6.1碳单质的多样性讲义--2026-2027学年九年级化学人教版上册

本初中化学讲义聚焦碳单质的多样性，系统梳理金刚石、石墨、C60等碳单质的组成及物理性质差异，明确根本原因是碳原子排列方式不同，进而阐述碳单质的化学性质（稳定性、可燃性、还原性），构建结构决定性质、性质决定用途的学习支架。 资料通过实验（如木炭还原氧化铜）培养科学探究能力，结合结构决定性质的化学观念，设计选择、计算等多样化练习题。课中助力教师高效授课，课后帮助学生巩固知识，查漏补缺，同时拓展碳纳米管等新材料，激发科学态度与责任。

第六单元课题1讲解及练习：碳单质的多样性 教材知识讲解 一、同种元素可以组成不同单质 金刚石、石墨、都是由碳元素组成的碳单质，但是它们物理性质差异很大，根本原因是：碳原子的排列方式不同。 ✨注意：元素种类相同，原子排列不同，可以形成不同的物质；物质的结构决定性质，性质决定用途。 （一）金刚石 1. 物理性质：无色透明固体，天然存在最硬的物质。 2. 用途： ①硬度大：裁玻璃、切割大理石、钻机钻头； ②折光性好：打磨后做钻石（装饰品）； ③特殊金刚石薄膜：做光学仪器涂层、芯片散热基板。 （二）石墨 1. 物理性质：灰黑色固体、有金属光泽；质软、有滑腻感、熔点高、导电性优良。 2. 用途： ①质软：制作铅笔芯； ②导电性好：石墨电极、干电池电极； ③滑腻、耐高温：高铁受电弓滑板。 木炭、活性炭、焦炭、炭黑 它们属于混合物，主要成分为碳单质，结构类似石墨，具有疏松多孔的结构，因此有吸附性（物理性质，吸附色素、异味，没有生成新物质）。 · 活性炭吸附能力＞木炭； · 活性炭用途：防毒面具滤毒罐、净水脱色、除去室内有害气体、冰箱除味。 （三）（足球烯） 1. 构成：由分子构成，1 个分子由 60 个碳原子构成，分子结构像足球。 2. 用途：超导、催化、能源、医学等前沿领域。 拓展碳单质新材料：碳纳米管、石墨烯（单层石墨片，导电性导热性极佳）、石墨炔等。 二、碳单质的化学性质 碳单质物理性质差异很大，但化学性质相似，因为都是由碳元素组成。 1. 常温下，化学性质不活泼（稳定性） 古代书画用墨（炭黑制成）书写绘画，可以保存千百年不变色，就是因为：常温，碳不容易和氧气、水发生反应。温度升高，碳的化学性质会变得活泼。 2. 碳与氧气反应（可燃性） ①氧气充足，充分燃烧：，放热，生成二氧化碳； ②氧气不足，不充分燃烧：，放热，生成一氧化碳（有毒）。 提醒：密闭室内烧木炭取暖，通风不良，会产生 CO，造成中毒。 3. 碳和某些金属氧化物反应（还原性，高温条件） 实验 6‑2：木炭还原氧化铜 · 装置：固体加热装置，试管口略向下倾斜；导管通入澄清石灰水。 · 现象：黑色粉末逐渐变为光亮红色；澄清石灰水变浑浊。 · 化学方程式： · 反应分析：失去氧，变成 Cu，发生还原反应；碳夺取氧化铜中的氧，碳具有还原性。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 ✅工业冶金：焦炭还原氧化铁 ✅碳还原二氧化碳（吸热反应） 小结： 结构性质用途；用途性质。 同步练习题 一、选择题 1. 金刚石、石墨、都是碳单质，它们物理性质差异很大的原因是（ ） A. 原子种类不同 B. 碳原子排列方式不同 C. 原子数目不同 D. 元素种类不同 2. 下列物质不属于碳单质的是（ ） A. 金刚石 B. 石墨 C. 二氧化碳 D. 3. 物质的性质决定用途，金刚石用来做钻机钻头，利用的性质是（ ） A. 导电性好 B. 硬度很大 C. 熔点高 D. 黑色固体 4. 石墨可作干电池电极，主要利用石墨（ ） A. 质软 B. 导电性 C. 滑腻感 D. 耐高温 5. 活性炭可以除去水中色素和冰箱异味，是活性炭具有（ ） A. 还原性 B. 吸附性 C. 可燃性 D. 稳定性 6. 活性炭的吸附过程属于（ ） A. 化学变化 B. 物理变化 C. 化合反应 D. 还原反应 7. 古代字画能够长久保存不褪色，是碳单质（ ） A. 可燃性 B. 常温下化学性质稳定 C. 还原性 D. 吸附性 8. 木炭在氧气不足的时候燃烧，主要产物是（ ） A. B. C. D. C 9. 在木炭还原氧化铜实验中，酒精灯加网罩的目的（ ） A. 隔绝氧气 B. 集中火焰，提高温度 C. 防止试管炸裂 D. 加快生成 CO₂的速度 10. 木炭还原氧化铜反应，该反应中还原剂是（ ） A. B. C C. Cu D. 11. 下列关于说法正确的是（ ） A. 是一种新型化合物 B. 1 个分子由 60 个碳原子构成 C. 不能燃烧 D. 相对分子质量为 60 12. 关于木炭、活性炭，说法错误的是（ ） A. 都属于混合物 B. 都有疏松多孔结构 C. 活性炭吸附能力强于木炭 D. 吸附异味发生化学变化 13. 反应，下列叙述正确的是（ ） A. 该反应放出大量热 B. C 表现还原性 C. 属于化合反应，也是还原反应 D. 反应在常温就可以进行 14. 高铁受电弓滑板使用石墨，与哪项性质无关（ ） A. 导电性 B. 滑腻感 C. 金属光泽 D. 熔点高 15. 下列对还原反应理解正确的是（ ） A. 还原反应一定需要点燃 B. 含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应 C. 还原反应都有氧气参加 D. 还原反应一定是分解反应 二、判断题（对打√，错打 ×） 1. 金刚石和石墨组成元素相同，化学性质相似。（ ） 2. 活性炭吸附毒气，发生了化学变化。（ ） 3. 碳单质在常温化学性质稳定，升温后化学性质变活泼。（ ） 4. 由 60 个碳原子直接构成物质。（ ） 5. 木炭还原氧化铜实验结束，要先熄灭酒精灯再撤出导管。（ ） 6. 碳充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳。（ ） 7. 金刚石、石墨可以相互转化，该转化属于物理变化。（ ） 8. 物质的结构决定性质，性质在很大程度决定用途。（ ） 三、填空题 1. 金刚石、石墨、均是由_____________元素组成的单质；物理性质差异的根本原因是___________________________________________________________________。 2. 金刚石是天然存在最_____________的物质；石墨质地软，有良好的__________________________性；木炭、活性炭因为_______________________ 的结构，具备吸附性。 3. 碳单质常温化学性质__________________________；温度升高，碳可以燃烧，还可以夺取金属氧化物中的氧，体现碳的_____________ 性。 4. 写出化学方程式 （1）碳充分燃烧：_____________________________________________________________________ （2）碳还原氧化铜：_____________________________________________________________________ （3）高温条件下，碳还原二氧化碳：_____________________________________________________________________ 5. 在木炭还原氧化铜实验：现象：试管中______________________色固体逐渐变成______________________色；澄清石灰水_______________________，证明生成了________________________。 6. 防毒面具滤毒罐使用________________________（木炭 / 活性炭）；制糖工业脱色也是利用它的_____________ 性。 四、简答题 1. 请用化学知识解释：为什么用墨书写的古画历经千百年不褪色？ 2. 金刚石很硬，石墨质地柔软，二者都是碳元素组成的单质，请解释物理性质差异的原因。 五、计算题（ C‑12，Cu‑64，O‑16） 1. 在高温下用碳还原 80g 氧化铜，求理论参加反应碳的质量。 2. 12g 木炭完全充分燃烧，求生成二氧化碳的质量。 参考答案及解析 一、选择题 1.B 解析：碳原子排列方式不同，造成碳单质物理性质差别巨大。 2.C 解析：二氧化碳属于氧化物，不是单质。 3.B 解析：硬度大，适合钻探。 4.B 解析：做电极利用导电性。 5.B 解析：疏松多孔，吸附色素异味，吸附性。 6.B 解析：吸附没有新物质，物理变化。 7.B 解析：常温碳化学性质稳定，不易反应。 8.B 解析：氧气不足，碳不完全燃烧生成 CO。 9.B 解析：网罩聚拢火焰，提高温度，反应条件高温。 10.B 解析：碳夺取 CuO 中氧，碳作还原剂，具有还原性。 11.B 解析：是单质；一个分子含 60 个 C 原子，可以燃烧；相对分子质量 720。 12.D 解析：吸附是物理变化。 13.B 解析：该反应吸热，条件高温；属于化合，不属于还原反应定义。 14.C 解析：金属光泽和滑板工作性能无关。 15.B 解析：课本定义：含氧化合物里氧被夺去的反应属于还原反应。 二、判断题 1.√ 解析：都是碳元素组成，化学性质相似。 2.× 解析：吸附属于物理变化。 3.√ 解析：常温稳定；高温活泼。 4.× 解析：由分子构成。 5.× 解析：要先撤导管，再停止加热，防止石灰水倒吸炸裂试管。 6.√ 7.× 解析：生成新物质，属于化学变化。 8.√ 三、填空题 1. 碳；碳原子的排列方式不同 2. 硬；导电；疏松多孔 3. 不活泼（稳定）；还原 4. (1) (2) (3) 5. 黑；红；变浑浊；二氧化碳 6. 活性炭；吸附 四、简答题 1. 答：墨的主要成分为炭黑（碳单质），常温条件下，碳单质化学性质不活泼，不易和空气、水发生化学反应，所以古画可以长久保存不变色。 2. 答：金刚石、石墨都由碳元素组成，但是二者内部碳原子的排列方式不一样，所以物理性质差异很大。 五、计算题 1. 解：设参加反应碳的质量为 答：理论参加反应碳的质量为 6g。 2. 解：设生成质量 答：生成二氧化碳 44g。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $