6.1碳单质的多样性（第1课时）---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

第六单元　碳和碳的氧化物 课题1　碳单质的多样性 第1课时　碳的单质 2022版课标要求： 1.内容要求：①认识物质是多样的，知道物质既有天然存在的也有人工创造的。②认识物质的性质与用途的关系。③认识物质性质在生活、生产、科技发展等方面的广泛应用，体会科学地利用物质性质对提高人们的生活质量具有重要作用。 2.学业要求：①能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系。②能利用常见物质的性质，分析、解释一些简单的化学现象和事实。 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 通过前面的学习，我们已经知道单质是由一种元素组成的纯净物。那么一种元素只能形成一种单质吗？ 显然不是，如：氧元素可以组成O2和O3，磷元素可以形成白磷和红磷；今天我们来学习碳元素形成的几种常见单质： 金刚石 石墨 C60 物质 金刚石 石墨 C60 结构模型 知识点1　金刚石、石墨和C60的结构、性质及用途 阅读课本第128～131页，了解金刚石、石墨和C60的结构、物理性质及性质存在差异的原因，填写下表： 分子结构与足球相似，又称“足球烯” 物质 金刚石 石墨 C60 结构模型 宏观组成 都是由______元素组成的单质 构成物质的粒子 化学式 碳 碳原子 碳原子 C60分子 C C C60 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 【思考与讨论】 如何描述C60的组成与构成？‌ 组成：C60是由碳元素组成的。 构成：C60是由C60分子构成的‌； 1个C60分子是由60个碳原子构成的。 其相对分子质量如何计算？‌ C60的相对分子质量=12×60=720。 物质 金刚石 石墨 C60 物理性质 外观 无色透明的固体 灰黑色的固体 光泽 加工后璀璨夺目 硬度 天然存在的_____的物质 导电性 不导电 有金属光泽 优良 很软 最硬 物质 金刚石 石墨 C60 物理性质存在差异的原因 碳原子的排列方式不同 碳原子在空间构成立体网状结构，所以其质地坚硬。 碳原子呈层状结构，层与层之间作用力小，所以其质软有滑感。 【思考与讨论】 一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化还是化学变化？‌ 化学变化 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 根据金刚石、石墨和C60的性质及用途填写下表： 物质 性质 用途 金刚石 加工后璀璨夺目 裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等 金刚石薄膜透光性好、硬度大 作透镜等光学仪器的涂层 金刚石薄膜导热性好 用于集成电路基板散热，提高芯片性能 作装饰品 硬度大 钻戒 玻璃刀 钻机钻头 金刚石热沉片（散热材料） 人造金刚石 人造金刚石，是在20世纪50年代通过高压研究和高压实验技术的进展成功合成的一种材料。这种材料的开发使得金刚石成为一种可以通过人工手段大量生产的材料。 中国是世界上最大的人造金刚石生产国，‌其产量占全球总产量的90%以上。‌ 物质 性质 用途 石墨 很软、有滑腻感，且为灰黑色 作电极 导电性好、有滑腻感、熔点高 制高铁列车的受电弓滑板 制铅笔芯 导电性好 铅笔芯 石墨电极 石墨坩埚 高铁受电弓滑板 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 生活小窍门 把铅笔芯用小刀刮成碎末，倒入生锈打不开的铁锁锁孔里，摇一摇。生锈的锁就能轻易打开。 原理：铅笔芯的主要成分是石墨，石墨具有润滑性。 石墨的导电性实验 把一根石墨电极或6B的铅笔芯用导线接入如图电路中，接通电源，观察灯泡是否发光？ 物质 性质 用途 C60 具有一些特殊的物理和化学性质 可应用于超导、催化、能源及医学等领域 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 【思考与讨论】 结合金刚石、石墨、C60的结构、性质和用途，讨论物质的结构、性质与用途之间有什么关系。 性质 决定 反映 结构 用途 决定 反映 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 知识点2　木炭、活性炭等的性质及用途 木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，它们的主要成分也是碳单质，结构与石墨类似。 木炭 焦炭 活性炭 炭黑 注意：它们均是混合物 观察课本第130页【实验6－1】，记录实验现象并分析 原因： 实验 现象 分析 向盛有半瓶水的小锥形瓶中，先滴入一滴红墨水，再投入几块烘烤过的木炭(或活性炭)，振荡 水中的红色逐渐褪去 木炭（或活性炭）具有吸附性，吸附了水中的色素 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 木炭(或活性炭)具有____________的结构，因此具有________能力。活性炭的吸附作用比木炭强，可用于吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖、污水和饮用水的深度净化处理及吸附室内装修产生的有害气体等。 疏松多孔 吸附 活性炭疏松多孔结构 活性炭包 防毒面具 活性炭净水器 单质碳 金刚石 石墨 C60 能否通过改变物质结构，创造新物质？ 性质 决定 反映 结构 用途 决定 反映 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 知识点3　碳单质的研究进展 阅读课本第131页“资料卡片”，找出研究取得进展的碳单质：_____________________________________________。 碳纳米管、单层石墨片(即石墨烯)、石墨炔、T－碳等 碳纳米管的结构 石墨烯的结构 石墨炔的结构 T-碳的结构 现在还发现了C28、C32、C70、C240、C540等碳单质 C70 C240 C540 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 我国科研成果 2010年，我国科学家通过化学方法合成了石墨炔。 2017年，中外科学家联合团队合成了T-碳。 2019年，我国科学家首次实现世界上最小尺寸的石墨烯折叠。 2021年，我国科研团队合成出极硬非晶碳。 …… 碳单质的应用 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 例1　（2023德州中考）如图为金刚石、石墨和C60的结构模型图（图中的小球表示碳原子）。下列有关这三种物质的说法正确的是 （　　） A．都是由碳原子直接构成的物质 B．碳原子排列方式都不相同 C．都是灰黑色固体 D．组成元素相同，性质也相同 课堂精练 B 例2　下列有关“碳家族”成员的说法中，正确的是（　　） A．金刚石硬度大，因此可制成铅笔芯 B．石墨质软，因此可制成电极 C．活性炭具有吸附性，因此可用于净水 D．C60用途广泛，是一种新型化合物 1.（教材习题）我国高速铁路的发展走在了世界前列。高铁列车依靠由石墨制造的受电弓滑板与接触网持续摩擦获取电力，该用途与石墨的下列性质无关的是 （　　） A．灰黑色 B．滑腻感 C．导电性 D．熔点高 C A 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 2．如图，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放入几小块刚烘烤过的木炭。下列有关说法错误的是 （　　） A．一段时间后，观察到集气瓶中红棕色变浅 B．打开弹簧夹，观察到导管中液面上升 C．二氧化氮被木炭吸附 D．二氧化氮与木炭发生了化学反应 3.（2023秋佛山期末）石墨烯是从石墨中分离出的单层材料（结构如图），是目前人工制得的最薄的材料，具有优异的导电、导热性能。下列关于石墨烯的说法错误的是 （　　） A．构成：由碳原子构成 B．分类：属于非金属单质 C．结构：碳原子排列方式与金刚石不同 D．用途：可用作超轻绝缘材料 D D 1． 下列可用于制造玻璃刀头的是 （　　） A．C60 B．活性炭 C．石墨 D．金刚石 2． 金刚石和石墨的物理性质有很大的差异，主要原因是（　　） A．组成的元素不同 B．原子的排列方式不同 C．构成的原子不同 D．原子的结构不同 3． 木炭、活性炭都具有吸附性，是因为它们 （　　） A．都是黑色固体 B．密度都很小 C．都具有疏松多孔的结构 D．主要成分都是碳单质 D C B 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 4.（科普阅读）阅读短文并回答问题。 碳元素是人类接触和利用最早的元素之一。由碳元素组成的单质分类如图1。 石墨曾被误认为是含铅的物质。直到18世纪，化学家将石墨与KNO3共熔后产生CO2，才确定了它是含碳的物质。 天然金刚石资源稀少。早期，人们用石墨在高温、高压及催化剂条件下合成金刚石。最近，科学家发现了一种向金刚石晶种中通入甲烷气体，在较低能量作用下培育金刚石的新方法，如图2。 新型碳材料不断面世。如图3，静止在花朵上的“全碳气凝胶”是科学家迄今为止研制出的世界上最轻的固体材料。它也是吸油能力最强的材料之一，吸收量可高达自身质量的900倍。 （1）金刚石属于_________（填序号）。 a．无定形碳 b．过渡态碳 c．晶形碳 （2）通过石墨与KNO3共熔生成CO2判断石墨是含碳的物质，依据的原理是______________。石墨可用于_______（填序号）。 a．制铅笔芯 b．作电池的电极 c．脱色制白糖　　　　 d．作耐高温材料 c 质量守恒定律 abd 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 （3）石墨合成金刚石的过程中发生_______变化（填“物理”或“化学”）。甲烷（CH4）在一定条件下培育生成金刚石的同时还会生成另一种单质，反应的化学方程式为________________，该方法的优点是_____________。 （4）“全碳气凝胶”能够静止在花朵上，说明它具有_________的性质。根据文中信息推测“全碳气凝胶”的一种合理应用： ____________________________________。 化学 CH4 C＋2H2 节约能源 密度小 作海上漏油的吸收材料（合理即可） 5．易错辨析。判断下列说法是否正确，对的打“√”，错的打“×”。 （1）一种元素只能组成一种单质。 （　 ） （2）往生锈锁芯中加铅笔芯粉末后容易打开，是因为石墨具有滑腻感。 （　　） （3）C60是由60个碳原子直接构成的物质。 （　　） （4）C60的相对分子质量为720。 （　　） （5）石墨具有导电性，所以碳的单质都具有导电性。（　　） √ √ × × × 学习化学实验操作时，推荐完成专题练习题巩固理解。学习有机化合物命名时，编写化学小论文。注意反应物比例。重视实验现象观察。注意实验细节描述。规范使用化学符号。注意区分相似概念。学习电子排布规律时，组织化学知识竞赛。注意溶液配制步骤。学习电解质概念时，尝试编写记忆口诀。掌握基本操作规范。理解元素周期律。注意实验安全操作。掌握常见物质颜色。理解电子转移过程。注意实验细节描述。重视实验现象观察。 写出下列反应的化学方程式： 1．红磷在氧气中燃烧 　　 2．硫粉在氧气中燃烧 S＋O2 SO2 4P＋5O2 2P2O5 $$