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

该初中化学课件聚焦碳单质的多样性，涵盖金刚石、石墨、C₆₀的物理性质、用途、同素异形体概念及结构决定性质的核心逻辑。通过钻石、碳素墨水、煤炭等生活实例导入，搭建从宏观物质到微观结构再到性质用途的学习支架。 其亮点在于结合实验探究（如活性炭吸附红墨水）、对比表格及科技应用（C₆₀材料研发），以化学观念和科学思维为核心，强化知识关联。例题融入古诗与生活场景，助力学生建立化学与生活的联系，教师可提升教学效率，激发学生探究兴趣。

第六单元碳和碳的氧化物 2025-2026学年人教版九年级化学同步教学课件 课题1 碳单质的多样性 第1课时 碳的单质 1.  认识金刚石、石墨、C₆₀等碳单质，掌握其物理性质及对应用途；理解同素异形体的定义，能区分常见同素异形体；明确碳单质物理性质差异的本质原因是碳原子排列方式不同。 2.  通过对比分析碳单质的结构、性质与用途，建立“结构决定性质，性质决定用途”的化学思维；通过实验观察和资料分析，提升归纳总结、逻辑推理的能力。 3. 感受碳单质在生活、科技中的广泛应用，体会化学与人类社会的密切联系；通过了解碳单质的发现历程，激发对化学探究的兴趣，树立科学发展的观念。 学习目标 1. 重点 （1）金刚石、石墨、C60的物理性质与用途。 （2）同素异形体的概念。 （3）碳单质物理性质差异的根本原因。 2. 难点 （1）理解“结构-性质-用途”的逻辑关联。 （2）区分“碳”与“炭”的含义及用法。 重点难点 导入新课 ☆丰富多彩的物质世界是由元素组成的，钻石、碳素墨水、煤炭的主要构成元素就是碳元素，研究表明，碳这种元素，由于碳原子的排列方式不同，能组成不同的物质。 钻石——天使眼泪 碳素墨水 煤炭 一、碳的单质 1、金刚石 探究：观察下列金刚石的图片，说说它的物理性质。 （1）物理性质：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。 硬度大（自然界中存在的最硬物质）、透光性好。 讨论：金刚石为什么会有无色透明、正八面体形状外观特征？ 因为，在微观上构成金刚石的碳原子是立体网状结构排列。 6 www.zk5u.com中考资源网 （2）金刚石的用途 ①经仔细琢磨后，成为装饰品——钻石。 ②划玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，装在钻探机的钻头钻凿坚硬的岩层。 2. 石墨 探究：观察石墨，说说它的物理性质。 （1）物理性质：石墨是一种灰黑色、有金属光泽的固体、质地很软、有滑腻感、熔点高有导电性。 讨论：石墨为什么会质地很软、有滑腻感、熔点高有导电性？ 因为，在微观上构石墨的碳原子是平面层状结构排列。 9 www.zk5u.com中考资源网 （2）石墨的用途 ①制作铅笔芯、固体润滑剂等。 ②制作石墨电刷、电极。 3、C60 科学家发现，除金刚石、石墨外，还有一类新的以单质形式存在的碳，其中发现较早并以取得重要进展的是C60. C60 单质 C60 的分子结构和足球相似 (1). 构成：由60个碳原子构成的分子（形似足球，又称“足球烯”），化学式为C₆₀，属于碳单质。  (2). 物理性质：常温下为固态，颜色呈灰黑色，熔点较低，硬度较小，不导电，溶解性较差（难溶于水，易溶于某些有机溶剂）。  (3). 核心用途: ①材料科学：用于制备新型超导材料、高强度复合材料（如航空航天领域的轻质材料）. ②催化领域：独特的分子结构使其成为优良的催化剂载体，可用于有机反应催化。 ③医疗领域：潜在应用于药物递送系统（利用分子空腔包裹药物，精准靶向病灶）、抗肿瘤研究等。 金刚石、石墨和C60的比较 名称 金刚石( C ) 石墨( C ) C60 外观 导电性 硬度 用途 无色透明、正八面体形状的固体。 不导电 最硬 装饰品、切割玻璃、钻探机钻头等. 深灰色有金属光泽细鳞片状固体，有滑腻感 良好 质软 电池电极、铅笔芯、固体润滑剂等. 形似足球 不导电 质脆 材料科学、超导体和新型催化剂等 金刚石、石墨、C60的构成元素与构成木炭和活性炭的主要元素都是C，为什么性质会相差这么远呢？ 物质的结构 物质的性质 物质的用途 决定 决定 反映 反映 碳原子排列方式不同 讨论 金刚石原子的立体网状结构 石墨原子的平面层次结构 结构和足球相似 二、碳的单质物理性质差异的“根源”——原子排列与物质结构 物理性质 用 途 质地很软 制作铅笔芯。 制作石墨电刷。 有滑腻感。 石墨的性质与用途小结： 制作石墨电极。 熔点高有导电性。 在日常生活和工农业生产中，我们常常要用到木炭、焦炭、活性炭和炭黑等。这些物质的主要成分也是碳单质，而它们的结构则与石墨类似。 三、木炭、焦炭、活性炭和炭黑 生活中，还有一些物质的主要成分也是碳单质，它们是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。 焦炭 活性炭 炭黑 木炭 1、探究木炭、活性炭的吸附性 （1）实验步骤： ①在盛有水的烧杯里加入一滴红墨水，使水显红色。 ②在烧杯中投入几块烤过的木炭（或活性炭）。 ③用玻璃棒轻轻搅动液体。 ④将液体过滤，观察水的颜色变化。 现象 分析 红色褪去，溶液变成无色 木炭（或活性炭）有吸附 能力，此变化属于物理变化。 2.木炭、活性炭具有吸附性(即吸附能力)，这是什么原因呢? 木炭与活性炭，哪个吸附能力更强？ 由于木炭与活性炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。活性炭的吸附能力更强。 显微镜下看到的木炭的结构如图所示： 3、木炭、焦炭、活性炭和炭黑的用途 木炭 吸附一些食品和工业产品的色素，吸附有异味的物质 活性炭 吸附能力比木炭强，吸附色素毒气、制糖工业里脱色制白糖 炭黑 制造墨、油墨、油漆和颜料，还可以增加轮胎制品的耐磨性 焦炭 冶炼金属 四、同素异形体 1.定义：由同种元素组成的不同单质互为同素异形体， 2.关键词：①同种元素 ②不同单质 ③纯净物。 3.常见实例： （1）碳元素家族：金刚石、石墨、C₆₀（足球烯）、纳米碳管 （2）氧元素家族：氧气（O₂）、臭氧（O₃） （3）磷元素家族：红磷、白磷 4. 核心特征 （1）组成元素相同，化学性质相似（如碳单质均能燃烧生成CO₂）； （2）物理性质差异显著（因原子排列方式/分子结构不同）； （3）相互转化属于化学变化（生成新单质，如石墨转化为金刚石）。 5.易错辨析 （1）化合物不属于同素异形体（如CO₂与CO，虽含同种元素但为化合物）。 （2）同种物质的不同状态不是同素异形体（如氧气与液氧，是同种单质的状态差异）。 （3）混合物不含同素异形体（如木炭是碳单质与杂质的混合物，不能说木炭与金刚石互为同素异形体）。 五、“碳”与“炭”区分 1.核心区别 对比维度 碳（tàn） 炭（tàn） 本质含义 表示元素名称，是宏观概念 表示具体物质，是微观/具体物质概念 适用范围 用于描述物质组成、元素类别，如碳元素、碳单质、碳化合物（CO₂、CH₄）、碳骨架 用于命名含碳单质的混合物（或具体碳单质制品），如木炭、活性炭、焦炭、炭黑 化学属性 抽象的元素符号（C）对应的名称，无具体形态 具体物质，多为黑色固体，含少量杂质（纯碳单质如金刚石、石墨不用“炭”） 常见搭配 碳单质、碳元素、碳纤维、碳水化合物 木炭烧烤、活性炭净水、焦炭炼铁、炭黑制墨 2.易错辨析 (1).不能说“炭元素”“炭单质”，正确表述为“碳元素”“碳单质”（“碳”对应元素，“炭”对应具体物质）. (2). 金刚石、石墨、C₆₀是纯碳单质，用“碳”修饰（如碳单质C₆₀），而非“炭单质”. (3).活性炭、木炭是含碳单质的混合物，用“炭”命名，其核心成分是碳元素组成的碳单质 . (4).化合物中只能用“碳”，如二氧化碳（CO₂）、碳酸钠（Na₂CO₃），不能写“二氧化炭”“碳酸炭”. 3.记忆口诀: “碳指元素，炭指物；单质化合物用碳，混合炭品用炭记”. 碳单质的研究进展 20世纪90年代，一些以新的形态存在的碳单质相继被发现，如碳纳米管。碳纳米管的直径一般在几纳米(符号为nm)到几十纳米之间，它独特的结构(如图)和性质受到人们的广泛关注。碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、导电性好等特点，可应用于材料、催化、信息等诸多领域。 2004年，科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨证实它在室温下可以单独稳定存在(过去一直认为这是不可能的)。这是目前世界上人工制得的最薄的材料-厚度仅为0.335nm。这一成果震惊了科学界，相关科学家获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯优异的导电、导热性和其他奇特性质正激励着科学家不断去探索(如图)。 资料卡片 例1.2025年科学家成功制备出新型碳单质Q-carbon，其硬度超过钻石且具有铁磁性，下列关于Q-carbon的说法正确的是（ ） A. 与金刚石互为同素异形体 B. 属于化合物 C. 由碳原子直接构成，排列方式与石墨相同 D. 物理性质与碳单质完全一致 【解析】Q-carbon是碳元素组成的新型单质，与金刚石均为碳单质，互为同素异形体，A正确；其属于单质而非化合物，B错误；碳单质物理性质差异源于碳原子排列方式不同，Q-carbon硬度超金刚石，排列方式与石墨不同，C错误；Q-carbon具有铁磁性，与其他碳单质物理性质不同，D错误。 A 经典例题 例2.2025年我国某科研团队利用C₆₀的独特结构研发出新型超导材料，下列关于C₆₀的描述错误的是（ ） A. 由C₆₀分子构成 B. 相对分子质量为720 C. 与金刚石化学性质相似 D. 属于有机高分子材料 【解析】C₆₀是由60个碳原子构成的分子，相对分子质量=12×60=720，A、B正确；其与金刚石均为碳单质，化学性质相似（如均能燃烧生成CO₂），C正确；C₆₀是单质，不是有机高分子材料，D错误。 D 例3.于谦《石灰吟》中“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”涉及石灰石的开采与煅烧，下列关于诗句中相关物质的说法错误的是（ ） A. 石灰石的主要成分含碳元素 B. 煅烧后的产物不含碳单质 C. 诗句中涉及物理变化和化学变化 D. 生成的生石灰属于碳单质 【解析】石灰石主要成分是CaCO₃，含碳元素，A正确；煅烧反应为CaCO₃高温生成CaO和CO₂，产物中无碳单质，B正确；“千锤万凿”是物理变化，“烈火焚烧”是化学变化，C正确；生石灰是CaO，属于氧化物，不是碳单质，D错误。 D 例4.古诗《咏煤炭》中“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深”，“乌金”指煤炭（主要成分是碳单质），下列关于煤炭的说法正确的是（ ） A. 煤炭属于纯净的碳单质 B. 其主要成分与金刚石互为同素异形体 C. 燃烧时只生成CO₂ D. 属于“炭”类，核心成分是碳元素 【解析】煤炭是含碳单质的混合物，A错误；其主要成分是无定形碳，与金刚石互为同素异形体，但煤炭本身是混合物，不能直接说与金刚石互为同素异形体，B错误；氧气不足时燃烧生成CO，C错误；煤炭属于“炭”类，核心成分是碳元素，D正确。 D 例5. 学生用2B铅笔芯绘制电路图，能使小灯泡发光，原因是铅笔芯的主要成分石墨具有（ ） A. 质软 B. 导电性 C. 滑腻感 D. 耐高温 【解析】石墨具有优良的导电性，可作为电路中的导体使小灯泡发光，与质软、滑腻感、耐高温无关，故选B。 B 例6. 某同学在新装修的房间中放置活性炭包去除甲醛，利用了活性炭的（ ） A. 可燃性 B. 还原性 C. 吸附性 D. 导电性 【解析】活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，能吸附甲醛等有害气体，与可燃性、还原性、导电性无关，故选C。 C 【解析】金刚石和石墨均是由碳元素组成，但物理性质却有很大差异，其原因是构成它们的碳原子的排列方式不同，故选A。 A　 例7.金刚石和石墨物理性质有很大差异的原因是( ) A. 原子排列方式不同 B. 原子大小不同 C. 原子种类不同 D. 原子数目不同 例8.在化学上，把由同种元素组成的不同种单质互称为“同素异形体”。下列各组物质不属于同素异形体的是（ ） A. 红磷和白磷 B. 金刚石和石墨 C. 氧气和臭氧（O3） D. 二氧化硫和三氧化硫 【解析】A、红磷和白磷都是由磷元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，不符合题意；B、金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，不符合题意；C、氧气与臭氧（O3）都是由氧元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，不符合题意；D、二氧化硫和三氧化硫都是化合物，不是单质，不属于同素异形体，符合题意；故选D。 D 例9.在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要的地位。 (1)金刚石和石墨均由碳元素组成，物理性质却相差很大，原因是它们的原子______不同。 (2)活性炭具有很强的吸附能力，是因为它有________________的结构。 (3)我国在可燃冰开采技术的领域率先取得了重大突破，截至2017年5月18日，利用降压法连续产气12万立方米。可燃冰主要由甲烷分子和水分子组成，储量巨大，是未来的新能源。甲烷的化学式为__________，甲烷燃烧是将________能转化成热能。 (4)科学家利用太阳能可将二氧化碳和水转化成合成气(CO和H2)，再将CO和H2合成甲醇(CH3OH)。在合成甲醇的反应中，CO和H2的分子数之比是________。 【答案】(1). 排列方式  (2). 疏松多孔  (3). CH4  . 化学  (4). 1：2 【解析】（1）金刚石和石墨均由碳元素组成，物理性质却相差很大，原因是它们的原子之间的排列方式不同；（2）活性炭具有很强的吸附能力，是因为它有疏松多孔的结构；（3）甲烷的化学式为CH4，甲烷燃烧放出大量的热，是将化学能转化成热能； （4） CO和H2合成甲醇(CH3OH)，反应方程式为： ,在合成甲醇的反应中，CO和H2的分子数之比是1：2。 35 例10.2025年我国在碳基材料领域成果斐然：自主研发的单壁碳纳米管实现规模化量产，应用于新能源电池、航空航天等领域；全碳纤维火箭“微光一号”通过评审，90%箭体碳基化实现减重30%。结合碳单质知识，回答下列问题： （1）单壁碳纳米管属于碳单质，其与金刚石、石墨互为（ ） A. 同种物质 B. 同素异形体 C. 化合物 D. 混合物 （2）碳纤维火箭箭体“轻量化”的核心原因是碳单质（ ） A. 硬度大 B. 密度小 C. 导电性好 D. 稳定性强 （3）碳纳米管的导电性能超越铜线，该性质属于（ ） A. 物理性质 B. 化学性质 C. 氧化性 D. 还原性 （4）金刚石、石墨和碳纳米管物理性质差异显著，根本原因是______不同，它们的化学性质相似，是因为都由______组成。 （5）碳纳米管用于新能源电池导电剂，利用的是其（ ） A. 吸附性 B. 导电性 C. 可燃性 D. 滑腻感 （6）下列关于碳单质应用的说法错误的是（ ） A. 金刚石可用于切割火箭部件 B. 石墨可用于制作电池电极 C. 碳纳米管可提升电池充电速度 D. 活性炭可用于火箭燃料 （7）碳单质在常温下化学性质稳定，下列事实不能体现该性质的是（ ） A. 碳纳米管长期存放不变质 B. 古代字画能保存至今 C. 木炭在空气中燃烧生成二氧化碳 D. 碳纤维制品经久耐用 【答案】（1） B （2）B （3）A （4） 碳原子的排列方式；碳元素 （5） B （6）D （7）C 【解析】（1）同素异形体是同种元素组成的不同单质，碳纳米管与金刚石、石墨均为碳单质，互为同素异形体，故选B。（2）碳纤维火箭“轻量化”即减重，核心利用碳单质密度小的性质，与硬度、导电性、稳定性无关，故选B。（3）导电性不需要通过化学变化就能体现，属于物理性质，氧化性、还原性属于化学性质，故选A。（4） 碳单质物理性质差异的根本原因是碳原子排列方式不同；化学性质由组成元素决定，它们均由碳元素组成，故化学性质相似。（5）导电剂需具备优良导电性，碳纳米管用于该用途正是利用其导电性，故选B。（6）活性炭的主要用途是吸附，不能作为燃料；金刚石硬度大、石墨导电性好、碳纳米管可提升充电速度，A、B、C正确，故选D。（7）木炭燃烧生成新物质，体现的是可燃性（化学性质），而非稳定性；A、B、D均体现常温下化学性质稳定，故选C。  课堂小结 本节课围绕“碳单质的多样性”核心，重点学习了金刚石、石墨、C₆₀等碳单质的特性。我们明确了三者虽由碳元素组成，但因碳原子排列方式不同，物理性质差异显著——金刚石硬度最大，适用于切割、钻探；石墨质软、导电，可作电极、铅笔芯；C₆₀呈足球状结构，在新材料领域潜力巨大。 通过实例分析，我们深化了“结构决定性质，性质决定用途”的化学思维，掌握了同素异形体的定义（同种元素组成的不同单质）及常见实例，还区分了“碳”（元素概念）与“炭”（具体物质，如木炭、活性炭）的用法。 随堂练习 1． 2025年“碳基新材料”被列入重点发展领域，下列碳单质的用途与物理性质对应错误的是（ ） A. 金刚石用于切割新型陶瓷——硬度大 B. 石墨用于制作芯片电极——导电性好 C. 活性炭用于净化工业废水——吸附性 D. 焦炭用于冶炼特种金属——可燃性 【解析】焦炭冶炼金属利用的是还原性（将金属氧化物还原为金属），而非可燃性，A、B、C的性质与用途对应均正确，故选D。 D 2．2025年航天领域采用纳米碳管增强复合材料制造航天器部件，纳米碳管属于碳单质，下列说法错误的是（ ） A. 由碳元素组成 B. 与C₆₀互为同素异形体 C. 物理性质与金刚石完全相同 D. 可用于制作高强度材料 C 【解析】纳米碳管是碳单质，与C60互为同素异形体，A、B正确；碳原子排列方式不同导致碳单质物理性质差异，纳米碳管与金刚石物理性质不同，C错误；其高强度特性可用于航天材料，D正确. 3.下图是金刚石、石墨、C60的结构示意图。它们的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其原因是(　　) A.构成它们的原子大小不同 B.金刚石、石墨、C60由不同种原子构成 C.构成它们的原子数目不同 D.金刚石、石墨、C60中碳原子的排列方式不同 【解析】根据图示可知金刚石、石墨、C60的原子排列方式不同，这是造成金刚石、石墨、C60的物理性质有很大差异的主要原因。 D　 4.下列说法正确的是(　　) A.目前人们已经发现的元素数量与其组成的单质数量相同 B.只含有一种元素的物质一定是纯净物 C.金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的 D.金刚石和石墨都是碳元素组成的单质 【解析】金刚石和石墨都是由碳元素组成的，所以同种元素可以组成不同的单质，A、B的说法都不正确，D说法正确；金刚石、石墨是由碳原子构成的，而C60是由分子构成的，C说法不正确。 D　 43 【解析】A．金刚石是天然存在最坚硬的物质，说法正确；B．C60是由一种元素组成的纯净物，属于单质，说法错误；C．活性炭吸附色素过程中没有生成新物质，属于物理变化，说法正确；D．由化学式可知，一个C60分子是由60个碳原子构成的，说法正确。 B　 4．下列说法不正确的是（　　） A．金刚石是天然存在最坚硬的物质 B．C60是一种新型化合物 C．活性炭吸附色素属于物理变化 D．一个C60分子是由60个碳原子构成的 44 5．2025年医疗领域出现“钻石纳米针”（Q-carbon制成）用于药物递送，下列关于该材料的说法正确的是（ ） A. 属于混合物 B. 与石墨的转化属于物理变化 C. 具有碳单质的化学稳定性 D. 硬度比石墨小 D 【解析】Q-carbon是纯净物中的单质，A错误；与石墨是不同单质，转化属于化学变化，B错误；碳单质常温下化学性质稳定，Q-carbon也具备该性质，C正确；Q-carbon硬度超过钻石，远大于石墨，D错误。 6．诗句“野火烧不尽，春风吹又生”描述了草木燃烧与生长的过程，草木燃烧产生的灰烬中不含有的碳单质是（ ） A. 木炭 B. 金刚石 C. 炭黑 D. 无定形碳 B 【解析】草木不完全燃烧会产生木炭、炭黑等无定形碳单质，A、C、D均可能存在；金刚石是天然存在的晶体碳单质，不会由草木燃烧产生，故选B。 7．古诗“炉火照天地，红星乱紫烟”描写了冶金场景，其中焦炭用于炼铁，下列关于焦炭的说法错误的是（ ） A. 属于碳单质的混合物 B. 其作用之一是生成还原剂CO C. 与石墨的物理性质相同 D. 燃烧时放出热量提供炼铁温度 C 【解析】焦炭是含碳单质的混合物，A正确；炼铁中焦炭先燃烧生成CO₂，CO₂再与C反应生成CO（还原剂），同时放热提供高温，B、D正确；焦炭与石墨碳原子排列方式不同，物理性质不同（如石墨能导电，焦炭导电性差），C错误。 8．“墨香四溢”形容书法作品的墨味，墨的主要成分是炭黑（碳单质），下列关于炭黑的说法正确的是（ ） A. 属于化合物 B. 与C₆₀互为同素异形体 C. 具有吸附性，可用于净水 D. 常温下易与氧气反应 B 【解析】炭黑是碳单质，A错误；与C60均为碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，B正确；炭黑吸附性较弱，常用作橡胶填充剂，活性炭更适合净水，C错误；碳单质常温下化学性质稳定，不易与氧气反应，D错误。 9．学生做“碳单质性质”实验时，下列操作能验证石墨质软性质的是（ ） A. 用石墨电极连接电路，小灯泡发光 B. 用铅笔芯在纸上写字，留下痕迹 C. 用石墨做润滑剂，减小摩擦 D. 观察石墨呈深灰色细鳞片状 B 【解析】A验证导电性，B验证质软（易留下痕迹），C验证滑腻感，D是外观描述，故选B。 10．课堂上老师演示“金刚石切割玻璃”实验，该实验利用了金刚石的哪种物理性质（ ） A. 无色透明 B. 硬度最大 C. 熔点高 D. 不导电 B 【解析】金刚石是天然存在的硬度最大的物质，可用于切割玻璃，与其他性质无关，故选B。 11．课堂上区分“碳”和“炭”的用法，下列学生的说法正确的是（ ） A. “碳单质”应写作“炭单质” B. 二氧化碳应写作“二氧化炭” C. “活性炭”的写法正确 D. 木炭是纯净的“碳” C 【解析】“碳”指元素，“炭”指具体混合物，A错误（应为碳单质）；化合物中用“碳”，B错误（应为二氧化碳）；活性炭写法正确，C正确；木炭是含碳单质的混合物，D错误。 12．学生讨论“同素异形体”概念，下列说法正确的是（ ） A. 氧气和液氧互为同素异形体 B. 金刚石和石墨互为同素异形体 C. 一氧化碳和二氧化碳互为同素异形体 D. 木炭和活性炭互为同素异形体 B 【解析】同素异形体是同种元素组成的不同单质，A中氧气和液氧是同种物质，C中是化合物，D中是混合物，均不符合定义；B中金刚石和石墨是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，正确。 13.如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块木炭，最终观察到红棕色________(填“变深”“不变”或“变浅”)，漏斗中液面________(填“上升”“下降”或“不变”)。其原因为木炭具有________作用， 使瓶中气体压强________外界大气压。 【解析】由于木炭具有吸附性，会吸附红棕色的二氧化氮气体，气体的颜色会变浅，同时由于气体被吸附，瓶中的压强会减小，在大气压的作用下，漏斗中的液面会上升。 【答案】变浅　上升　吸附　小于 14.用爆炸法生产金刚石是某工业技术院化学研究所发明的。因为在炸药爆炸的瞬间，可以产生40万个大气压的超高压和5 000℃的超高温，爆炸时产生的超高压和超高温条件应该说完全可以“压”出金刚石。科研人员把装有炸药和碳粉的钢制敞口容器，沉入一个直径8 m、深约5 m的混凝土制成的水槽内，在爆炸时，其中的碳粉就基本上处于缺氧的条件下，让炸出的金刚石自然沉淀。请同学们结合上述材料回答下列有关问题： (1)下列叙述不属于金刚石用途的是________。 A.用来裁玻璃 B.琢磨成璀璨夺目的钻石 C.作润滑剂 D.用作钻探机钻头 (2)该研究所科研人员用来制金刚石的原料是________(填“碳粉”或“石墨”)，所发生的变化属于________(填“物理”或“化学”)变化。 (3)为什么科学家使碳粉处于缺氧的条件下发生转化？__________。 (4)中国科学技术大学的化学家在440℃和高压下，利用金属钠与二氧化碳作用得到了金刚石和碳酸钠，且金刚石的颗粒有望达到宝石级大小。请写出这一反应的化学方程式：__________________。 【答案】(1)C　(2)碳粉　化学 (3)单质碳在高温下极易与氧气反应生成CO2或CO，不可能制出金刚石 (4)4Na+3CO2 C(金刚石)+2Na2CO3   【解析】(1)金刚石的最大用途体现在它的硬度大，可用作钻探机钻头和裁玻璃，又因其璀璨夺目且常温下性质稳定常用作装饰品钻石。(2)根据资料可知科研人员用来制金刚石的原料是碳粉，因碳粉和金刚石的结构(即碳原子排列方式)不同，它们属于两种不同碳单质，因此用碳粉制造金刚石属于化学变化。(3)科研人员是在缺氧条件将碳粉“炸”成金刚石的，因没有氧气，碳粉无法变成CO2或CO。(4)该反应的反应物是钠和二氧化碳，生成物是金刚石(碳)和碳酸钠，根据化学方程式书写步骤完成书写并配平。 15.明代于谦《咏煤炭》写道：“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深。嚼火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉”；李白《秋浦歌》有“炉火照天地，红星乱紫烟”的炼铁场景描写。结合诗句及碳单质知识，回答下列问题： (1)诗中“乌金”指煤炭，其主要成分是碳单质，下列不属于碳单质的是（ ） A. 金刚石 B. 石墨 C. 二氧化碳 D. C60 (2)煤炭燃烧“燃回春浩浩”，利用了碳单质的（ ） A. 吸附性 B. 可燃性 C. 导电性 D. 硬度大 (3)古代炼铁中，焦炭的作用之一是生成还原剂一氧化碳，该过程体现焦炭的（ ） A. 氧化性 B. 还原性 C. 滑腻感 D. 稳定性 (4)煤炭与金刚石都是碳单质，但物理性质差异巨大，原因是______不同，它们完全燃烧的产物都是______。 (5)下列关于“碳”与“炭”的用法正确的是（ ） A. 诗中“乌金”是“炭”，指具体物质 B. 二氧化碳应写为“二氧化炭” C. “碳单质”可写作“炭单质” D. 活性炭应写为“活性碳” (6)诗句中“炉火”燃烧需氧气参与，碳在氧气中充分燃烧的化学性质属于（ ） A. 物理性质 B. 化学性质 C. 物理变化 D. 化学变化 (7)下列与碳单质相关的诗句分析错误的是（ ） A. “燃回春浩浩”体现碳燃烧放热 B. 煤炭属于混合物，核心成分是碳单质 C. 焦炭炼铁利用碳的还原性 D. 碳单质燃烧一定生成二氧化碳   【解析】(1)二氧化碳是由碳、氧两种元素组成的化合物，不属于碳单质；金刚石、石墨、C₆₀均为碳单质，故选C。(2)煤炭燃烧放热，体现碳单质的可燃性，与吸附性、导电性、硬度无关，故选B。(3)焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，焦炭失去氧，体现还原性，故选B。(4)碳单质物理性质差异的根本原因是碳原子排列方式不同；碳在氧气中充分燃烧均生成二氧化碳。(5)“炭”指具体物质（如煤炭、木炭），“碳”指元素（如碳单质、二氧化碳），A正确，B、C、D用法错误，故选A。 (6)燃烧的性质属于化学性质，燃烧过程属于化学变化，题干问的是“化学性质”，故选B。(7)碳单质不完全燃烧会生成一氧化碳，并非一定生成二氧化碳；A、B、C分析正确，故选D。 【答案】（1） C (2) B (3)B (4)碳原子的排列方式；二氧化碳（或CO₂） (5) A (6) B (7) D  16.在学生学习和生活中，碳单质的应用无处不在：铅笔芯写字、新装修房间放活性炭包、实验室用石墨电极做实验、足球材质含炭黑等。结合实际场景，回答下列问题： (1)铅笔芯的主要成分是（ ） A. 铅 B. 石墨 C. 金刚石 D. 活性炭 (2)新装修房间放活性炭包净化空气，利用活性炭的（ ） A. 可燃性 B. 导电性 C. 吸附性 D. 硬度大 (3)实验室用石墨制作电极，是因为石墨具有优良的（ ） A. 导热性 B. 导电性 C. 滑腻感 D. 稳定性 (4)活性炭具有吸附性的原因是其具有______的结构，该性质属于______性质。 (5)下列关于铅笔芯的说法正确的是（ ） A. 铅笔芯有毒，不能用手触摸 B. 铅笔芯质软，是因为石墨质软 C. 铅笔芯能导电，可代替导线 D. 铅笔芯的主要成分是金属铅 (6)足球鞋底添加炭黑，主要是为了（ ） A. 增加硬度 B. 增强吸附性 C. 提高耐磨性 D. 改善导电性 (7)下列生活场景与碳单质性质对应错误的是（ ） A. 用木炭烧烤——可燃性 B. 用金刚石切割玻璃——硬度大 C. 用石墨做润滑剂——导电性 D. 用活性炭除异味——吸附性 【答案】（1） B (2) C (3) B (4) 疏松多孔；物理 (5)B (6) C (7) C   【解析】(1)铅笔芯的主要成分是石墨，与粘土混合制成，不含铅，故选B。(2) 活性炭具有吸附性，能吸附甲醛等有害气体，用于净化空气，故选C。(3)石墨导电性优良，可用于制作电极，与导热性、滑腻感、稳定性无关，故选B。(4)活性炭的疏松多孔结构使其具有吸附性，吸附过程无新物质生成，属于物理性质。(5) 铅笔芯主要成分是石墨，无毒，质软是石墨的性质，A、D错误；铅笔芯导电能力弱，不能代替导线，C错误，故选B。(6)炭黑可提高橡胶制品的耐磨性，足球鞋底添加炭黑是为了增强耐磨性，故选C。(7)石墨做润滑剂利用的是其滑腻感，而非导电性；A、B、D对应关系正确，故选C。 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You $