周期表信息中，单元格最下方标注的数值就是碳原子的相对原子质量，为12.01；
(2) 形似足球的碳单质俗称足球烯，1个该分子中含有60个碳原子，化学式为$\ce{C_{60}}$，该物质是由大量$\ce{C_{60}}$分子聚集构成的；
(3) 活性炭内部具有疏松多孔的特殊结构，这种结构让它拥有较强的吸附能力，可以吸附空气中的有害气体和异味，因此可用于净化室内空气；
(4) 图丁展示的是立体网状的碳原子空间结构，对应的物质是金刚石，它是自然界中硬度最大的物质；
(5) 图乙的$\ce{C_{60}}$、丁的金刚石、戊的石墨都是碳元素组成的单质，三者物理性质差异很大，本质原因是构成它们的碳原子的排列方式不同。
【答案】
(1) 12.01
(2) $\ce{C_{60}}$；分子
(3) 疏松多孔；吸附
(4) 金刚石；硬
(5) 碳原子的排列方式不同
【知识点】
元素周期表应用，碳单质的性质，物质构成判断
【点评】
本题属于碳单质相关的基础常考题，结合生活中常见的足球、炭雕等场景考察核心基础知识点，侧重引导学生理解“结构决定性质”的化学核心逻辑，整体考察内容偏向常识记忆，难度较低。
【难度系数】
0.9
12.C 如图所示,向盛有红棕色$\ce{NO_{2}}$气体的容器 A 中投入几块木炭,容器 A中的现象为
红棕色消失(或变浅)
,右边漏斗中的液面上升
。使用漏斗的作用是防止水倒吸入容器A内
。木炭具有吸附性
,可用于吸附毒气和色素
。答案
12.红棕色消失(或变浅) 上升 防止水倒吸入容器 A 内
吸附性 吸附毒气和色素
吸附性 吸附毒气和色素
解析
【分析】
我们可以顺着“性质→现象→压强变化→装置作用→用途”的逻辑逐步推导：首先回忆木炭的结构特点，木炭有疏松多孔的结构，具备吸附气体的能力；容器A中原本充满红棕色的NO₂，NO₂被木炭吸附后，瓶内红棕色就会变浅甚至消失；接着瓶内气体总量减少，A容器内压强小于外界大气压，在大气压作用下烧杯中的水会被压入导管连接的漏斗中，漏斗液面随之上升；再对比普通直导管和图中的倒置漏斗，倒置漏斗容积更大，即使水被压入漏斗，水的重力大于压强差时就会回落回烧杯，不会直接倒吸进A容器，由此得出漏斗的作用；最后对应性质直接得出木炭的相关用途即可。
【解析】
1. 木炭的疏松多孔结构使其具有吸附能力，可吸附红棕色的NO₂气体，因此容器A内的红棕色会逐渐变浅甚至完全消失。
2. NO₂被木炭吸附后，A容器内的气体分子数减少，瓶内压强远小于外界大气压，烧杯中的水在大气压的推动下进入漏斗，因此右侧漏斗中的液面上升。
3. 倒置的漏斗容积较大，当水被压入漏斗后，烧杯内液面下降到漏斗边缘以下时，漏斗内的水会在重力作用下回落至烧杯中，避免水直接倒吸入左侧的容器A内，起到防倒吸的作用。
4. 该实验直接体现了木炭的吸附性，利用该性质木炭可以吸附毒气和色素，可应用在防毒面具、食品脱色等场景中。
【答案】
红棕色消失(或变浅) 上升 防止水倒吸入容器 A 内 吸附性 吸附毒气和色素
【知识点】
木炭吸附性，压强差应用，防倒吸装置
【点评】
本题结合小实验考查碳单质的核心物理性质，将化学的吸附性知识点和物理的压强变化、化学实验的防倒吸操作结合起来，既考察基础知识点的记忆，也引导学生跨学科推导实验现象，帮助学生建立“性质决定用途”的化学核心思维。
【难度系数】
0.8
我们可以顺着“性质→现象→压强变化→装置作用→用途”的逻辑逐步推导：首先回忆木炭的结构特点，木炭有疏松多孔的结构，具备吸附气体的能力；容器A中原本充满红棕色的NO₂，NO₂被木炭吸附后，瓶内红棕色就会变浅甚至消失；接着瓶内气体总量减少，A容器内压强小于外界大气压，在大气压作用下烧杯中的水会被压入导管连接的漏斗中，漏斗液面随之上升；再对比普通直导管和图中的倒置漏斗，倒置漏斗容积更大，即使水被压入漏斗，水的重力大于压强差时就会回落回烧杯，不会直接倒吸进A容器，由此得出漏斗的作用；最后对应性质直接得出木炭的相关用途即可。
【解析】
1. 木炭的疏松多孔结构使其具有吸附能力，可吸附红棕色的NO₂气体，因此容器A内的红棕色会逐渐变浅甚至完全消失。
2. NO₂被木炭吸附后，A容器内的气体分子数减少，瓶内压强远小于外界大气压，烧杯中的水在大气压的推动下进入漏斗，因此右侧漏斗中的液面上升。
3. 倒置的漏斗容积较大，当水被压入漏斗后，烧杯内液面下降到漏斗边缘以下时，漏斗内的水会在重力作用下回落至烧杯中，避免水直接倒吸入左侧的容器A内，起到防倒吸的作用。
4. 该实验直接体现了木炭的吸附性，利用该性质木炭可以吸附毒气和色素，可应用在防毒面具、食品脱色等场景中。
【答案】
红棕色消失(或变浅) 上升 防止水倒吸入容器 A 内 吸附性 吸附毒气和色素
【知识点】
木炭吸附性，压强差应用，防倒吸装置
【点评】
本题结合小实验考查碳单质的核心物理性质，将化学的吸附性知识点和物理的压强变化、化学实验的防倒吸操作结合起来，既考察基础知识点的记忆，也引导学生跨学科推导实验现象，帮助学生建立“性质决定用途”的化学核心思维。
【难度系数】
0.8
