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结构、性质与用途
碳元素是组成物质种类最多的元素，它不光能形成多种化合物，也能形成多种单质，且不同的碳单质在性质和用途方面差异很大。因此，围绕碳单质的结构、性质和用途之间的关系进行多种形式的考查，也是中考命题的一大亮点。
例1 下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是（ ）。
金刚石 石墨 C60 碳纳米管
A．这四种物质都很软，可作润滑剂
B．这四种物质的碳原子排列方式相同
C．这四种物质完全燃烧后的产物都是二氧化碳
D．这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子
解析 本题结合图示综合考查了碳单质的结构、性质和用途，其中石墨、金刚石的用途、C60的结构是代表性问题，是中考的热点。由于碳原子的排列方式不同，从而形成了不同的碳单质，具有不同的物理性质。同时，四种物质都是由碳元素组成，完全燃烧后的产物都是二氧化碳。金刚石是自然界中最硬的物质，不能作润滑剂。从结构示意图可以看出，不同的碳单质中每个碳原子连接的碳原子数目不同。
参考答案 C
变式题 含碳元素的物质在自然界中普遍存在。
（1） 碳元素的原子结构示意图为 ， 其最外层电子数为 。
名称
化学式
名称
可用于制铅笔芯
分子结构
可用于切割玻璃
（2）请根据下表提供的信息，在相应的位置上写出不同碳单质的名称或化学式。
解析 物质的组成、结构决定物质的性质，由于金刚石、石墨等碳单质中的碳原子排列方式不同，导致其结构并不一样，决定了其化学性质基本相同，但物理性质差异很大。解题时，可以抓住关键信息，即“同组成、异结构；化性似、物性异”进行。再依据物质的组成、结构、性质与用途之间的辩证关系进行拓展、迁移。
石墨灰黑、质软而滑腻，是铅笔芯的主要成分。金刚石是自然界中最硬的物质，可用来作磨料、地质勘探的钻头和裁玻璃的刀。
例2 航天飞机表面覆盖石墨瓦，主要是利用石墨（ ）。
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A．具有导电性、防辐射 B．密度小，减轻机身重量
C．熔点高、化学性质稳定 D．硬度小，有润滑作用
解析 物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。航天飞机与空气的磨擦过程中会产生高温，覆盖的物质应该具有的性质是：熔点高、耐高温、化学性质
稳定，这样才能对航天飞机起到保护作用。
参考答案 C
变式题 2. 下列关于物质的性质和用途说法中，不正确的是（ ）。
A．石墨质软，制铅笔芯 B．氧气支持燃烧，作燃料
C．碳具有还原性，用于冶炼金属 D．常温下氮气化学性质稳定，作保护气
变式题参考答案 1.（1） 4 （2）石墨 C60 金刚石 2.B
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