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【典型例题】近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是(
A. 石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质
B. 石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用
C. 石墨粉和黏土按一定比例混合可以制铅笔芯
D. 金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$里碳原子的排列方式不同，因此它们的物理性质存在明显差异
思路导引 石墨很软，A项错误；以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景，B项正确；石墨粉质软、呈灰黑色，和黏土按一定比例混合可以制铅笔芯，C项正确；金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$里碳原子的排列方式不同，因此它们的物理性质存在明显差异，D项正确。
答案 A
规律方法 正确理解碳单质的结构、性质与用途的关系
(1)结构决定性质。碳原子的排列方式不同，导致不同的碳单质物理性质有很大差异，如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨是很软的物质。
(2)性质决定用途。不同碳单质的性质存在差异，因此用途各不相同。如金刚石硬度大，常用于裁玻璃；石墨导电性好，常用作电极；活性炭吸附能力强，常用作吸附剂等。
A
)。A. 石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质
B. 石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用
C. 石墨粉和黏土按一定比例混合可以制铅笔芯
D. 金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$里碳原子的排列方式不同，因此它们的物理性质存在明显差异
思路导引 石墨很软，A项错误；以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景，B项正确；石墨粉质软、呈灰黑色，和黏土按一定比例混合可以制铅笔芯，C项正确；金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$里碳原子的排列方式不同，因此它们的物理性质存在明显差异，D项正确。
答案 A
规律方法 正确理解碳单质的结构、性质与用途的关系
(1)结构决定性质。碳原子的排列方式不同，导致不同的碳单质物理性质有很大差异，如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨是很软的物质。
(2)性质决定用途。不同碳单质的性质存在差异，因此用途各不相同。如金刚石硬度大，常用于裁玻璃；石墨导电性好，常用作电极；活性炭吸附能力强，常用作吸附剂等。
答案
A
解析
【分析】
本题要求选出关于碳单质说法错误的选项，需逐一结合碳单质的结构、性质及用途分析各选项：先回忆金刚石、石墨等常见碳单质的核心性质，再判断新形态碳单质的应用、铅笔芯的制作原料等知识点，最终找出错误选项。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：石墨具有金属光泽、优良导电性，但石墨是天然存在的较软物质，天然存在的最硬物质是金刚石，故该说法错误；
2. 选项B：石墨烯、碳纳米管属于新形态碳单质，在材料、催化、信息等领域有重要应用，故该说法正确；
3. 选项C：石墨粉质软、呈灰黑色，与黏土按比例混合可制铅笔芯，故该说法正确；
4. 选项D：金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$中碳原子排列方式不同，导致它们的物理性质存在明显差异，故该说法正确。
综上，错误的选项为A。
【答案】
A
【知识点】
碳单质的性质；结构与性质的关系
【点评】
本题考查碳单质的结构、性质与用途的对应关系，属于基础题型，需准确区分不同碳单质的性质差异及应用场景。
【难度系数】
0.8
本题要求选出关于碳单质说法错误的选项，需逐一结合碳单质的结构、性质及用途分析各选项：先回忆金刚石、石墨等常见碳单质的核心性质，再判断新形态碳单质的应用、铅笔芯的制作原料等知识点，最终找出错误选项。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：石墨具有金属光泽、优良导电性，但石墨是天然存在的较软物质，天然存在的最硬物质是金刚石，故该说法错误；
2. 选项B：石墨烯、碳纳米管属于新形态碳单质，在材料、催化、信息等领域有重要应用，故该说法正确；
3. 选项C：石墨粉质软、呈灰黑色，与黏土按比例混合可制铅笔芯，故该说法正确；
4. 选项D：金刚石、石墨和$\ce{C_{60}}$中碳原子排列方式不同，导致它们的物理性质存在明显差异，故该说法正确。
综上，错误的选项为A。
【答案】
A
【知识点】
碳单质的性质；结构与性质的关系
【点评】
本题考查碳单质的结构、性质与用途的对应关系，属于基础题型，需准确区分不同碳单质的性质差异及应用场景。
【难度系数】
0.8
结合下列图示回答问题。
(1)属于金刚石用途的是图
(2)利用了石墨导电性的是图
(3)图D所示冰箱除味剂中所含的碳单质为
(1)属于金刚石用途的是图
A
(填字母)，是因为金刚石的硬度大
(填性质)。(2)利用了石墨导电性的是图
B
(填字母)，图C所示石墨可用于制铅笔芯，是因为石墨的颜色为灰黑色
(填性质，下同)和质软(或硬度小)
。(3)图D所示冰箱除味剂中所含的碳单质为
活性炭
，该物质具有疏松多孔
的结构，有较好的吸附
能力。答案
(1)A 硬度大
(2)B 颜色为灰黑色 质软(或硬度小)
(3)活性炭 疏松多孔 吸附
(2)B 颜色为灰黑色 质软(或硬度小)
(3)活性炭 疏松多孔 吸附
解析
【分析】
要解答本题，需掌握金刚石、石墨、活性炭等碳单质的性质与对应用途：金刚石硬度大，可用于切割玻璃；石墨有导电性，可作电极，质软且呈灰黑色，可制铅笔芯；活性炭疏松多孔，有吸附性，可作冰箱除味剂。据此逐一分析各小问。
【解析】
(1) 金刚石是天然存在硬度最大的物质，可用于制作玻璃刀切割玻璃，对应图A，因此用途对应性质为硬度大。
(2) 石墨具有良好的导电性，可制作石墨电极，对应图B；石墨用于制铅笔芯，是因为石墨颜色为灰黑色，且质软（硬度小），在纸上划过能留下痕迹，对应图C的性质。
(3) 冰箱除味剂中所含的碳单质是活性炭，活性炭具有疏松多孔的结构，因此有较好的吸附能力，能吸附异味。
【答案】
(1) A；硬度大
(2) B；颜色为灰黑色；质软（或硬度小）
(3) 活性炭；疏松多孔；吸附
【知识点】
碳单质的性质与用途；活性炭的吸附性
【点评】
本题考查常见碳单质的性质和用途，属于基础知识点，难度不大，学生牢记各碳单质的特性与对应用途即可正确解答。
【难度系数】
0.7
要解答本题，需掌握金刚石、石墨、活性炭等碳单质的性质与对应用途：金刚石硬度大，可用于切割玻璃；石墨有导电性，可作电极，质软且呈灰黑色，可制铅笔芯；活性炭疏松多孔，有吸附性，可作冰箱除味剂。据此逐一分析各小问。
【解析】
(1) 金刚石是天然存在硬度最大的物质，可用于制作玻璃刀切割玻璃，对应图A，因此用途对应性质为硬度大。
(2) 石墨具有良好的导电性，可制作石墨电极，对应图B；石墨用于制铅笔芯，是因为石墨颜色为灰黑色，且质软（硬度小），在纸上划过能留下痕迹，对应图C的性质。
(3) 冰箱除味剂中所含的碳单质是活性炭，活性炭具有疏松多孔的结构，因此有较好的吸附能力，能吸附异味。
【答案】
(1) A；硬度大
(2) B；颜色为灰黑色；质软（或硬度小）
(3) 活性炭；疏松多孔；吸附
【知识点】
碳单质的性质与用途；活性炭的吸附性
【点评】
本题考查常见碳单质的性质和用途，属于基础知识点，难度不大，学生牢记各碳单质的特性与对应用途即可正确解答。
【难度系数】
0.7
