6.1碳单质的多样性---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

6.1碳单质的多样性 第1课时 碳的单质 1 物质是由______组成的。例如氧气是由________组成的，水是由_______ ___________组成的。不同的元素组成不同的物质。那么，同一种元素能 否组成不同的物质呢？请举例说明：______________________________。 元素 氧元素 氢、 氧两种元素 氧气、臭氧（或白磷、红磷等） 2 任务一 通过实物、图片、结构模型及典型实例，了解金刚石、石 墨、 的结构、性质及用途 教材研读-阅读教材上册P128~P132，了解碳的几种单质，完成下表。 物质 金刚石 石墨 结构 ____________________________________________ _____________________________________ ________________________________ 3 物质 金刚石 石墨 元素组成 （宏观） ____元素 构成（微观） ________ ________ _________ 主要 物理 性质 外观 无色透明的固体 _____________ _____________ — 硬度 天然存在最硬的物质 ______ 导电性 不导电 优良 碳 碳原子 碳原子 分子 灰黑色，有金属光泽的固体 很软 续表 . . . . 4 物质 金刚石 石墨 用途 裁玻璃、切割大理 石、加工坚硬的金 属、作装饰品等 制铅笔芯、石 墨电极等 应用于超导、催 化、能源、医学 等领域 区别与联系 金刚石、石墨中______________________， 由_____ ____构成，故三者的物理性质存在明显差异 碳原子的排列方式不同 分子 特别提醒-特殊条件下制备的金刚石薄膜，其透光性好、硬度大，可用作 透镜等光学仪器的涂层；其__________，可用于集成电路基板散热，提 高芯片性能。 导热性好 续表 . . . . . . . . . . . . . . 5 教学评价- 1.碳元素能组成多种单质。下列关于碳单质的说法正确的是( ) D A.都可用于制造铅笔芯 B.都是由碳原子直接构成的 C.都是黑色固体 D.物理性质差异较大 2.下列关于碳单质的性质和用途的对应关系不正确的是( ) B A.金刚石硬度大，可装在钻机的钻头上 B.石墨有导电性，可用于制铅笔芯 C.石墨有导电性，可制作电极 D.活性炭吸附性强，用来吸附水中的色素和异味 6 任务二 通过教材P130图6-3及【实验6-1】，了解木炭、活性炭的结 构、性质和用途 教材研读-进行教材上册P130【实验 】，记录实验现象并分析原因。 实验 向盛有半瓶水的小锥形瓶里，滴入一滴红墨水，使水略显红 色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶， 观察现象 现象 红色逐渐变浅，最终变为无色 分析 _______________________________________________________ ________________________ 木炭（或活性炭）吸附了液体中的色素，色素逐渐减少，液体 颜色逐渐变浅，直至无色 . . 7 问题讨论-1.木炭、活性炭：具有__________的结构，因此具有________。 该性质属于______（填“物理”或“化学”）性质。 2.木炭、活性炭的用途 （1）木炭的用途：吸附一些食品和工业产品里的______。 疏松多孔 吸附性 物理 色素 （2）活性炭的用途：活性炭的吸附性比木炭的强，可用于防毒面具、 制糖工业和水的净化。 . . 8 教学评价-某同学进行如图实验，在红棕色二氧化氮气体中加入干燥的活 性炭，一段时间后打开弹簧夹，将看到的现象是_____________________ ___________________、__________________。 红棕色气体消失 （或气体颜色变浅） 水倒吸入集气瓶内 9 任务三 通过对课本、资料卡片等的阅读，了解材料中碳单质的研 究进展 自主学习-阅读教材上册P131~P132“资料卡片”，找出研究取得进展的碳 单质：__________________________。 碳纳米管、石墨烯或石墨炔 10 1-当轻轨列车开动时，在轻轨列车和架空电线的接触点上，由于高速摩 擦会产生高温，因此接触点上的材料应具有耐高温、不易氧化、能导电 的性质。你认为选用该接触点上的材料，较为合适的物质是( ) B A.金刚石 B.石墨 C.铝 D.铁 11 2-碳单质在生活、生产、科学研究中扮演着重要的角色。如图是三种不 同的碳单质结构，关于它们的分析正确的是( ) D A.钻石的结构模型可以用②表示 B.三种碳单质都是由碳原子构成的 C.石墨在一定条件下转化为金刚石 发生物理变化 D.③是 的结构模型，可用于超导 领域 12 3-（2024·菏泽改编）化学在生活、生产和推动科技发展中发挥着重要作 用。根据你掌握的化学知识回答下列问题。 （1）典籍中的化学。《齐民要术》记载“粟米曲作酢”，酢即醋酸，该过 程发生了______（填“物理”或“化学”）变化。 化学 （2）科技中的化学。中国科研团队研制出一种新型材料——“碳弹簧”， 被认为是制造智能磁性材料的理想原料，有望用于外太空的探测。碳元 素能组成多种单质，如金刚石、石墨等，但它们的物理性质有很大差异， 原因是______________________。 碳原子的排列方式不同 13 4-/连线/ 将下列物质与其物理性质及用途连线。 [答案] 14 课堂总结 1.物质具有多样性。不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可 以组成不同的物质。如金刚石、石墨和<m></m>都是由碳元素组成的单质。 2.金刚石是天然存在的最硬的物质；石墨很软，熔点高，导电性能优良； 木炭和活性炭具有吸附性。 3.物质的结构 <m></m> 物质的性质 <m></m> 物质的用途。 . . 15 化学用语天天练 1.写出下列物质的化学式。 2.写出下列反应的化学方程式。 （1）磷在空气中燃烧：____________________。 （2）有水参与的分解反应：______________________。 16 第2课时 碳单质的化学性质 17 我国古代书法家、画家用墨（主要成分为碳）书写或绘制的字画能够保 存很长时间而不变色，是因为________________________________。根 据第三单元碳原子的结构示意图： ，分析原因：______________ ______________________________________。 常温下，碳单质的化学性质不活泼 碳原子的最外 层电子数为4，在化学反应中不易得失电子 18 任务一 结合我国古代对墨的使用，了解碳单质的稳定性 教学评价-《清明上河图》由诸城名人张择端所画，历经千年保存完好， 是由于碳单质在常温下________________。 化学性质不活泼 19 任务二 结合生活实例，掌握碳单质与氧气的反应（碳的可燃性） 生活实例-“围炉煮茶”作为一种传统的文化活动，近两年又成为一种新颖、 时尚的生活方式。某地几位朋友在室内进行“围炉煮茶”活动，由于长时 间未通风，导致几人中毒。 延伸思考-1.碳完全燃烧的化学方程式为_______________，未生成有毒物质。 2.碳不完全燃烧的化学方程式为________________，生成有毒物质—— ____；烧炭时要注意______________________。 及时通风（合理即可） 20 教学评价- 1.下列性质属于金刚石与石墨共有的是( ) B A.硬度大 B.可燃性 C.导电性好 D.黑色固体 2.关于碳的燃烧，下列说法正确的是( ) C A. 结构稳定，不能燃烧 B.碳和氧气反应一定会生成 C.碳的充分燃烧和不充分燃烧都放热 D.碳燃烧的产物不可能是混合物 21 任务三 通过实验掌握碳单质与某些氧化物的反应（碳的还原性） 教材研读-进行教材上册P133【实验 】，记录实验现象并进行分析。 实验 现象 分析 结论 __________________________ 开始加热时，导 管口有______逸 出；过一会儿， 黑色粉末变为 ______，澄清石 灰水________ 开始加热时，试管中的空气因受 热膨胀而逸出；加热一段时间 后，木炭与氧化铜开始反应，生 成的铜为______固体，同时生成 的__________为无色气体，能使 澄清石灰水________ 高温 下，木 炭能使 氧化铜 还原为 铜 气泡 红色 变浑浊 红色 二氧化碳 变浑浊 22 问题讨论-1.C和 发生反应的化学方程式为 _________________________；这种含氧化合物里的氧被夺去的反应属于 还原反应。 2.澄清石灰水处发生反应的化学方程式为___________________________ __________。 延伸思考-1.碳单质与某些氧化物的反应可用于冶金工业。焦炭在高温条 件下还原氧化铁的化学方程式为_____________________________。 2.在高温条件下，碳还原二氧化碳的化学方程式为________________。 . . 23 教学评价-某同学设计了如图实验装置，进行碳的性质验 证，对实验进行分析并回答： （1）检查装置气密性的方法：将导管一端浸入水中，用 导管口有气泡冒出 （2）酒精灯加上网罩的作用是____________________。 （3）该实验可以证明生成了新物质的实验现象是①__________________； ②__________________。 （4）实验结束后，应该先撤出导气管，再停止加热，原因是__________ _____________________________。 集中火焰，提高温度 黑色粉末变成红色 澄清石灰水变浑浊 防止石灰 水倒吸入热的试管，使试管炸裂 手握住试管，若观察到__________________，说明装置的气密性良好。 24 1-古代搭建戏台时，常把埋入地下的一部分木头表面稍稍烤焦成木炭以 减缓木材腐烂，所利用的碳的化学性质是( ) D A.具有可燃性 B.具有吸附性 C.能与某些氧化物反应 D.常温下化学性质不活泼 25 2-下列对一些事实的解释错误的是( ) 选项 事实 解释 A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下碳的化学性质不 活泼 B 石墨能够作电池的电极 石墨具有优良的导电性 C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里 还原出来 焦炭具有氧化性 D 制糖工业中用活性炭作脱色剂制白 糖 活性炭具有吸附性 C 26 3-实验室利用如图装置进行碳还原氧化铜的实验。下列说法不正确的是 ( ) B A.装置①中固体变成红色，说明有铜生成 B.装置②的作用是收集 C.装置③中出现气泡，不能说明反应已开始 D.装置③可用于检验气体生成物 27 4-一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量 随加热时间 的变化趋势如图所示，其中纵坐标 表示的是( ) D A.木炭的质量 B.氧化铜的质量 C.二氧化碳的质量 D.固体中铜元素的质量分数 28 5-/传统文化/如图是《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图，炉膛口较小， 松木置于炉膛中燃烧，瓮中收集的黑烟（主要为炭黑）可用于制墨。请 回答下列问题： （1）炭黑产量与炉堂口的大小______（填“有关”或“无关”）。 （2）请你写出炉膛中发生化学变化的化学方程式： ____________________________________。 有关 （或） 29 6-/科普阅读/ 阅读科普短文并回答下列问题。 碳纤维 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同 而异，一般在 以上。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方 向堆砌，经高温碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维具有 许多优良性能，与金属相比，碳纤维密度小，强度高于钢铁，耐腐蚀性 好，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好， 射线透过性好，良好的导 电导热性能，电磁屏蔽性好等。为了提高碳纤维的强度，必须选择适当 的预氧化条件。将碳纤维进行预氧化处理，测得碳纤维强度与热处理温 度的关系如图所示。 30 （1）制取碳纤维的过程属于__________ （填“物理变化”或“化学变化”）。 化学变化 （2）碳纤维的物理性质有___________________ _____________。（写一条） 良好的导电导热性能 （合理即可） （3）文中由碳元素组成的单质有______，该物质完全燃烧的化学方程式 为_______________。 石墨 （4）根据碳纤维耐腐蚀性好的性质，推测它的一种用途：____________ _____________。 制作航天器 （合理即可） 31 （5）由图可知，碳纤维强度与热处理温度的关系是__________________ ___________________________________________________________。 在至 范围内，碳纤维的强度随温度的升高，先增大后减小（合理即可） 32 课堂总结 1.在常温下，碳的化学性质不活泼。在高温下，碳能够与很多物质发生 反应。 2.物质的性质在很大程度上决定物质的用途。 3.除去氧化铜中的碳可通过在氧气中充分灼烧的方法。 . . 33 化学用语天天练 1.写出下列物质的化学式。 （1）木炭在充足的氧气中燃烧：_______________。 （2）木炭在不充足的氧气中燃烧：________________。 （3）木炭还原氧化铜：_________________________。 2.写出下列反应的化学方程式。 34 $$