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1. 下列物质中，硬度最大的是 （
A.$\ce{C_{60}}$
B.活性炭
C.石墨
D.金刚石
D
）A.$\ce{C_{60}}$
B.活性炭
C.石墨
D.金刚石
答案
1. D
解析
【分析】
要判断硬度最大的物质，需结合常见碳单质的结构与物理性质的关系分析：不同碳单质的碳原子排列方式不同，导致物理性质差异显著，其中金刚石是天然存在的最硬物质，石墨质软，活性炭疏松多孔硬度小，$\ce{C_{60}}$由分子构成硬度也较小，据此逐一判断选项。
【解析】
A选项：$\ce{C_{60}}$是由$\ce{C_{60}}$分子构成的碳单质，硬度较小；
B选项：活性炭主要成分为碳单质，结构疏松多孔，硬度小；
C选项：石墨的碳原子呈层状排列，质软，是最软的矿物之一；
D选项：金刚石的碳原子呈正八面体结构，是天然存在的硬度最大的物质，因此硬度最大的是金刚石。
【答案】
D
【知识点】
碳单质的物理性质、物质结构与性质的关系
【点评】
本题考查常见碳单质的物理性质，属于基础识记类题目，需牢记不同碳单质的结构决定的性质差异，尤其是金刚石硬度大的特性，难度较低。
【难度系数】
0.8
要判断硬度最大的物质，需结合常见碳单质的结构与物理性质的关系分析：不同碳单质的碳原子排列方式不同，导致物理性质差异显著，其中金刚石是天然存在的最硬物质，石墨质软，活性炭疏松多孔硬度小，$\ce{C_{60}}$由分子构成硬度也较小，据此逐一判断选项。
【解析】
A选项：$\ce{C_{60}}$是由$\ce{C_{60}}$分子构成的碳单质，硬度较小；
B选项：活性炭主要成分为碳单质，结构疏松多孔，硬度小；
C选项：石墨的碳原子呈层状排列，质软，是最软的矿物之一；
D选项：金刚石的碳原子呈正八面体结构，是天然存在的硬度最大的物质，因此硬度最大的是金刚石。
【答案】
D
【知识点】
碳单质的物理性质、物质结构与性质的关系
【点评】
本题考查常见碳单质的物理性质，属于基础识记类题目，需牢记不同碳单质的结构决定的性质差异，尤其是金刚石硬度大的特性，难度较低。
【难度系数】
0.8
2. 母题2025·威海模拟 教材P134习题T2 下列物质的用途与性质对应关系不合理的是（
A.金刚石薄膜用于集成电路基板散热——导热性好
B.石墨制铅笔芯——熔点高
C.金刚石切割玻璃——硬度大
D.$C_{60}$用于超导领域——一定条件下具有良好的导电性
B
）A.金刚石薄膜用于集成电路基板散热——导热性好
B.石墨制铅笔芯——熔点高
C.金刚石切割玻璃——硬度大
D.$C_{60}$用于超导领域——一定条件下具有良好的导电性
答案
2. B 【点拨】石墨很软，呈灰黑色，可用来制铅笔芯，B错误。
解析
【分析】本题考查碳单质的性质与用途的对应关系，解题思路是结合金刚石、石墨、C₆₀的性质，逐一分析每个选项中物质的用途对应的性质是否匹配，找出对应关系不合理的选项。
【解析】逐一分析各选项：
A. 金刚石薄膜用于集成电路基板散热，利用了金刚石导热性好的性质，用途与性质对应合理；
B. 石墨制铅笔芯，是因为石墨质地软，呈灰黑色，在纸上划过可留下痕迹，并非利用熔点高的性质，该选项用途与性质对应不合理；
C. 金刚石是天然存在硬度最大的物质，可用于切割玻璃，用途与性质对应合理；
D. C₆₀在一定条件下具有良好的导电性，可用于超导领域，用途与性质对应合理。
综上，对应关系不合理的是B选项。
【答案】B
【知识点】碳单质的性质与用途
【点评】本题为基础题，主要考查常见碳单质的性质及对应用途，需准确记忆各碳单质的特性，难度较低，侧重基础知识的考查。
【难度系数】0.7
【解析】逐一分析各选项：
A. 金刚石薄膜用于集成电路基板散热，利用了金刚石导热性好的性质，用途与性质对应合理；
B. 石墨制铅笔芯，是因为石墨质地软，呈灰黑色，在纸上划过可留下痕迹，并非利用熔点高的性质，该选项用途与性质对应不合理；
C. 金刚石是天然存在硬度最大的物质，可用于切割玻璃，用途与性质对应合理；
D. C₆₀在一定条件下具有良好的导电性，可用于超导领域，用途与性质对应合理。
综上，对应关系不合理的是B选项。
【答案】B
【知识点】碳单质的性质与用途
【点评】本题为基础题，主要考查常见碳单质的性质及对应用途，需准确记忆各碳单质的特性，难度较低，侧重基础知识的考查。
【难度系数】0.7
3. 新趋势 生活应用 石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）石墨的用途可以是
A. 用于制铅笔芯 B. 用作电极
C. 用于切割大理石 D. 用于制受电弓滑板
（2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其
（3）木炭可以作燃料，木炭完全燃烧的化学方程式为
（1）石墨的用途可以是
A、B、D
（填字母）。A. 用于制铅笔芯 B. 用作电极
C. 用于切割大理石 D. 用于制受电弓滑板
（2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其
物理
（填“物理”或“化学”）性质。（3）木炭可以作燃料，木炭完全燃烧的化学方程式为
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$
。答案
3. （1）A、B、D （2）物理 （3）$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$
解析
【分析】
本题围绕碳单质（石墨、活性炭、木炭）的性质与用途展开，需结合各物质的特性逐一分析：第（1）题根据石墨的物理性质（质软、导电性）判断用途；第（2）题依据活性炭除味的原理判断性质类型；第（3）题根据木炭完全燃烧的反应事实书写化学方程式。
【解析】
（1）石墨的性质：石墨质软，在纸上划过可留下痕迹，可用于制铅笔芯（A正确）；石墨具有良好的导电性，可用作电极（B正确）；切割大理石需要硬度大的物质，金刚石硬度大，石墨质软无法切割大理石（C错误）；石墨导电性好且耐高温，可用于制受电弓滑板（D正确），故答案为A、B、D。
（2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其疏松多孔结构的吸附性，吸附过程中没有新物质生成，属于物理变化，因此利用的是物理性质。
（3）木炭的主要成分是碳，完全燃烧时与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，化学方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$。
【答案】
（1）A、B、D （2）物理 （3）$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$
【知识点】
碳单质的性质与用途、物理性质与化学性质的判断、化学方程式的书写
【点评】
本题结合生活实际考查碳单质的相关基础知识点，难度较低，只要掌握常见碳单质的性质及对应用途、性质类型的判断、化学方程式的书写规范即可解答，贴近生活应用场景，易于理解。
【难度系数】
0.8
本题围绕碳单质（石墨、活性炭、木炭）的性质与用途展开，需结合各物质的特性逐一分析：第（1）题根据石墨的物理性质（质软、导电性）判断用途；第（2）题依据活性炭除味的原理判断性质类型；第（3）题根据木炭完全燃烧的反应事实书写化学方程式。
【解析】
（1）石墨的性质：石墨质软，在纸上划过可留下痕迹，可用于制铅笔芯（A正确）；石墨具有良好的导电性，可用作电极（B正确）；切割大理石需要硬度大的物质，金刚石硬度大，石墨质软无法切割大理石（C错误）；石墨导电性好且耐高温，可用于制受电弓滑板（D正确），故答案为A、B、D。
（2）活性炭作冰箱除味剂，是利用其疏松多孔结构的吸附性，吸附过程中没有新物质生成，属于物理变化，因此利用的是物理性质。
（3）木炭的主要成分是碳，完全燃烧时与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，化学方程式为$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$。
【答案】
（1）A、B、D （2）物理 （3）$\ce{C + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}}CO_{2}}$
【知识点】
碳单质的性质与用途、物理性质与化学性质的判断、化学方程式的书写
【点评】
本题结合生活实际考查碳单质的相关基础知识点，难度较低，只要掌握常见碳单质的性质及对应用途、性质类型的判断、化学方程式的书写规范即可解答，贴近生活应用场景，易于理解。
【难度系数】
0.8
4.[2024·盐城]金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$都是由碳元素组成的单质，它们的性质存在着明显差异。其原因是构成它们的原子（
A.种类不同
B.大小不同
C.质量不同
D.排列方式不同
D
）A.种类不同
B.大小不同
C.质量不同
D.排列方式不同
答案
4. D
解析
【分析】
要解决这道题，需明确金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$的构成与性质差异的原因：三者均由碳元素组成，构成的原子都是碳原子，因此原子种类、大小、质量都相同；它们性质存在明显差异，是因为碳原子的排列方式不同，据此判断选项。
【解析】
逐一分析选项：
A. 金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$都由碳原子构成，原子种类相同，A错误；
B. 构成它们的碳原子大小固定，无差异，B错误；
C. 碳原子的质量相同，C错误；
D. 三者性质差异的原因是碳原子的排列方式不同，D正确。
【答案】
D
【知识点】
碳单质的结构与性质关系
【点评】
本题考查碳同素异形体性质差异的原因，属于化学基础知识点，侧重对核心概念的理解，难度较低。
【难度系数】
0.9
要解决这道题，需明确金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$的构成与性质差异的原因：三者均由碳元素组成，构成的原子都是碳原子，因此原子种类、大小、质量都相同；它们性质存在明显差异，是因为碳原子的排列方式不同，据此判断选项。
【解析】
逐一分析选项：
A. 金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$都由碳原子构成，原子种类相同，A错误；
B. 构成它们的碳原子大小固定，无差异，B错误；
C. 碳原子的质量相同，C错误；
D. 三者性质差异的原因是碳原子的排列方式不同，D正确。
【答案】
D
【知识点】
碳单质的结构与性质关系
【点评】
本题考查碳同素异形体性质差异的原因，属于化学基础知识点，侧重对核心概念的理解，难度较低。
【难度系数】
0.9
5.经测定某物质中只含有碳元素，下列关于该物质的说法正确的是 （
A.一定是金刚石
B.一定是混合物
C.一定是一种碳单质
D.一定不是化合物
D
）A.一定是金刚石
B.一定是混合物
C.一定是一种碳单质
D.一定不是化合物
答案
5. D
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确物质分类的核心概念：单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，混合物是由两种或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：A选项，仅含碳元素的物质可能是金刚石、石墨、C₆₀等多种碳单质，并非一定是金刚石；B选项，仅含碳元素的物质可能是纯净物（如纯净的金刚石），不一定是混合物；C选项，该物质可能是多种碳单质的混合物（如金刚石和石墨混合），不一定是一种碳单质；D选项，化合物至少含两种元素，仅含碳元素的物质不可能是化合物。
【解析】
1. 明确化合物的定义：化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物，因此仅含一种元素的物质一定不属于化合物。
2. 逐一分析选项：
A选项：仅含碳元素的物质有金刚石、石墨等多种单质，并非“一定是金刚石”，错误；
B选项：仅含碳元素的物质可能是纯净物（如纯净的金刚石），并非“一定是混合物”，错误；
C选项：该物质可能是金刚石与石墨等多种碳单质组成的混合物，并非“一定是一种碳单质”，错误；
D选项：化合物需含多种元素，仅含碳元素的物质一定不是化合物，正确。
【答案】
D
【知识点】
物质分类、单质与化合物
【点评】
本题考查物质分类的基础概念，关键在于理解“同种元素组成的物质可能是单质，也可能是多种单质的混合物，而化合物必须含多种元素”，需避免混淆单质与混合物的区别，属于化学基础题。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需先明确物质分类的核心概念：单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，混合物是由两种或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：A选项，仅含碳元素的物质可能是金刚石、石墨、C₆₀等多种碳单质，并非一定是金刚石；B选项，仅含碳元素的物质可能是纯净物（如纯净的金刚石），不一定是混合物；C选项，该物质可能是多种碳单质的混合物（如金刚石和石墨混合），不一定是一种碳单质；D选项，化合物至少含两种元素，仅含碳元素的物质不可能是化合物。
【解析】
1. 明确化合物的定义：化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物，因此仅含一种元素的物质一定不属于化合物。
2. 逐一分析选项：
A选项：仅含碳元素的物质有金刚石、石墨等多种单质，并非“一定是金刚石”，错误；
B选项：仅含碳元素的物质可能是纯净物（如纯净的金刚石），并非“一定是混合物”，错误；
C选项：该物质可能是金刚石与石墨等多种碳单质组成的混合物，并非“一定是一种碳单质”，错误；
D选项：化合物需含多种元素，仅含碳元素的物质一定不是化合物，正确。
【答案】
D
【知识点】
物质分类、单质与化合物
【点评】
本题考查物质分类的基础概念，关键在于理解“同种元素组成的物质可能是单质，也可能是多种单质的混合物，而化合物必须含多种元素”，需避免混淆单质与混合物的区别，属于化学基础题。
【难度系数】
0.7
6.[2025·合肥期末]同素异形体是指由同种元素组成，但原子排列方式不同的单质，下列关于同素异形体的说法错误的是（
A.金刚石与石墨属于同素异形体
B.同素异形体物理性质不同，化学性质相似
C.在一定条件下同素异形体间可以相互转化
D.同素异形体之间的转化属于物理变化
D
）A.金刚石与石墨属于同素异形体
B.同素异形体物理性质不同，化学性质相似
C.在一定条件下同素异形体间可以相互转化
D.同素异形体之间的转化属于物理变化
答案
6. D
解析
【分析】
首先明确同素异形体的定义：由同种元素组成、原子排列方式不同的单质。再逐一分析各选项：A选项需判断金刚石与石墨是否符合同素异形体定义；B选项需结合原子排列不同分析物理性质、化学性质的特点；C选项需回忆同素异形体的转化实例；D选项需判断同素异形体转化的反应类型，最终选出错误选项。
【解析】
1. 选项A：金刚石和石墨均由碳元素组成，属于单质，且碳原子排列方式不同，符合同素异形体的定义，故A说法正确；
2. 选项B：同素异形体因原子排列方式不同，物理性质差异较大；但组成元素相同，化学性质相似，故B说法正确；
3. 选项C：同素异形体在一定条件下可相互转化，例如石墨在高温、高压和催化剂作用下可转化为金刚石，故C说法正确；
4. 选项D：同素异形体是不同的单质，相互转化过程中有新物质生成，属于化学变化，而非物理变化，故D说法错误。题目要求选择错误的说法，因此答案为D。
【答案】
D
【知识点】
同素异形体的概念与性质、化学变化与物理变化的判断
【点评】
本题考查同素异形体的基础概念，需准确掌握同素异形体的定义、性质特点及转化的反应类型，属于化学学科的基础概念题，难度较低，需细心区分物理变化与化学变化的判断依据。
【难度系数】
0.6
首先明确同素异形体的定义：由同种元素组成、原子排列方式不同的单质。再逐一分析各选项：A选项需判断金刚石与石墨是否符合同素异形体定义；B选项需结合原子排列不同分析物理性质、化学性质的特点；C选项需回忆同素异形体的转化实例；D选项需判断同素异形体转化的反应类型，最终选出错误选项。
【解析】
1. 选项A：金刚石和石墨均由碳元素组成，属于单质，且碳原子排列方式不同，符合同素异形体的定义，故A说法正确；
2. 选项B：同素异形体因原子排列方式不同，物理性质差异较大；但组成元素相同，化学性质相似，故B说法正确；
3. 选项C：同素异形体在一定条件下可相互转化，例如石墨在高温、高压和催化剂作用下可转化为金刚石，故C说法正确；
4. 选项D：同素异形体是不同的单质，相互转化过程中有新物质生成，属于化学变化，而非物理变化，故D说法错误。题目要求选择错误的说法，因此答案为D。
【答案】
D
【知识点】
同素异形体的概念与性质、化学变化与物理变化的判断
【点评】
本题考查同素异形体的基础概念，需准确掌握同素异形体的定义、性质特点及转化的反应类型，属于化学学科的基础概念题，难度较低，需细心区分物理变化与化学变化的判断依据。
【难度系数】
0.6
7. 新考法 科普阅读 阅读下面科普短文，回答问题。
自然界中，天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期，科学家在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅熔入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷(CH₄)气体，硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH₄)和石墨(C)，石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2所示。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。
(1)从宏观上看，甲烷由
(2)图1生成石墨的化学方程式为
(3)金刚石薄膜的性质有
自然界中，天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。近期，科学家在一个标准大气压、1025℃条件下，将硅熔入镓、铁、镍组成的液态金属中，通入甲烷(CH₄)气体，硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH₄)和石墨(C)，石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜，其转化过程如图1和图2所示。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性，在多领域有广泛的应用。
(1)从宏观上看，甲烷由
碳、氢
元素组成。从微观上看，金刚石由碳原子
构成。(2)图1生成石墨的化学方程式为
$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$
，图2变化的微观实质是碳原子的排列方式发生改变
。(3)金刚石薄膜的性质有
具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性
。答案
7. （1）碳、氢；碳原子 （2）$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；碳原子的排列方式发生改变 （3）具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性
【点拨】（1）宏观上物质是由元素组成的，甲烷由碳、氢元素组成；微观上，金刚石由碳原子构成。（2）由微观反应示意图可知，在一定条件下，硅（Si）与甲烷反应生成四氢化硅（$\ce{SiH_{4}}$）和石墨（C），据此书写化学方程式；图2是由石墨转化为金刚石，该变化的微观实质是碳原子的排列方式发生改变。（3）由题干信息可知，金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性。
【点拨】（1）宏观上物质是由元素组成的，甲烷由碳、氢元素组成；微观上，金刚石由碳原子构成。（2）由微观反应示意图可知，在一定条件下，硅（Si）与甲烷反应生成四氢化硅（$\ce{SiH_{4}}$）和石墨（C），据此书写化学方程式；图2是由石墨转化为金刚石，该变化的微观实质是碳原子的排列方式发生改变。（3）由题干信息可知，金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性。
解析
【分析】
本题围绕人工合成金刚石的科普短文，考查物质的宏观组成、微观构成、化学方程式书写、微观变化实质及物质性质。解题时，先明确宏观物质由元素组成、微观粒子构成的规律；再根据题目给出的反应物、生成物及反应条件书写化学方程式；结合石墨和金刚石的结构差异分析微观变化；最后从题干提取金刚石薄膜的性质即可。
【解析】
（1）宏观上，物质由元素组成，甲烷的化学式为$\ce{CH_{4}}$，因此甲烷由碳、氢元素组成；金刚石是碳的单质，微观上由碳原子直接构成。
（2）根据题目信息，硅（$\ce{Si}$）与甲烷（$\ce{CH_{4}}$）在一定条件下反应生成四氢化硅（$\ce{SiH_{4}}$）和石墨（$\ce{C}$），据此书写化学方程式为$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；图2是石墨转化为金刚石，二者均为碳单质，微观上变化的实质是碳原子的排列方式发生改变。
（3）由题干信息“金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性”，直接提取其性质即可。
【答案】
（1）碳、氢；碳原子 （2）$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；碳原子的排列方式发生改变 （3）具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性
【知识点】
物质的组成与构成；化学方程式书写；碳单质的性质
【点评】
本题结合科普情境考查基础化学知识，需准确提取题干和图示信息，难度较低，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.8
本题围绕人工合成金刚石的科普短文，考查物质的宏观组成、微观构成、化学方程式书写、微观变化实质及物质性质。解题时，先明确宏观物质由元素组成、微观粒子构成的规律；再根据题目给出的反应物、生成物及反应条件书写化学方程式；结合石墨和金刚石的结构差异分析微观变化；最后从题干提取金刚石薄膜的性质即可。
【解析】
（1）宏观上，物质由元素组成，甲烷的化学式为$\ce{CH_{4}}$，因此甲烷由碳、氢元素组成；金刚石是碳的单质，微观上由碳原子直接构成。
（2）根据题目信息，硅（$\ce{Si}$）与甲烷（$\ce{CH_{4}}$）在一定条件下反应生成四氢化硅（$\ce{SiH_{4}}$）和石墨（$\ce{C}$），据此书写化学方程式为$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；图2是石墨转化为金刚石，二者均为碳单质，微观上变化的实质是碳原子的排列方式发生改变。
（3）由题干信息“金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性”，直接提取其性质即可。
【答案】
（1）碳、氢；碳原子 （2）$\ce{Si + CH_{4}\xlongequal{一定条件}SiH_{4} + C}$；碳原子的排列方式发生改变 （3）具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性
【知识点】
物质的组成与构成；化学方程式书写；碳单质的性质
【点评】
本题结合科普情境考查基础化学知识，需准确提取题干和图示信息，难度较低，适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.8
