2026年人教版化学九年级暑期预习讲义第六单元 课题1碳单质的多样性

《弯道超车》人教版化学九年级暑期预习讲义--

第六单元碳和碳的氧化物 第1讲 碳单质的多样性

一、碳的几种常见单质

1. 金刚石

（1）结构：碳原子呈正八面体立体网状结构，原子结合牢固。

（2）物理性质：无色透明、正八面体固体；天然存在硬度最大的物质；几乎不导电、导热性差。

（3）用途：裁玻璃、切割大理石、钻探机钻头；打磨后做钻石（装饰品）。

2. 石墨

（1）结构：碳原子呈层状平面排列，层与层之间作用力弱，容易滑动。

（2）物理性质：深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体；质软，有滑腻感；导电性、导热性良好；熔点高。

（3）用途：铅笔芯（质软，刻画留痕）、石墨电极、石墨电刷、高温润滑剂。

3. 木炭、活性炭、焦炭、炭黑（无定形碳，混合物）

均由微小石墨晶体 + 杂质构成，具有疏松多孔结构，吸附性强。

木炭：燃料、吸附色素异味；

活性炭：吸附能力更强，用于净水、防毒面具滤毒罐、冰箱除味、脱色；

焦炭：冶金工业炼铁；

炭黑：制墨、油漆、橡胶填充剂（增强耐磨性）。

4.C60（富勒烯）

（1）结构：60 个碳原子构成足球状分子（足球烯），分子形式存在。

（2）性质、用途：特殊光电性能，用于超导材料、催化、生物医药材料研究。

5. 新型碳单质（碳纳米管、石墨烯）

碳原子呈管状 / 单层片状排列，强度极高、导电导热性能优异，用于航空航天、电子器件、高端复合材料。

6.金刚石与石墨的转化

在高温、高压、催化剂条件下，石墨可以转化为金刚石；

该变化有新单质生成，属于化学变化（原子排列结构发生改变）。

7.碳单质的物理性质差异原因

金刚石、石墨、 都是碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同，因此物理性质不同；

物质的结构决定性质，性质决定用途。

【典例精析】

【例题1】金刚石、石墨、和碳纳米管都是重要的碳单质(化学结构如下图所示)。下列有关说法中，正确的是

A．这四种物质之间的相互转化是物理变化

B．这四种物质都是由碳元素组成的同一种物质

C．这四种物质中碳原子之间形成的化学结构不同

D．这四种物质在氧气中完全燃烧后的产物是不同的

【答案】C

【详解】A、四种物质属于不同的碳单质，相互转化时有新物质生成，属于化学变化，该选项错误；

B、四种物质都由碳元素组成，但碳原子排列方式不同，属于不同的物质，该选项错误；

C、由所给结构示意图可看出，四种物质的碳原子排列结构不同，即化学结构不同，该选项正确；

D、四种物质都是碳单质，在氧气中完全燃烧的产物均为二氧化碳，产物相同，该选项错误。

【举一反三】

【变1-1】下列说法不正确的是

A．活性炭吸附能除去河水中所有杂质

B．二氧化硫是空气污染物之一

C．硫在氧气中燃烧，发出明亮蓝紫色火焰

D．金刚石是天然存在最硬的物质，可用来裁切玻璃

【答案】A

【详解】A.活性炭具有疏松多孔的结构，仅能吸附河水中的色素、异味等部分杂质，无法去

除可溶性无机盐、微生物等所有杂质，说法错误。

B.二氧化硫是常见空气污染物，是引发酸雨的主要污染物之一，说法正确。

C.硫在氧气中燃烧时，会发出明亮的蓝紫色火焰，同时生成有刺激性气味的气体，说法正确。

D.金刚石是天然存在的硬度最高的物质，因此可制作玻璃刀用于裁切玻璃，说法正确。

【变1-2】下列物质的用途与性质对应正确的是

A．石墨作电极利用其硬度大

B．金刚石用于电钻的钻头利用其吸附性强

C．活性炭在防毒面具中吸附毒气利用其导电性好

D．木炭用作燃料利用其具有可燃性

【答案】D

【详解】A.石墨作电极是利用其优良的导电性，且石墨质软硬度小，性质和用途不匹配；

B.金刚石是自然界天然存在的硬度最大的物质，用作钻头是利用其硬度大的性质，金刚石无吸附性，性质和用途不匹配；

C.活性炭结构疏松多孔，具有强吸附性，防毒面具中吸附毒气是利用其吸附性，和导电性无关，性质和用途不匹配；

D.木炭具有可燃性，燃烧时释放大量热量，可用作燃料，性质和用途匹配。

二、碳单质的化学性质（常温稳定，高温活泼）

1. 常温下，碳的化学性质稳定

碳原子最外层 4 个电子，不易得失电子，常温不易与其他物质反应。

生活实例：

① 古代字画（墨由炭黑制成）历经千年不褪色；

② 木质电线杆埋入地下部分烧焦碳化，耐腐蚀、不易腐烂。

2. 可燃性（碳与氧气反应，可用作燃料）

氧气充足，充分燃烧：（放热，生成二氧化碳）

氧气不足，不充分燃烧：（放热，生成有毒一氧化碳）

提醒：密闭空间烧木炭易产生 CO，引发中毒。

3. 还原性（高温下，碳夺取氧化物中的氧，作还原剂）

（1）碳还原氧化铜（木炭还原氧化铜实验）

反应：