6.1碳单质的多样性（1） 课件-2026-2027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、富勒烯及无定形碳等，通过“揭秘碳的结构魔法”科普阅读导入，结合实验探究（如刻画玻璃比较硬度、铅笔芯导电实验、活性炭吸附红墨水），构建结构-性质-用途的学习支架，帮助学生理解物质多样性及内在联系。 其亮点在于以科学探究与实践为核心，融合化学观念与科学思维。如设计玻璃刻画实验让学生直观感知金刚石硬度，铅笔芯串联电路实验验证石墨导电性，引导学生在实践中形成“结构决定性质，性质决定用途”的化学观念。既培养学生探究能力和逻辑思维，又为教师提供系统化教学资源，提升课堂效率。

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性（1） 1 自主研学 1.【科普阅读】阅读科普短文，回答有关问题： 揭秘碳的“结构魔法” 碳单质，生活中无处不在，常见的有金刚石、石墨、富勒烯和无定形碳等。金刚石是自然界中最硬的物质，在工业上用于切割大理石、作钻孔机的钻头，经打磨后成为耀眼的钻石。石墨质地柔软、有滑腻感，可制作铅笔芯；因其良好的导电性，常用作电池电极。富勒烯，如<m></m>，在超导、催化、能源、医 2 学等前沿科技领域有潜在应用。无定形碳包含木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，均属于混合物。活性炭因具有疏松多孔的结构，能吸附异味和色素，常用于净化空气、水。 这些碳单质因构成物质的原子排列方式不同（如图31-1），物理性质和用途也大相径庭，却都在各自领域发光发热。#1.3 图31-1 （1）<m></m>由_________构成，是一种______（填“单质”或“化合物”）。 （2）<m></m>常用于______、催化、能源、医学等领域。 （3）无定形碳主要有______、________、______、______等，无定形碳属于________（填“纯净物”或“混合物”）。 （4）金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但两者物理性质却有较大差异，原因是______________________________。 分子 单质 超导 木炭 活性炭 焦炭 炭黑 混合物 构成它们的碳原子排列方式不同 4 共学精练 任务一 揭秘多样的碳单质——金刚石和石墨 【活动一】探究金刚石和石墨的物理性质 2.科普短文中提到“金刚石是自然界中最硬的物质”，让我们设计实验探究一下。 【实验方案】分别用小刀、玻璃刀和铅笔芯在玻璃片上刻画，对比划痕的深浅。 5 【实验现象】小刀在玻璃上留下的划痕比玻璃刀留下的____（填“深”或“浅”）。铅笔芯______（填“能”或“不能”）在玻璃片上留下划痕。 【实验结论】金刚石的硬度____（填“大”或“小”，下同），石墨的硬度____。 浅 不能 大 小 3.用铅笔芯在白纸上写下“化学”两个字，可观察到白纸上留下______色笔迹，且有金属光泽，用手触摸笔迹部分，有______感。 灰黑 滑腻 图31-2 4.取一根<m></m>铅笔芯按图31-2所示串联到电路中，闭合开关，可观察到灯泡______（填“发亮”或“不发亮”），说明石墨具有______性。 发亮 导电 7 5.根据以上内容总结金刚石、石墨的物理性质，补全表<m></m>。 表<m></m> 物质 化学式 外观 光泽 硬度 是否导电 熔点 金刚石 ___ 无色透明固体 加工后璀璨夺目 天然存在______的物质 ____ ____ 石墨 ___ 灰黑色固体 有______光泽 ______ ____ ____ C 最硬 否 高 C 金属 质软 是 高 8 任务二 探究活性炭的吸附性 6.科普短文中介绍，活性炭能吸附异味和色素，是因为其具有__________的结构。 疏松多孔 9 图31-3 7.按图31-3所示装置进行实验，在盛有半瓶水的小锥形瓶里，加入一滴红墨水，使水略显红色。 再投入活性炭（或烘烤过的木炭），轻轻振荡锥形瓶。 【实验现象】溶液__________。 红色褪去 吸附 【实验结论】活性炭（或烘烤过的木炭）具有______性。 10 总结提炼 以碳单质为例形成以下认识： 1.物质具有多样性，同种元素可以组成______的单质。 不同 2.物质的结构、性质与用途之间的关系 结构<m></m>性质<m></m>用途 决定 决定 反映 11 课堂测评 1.金刚石、石墨和<m></m>都是由碳元素组成的单质，但其物理性质差异很大。其原因是构成它们的碳原子的( ) D A.大小不同 B.数目不同 C.种类不同 D.排列方式不同 1 2 3 4 5 12 2.不同的碳单质有不同的性质和用途。下列有关说法错误的是( ) B A.金刚石硬度大——裁玻璃 B.石墨熔点高——作铅笔芯 C.石墨能导电——作电极 D.活性炭有吸附性——作冰箱除臭剂 1 2 3 4 5 13 3.石墨烯是新发现的二维空间材料，它是石墨制成的新型碳单质。金刚石、石墨、<m></m>和石墨烯的结构示意图如图31-4所示。下列说法正确的是( ) 图31-4 1 2 3 4 5 14 A.石墨烯具有导电性 B.碳单质的物理性质相同 C.四种物质都由原子直接构成 D.碳单质组成元素相同，排列方式也相同 √ 1 2 3 4 5 15 4.图31-5所示的实验设计不能达到实验目的的是( ) C 图31-5 A.实验①证明石墨具有导电性 B.实验②测定空气中<m></m>含量 C.实验③探究<m></m>的催化作用 D.实验④证明<m></m>的密度比空气的大 1 2 3 4 5 16 5.（1）《抱朴子·内篇》中对其中一种碳单质有这样的描述“……体似紫石英，可以刻玉，人没水取之，虽铁椎击之亦不能伤”，文中描述的物质是________（填名称）。 金刚石 1 2 3 4 5 17 （2）我国科学家将立方金刚石中的每个碳原子，用一个由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代，形成了用途更为广泛的“<m></m>碳”（如图31-6所示）。下列关于“<m></m>碳”的说法正确的是___（填序号）。 D 图31-6 A.其中的碳原子静止不动 B.它与金刚石是同一种物质 C.它是一种新型的含碳化合物 D.它与金刚石属于同种物质类别 1 2 3 4 5 18 易错特训 1.下列关于物质的性质与用途，对应关系错误的是( ) 选项 物质的性质 用途 A 石墨具有滑腻感 作润滑剂 B 活性炭具有吸附性 作冰箱除味剂 C 氧气具有助燃性 支持可燃物燃烧 D 金刚石硬度大 作装饰品 D 1 2 3 4 5 6 7 19 2.下列对宏观事实的微观解释错误的是( ) 选项 宏观事实 微观解释 选项 宏观事实 微观解释 A 水沸腾变成水蒸气 水分子体积变大 C <m></m>和<m></m>的化学性质不同 构成它们的分子不同 B 端午时节粽飘香 分子是不断运动的 D 金刚石、石墨、<m></m>的物理性质有很大差异 碳原子的排列方式不同 A 1 2 3 4 5 6 7 20 3.化学学习要建构若干基本观念，以下四类化学基本观念中认识错误的是( ) B A.元素观：金刚石和石墨均由碳元素组成 B.分类观：<m></m>和<m></m>都属于氧化物 C.变化观：氢气和水可以相互转化 D.微粒观：一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成 1 2 3 4 5 6 7 21 丰富多彩的物质世界是由元素组成的，一种元素可能组成多种不同的单质。图31-1是三种不同碳单质（金刚石、石墨和<m></m>）的结构。请回答<m></m>题。#1 图31-1 1 2 3 4 5 6 7 22 4.下列对不同碳单质的分析正确的是( ) B A.金刚石的结构可以用Ⅱ表示 B.<m></m>可应用于超导、催化、能源及医学领域 C.构成三种单质的碳原子不同 D.石墨在一定条件下转化为金刚石是物理变化 1 2 3 4 5 6 7 23 5.下列关于<m></m>的说法中，正确的是( ) A A.<m></m>是一种单质 B.<m></m>由60个碳原子构成 C.<m></m>的相对分子质量是60 D.<m></m>中碳元素的化合价为<m></m> 1 2 3 4 5 6 7 24 进阶突破 6.（4分）阅读科普短文，回答下列问题。 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31-2所示。碳纤维既有碳材料的固有本质特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，综合性能优异。碳纤维复合材料应用领域分布如图31-3所示。#1.1 1 2 3 4 5 6 7 25 图31-2 科学界不断研发出新型碳材料，碳气凝胶就是其中一种。我国科研人员在不同温度下制备了三种碳气凝胶样品，比较其对<m></m>的选择性吸附性能。他们在不同压强下测定了上述样品对混合气体中<m></m>吸附的选择性值，实验结果如图31-4所示。 1 2 3 4 5 6 7 图中选择性值越高，表明碳气凝胶对<m></m>的选择性吸附性能越好。#1.2 1 2 3 4 5 6 7 （1）金刚石属于___（填字母）。 C A.无定形碳 B.过渡态碳 C.晶形碳 （2）由图31-3可知，我国碳纤维复合材料应用占比最高的领域是__________。 工业应用 （3）对比图31-4中三条曲线，得到的实验结论是压强为____<m></m>和_____<m></m>时，制备的碳气凝胶对<m></m>的选择性吸附性能较好。 1.0 600 1 2 3 4 5 6 7 28 7.（3分）一定质量的碳单质在足量氧气中完全燃烧，生成二氧化碳质量为<m></m>，求参加反应的碳单质质量。 1 2 3 4 5 6 7 29 解：设参加反应的碳单质质量为<m></m>。 <m></m> <m></m> <m></m> 答：参加反应的碳单质质量为<m></m>。 1 2 3 4 5 6 7 $