化学启航·2026年暑假人教版九年级化学预习手册20《第六单元碳和碳的氧化物课题1碳单质的多样性》预习讲义

化学启航·2026年暑假人教版九年级化学预习手册20 《第六单元碳和碳的氧化物课题1碳单质的多样性》预习讲义 一．预习目标 ( 1.宏观上区分金刚石、石墨、C 60 、无定形碳的外观、物理性质与实际用途；微观层面理解三种碳单质物理性质差异的根本原因是碳原子排列方式不同，建立宏观性质由微观结构决定的思维。 2.能独立完成活性炭吸附红墨水的家庭小实验，观察并记录实验现象；能自主对比分析金刚石、石墨结构模型，归纳结构 — 性质 — 用途三者逻辑关系，初步学会利用对比实验研究物质性质。 3.明确金刚石与石墨之间的相互转化属于化学变化，理解同种元素可组成不同单质，破除 “ 一种元素只能组成一种单质 ” 的固有认知，认识物质的多样性。 4.了解石墨烯、碳纳米管等新型碳材料在航天、新能源领域的应用，关注化学新材料发展；知晓活性炭在净水、防毒中的社会价值，体会化学服务生活与社会发展，树立合理利用化学材料的意识。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1.   金刚石、石墨的物理性质、对应的生活与工业用途；活性炭的吸附性及应用场景； 2.   牢固掌握结构决定性质，性质决定用途的核心化学逻辑； 3.   区分纯净碳单质与无定形碳（木炭、活性炭等混合物）。 （二）难点 1.   从微观视角理解：均由碳元素组成的金刚石、石墨物理性质差距极大的本质原因； 2.   精准辨析概念：只含一种元素的物质不一定是单质，可能为混合物； 3.   区分金刚石、石墨转化时发生的变化类型（化学变化）。 ) 三．自主探究 （一）初识碳的三种基础单质 1.金刚石 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。 （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 观察下列石墨图片，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。 （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被称为足球烯。 (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。 4.金刚石、石墨和C60的比较 对比维度 金刚石 石墨 C60 构成粒子 碳原子（正四面体网状结构） 碳原子（层状平面结构） C60分子（足球状笼形） 物理性质 硬度最大、无色透明、不导电 质软滑腻、灰黑色、导电导热 硬度中等、有金属光泽、不导电 用途 切割刀具、钻石饰品 电极、铅笔芯、润滑剂 纳米材料、催化剂载体 差异原因 碳原子的排列方式不同（核心本质） （二）无定形碳与活性炭 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。 木炭 焦炭 活性炭 炭黑 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。 （2）现象：红色褪去，溶液变成无色。 （3）结论：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？ 显微镜下看到的木炭的结构如图所示： 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。 3、木炭、焦炭、活性炭和炭黑的用途 物质 核心特性 主要用途（结合教材重点+生活/工业场景） 木炭 可燃性、还原性、吸附性较弱 1. 生活取暖、烧烤燃料；2. 冶金工业中还原少量金属氧化物；3. 简易净水（吸附部分杂质） 焦炭 可燃性强、还原性突出、质地坚硬 1. 高炉炼铁的核心还原剂（教材重点）；2. 铸造工业中作为燃料和骨架；3. 生产电石（制备乙炔） 活性炭 吸附性极强（多孔结构） 1. 净水器/空气净化器吸附异味、色素、有毒气体（如甲醛）；2. 食品工业脱色（如白糖精制）；3. 防毒面具滤毒罐核心材料 炭黑 黑色粉末、耐磨性好、补强性强 1. 橡胶工业（轮胎、密封圈）增强耐磨性；2. 油墨、油漆、鞋油的黑色颜料；3. 电池电极填充剂（提升导电性） （三）“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” （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）碳的稳定性 为什么用碳素墨水书写的档案能长期保存？为什么枕木和木制电线杆在埋入地下前，都将其表面烧焦？ 单质碳常温下的稳定性，能使字画能够保存很长时间而不色；枕木和木制电线杆经过炭化后能防止木头腐烂。碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。 【解释】碳原子最外层有4个电子，得失电子难度大，因此常温下化学性质稳定，不易与氧气、水等物质发生反应。 【应用】：除了制作碳素墨水，碳的稳定性还用于制作电极、耐高温仪器等，避免在常温环境中发生化学变化。 （六）碳的可燃性（实验情境分析） 【实验对比】 炭在空气中燃烧 炭在氧气中燃烧 发出红光，燃烧不剧烈 剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种 能使澄清石灰水变浑浊的气体。 化学方程式：C + O2 === (点燃) CO2 讨论：碳在氧气中燃烧，是否只生成二氧化碳气体？ （1）完全燃烧 ①化学方程式：C + O2 === (点燃) CO2 ②各物质质量比：m(C):m(O2):m(CO2)=12:32:44 = 3:8:11 ③含义：每 3份质量的碳 与 8份质量的氧气 完全反应，生成 11份质量的二氧化碳。 （2）不完全燃烧 ①化学方程式：2C + O2 === (点燃)2CO ②各物质质量比：m(C):m(O2):m(CO)=(2×12):32:(2×28)=24:32:56=3:4:7 ③含义：每 3份质量的碳 与 4份质量的氧气 反应，生成 7份质量的一氧化碳。 （3）对比结论 相同质量的碳，完全燃烧时消耗的氧气更多，生成的产物是无毒的CO2；不完全燃烧时消耗氧气更少，生成有毒的CO，且会造成燃料浪费. （4）关键提醒 ①碳的不完全燃烧会产生有毒的一氧化碳，因此室内燃煤、烧炭时必须保持通风，防止中毒。 ②相同反应物（碳和氧气），因反应条件（氧气浓度）不同，产物不同，体现“条件影响反应结果”的化学思想 （七）碳的还原性（木炭还原氧化铜实验） 1.实验装置： ①试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管）， ②试管内装入木炭粉与氧化铜粉末的混合物（质量比约1:10）， ③导管通入澄清石灰水，酒精灯外罩金属网罩（集中火焰，提高温度）。 2.实验步骤： ①检查装置气密性； ②装入药品并固定装置； ③点燃酒精灯，先预热再集中加热； ④观察到澄清石灰水变浑浊、黑色固体变红后，先移导管再熄灯； ⑤冷却后倒出试管内物质观察。 3.反应原理： C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑， 碳夺取氧化铜中的氧，被氧化为二氧化碳，氧化铜被还原为铜。 4.现象分析： ①黑色固体变红（氧化铜→铜）； ②澄清石灰水变浑浊（生成二氧化碳）。 （八）基于木炭还原氧化铜反应认识氧化还原反应 木炭还原氧化铜的化学反应方程式为：C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑，我们可以从得氧失氧、元素化合价变化两个层面，初步认识氧化还原反应。 1.从得氧、失氧角度分析: （1）氧化反应：木炭（C）在反应中得到氧，生成二氧化碳（CO2），发生了氧化反应，木炭具有还原性，是该反应的还原剂。 （2）还原反应：氧化铜（CuO）在反应中失去氧，生成铜（Cu），发生了还原反应，氧化铜具有氧化性，是该反应的氧化剂。 （3）结论：氧化反应和还原反应同时发生，这类反应统称为氧化还原反应。 2. 从元素化合价变化角度分析 标出反应前后各元素的化合价： （1）化合价升高：碳元素的化合价从0价升高到+4价，对应碳发生氧化反应。 （2）化合价降低：铜元素的化合价从+2价降低到0价，对应氧化铜发生还原反应。 （3）结论：有元素化合价升降的反应，就是氧化还原反应（这是氧化还原反应的判断依据）。 四．经典例题 例1.（2025 盐城盐都区九年级期末）天然物质里硬度最大的是（ ） A.石墨 B.金刚石 C.木炭 D.C60 【答案】：B 【解析】：金刚石是天然存在硬度最大的物质；石墨质软，木炭、C60硬度远小于金刚石。 例2.（2025 苏州吴中区期末）活性炭净水器可除去水中色素与异味，利用活性炭的（） A.可燃性 B.稳定性 C.吸附性 D.导电性 【答案】：C 【解析】：活性炭具备疏松多孔结构，拥有吸附性，吸附色素、异味，全程无新物质生成，属于物理性质。 例3.（2026 南通通州区一模）金刚石与石墨物理性质差异悬殊，根本原因是（ ） A.组成元素不同 B.碳原子排列方式不同 C.碳原子大小不同 D.相对原子质量不同 【答案】：B 【解析】：二者均只由碳元素组成，微观上碳原子的空间排布结构不同，造成物理性质巨大差异。 例4.（2025 扬州江都区期末）下列物质属于纯净物的是（ ） A.木炭 B.金刚石 C.活性炭 D.焦炭 【答案】：B 【解析】：木炭、活性炭、焦炭都属于无定形碳，含有多种杂质，属于混合物；金刚石是由碳原子构成的纯净单质。 例5.（2026 泰州姜堰区二模）关于C60说法正确的是（ ） A.由60个碳原子直接构成 B.属于化合物 C.一个C60分子含60个碳原子 D.碳元素化合价为+2价 【答案】：C 【解析】：C60由C60分子构成，1个分子包含60个碳原子；只含碳元素，属于单质，单质中元素化合价为0。 例6.（2025 镇江丹徒区期末）下列物质用途与性质对应错误的是（ ） A.金刚石裁玻璃——硬度大 B.石墨作电极——导电性优良 C.活性炭除甲醛——稳定性强 D.石墨制铅笔芯——质地柔软 【答案】：C 【解析】：活性炭去除甲醛依靠吸附性，不是化学稳定性。 例7.下列关于碳的化学性质的说法中，错误的是（ ） A. 常温下碳的化学性质不活泼，所以用墨书写的字画能长久保存 B. 碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，两种反应都是放热反应 C. 碳与氧化铜反应时，碳被还原，氧化铜被氧化 D. 碳与二氧化碳反应需要高温条件，且该反应是吸热反应 【答案】：C 【解析】：选项A：常温下碳化学性质稳定，不易与其他物质反应，墨的主要成分是碳，因此字画能长期保存，A正确。选项B：碳的完全燃烧和不完全燃烧都放出热量，产物分别为CO₂和CO，B正确。选项C：碳与氧化铜反应中，碳夺取氧化铜中的氧，被氧化为CO₂，氧化铜失去氧被还原为Cu，因此碳是还原剂，被氧化，C错误。选项D：碳与CO₂反应的条件是高温，反应过程吸收热量，属于吸热反应，D正确。 例8.2025年方大炭素成功实现核级石墨国产化，核级石墨作为第四代核能系统的“骨架”，在高温环境下仍能保持稳定性能，这体现了碳单质的哪种化学性质？（ ） A. 可燃性 B. 还原性 C. 常温下不活泼 D. 高温下化学性质稳定 【答案】：D 【解析】：核级石墨需在高温堆芯中发挥作用，其稳定性能说明碳单质在高温下化学性质稳定，不易与其他物质反应；A选项可燃性是碳与氧气反应的性质，B选项还原性是碳夺取氧化物中氧的性质，C选项强调常温下的稳定性，均不符合题意。 例9.于谦《石灰吟》中“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲”，石灰石（主要成分为CaCO3）高温煅烧生成CaO和CO2，该反应中涉及的碳的化学性质是（ ） A. 碳单质的可燃性 B. 碳单质的还原性 C. 含碳化合物的热稳定性 D. 碳单质的稳定性 【答案】：C 【解析】：反应中是含碳化合物CaCO3在高温下分解，体现了含碳化合物的热稳定性（高温下易分解）；该反应不涉及碳单质，故A、B、D错误。 例10.学生用黑色碳素笔书写的作业能长期保存，而红色水性笔书写的内容易褪色，原因是碳素笔中的墨汁含（ ） A. 石墨 B. 活性炭 C. 焦炭 D. 金刚石 【答案】：A 【解析】：碳素笔墨汁的主要成分是石墨（碳单质），常温下化学性质稳定，故字迹能长期保存；活性炭用于吸附，焦炭用于冶金，金刚石硬度大用于切割，均不用于墨汁，B、C、D错误。 例11.（2025 徐州铜山区期末）阅读碳单质相关素材，完成填空与选择 金刚石、石墨、C60均由碳元素组成，石墨在高温、高压、催化剂条件下可以转化为金刚石。 (1) 金刚石、石墨物理性质不同的微观原因是________；二者化学性质相似的原因是________。（每空2空） (2) 石墨转化为金刚石属于______（填“物理”或“化学”）变化。 (3) 下列说法正确的是______（单选） A. 同种元素只能组成一种单质 B. C60的相对分子质量为720 C. 石墨中碳原子静止不动 (4) 活性炭可以用于冰箱除味，利用其______结构带来的吸附性。 (5) 焦炭在工业上主要用于______。 【答案】(1) 碳原子排列方式不同；都由碳元素组成(2) 化学(3) B(4) 疏松多孔(5) 冶炼金属（炼铁） 【解析】(1) 结构决定物理性质，元素组成决定基础化学性质；(2) 生成新物质金刚石，属于化学变化；(3) A氧元素可组成O2、O3；分子、原子永远不断运动，C错误；(4)(5)为无定形碳基础用途。 例12.2026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。 例13.2025年我国科研团队成功研发“人工海洋碳循环系统”，该系统通过电催化装置从海水中捕获二氧化碳，再经系列反应转化为可降解塑料，其核心反应涉及碳单质的化学性质应用。结合该技术及碳的化学性质，回答下列问题： （1）该系统中碳单质与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，反应方程式为2C + O2 === (点燃)2CO ，此反应体现了碳单质的______性，反应中碳元素的化合价由______价变为+2价。 （2）下列关于该反应的说法正确的是（ ） A. 二氧化碳是还原剂 B. 反应属于化合反应 C. 反应前后碳元素质量减少 D. 反应不需要任何反应条件 （3）系统最终生成的可降解塑料（如聚乳酸）中含碳元素，下列物质中碳单质化学性质与其相似的是（ ） A. 金刚石 B. 碳酸钙 C. 一氧化碳 D. 碳酸 （4）该系统捕集二氧化碳时，若碳单质燃烧提供能量，氧气充足时燃烧的化学方程式为______，此反应与碳还原二氧化碳的反应，相同点是______（填“都放热”“都有化合价变化”或“都生成气体”）。 （5）下列实验现象能证明碳单质还原性的是（ ） A. 碳燃烧发出白光 B. 碳与氧化铜反应生成红色固体 C. 活性炭吸附异味 D. 石墨导电 （6）该技术实现了碳的循环利用，下列关于碳单质化学性质的说法错误的是（ ） A. 常温下碳单质化学性质不活泼 B. 碳的可燃性和还原性本质都是化合价变化 C. 碳单质只能与氧化物反应 D. 高温下碳单质的化学性质更活泼 【答案】（1）还原；0 （2） B （3）A （4）2C + O2 === (点燃)2CO ；都有化合价变化 （5） B （6） C 【解析】（1）碳与二氧化碳反应时，碳夺取CO2中的氧，体现还原性；反应前碳单质中碳元素化合价为0价，反应后变为+2价。（2）反应中二氧化碳提供氧，是氧化剂（A错误）；反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应（B正确）；根据质量守恒定律，反应前后碳元素质量不变（C错误）；反应需要高温条件（D错误）。（3）碳单质（如金刚石、石墨）化学性质相似，碳酸钙、碳酸是含碳化合物，一氧化碳是氧化物，均不属于碳单质（A正确，B、C、D错误）。（4）碳在氧气充足时燃烧生成CO2，方程式为 C + O2 === (点燃) CO2；碳燃烧和碳还原CO2的反应中，碳元素化合价均发生变化（燃烧时0价→+4价，还原反应时0价→+2价），燃烧放热但还原反应吸热，还原反应生成一种气体，燃烧也生成一种气体，但“都有化合价变化”是核心相同点。（5）碳还原氧化铜生成红色铜单质，证明碳能夺取氧化物中的氧，体现还原性（B正确）；A体现可燃性，C、D体现物理性质，均与还原性无关。（6）碳单质不仅能与氧化物反应，还能与氧气反应（可燃性）（C错误）；常温下碳化学性质稳定，高温下活泼性增强，可燃性和还原性均涉及化合价升降，A、B、D说法正确。 五．夯实基础 （一）选择题 1．碳单质存在形式有多种，用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是(　　) 【答案】D 【解析】A、由于石墨很软，具有深灰色，可用作铅笔芯，体现了石墨的用途，故不符合题意;B、由于石墨有优良的导电性，可用作电极，体现了石墨的用途，故不符合题意;C、由于金刚石的硬度大，可用作玻璃刀，体现了金刚石的用途，故不符合题意;D、由于活性炭有吸附性，可用作净水器的吸附剂，体现活性炭的用途，故符合题意。 2.（2025 盐城大丰区期末）铅笔芯的主要成分是（ ） A.铅 B.石墨 C.活性炭 D.金刚石 【答案】：B 【解析】：铅笔芯由石墨和黏土混合制成，不含金属铅。 3.（2026 常州武进区一模）下列各组物质，属于同素异形体（同种元素组成不同单质）的是（ ） A.氧气、液氧 B.金刚石、石墨 C.水、过氧化氢 D.一氧化碳、二氧化碳 【答案】：B 【解析】：A是同种物质不同状态；C、D均由两种元素组成，不符合单质要求。 4.（2025 淮安淮阴区期末）下列变化中，发生化学变化的是（ ） A.木炭吸附色素 B.金刚石切割大理石 C.石墨燃烧 D.活性炭过滤河水 【答案】：C 【解析】：燃烧生成二氧化碳，有新物质生成，属于化学变化；其余均为物理变化。 5.（2026 无锡惠山区二模）关于C60分子的说法正确的是（） A.它是一种新型化合物 B.每个C60分子由60个碳原子构成 C.它不能在氧气中燃烧 D.相对分子质量为60 【答案】：B 【解析】：C60是碳单质，可以燃烧；相对分子质量=12×60=720。 6.（2025 泰州兴化期末）物质结构决定性质，下列说法不正确的是（ ） A.金刚石网状结构硬度大 B.石墨层状结构层间作用力小，质地柔软 C.活性炭多孔结构具备吸附性 D.碳原子结构相同，所有碳单质物理性质完全一致 【答案】：D 【解析】：碳原子排列方式不同，碳单质物理性质差别很大。 7.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 【答案】D 【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。 8.诗句“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中，蜡烛燃烧涉及碳元素的反应，下列说法正确的是（ ） A. 蜡烛燃烧只生成CO2 B. 蜡烛中的碳单质常温下不活泼 C. 蜡烛燃烧是碳的还原性反应 D. 氧气充足时，碳充分燃烧生成CO2 【答案】：D 【解析】：蜡烛含碳元素，氧气充足时碳充分燃烧生成CO2，氧气不足时生成CO，A错误；蜡烛中含碳元素但并非碳单质，B错误；燃烧是碳与氧气的化合反应，体现可燃性而非还原性，C错误。 9.课堂上老师演示“烧纸实验”：折叠的纸燃烧产生浓烟（有焦炭味），展开的纸燃烧无明显烟雾，这说明碳的燃烧是否充分与（ ）有关 A. 碳的种类 B. 氧气接触面积 C. 温度 D. 纸的材质 【答案】：B 【解析】：折叠的纸与氧气接触面积小，燃烧不充分生成CO和炭黑（浓烟）；展开的纸与氧气接触面积大，燃烧充分生成CO₂，故差异与氧气接触面积有关，A、C、D不是主要因素。 10.学生分组实验“木炭还原氧化铜”，装置中酒精灯加网罩的目的是（ ） A. 防止酒精挥发 B. 集中火焰提高温度 C. 防止空气污染 D. 使加热更均匀 【答案】：B 【解析】：木炭还原氧化铜需要高温条件，酒精灯加网罩能集中火焰，提高局部温度以满足反应需求；A、C、D均不是网罩的作用，故错误。 （二）非选择题 11.写出下列反应的化学方程式： （1）碳在氧气中完全燃烧：________________________ （2）碳还原氧化铜：________________________ （3）碳与二氧化碳反应：________________________ 【答案】：（1）C + O2 === (点燃) CO2 （2）C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑（3）C + CO2=== (高温)2CO 【解析】：书写化学方程式时需注意配平、反应条件和气体符号，碳的还原反应条件均为“高温”。 12.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2025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。 13.明代于谦的《咏煤炭》中写道：“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”，诗中“乌金”指煤炭（主要成分为碳单质），蕴含着丰富的化学知识。结合碳的化学性质，回答下列问题： （1）诗中“嚼火燃回春浩浩”描述煤炭燃烧放热，氧气充足时反应的化学方程式为______，此过程体现了碳单质的______性。 （2）煤炭燃烧时若氧气不足，会生成有毒气体一氧化碳，下列关于该反应的说法错误的是（ ） A. 属于氧化反应 B. 反应中碳元素化合价升高 C. 反应放热 D. 产物能使澄清石灰水变浑浊 （3）古代用煤炭冶炼金属，利用了碳单质的还原性，碳还原氧化铁的反应方程式为3C + Fe2O3=== (高温)4Fe + 3CO2↑，该反应中还原剂是（ ） A. Fe2O3 B. C C. Fe D. CO2 （4）煤炭的主要成分是碳单质，常温下其化学性质______，因此古代用煤炭烧制的器物能长期保存；碳单质的这一性质与原子结构中______电子数有关。 （5）下列诗词中，也涉及碳单质可燃性的是（ ） A. “千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲” B. “野火烧不尽，春风吹又生” C. “春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干” D. “炉火照天地，红星乱紫烟” （6）关于碳单质的化学性质，下列说法正确的是（ ） A. 碳单质只能燃烧生成一种产物 B. 碳的还原性仅用于冶炼金属 C. 金刚石、石墨的化学性质相似 D. 碳单质与所有物质都不反应 【答案】（1）C + O2 === (点燃) CO2 ；可燃 （2） D （3） B （4） 不活泼；最外层4 （5）B （6） C 【解析】（1）煤炭（碳单质）在氧气充足时燃烧生成CO2，方程式为C + O2 === (点燃) CO2 ，燃烧体现可燃性。（2）碳不充分燃烧生成CO，CO不能使澄清石灰水变浑浊（D错误）；该反应是碳与氧气的反应，属于氧化反应，碳元素从0价升高到+2价，燃烧均放热，A、B、C正确。 （3）碳还原氧化铁时，碳夺取Fe2O3中的氧，被氧化，属于还原剂（B正确）；Fe2O3是氧化剂，Fe是还原产物，CO2是氧化产物。（4）常温下碳单质化学性质不活泼，原因是碳原子最外层有4个电子，既不易得电子也不易失电子，因此器物能长期保存。（5）“野火烧不尽”描述草木燃烧，草木中含碳元素，涉及碳单质的可燃性（B正确）；A是碳酸钙高温分解，C是蜡烛（有机物）燃烧，D是冶炼金属（还原性），均不直接涉及碳单质可燃性。（6）金刚石、石墨均为碳单质，化学性质相似（C正确）；碳燃烧可生成CO或CO2（A错误）；碳的还原性还可用于制备CO（与CO2反应）（B错误）；碳单质常温下不活泼，但高温下能与多种物质反应（D错误）。 六．巩固训练 （一）选择题 1．下列物质的用途正确的是（　 　） A.木炭用于防毒面具 B．炭黑用于制铅笔芯 C．石墨用于作墨汁 D．氮气用作制氮肥 【答案】：D 【解析】：A. 木炭用于防毒面具：防毒面具用活性炭，活性炭疏松多孔，吸附能力远强于木炭。B. 炭黑用于制铅笔芯：铅笔芯主要成分是石墨，质软，刻画可留下痕迹。C. 石墨用于作墨汁：墨汁原料是炭黑，常温化学性质稳定，不易褪色。D. 氮气用作制氮肥：氮气含有氮元素，可以用来生产氮肥。 2.（2025 徐州云龙区期末）下列碳单质中，属于分子构成的是（ ） A.金刚石 B.石墨 C.C60 D.活性炭 【答案】：C 【解析】：金刚石、石墨由碳原子直接构成；活性炭为混合物；C60由分子构成。 3.（2026 镇江京口一模）区分金刚石和石墨可行的方法是（ ） A.观察元素组成 B.测定硬度 C.观察颜色无法区分 D.闻气味 【答案】：B 【解析】：组成元素相同，都无味；金刚石硬度远大于石墨，可以通过硬度区分。 4.（2025 宿迁沭阳期末）净水器中活性炭层主要作用是（ ） A.杀菌消毒 B.除去泥沙 C.吸附色素异味 D.软化硬水 【答案】：C 【解析】：过滤除去泥沙；活性炭负责吸附；杀菌、硬水软化需要额外试剂。 5．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可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图： 下列有关说法错误的是（ ） A．碳纤维属于无定形碳 B．一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化 C．不同碳单质中碳原子的排列方式不同 D．不同的碳单质，化学性质相似 【答案】：B 【解析】：A由题图分类，碳纤维归属于无定形碳，说法正确。B石墨和金刚石是两种不同的碳单质，石墨转化为金刚石，有新物质生成，属于化学变化，不是物理变化，该选项错误。 C碳单质物理性质不同的根本原因就是碳原子排列方式不同，说法正确。D不同碳单质都由碳元素组成，所以化学性质相似（比如都可以燃烧），说法正确。 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有很多，部分结构如图，完成6-8小题。 6．关于碳单质的说法错误的是（ ） A．石墨和金刚石由不同种原子构成 B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．石墨很软且有滑腻感 D．活性炭可用作冰箱除臭 【答案】：A 【解析】：A石墨、金刚石都是由碳原子构成，只是碳原子排列方式不同，不是不同种原子，错误。B金刚石是天然存在最硬的物质，正确。C石墨质软、有滑腻感，正确。 D活性炭有吸附性，可除去冰箱异味，正确。 7．关于C60的说法错误的是（ ） A．C60分子很稳定 B．每个C60分子中含有60个碳原子 C．相对分子质量为60 D．可应用于超导、催化等领域 【答案】：C 【解析】：A C60分子结构稳定，正确。 B每个C60分子含有60个碳原子，正确。C相对分子质量=12×60=720，不是60，错误。 D可用于超导、催化等领域，正确。 8．石墨烯是最薄、传导电子速度最快的材料，关于石墨烯的说法错误的是（ ） A．完全燃烧的产物为CO2 B．常温下化学性质稳定 C．具有导电性 D．碳元素的化合价为+4 【答案】：D 【解析】：A石墨烯是碳单质，完全燃烧生成CO2，正确。B：碳单质常温化学性质稳定，正确。C：石墨烯导电性能很好，正确。D：石墨烯属于单质，单质中元素化合价为0，不是+4，错误。 9.（2026 盐城滨海一模）下列说法错误的是（ ） A.结构决定性质，性质决定用途 B.C60由60个碳原子构成一个分子 C.所有含碳元素的单质都是黑色固体 D.金刚石是天然硬度冠军 【答案】：C 【解析】：金刚石为无色透明固体，不是黑色。 10.（2025 无锡锡山期末）下列各组物质按照单质、混合物顺序排列的是（ ） A.金刚石、冰水混合物 B.石墨、活性炭 C.C60、干冰 D.炭黑、焦炭 【答案】：B 【解析】：冰水、干冰属于纯净化合物；炭黑属于混合物。 11.某同学用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上点燃后伸入氧气瓶中，观察到剧烈燃烧、发出白光，该反应的化学方程式为（ ） A.C + O2 === (点燃) CO2 B.2C + O2 === (点燃)2CO C.C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑ D.C + CO2=== (高温)2CO 【答案】：A 【解析】：木炭在氧气中充分燃烧生成CO2，现象为剧烈燃烧、发出白光；B选项是氧气不足时的反应，现象为产生蓝色火焰，C、D选项均需高温条件，且不涉及氧气燃烧，故错误。 12.（2026 宿迁泗洪三模）关于碳单质燃烧，下列叙述正确的是（ ） A.金刚石不能燃烧 B.石墨充分燃烧只生成CO2 C.C60燃烧产物一定是CO D.所有碳单质燃烧都无现象 【答案】：B 【解析】：碳单质充分燃烧都生成CO2，金刚石可以燃烧；剧烈燃烧伴随发光放热现象。 13.（2025 镇江润州期末）用途与性质匹配正确的组合是（ ） ①金刚石钻头——硬度大 ②石墨电刷——导电性 ③活性炭净水——吸附性 ④炭黑轮胎——润滑性 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 【答案】：A 【解析】：炭黑加入轮胎中增强耐磨性、着色，不依靠润滑性。 14．实验小组的同学按照图1所示装置进行木炭还原氧化铜的实验，实验时，试管中固体的质量随加热时间的变化如图2所示，下列分析错误的是（　　） A．M点时反应未开始 B．N点对应的固体物质只有两种 C．M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 D．反应中木炭表现出还原性，将氧化铜还原为铜 【答案】：B 【解析】A选项：M点固体质量还没有下降，反应还未开始， B选项：N点反应正在进行中，固体有：生成的Cu，未反应完的木炭、氧化铜，固体有三种，不是两种，C选项：根据质量守恒，固体减少的质量 = 生成CO2气体的质量。D选项：木炭夺取氧化铜中的氧，木炭作还原剂，表现还原性，把CuO还原成Cu。 15.已知：CuO+2C2Cu +CO2↑。下图表示一定质量的CuO和C固体混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中，不正确的是（ ） A． t1时，开始发生反应 B． t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变 C． c是固体混合物的质量 D． d是二氧化碳的质量 【答案】：C 【解析】 A：t1物质质量开始变化，反应开始，B：反应前后铜元素全部留在固体中，铜元素质量不变，C：固体混合物质量随着反应进行不断减小；而图像中b曲线质量增大，所以b不是固体混合物质量，D：d质量不断增加，是生成物CO2的质量。 （二）非选择题 16．某校同学在学完“碳的几种单质”一节后，自制了三个简易净水器(如图所示)，并分别向其中添加了如下表所示的物质，做了三个对比实验。首先取一个大烧杯，装满水，并向其中滴加几滴红墨水，搅拌均匀后，将其分成等体积的三份，再分别倒入三个净水器中，同学们把观察到的溶液的颜色变化情况记录如下： 实验序号 添加物质及质量 实验现象 实验一 1 g活性炭 溶液的红色变浅 实验二 2 g活性炭 溶液的红色消失 实验三 2 g木炭 溶液的红色变浅 (1)通过对上表的比较，请你提出两个问题。 ①___________________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________________. (2)通过实验，你能得出哪些结论？ ①___________________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________________. 【答案】(1)①实验一和实验二，为什么添加物质都是活性炭，实验二溶液的红色消失而实验一溶液的红色变浅？②实验二和实验三相比，为什么等质量的木炭和活性炭，实验二溶液的红色消失而实验三溶液的红色变浅？　(2)①活性炭的吸附作用比木炭强；②接触面积越大，吸附作用越强。 【解析】(1)从题中实验报告的数据和现象可知:①实验一和实验二相比，为什么都是活性炭，实验二红色消失，而实验一红色变浅?②实验二和实验三相比，为什么等质量的木炭和活性炭，实验二红色消失，而实验三红色变浅?(2)运用实验二和实验三活性炭吸附作用比木炭强(或接触面积越大，吸附作用越强) 16.中华民族有许多和传统节日有关的习俗。 （1）春节——喜贴春联。用墨汁书写的春联能长时间保存的原因是____________________。 （2）端午节——端午食粽。粽子是用糯米、馅料，用箬叶（或柊叶）包裹而成，味道松软可口，营养丰富。煮粽子时用天然气做燃料，天然气燃烧发生的是___________（填“物理变化”或“化学变化”）。 （3）中秋赏月——用手电筒。手电筒电池中石墨表现出优良的导电性能。石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是__________________________。 【答案】（1）常温下，碳的化学性质不活泼。（2）化学变化。 【解析】（1）用墨汁书写的春联能长时间保存的原因是常温下，碳的化学性质不活泼。（2）天然气燃烧生成水和二氧化碳，发生的是化学变化。（3）石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是碳原子排列方式不同。 17.在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(见图甲),又可用改进的微型实验装置(见图乙)。化学兴趣小组采用图乙装置,开展以下探究活动。 (1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式_________________________。  (2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是______________________。  (3)使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是____________________(写出一条即可)。  (4)用甲装置进行实验,完毕后先停止加热,可能引起的后果是_______________________。  【答案】(1)C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑。 (2)　黑色固体中逐渐有红色固体产生,澄清的石灰水变浑浊。(3)　操作简单(或其他合理答案)　 (4)液体倒流,引起试管炸裂。  【解析】(1)在高温的条件下,木炭与氧化铜反应 的化学方程式为 C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑,1碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,其中氧化铜失去氧发生了还原反应,碳得到氧发生了氧化反应,氧化铜是氧化剂、碳是还原剂,均为反应物;(2)碳和氧化铜均为黑色,铜是红色的,生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,均证明发生了化学反应;(3)微型实验装置药品用量较少,节约药品,现象明显,操作简单;(4)用甲装置进行实验,完毕后先停止加热,会导致液体倒吸入试管,而造成试管的炸裂 18.（2026 盐城东台三模）结合碳单质知识完成作答 (1) 写出两种天然存在的碳单质：________、________。 (2) 金刚石与石墨物理性质差异的微观根本原因：________________。 (3) 下列关于C60的计算正确的是（相对原子质量C：12）（ ） A.相对分子质量=720 B.分子由60个碳元素组成 C.属于氧化物 D.碳元素化合价为+1 (4) 活性炭净水，既能吸附异味色素，还不能除去水中________（填一种即可）。 (5) 石墨在高温高压下变成金刚石，该变化属于______变化，依据是________。 【答案】(1) 金刚石；石墨 (2) 碳原子排列方式不同 (3) A (4) 可溶性钙镁化合物（细菌等合理答案均可） (5) 化学；生成了新物质金刚石 【解析】元素只讲种类不讲个数；C60只含一种元素，是单质，化合价为0；活性炭无法除去可溶性离子。 19.碳家族材料在家居生活、工业生产和国防科技等方面有着广泛的应用。 （1）碳单质有几种不同的形式，如金刚石、石墨等，它们的化学性质相似，例如都具有 （2）近期化学家首次制造出纯碳环如图所示，极大地推动分子晶体管的发展。科学家在高真空的环境中，操作“氧碳"分子（C24O6），逐步除去其中的“氧”，步骤为：，最终得到环碳分子。 则Y为 （填化学式），写出x的一种用途： 。 （3）为减少污染，提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，此过程可认为是碳与水的反应，其微观示意图如图所示，请将其补画完整 。该反应的基本反应类型为 。 【答案】(1) 可燃性（或还原性）(2) C20O2；作燃料（或冶炼金属）(3) 生成物画出CO、H2分子；置换反应。 【解析】(1)金刚石、石墨都是碳单质，化学性质相似，都具有可燃性（或还原性）。(2) 反应每一步减少2个C、2个O，所以X=CO；C22O4去掉2CO得到Y=C20O2。 X是CO，用途：作燃料（或冶炼金属）。(3)碳和水蒸气反应： 微观：反应前：1个C、1个H2O；生成物：1个CO分子、1个H2分子。补画：生成物方框内画1个一氧化碳（1黑碳+1红氧）、1个氢气分子（2个小白氢原子）。该反应是单质+化合物生成新单质+新化合物，基本反应类型：置换反应。 20.某九年级学生小组在实验室开展“碳单质化学性质”探究实验，涉及木炭燃烧、木炭还原氧化铜两个核心实验，结合实验过程和现象，回答下列问题： (1)小组同学用木炭在氧气中燃烧，观察到______的现象，反应的化学方程式为C + O2 === (点燃) CO2，此反应中碳单质表现出______性。 (2)下列关于木炭燃烧实验的说法正确的是（ ） A. 实验时需先点燃木炭再伸入氧气瓶 B. 产物一定是二氧化碳 C. 反应不需要任何条件 D. 木炭完全燃烧时放出热量，不完全燃烧时吸收热量 (3)进行“木炭还原氧化铜”实验时，试管口略向下倾斜的目的是（ ） A. 便于通入氧气 B. 防止冷凝水倒流炸裂试管 C. 便于观察现象 D. 使加热更均匀 (4)实验中酒精灯加网罩的作用是______，反应一段时间后，试管内黑色粉末逐渐变为______色，证明反应生成了铜单质。 (5)若实验后试管内残留黑色固体，下列关于黑色固体成分的猜想合理的是（ ） A. 只有氧化铜 B. 只有木炭 C. 氧化铜和木炭的混合物 D. 以上都有可能 (6)下列实验操作能体现碳单质还原性的是（ ） A. 用活性炭净化水中色素 B. 观察石墨电极导电 C. 向木炭与氧化铜混合物中滴加稀盐酸 D. 高温加热木炭与氧化铁混合物 【答案】（1）剧烈燃烧、发出白光；可燃 （2） A （3） B （4） 集中火焰提高温度；红 （5） D （6） D 【解析】（1）木炭在氧气中充分燃烧的现象是剧烈燃烧、发出白光；该反应体现碳的可燃性。（2）实验时需先点燃木炭再伸入氧气瓶（A正确）；氧气不足时产物为CO（B错误）；燃烧需要点燃条件（C错误）；碳燃烧无论充分与否均放热（D错误）。（3）加热固体时，试管口略向下倾斜可防止反应生成的水或空气中的水蒸气冷凝回流，炸裂试管（B正确），与通入氧气、观察现象、加热均匀无关。（4）木炭还原氧化铜需要高温条件，酒精灯加网罩能集中火焰提高温度；反应生成的铜是红色固体，因此黑色粉末逐渐变红。（5）实验后残留黑色固体可能是未反应的氧化铜（A合理）、未反应的木炭（B合理），或两者均有剩余（C合理），因此以上都有可能（D正确）。（6）高温加热木炭与氧化铁混合物，碳夺取氧化铁中的氧生成铁，体现还原性（D正确）；A体现吸附性，B体现导电性（均为物理性质），C中木炭与稀盐酸不反应，均与还原性无关。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 化学启航·2026年暑假人教版九年级化学预习手册20 《第六单元碳和碳的氧化物课题1碳单质的多样性》预习讲义 一．预习目标 ( 1.宏观上区分金刚石、石墨、C 60 、无定形碳的外观、物理性质与实际用途；微观层面理解三种碳单质物理性质差异的根本原因是碳原子排列方式不同，建立宏观性质由微观结构决定的思维。 2.能独立完成活性炭吸附红墨水的家庭小实验，观察并记录实验现象；能自主对比分析金刚石、石墨结构模型，归纳结构 — 性质 — 用途三者逻辑关系，初步学会利用对比实验研究物质性质。 3.明确金刚石与石墨之间的相互转化属于化学变化，理解同种元素可组成不同单质，破除 “ 一种元素只能组成一种单质 ” 的固有认知，认识物质的多样性。 4.了解石墨烯、碳纳米管等新型碳材料在航天、新能源领域的应用，关注化学新材料发展；知晓活性炭在净水、防毒中的社会价值，体会化学服务生活与社会发展，树立合理利用化学材料的意识。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1.   金刚石、石墨的物理性质、对应的生活与工业用途；活性炭的吸附性及应用场景； 2.   牢固掌握结构决定性质，性质决定用途的核心化学逻辑； 3.   区分纯净碳单质与无定形碳（木炭、活性炭等混合物）。 （二）难点 1.   从微观视角理解：均由碳元素组成的金刚石、石墨物理性质差距极大的本质原因； 2.   精准辨析概念：只含一种元素的物质不一定是单质，可能为混合物； 3.   区分金刚石、石墨转化时发生的变化类型（化学变化）。 ) 三．自主探究 （一）初识碳的三种基础单质 1.金刚石 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。 （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 观察下列石墨图片，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。 （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被称为足球烯。 (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。 4.金刚石、石墨和C60的比较 对比维度 金刚石 石墨 C60 构成粒子 碳原子（正四面体网状结构） 碳原子（层状平面结构） C60分子（足球状笼形） 物理性质 硬度最大、无色透明、不导电 质软滑腻、灰黑色、导电导热 硬度中等、有金属光泽、不导电 用途 切割刀具、钻石饰品 电极、铅笔芯、润滑剂 纳米材料、催化剂载体 差异原因 碳原子的排列方式不同（核心本质） （二）无定形碳与活性炭 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。 木炭 焦炭 活性炭 炭黑 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。 （2）现象：红色褪去，溶液变成无色。 （3）结论：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？ 显微镜下看到的木炭的结构如图所示： 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。 3、木炭、焦炭、活性炭和炭黑的用途 物质 核心特性 主要用途（结合教材重点+生活/工业场景） 木炭 可燃性、还原性、吸附性较弱 1. 生活取暖、烧烤燃料；2. 冶金工业中还原少量金属氧化物；3. 简易净水（吸附部分杂质） 焦炭 可燃性强、还原性突出、质地坚硬 1. 高炉炼铁的核心还原剂（教材重点）；2. 铸造工业中作为燃料和骨架；3. 生产电石（制备乙炔） 活性炭 吸附性极强（多孔结构） 1. 净水器/空气净化器吸附异味、色素、有毒气体（如甲醛）；2. 食品工业脱色（如白糖精制）；3. 防毒面具滤毒罐核心材料 炭黑 黑色粉末、耐磨性好、补强性强 1. 橡胶工业（轮胎、密封圈）增强耐磨性；2. 油墨、油漆、鞋油的黑色颜料；3. 电池电极填充剂（提升导电性） （三）“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” （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）碳的稳定性 为什么用碳素墨水书写的档案能长期保存？为什么枕木和木制电线杆在埋入地下前，都将其表面烧焦？ 单质碳常温下的稳定性，能使字画能够保存很长时间而不色；枕木和木制电线杆经过炭化后能防止木头腐烂。碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化。 【应用】：除了制作碳素墨水，碳的稳定性还用于制作电极、耐高温仪器等，避免在常温环境中发生化学变化。 （六）碳的可燃性（实验情境分析） 【实验对比】 炭在空气中燃烧 炭在氧气中燃烧 发出红光，燃烧不剧烈 剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种 能使澄清石灰水变浑浊的气体。 化学方程式：C + O2 === (点燃) CO2 讨论：碳在氧气中燃烧，是否只生成二氧化碳气体？ （1）完全燃烧 ①化学方程式：C + O2 === (点燃) CO2 ②各物质质量比：m(C):m(O2):m(CO2)=12:32:44 = 3:8:11 ③含义：每 3份质量的碳 与 8份质量的氧气 完全反应，生成 11份质量的二氧化碳。 （2）不完全燃烧 ①化学方程式：2C + O2 === (点燃)2CO ②各物质质量比：m(C):m(O2):m(CO)=(2×12):32:(2×28)=24:32:56=3:4:7 ③含义：每 3份质量的碳 与 4份质量的氧气 反应，生成 7份质量的一氧化碳。 （3）对比结论 相同质量的碳，完全燃烧时消耗的氧气更多，生成的产物是无毒的CO2；不完全燃烧时消耗氧气更少，生成有毒的CO，且会造成燃料浪费. （4）关键提醒 ①碳的不完全燃烧会产生有毒的一氧化碳，因此室内燃煤、烧炭时必须保持通风，防止中毒。 ②相同反应物（碳和氧气），因反应条件（氧气浓度）不同，产物不同，体现“条件影响反应结果”的化学思想 （七）碳的还原性（木炭还原氧化铜实验） 1.实验装置： ①试管口略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管）， ②试管内装入木炭粉与氧化铜粉末的混合物（质量比约1:10）， ③导管通入澄清石灰水，酒精灯外罩金属网罩（集中火焰，提高温度）。 2.实验步骤： ①检查装置气密性； ②装入药品并固定装置； ③点燃酒精灯，先预热再集中加热； ④观察到澄清石灰水变浑浊、黑色固体变红后，先移导管再熄灯； ⑤冷却后倒出试管内物质观察。 3.反应原理： C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑， 碳夺取氧化铜中的氧，被氧化为二氧化碳，氧化铜被还原为铜。 4.现象分析： ①黑色固体变红（氧化铜→铜）； ②澄清石灰水变浑浊（生成二氧化碳）。 （八）基于木炭还原氧化铜反应认识氧化还原反应 木炭还原氧化铜的化学反应方程式为：C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑，我们可以从得氧失氧、元素化合价变化两个层面，初步认识氧化还原反应。 1.从得氧、失氧角度分析: （1）氧化反应：木炭（C）在反应中得到氧，生成二氧化碳（CO2），发生了氧化反应，木炭具有还原性，是该反应的还原剂。 （2）还原反应：氧化铜（CuO）在反应中失去氧，生成铜（Cu），发生了还原反应，氧化铜具有氧化性，是该反应的氧化剂。 （3）结论：氧化反应和还原反应同时发生，这类反应统称为氧化还原反应。 2. 从元素化合价变化角度分析 标出反应前后各元素的化合价： （1）化合价升高：碳元素的化合价从0价升高到+4价，对应碳发生氧化反应。 （2）化合价降低：铜元素的化合价从+2价降低到0价，对应氧化铜发生还原反应。 （3）结论：有元素化合价升降的反应，就是氧化还原反应（这是氧化还原反应的判断依据）。 四．经典例题 例1.（2025 盐城盐都区九年级期末）天然物质里硬度最大的是（ ） A.石墨 B.金刚石 C.木炭 D.C60 例2.（2025 苏州吴中区期末）活性炭净水器可除去水中色素与异味，利用活性炭的（） A.可燃性 B.稳定性 C.吸附性 D.导电性 例3.（2026 南通通州区一模）金刚石与石墨物理性质差异悬殊，根本原因是（ ） A.组成元素不同 B.碳原子排列方式不同 C.碳原子大小不同 D.相对原子质量不同 例4.（2025 扬州江都区期末）下列物质属于纯净物的是（ ） A.木炭 B.金刚石 C.活性炭 D.焦炭 例5.（2026 泰州姜堰区二模）关于C60说法正确的是（ ） A.由60个碳原子直接构成 B.属于化合物 C.一个C60分子含60个碳原子 D.碳元素化合价为+2价 例6.（2025 镇江丹徒区期末）下列物质用途与性质对应错误的是（ ） A.金刚石裁玻璃——硬度大 B.石墨作电极——导电性优良 C.活性炭除甲醛——稳定性强 D.石墨制铅笔芯——质地柔软 例7.下列关于碳的化学性质的说法中，错误的是（ ） A. 常温下碳的化学性质不活泼，所以用墨书写的字画能长久保存 B. 碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，两种反应都是放热反应 C. 碳与氧化铜反应时，碳被还原，氧化铜被氧化 D. 碳与二氧化碳反应需要高温条件，且该反应是吸热反应 例8.2025年方大炭素成功实现核级石墨国产化，核级石墨作为第四代核能系统的“骨架”，在高温环境下仍能保持稳定性能，这体现了碳单质的哪种化学性质？（ ） A. 可燃性 B. 还原性 C. 常温下不活泼 D. 高温下化学性质稳定 例9.于谦《石灰吟》中“千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲”，石灰石（主要成分为CaCO3）高温煅烧生成CaO和CO2，该反应中涉及的碳的化学性质是（ ） A. 碳单质的可燃性 B. 碳单质的还原性 C. 含碳化合物的热稳定性 D. 碳单质的稳定性 例10.学生用黑色碳素笔书写的作业能长期保存，而红色水性笔书写的内容易褪色，原因是碳素笔中的墨汁含（ ） A. 石墨 B. 活性炭 C. 焦炭 D. 金刚石 例11.（2025 徐州铜山区期末）阅读碳单质相关素材，完成填空与选择 金刚石、石墨、C60均由碳元素组成，石墨在高温、高压、催化剂条件下可以转化为金刚石。 (1) 金刚石、石墨物理性质不同的微观原因是________；二者化学性质相似的原因是________。（每空2空） (2) 石墨转化为金刚石属于______（填“物理”或“化学”）变化。 (3) 下列说法正确的是______（单选） A. 同种元素只能组成一种单质 B. C60的相对分子质量为720 C. 石墨中碳原子静止不动 (4) 活性炭可以用于冰箱除味，利用其______结构带来的吸附性。 (5) 焦炭在工业上主要用于______。 例12.2026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 例13.2025年我国科研团队成功研发“人工海洋碳循环系统”，该系统通过电催化装置从海水中捕获二氧化碳，再经系列反应转化为可降解塑料，其核心反应涉及碳单质的化学性质应用。结合该技术及碳的化学性质，回答下列问题： （1）该系统中碳单质与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，反应方程式为2C + O2 === (点燃)2CO ，此反应体现了碳单质的______性，反应中碳元素的化合价由______价变为+2价。 （2）下列关于该反应的说法正确的是（ ） A. 二氧化碳是还原剂 B. 反应属于化合反应 C. 反应前后碳元素质量减少 D. 反应不需要任何反应条件 （3）系统最终生成的可降解塑料（如聚乳酸）中含碳元素，下列物质中碳单质化学性质与其相似的是（ ） A. 金刚石 B. 碳酸钙 C. 一氧化碳 D. 碳酸 （4）该系统捕集二氧化碳时，若碳单质燃烧提供能量，氧气充足时燃烧的化学方程式为______，此反应与碳还原二氧化碳的反应，相同点是______（填“都放热”“都有化合价变化”或“都生成气体”）。 （5）下列实验现象能证明碳单质还原性的是（ ） A. 碳燃烧发出白光 B. 碳与氧化铜反应生成红色固体 C. 活性炭吸附异味 D. 石墨导电 （6）该技术实现了碳的循环利用，下列关于碳单质化学性质的说法错误的是（ ） A. 常温下碳单质化学性质不活泼 B. 碳的可燃性和还原性本质都是化合价变化 C. 碳单质只能与氧化物反应 D. 高温下碳单质的化学性质更活泼 五．夯实基础 （一）选择题 1．碳单质存在形式有多种，用途各不相同。下图中体现活性炭用途的是(　　) 2.（2025 盐城大丰区期末）铅笔芯的主要成分是（ ） A.铅 B.石墨 C.活性炭 D.金刚石 3.（2026 常州武进区一模）下列各组物质，属于同素异形体（同种元素组成不同单质）的是（ ） A.氧气、液氧 B.金刚石、石墨 C.水、过氧化氢 D.一氧化碳、二氧化碳 4.（2025 淮安淮阴区期末）下列变化中，发生化学变化的是（ ） A.木炭吸附色素 B.金刚石切割大理石 C.石墨燃烧 D.活性炭过滤河水 5.（2026 无锡惠山区二模）关于C60分子的说法正确的是（） A.它是一种新型化合物 B.每个C60分子由60个碳原子构成 C.它不能在氧气中燃烧 D.相对分子质量为60 6.（2025 泰州兴化期末）物质结构决定性质，下列说法不正确的是（ ） A.金刚石网状结构硬度大 B.石墨层状结构层间作用力小，质地柔软 C.活性炭多孔结构具备吸附性 D.碳原子结构相同，所有碳单质物理性质完全一致 7.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 8.诗句“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”中，蜡烛燃烧涉及碳元素的反应，下列说法正确的是（ ） A. 蜡烛燃烧只生成CO2 B. 蜡烛中的碳单质常温下不活泼 C. 蜡烛燃烧是碳的还原性反应 D. 氧气充足时，碳充分燃烧生成CO2 9.课堂上老师演示“烧纸实验”：折叠的纸燃烧产生浓烟（有焦炭味），展开的纸燃烧无明显烟雾，这说明碳的燃烧是否充分与（ ）有关 A. 碳的种类 B. 氧气接触面积 C. 温度 D. 纸的材质 10.学生分组实验“木炭还原氧化铜”，装置中酒精灯加网罩的目的是（ ） A. 防止酒精挥发 B. 集中火焰提高温度 C. 防止空气污染 D. 使加热更均匀 （二）非选择题 11.写出下列反应的化学方程式： （1）碳在氧气中完全燃烧：________________________ （2）碳还原氧化铜：________________________ （3）碳与二氧化碳反应：________________________ 12.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2025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________。 13.明代于谦的《咏煤炭》中写道：“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”，诗中“乌金”指煤炭（主要成分为碳单质），蕴含着丰富的化学知识。结合碳的化学性质，回答下列问题： （1）诗中“嚼火燃回春浩浩”描述煤炭燃烧放热，氧气充足时反应的化学方程式为______，此过程体现了碳单质的______性。 （2）煤炭燃烧时若氧气不足，会生成有毒气体一氧化碳，下列关于该反应的说法错误的是（ ） A. 属于氧化反应 B. 反应中碳元素化合价升高 C. 反应放热 D. 产物能使澄清石灰水变浑浊 （3）古代用煤炭冶炼金属，利用了碳单质的还原性，碳还原氧化铁的反应方程式为3C + Fe2O3=== (高温)4Fe + 3CO2↑，该反应中还原剂是（ ） A. Fe2O3 B. C C. Fe D. CO2 （4）煤炭的主要成分是碳单质，常温下其化学性质______，因此古代用煤炭烧制的器物能长期保存；碳单质的这一性质与原子结构中______电子数有关。 （5）下列诗词中，也涉及碳单质可燃性的是（ ） A. “千锤万击出深山，烈火焚烧若等闲” B. “野火烧不尽，春风吹又生” C. “春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干” D. “炉火照天地，红星乱紫烟” （6）关于碳单质的化学性质，下列说法正确的是（ ） A. 碳单质只能燃烧生成一种产物 B. 碳的还原性仅用于冶炼金属 C. 金刚石、石墨的化学性质相似 D. 碳单质与所有物质都不反应 六．巩固训练 （一）选择题 1．下列物质的用途正确的是（　 　） A.木炭用于防毒面具 B．炭黑用于制铅笔芯 C．石墨用于作墨汁 D．氮气用作制氮肥 2.（2025 徐州云龙区期末）下列碳单质中，属于分子构成的是（ ） A.金刚石 B.石墨 C.C60 D.活性炭 3.（2026 镇江京口一模）区分金刚石和石墨可行的方法是（ ） A.观察元素组成 B.测定硬度 C.观察颜色无法区分 D.闻气味 4.（2025 宿迁沭阳期末）净水器中活性炭层主要作用是（ ） A.杀菌消毒 B.除去泥沙 C.吸附色素异味 D.软化硬水 5．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可分为无定形碳、过渡态碳和晶形碳三大类，如图： 下列有关说法错误的是（ ） A．碳纤维属于无定形碳 B．一定条件下石墨变成金刚石属于物理变化 C．不同碳单质中碳原子的排列方式不同 D．不同的碳单质，化学性质相似 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有很多，部分结构如图，完成6-8小题。 6．关于碳单质的说法错误的是（ ） A．石墨和金刚石由不同种原子构成 B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．石墨很软且有滑腻感 D．活性炭可用作冰箱除臭 7．关于C60的说法错误的是（ ） A．C60分子很稳定 B．每个C60分子中含有60个碳原子 C．相对分子质量为60 D．可应用于超导、催化等领域 8．石墨烯是最薄、传导电子速度最快的材料，关于石墨烯的说法错误的是（ ） A．完全燃烧的产物为CO2 B．常温下化学性质稳定 C．具有导电性 D．碳元素的化合价为+4 9.（2026 盐城滨海一模）下列说法错误的是（ ） A.结构决定性质，性质决定用途 B.C60由60个碳原子构成一个分子 C.所有含碳元素的单质都是黑色固体 D.金刚石是天然硬度冠军 10.（2025 无锡锡山期末）下列各组物质按照单质、混合物顺序排列的是（ ） A.金刚石、冰水混合物 B.石墨、活性炭 C.C60、干冰 D.炭黑、焦炭 11.某同学用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上点燃后伸入氧气瓶中，观察到剧烈燃烧、发出白光，该反应的化学方程式为（ ） A.C + O2 === (点燃) CO2 B.2C + O2 === (点燃)2CO C.C + 2CuO=== (高温)2Cu + CO2↑ D.C + CO2=== (高温)2CO 12.（2026 宿迁泗洪三模）关于碳单质燃烧，下列叙述正确的是（ ） A.金刚石不能燃烧 B.石墨充分燃烧只生成CO2 C.C60燃烧产物一定是CO D.所有碳单质燃烧都无现象 13.（2025 镇江润州期末）用途与性质匹配正确的组合是（ ） ①金刚石钻头——硬度大 ②石墨电刷——导电性 ③活性炭净水——吸附性 ④炭黑轮胎——润滑性 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 14．实验小组的同学按照图1所示装置进行木炭还原氧化铜的实验，实验时，试管中固体的质量随加热时间的变化如图2所示，下列分析错误的是（　　） A．M点时反应未开始 B．N点对应的固体物质只有两种 C．M→P的过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量 D．反应中木炭表现出还原性，将氧化铜还原为铜 15.已知：CuO+2C2Cu +CO2↑。下图表示一定质量的CuO和C固体混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中，不正确的是（ ） A． t1时，开始发生反应 B． t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变 C． c是固体混合物的质量 D． d是二氧化碳的质量 （二）非选择题 16．某校同学在学完“碳的几种单质”一节后，自制了三个简易净水器(如图所示)，并分别向其中添加了如下表所示的物质，做了三个对比实验。首先取一个大烧杯，装满水，并向其中滴加几滴红墨水，搅拌均匀后，将其分成等体积的三份，再分别倒入三个净水器中，同学们把观察到的溶液的颜色变化情况记录如下： 实验序号 添加物质及质量 实验现象 实验一 1 g活性炭 溶液的红色变浅 实验二 2 g活性炭 溶液的红色消失 实验三 2 g木炭 溶液的红色变浅 (1)通过对上表的比较，请你提出两个问题。 ①___________________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________________. (2)通过实验，你能得出哪些结论？ ①___________________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________________. 16.中华民族有许多和传统节日有关的习俗。 （1）春节——喜贴春联。用墨汁书写的春联能长时间保存的原因是____________________。 （2）端午节——端午食粽。粽子是用糯米、馅料，用箬叶（或柊叶）包裹而成，味道松软可口，营养丰富。煮粽子时用天然气做燃料，天然气燃烧发生的是___________（填“物理变化”或“化学变化”）。 （3）中秋赏月——用手电筒。手电筒电池中石墨表现出优良的导电性能。石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是__________________________。 17.在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(见图甲),又可用改进的微型实验装置(见图乙)。化学兴趣小组采用图乙装置,开展以下探究活动。 (1)写出木炭与氧化铜反应的化学方程式_________________________。  (2)判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是______________________。  (3)使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是____________________(写出一条即可)。  (4)用甲装置进行实验,完毕后先停止加热,可能引起的后果是_______________________。  18.（2026 盐城东台三模）结合碳单质知识完成作答 (1) 写出两种天然存在的碳单质：________、________。 (2) 金刚石与石墨物理性质差异的微观根本原因：________________。 (3) 下列关于C60的计算正确的是（相对原子质量C：12）（ ） A.相对分子质量=720 B.分子由60个碳元素组成 C.属于氧化物 D.碳元素化合价为+1 (4) 活性炭净水，既能吸附异味色素，还不能除去水中________（填一种即可）。 (5) 石墨在高温高压下变成金刚石，该变化属于______变化，依据是________。 19.碳家族材料在家居生活、工业生产和国防科技等方面有着广泛的应用。 （1）碳单质有几种不同的形式，如金刚石、石墨等，它们的化学性质相似，例如都具有 （2）近期化学家首次制造出纯碳环如图所示，极大地推动分子晶体管的发展。科学家在高真空的环境中，操作“氧碳"分子（C24O6），逐步除去其中的“氧”，步骤为：，最终得到环碳分子。 则Y为 （填化学式），写出x的一种用途： 。 （3）为减少污染，提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，此过程可认为是碳与水的反应，其微观示意图如图所示，请将其补画完整 。该反应的基本反应类型为 。 20.某九年级学生小组在实验室开展“碳单质化学性质”探究实验，涉及木炭燃烧、木炭还原氧化铜两个核心实验，结合实验过程和现象，回答下列问题： (1)小组同学用木炭在氧气中燃烧，观察到______的现象，反应的化学方程式为C + O2 === (点燃) CO2，此反应中碳单质表现出______性。 (2)下列关于木炭燃烧实验的说法正确的是（ ） A. 实验时需先点燃木炭再伸入氧气瓶 B. 产物一定是二氧化碳 C. 反应不需要任何条件 D. 木炭完全燃烧时放出热量，不完全燃烧时吸收热量 (3)进行“木炭还原氧化铜”实验时，试管口略向下倾斜的目的是（ ） A. 便于通入氧气 B. 防止冷凝水倒流炸裂试管 C. 便于观察现象 D. 使加热更均匀 (4)实验中酒精灯加网罩的作用是______，反应一段时间后，试管内黑色粉末逐渐变为______色，证明反应生成了铜单质。 (5)若实验后试管内残留黑色固体，下列关于黑色固体成分的猜想合理的是（ ） A. 只有氧化铜 B. 只有木炭 C. 氧化铜和木炭的混合物 D. 以上都有可能 (6)下列实验操作能体现碳单质还原性的是（ ） A. 用活性炭净化水中色素 B. 观察石墨电极导电 C. 向木炭与氧化铜混合物中滴加稀盐酸 D. 高温加热木炭与氧化铁混合物 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $