6.1碳单质的多样性（第一课时)导学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学导学案聚焦九年级“碳单质的多样性（第一课时）”，引导学生认识金刚石、石墨、C₆₀等碳单质的物理性质与用途，建立结构决定性质、性质决定用途的关联认知。以生活情境导入，课前预习梳理生活碳材料，课中结合实物标本、微观结构模型动画及红墨水吸附实验，搭建从宏观到微观的学习支架。 资料特色在于深度融合化学观念与科学探究，通过对比归纳不同碳单质的差异与共性培养科学思维，依托活性炭吸附实验和微观结构分析落实科学探究与实践，习题涵盖预习、课中探究及分层检测，关注新型碳材料发展渗透科学态度与责任，助力学生自主构建知识体系，便于教师高效开展教学。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 九年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 课题1 碳单质的多样性（第一课时） 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 认识金刚石、石墨、C₆₀等常见碳单质，了解其主要物理性质与用途。知晓同种元素可组成不同单质，建立物质结构、性质、用途的关联认知。初步学会通过观察、对比归纳物质特性，了解碳材料的应用价值与发展，树立物质多样性的化学认知观念。 学习目标 化学观念：建立结构决定性质、性质决定用途的核心观念，认知碳单质的多样性。 科学思维：通过对比分析，归纳不同碳单质的差异与共性。 科学探究与实践：借助实验观察、模型分析完成探究学习。 科学态度与责任：感受碳材料的应用价值，关注化学新材料发展。 重难点 重点：金刚石、石墨、活性炭的物理性质及对应用途，掌握结构、性质、用途的内在关联。 难点：理解碳单质物理性质差异的微观本质是碳原子排列方式不同，突破“同种元素只能组成一种单质”的认知误区，区分碳单质结构与性质的辩证关系。 资源与 建议 本节课依托新教材图文、微观结构模型动画、红墨水吸附实验素材开展教学，配套金刚石、石墨实物标本、活性炭、锥形瓶等实验器材。教学建议以生活情境导入，结合实物观察、实验探究、小组讨论推进学习。预习阶段引导学生自主梳理生活中的碳材料，初步感知物质多样性；课中聚焦微观结构突破难点，通过对比实验落实吸附性知识点。课后拓展新型碳材料知识，衔接科技前沿，培养学生学以致用的能力，贴合新课标素养要求。 学习过程 （一）课前预习案 预习目标：提前熟悉常见碳单质的种类、生活用途，初步区分不同碳单质的外观特征，建立物质多样性的初步认知，为课中深度探究铺垫基础。结合新教材内容，自主完成以下预习习题，梳理基础知识点，标注疑难问题。 预习填空题 1. 由同种元素组成的纯净物叫做________，碳元素可以组成多种不同的单质，因此碳单质具有________性。 2. 常见的碳单质主要有________、________和C₆₀，其中________是天然存在的最硬的物质。 3. 石墨的物理特性：颜色为________、有金属光泽、质地________，具有良好的________性，生活中常用作铅笔芯、电极。 4. 木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有较强的________性，可吸附色素和异味，常用于净水、防毒面具等领域。 5. C₆₀是由________构成的碳单质，一个C₆₀分子中含有________个碳原子，其结构形似足球，又称足球烯。 预习选择题 1. 下列物质中，不属于碳单质的是（ ） A. 金刚石 B. 石墨 C. 二氧化碳 D. C₆₀ 2. 金刚石和石墨物理性质差异很大的主要原因是（ ） A. 组成元素不同 B. 碳原子排列方式不同 C. 原子大小不同 D. 物质状态不同 3. 生活中常用活性炭净化水，主要利用活性炭的（ ） A. 硬度大 B. 导电性 C. 吸附性 D. 耐高温 预习简答题 1. 结合生活经验，列举2-3种金刚石、石墨在生活、生产中的具体用途。 2. 自主阅读新教材，简单说说为什么同种碳元素可以组成性质完全不同的单质？ 预习疑惑记录 请将预习过程中无法理解的知识点、疑难问题记录下来，留待课中探究解决：________________________________________________________________ （二）课中探究案 课堂学习目标：深度掌握金刚石、石墨、C₆₀的结构、性质与用途，明确碳单质物理性质差异的微观原因，熟练运用“结构决定性质、性质决定用途”的规律分析问题，完成实验探究与知识归纳，突破重难点。 探究任务一：认识常见碳单质的物理性质与用途 结合教材图文、实物标本、多媒体素材，自主完成下列习题，小组合作交流答案，梳理核心知识点。 1. 基础填表题 结合所学内容，完善下表中碳单质的性质与用途对应关系。 碳单质种类 主要物理性质 对应用途 金刚石 石墨 木炭、活性炭 C₆₀ 分子结构稳定，形似足球 2. 探究思考题 （1）为什么金刚石可用于切割玻璃、制作钻探机钻头，而石墨不能？请结合物质性质分析原因。 （2）铅笔芯中不含铅，主要成分是石墨，结合石墨的性质，分析石墨适合制作铅笔芯的原因。 （3）干电池的电极常用石墨制作，利用了石墨的什么物理性质？生活中还有哪些物品利用了该性质？ 探究任务二：探究碳单质物理性质差异的微观本质 观看金刚石、石墨、C₆₀的微观结构模型动画，对比三种碳单质的碳原子排列方式，独立完成以下习题，小组讨论总结规律。 1. 填空题 （1）金刚石中碳原子呈________结构，结构坚固稳定，因此硬度极大；石墨中碳原子呈________排列，层与层之间作用力小，容易滑动，因此质地较软。 （2）金刚石、石墨、C₆₀都是由________元素组成的单质，但物理性质差异巨大，根本原因是________。 （3）物质的________决定物质的性质，物质的________决定物质的用途，这是化学学习的核心规律。 2. 辨析判断题（对的打√，错的打×） （1）同种元素一定只能组成一种单质。（ ） （2）金刚石和石墨的组成元素相同，化学性质相似，物理性质不同。（ ） （3）C₆₀是由60个碳原子直接构成的固体单质。（ ） （4）碳单质的结构不同，是因为碳原子的大小不同。（ ） 3. 深度探究题 工业上可在高温高压条件下将石墨转化为金刚石，请分析该变化属于物理变化还是化学变化，并说明理由。结合微观结构变化，阐述两种单质的转化本质。 探究任务三：实验探究活性炭的吸附性 结合教材演示实验，观察实验现象，记录实验结论，完成实验探究习题，落实重难点知识。 1. 实验过程填空题 （1）实验器材：锥形瓶、红墨水、________、蒸馏水。 （2）实验操作：向盛有蒸馏水的锥形瓶中滴加红墨水，振荡，使溶液呈红色，再加入适量烘烤过的活性炭，轻轻振荡锥形瓶，静置观察现象。 （3）实验现象：锥形瓶中的红色溶液________。 （4）实验结论：活性炭具有________，可以吸附水中的________，使溶液褪色。 2. 实验探究思考题 （1）实验中为什么要使用烘烤过的活性炭？未经烘烤的活性炭吸附效果会变差吗？请说明原因。 （2）活性炭的吸附性是物理性质还是化学性质？为什么？ （3）结合活性炭的吸附特性，列举其在生活、环保、医疗领域的具体应用。 探究任务四：知识点整合与拓展提升 结合本节课所有探究内容，整合知识体系，完成综合习题，突破易错点、难点，拓展新型碳材料相关知识。 1. 综合选择题 （1）下列关于碳单质的说法正确的是（ ） A. 金刚石、石墨、C₆₀都是黑色固体 B. 金刚石和石墨的化学性质差异很大 C. 活性炭可吸附所有杂质，能将硬水软化 D. 碳单质种类多样，体现了物质的多样性 （2）下列关于结构、性质、用途的对应关系错误的是（ ） A. 金刚石硬度大——切割大理石 B. 石墨质软、有滑腻感——制作润滑剂 C. 活性炭吸附性强——净水除味 D. C₆₀硬度大——制作钻头 2. 拓展简答题 （1）除了本节课学习的碳单质，你还知道碳纳米管、石墨烯等新型碳材料吗？简单说说新型碳材料的优势。 （2）总结本节课核心规律：结构、性质、用途三者的内在关系，并用简洁语言概括。 板书设计 课题1 碳单质的多样性（第一课时） 一、常见碳单质 1. 金刚石：无色透明、硬度最大→切割玻璃、钻头、饰品 2. 石墨：深灰色、质软、导电、滑腻→铅笔芯、电极、润滑剂 3. 木炭/活性炭：疏松多孔、有吸附性→净水、除味、防毒面具 4. C₆₀：足球结构、分子稳定→超导、材料科学研究 二、核心重难点 1. 物理性质差异原因：碳原子排列方式不同 2. 核心规律：结构→性质→用途 三、核心认知 同种元素可组成不同单质，物质具有多样性 检测与作业 一、选择题（每题5分，共30分） 1. 天然存在的最硬的物质是（ ） A. 石墨 B. 金刚石 C. 木炭 D. C₆₀ 2. 金刚石和石墨物理性质不同的根本原因是（ ） A. 原子种类不同 B. 原子排列方式不同 C. 原子数目不同 D. 物质状态不同 3. 净水器中常用活性炭滤芯，主要利用活性炭的（ ） A. 导电性 B. 吸附性 C. 硬度大 D. 可燃性 4. 下列物质属于碳单质的是（ ） A. 碳酸钙 B. 二氧化碳 C. C₆₀ D. 一氧化碳 5. 石墨可作干电池电极，是因为石墨具有（ ） A. 导热性 B. 导电性 C. 润滑性 D. 稳定性 6. 下列说法正确的是（ ） A. 同种元素一定组成一种单质 B. 碳单质都是黑色固体 C. 结构决定物质的性质 D. 活性炭吸附杂质是化学变化 二、填空题（每空4分，共40分） 1. 碳元素组成的单质有金刚石、石墨和________等，它们物理性质差异较大的原因是________。 2. 金刚石硬度大，常用于________；石墨质软且有滑腻感，可用于制作________。 3. 木炭、活性炭具有________的结构，因此具有吸附性，该性质属于________（填“物理”或“化学”）性质。 4. C₆₀的一个分子由________个碳原子构成，其分子结构形似________。 5. 物质的________决定性质，性质决定________。 三、简答题（共30分） 1. 简要说明石墨转化为金刚石属于化学变化的原因。（15分） 2. 结合本节课知识，说说生活中利用碳单质性质的实例（至少2例），并说明对应的性质。（15分） 参考答案 （一）课前预习案答案 预习填空题 1. 单质；多样 2. 金刚石；石墨；金刚石 3. 深灰色；质软；导电 4. 吸附 5. C₆₀分子；60 预习选择题 1. C 2. B 3. C 预习简答题 1. 金刚石可用于切割玻璃、制作钻戒、钻探机钻头；石墨可用于制作铅笔芯、干电池电极、润滑剂。 2. 碳元素的碳原子排列方式不同，形成了结构、性质不同的碳单质，因此同种元素可组成不同单质。 （二）课中探究案答案 探究任务一 1. 填表题：金刚石：无色透明、硬度最大；切割玻璃、钻头、装饰饰品。石墨：深灰色、质软、导电、有滑腻感；铅笔芯、电极、润滑剂。木炭、活性炭：疏松多孔、有吸附性；净水、除异味、防毒面具。C₆₀：超导材料、科学研究、新型材料制备。 2. 思考题：（1）金刚石硬度极大，可切割坚硬物质，石墨质软，无法切割硬物。（2）石墨质软，刻画纸张易留下痕迹，适合制铅笔芯。（3）导电性；电车电刷、石墨导电涂层等。 探究任务二 1. 填空题：（1）正四面体；层状 （2）碳；碳原子排列方式不同 （3）结构；用途 2. 判断题：（1）× （2）√ （3）× （4）× 3. 深度探究题：属于化学变化。石墨和金刚石的碳原子排列方式不同，属于两种不同的物质，该变化有新物质生成，因此属于化学变化。 探究任务三 1. 实验填空题：（1）活性炭 （3）逐渐褪色至无色 （4）吸附性；色素 2. 思考题：（1）烘烤可除去活性炭孔隙中的水分和杂质，打开孔隙；未烘烤的活性炭孔隙被堵塞，吸附效果变差。（2）物理性质；吸附过程无新物质生成，仅吸附色素、异味。（3）净水除味、冰箱除异味、防毒面具吸附毒气、工业脱色等。 探究任务四 1. 选择题：（1）D （2）D 2. 拓展简答题：（1）碳纳米管强度高、导电性优异；石墨烯轻薄、导电导热性极强，广泛应用于新能源、电子、航天领域。（2）物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途，用途可反映物质的性质。 （三）当堂检测答案 一、选择题 1. B 2. B 3. B 4. C 5. B 6. C 二、填空题 1. C₆₀；碳原子排列方式不同 2. 切割玻璃（作钻头）；铅笔芯（润滑剂） 3. 疏松多孔；物理 4. 60；足球 5. 结构；用途 三、简答题 1. 石墨和金刚石是结构、性质不同的两种碳单质，石墨转化为金刚石的过程中有新物质生成，发生了物质结构的改变，因此属于化学变化。 2. 示例：①利用金刚石硬度大的性质，制作玻璃刀切割玻璃；②利用石墨导电性，制作干电池电极；③利用活性炭吸附性，制作净水滤芯净化水质。（任意2例即可） ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $