河北省九年级化学上学期分层作业（人教版第六单元课题1碳单质的多样性）

河北省九年级2026—2027学年人教版化学上册 第六单元课题1《碳单质的多样性》分层作业 一、作品基础信息 作品名称 第六单元课题1《碳单质的多样性》分层作业 学科 化学 学段年级 初中九年级 教材版本 人教版（2024） 单元及课题 第六单元《碳和碳的氧化物》课题1《碳单质的多样性》 课型课时 新授课，共2课时 作业类型 分层作业（基础巩固层／能力提升层／拓展创新层） 作业容量 共9个题组 预计用时 约40分钟（必做约25分钟，选做约15分钟） 设计依据 《义务教育化学课程标准（2022年版）》 设计理念 素养为本、分层设计、减负提质 适用对象 九年级学生 设计者 教师姓名 二、设计背景与意图 （一）设计背景 1．课标依据。《义务教育化学课程标准（2022年版）》要求学生认识碳单质在结构和性质上的差异，知道金刚石、石墨和C₆₀等都是由碳元素组成的单质，能说明它们的物理性质存在差异的原因；能说出碳单质的主要化学性质，能写出碳与氧气、碳与某些氧化物反应的化学方程式。本课题是本单元的开篇之作，既承接前面学过的元素、原子结构等知识，又为后续学习碳的氧化物奠定基础。 2．政策导向。落实“双减”政策要求，控制作业总量与时长，减少机械记忆和重复训练，突出对“结构决定性质、性质决定用途”这一核心观念的建构，力求“少而精”，让学生在有限的时间内获得最大的收获。 3．教材与学情。学生已经学习了元素、原子结构以及碳的化学性质，对物质的多样性有了初步认识；但碳单质种类多、性质差异大，学生容易混淆它们的物理性质与用途，也容易忽略“同种元素可以组成不同单质”这一事实。因此，本作业按“性质与用途—化学性质—实验探究—性质应用”的顺序分层设计，帮助学生建立“结构—性质—用途”的认知链条。 （二）设计意图 本作业以“目标统领、情境贯穿、弹性选择、学评一致”为思路：先用表格梳理金刚石、石墨、C₆₀的性质与用途，帮助学生建立比较的意识；再通过判断、选择、书写化学方程式、实验分析等题型，层层递进地训练碳单质化学性质的运用；最后以探究实践和跨学科调查收尾，让学生在真实情境中体会碳单质的价值，落实化学核心素养。 三、作业目标 （一）总目标 1．化学观念：能说出金刚石、石墨、C₆₀等碳单质的物理性质和主要用途，知道它们的物理性质存在差异的原因是碳原子的排列方式不同，初步建立“结构决定性质、性质决定用途”的观念。 2．科学思维：能说出碳单质在常温下的稳定性、可燃性和还原性，能书写碳与氧气、碳与氧化铜等反应的化学方程式，能依据实验现象推断物质的性质，发展证据推理能力。 3．科学探究与实践：通过分析木炭还原氧化铜的实验现象与操作要点，掌握观察、描述实验现象的方法，能对实验操作中的注意事项作出解释，提高科学探究能力。 4．科学态度与责任：感受碳单质在生产生活中的广泛应用，体会化学与生活、生产的密切联系，养成实事求是的科学态度。 （二）分层目标 1．基础巩固层：能说出金刚石、石墨、的主要性质和用途；知道木炭、活性炭具有吸附性；能判断有关碳单质的说法是否正确。 2．能力提升层：能说出碳的化学性质，能正确书写碳与氧气、碳与氧化铜等反应的化学方程式；能解释碳单质物理性质差异的原因。 3．拓展创新层：能综合运用碳单质的性质解释实际问题；能规范完成化学方程式的书写，并能用调查数据说明问题。 四、作业内容与目标对应表 题组 作业内容 对应目标 完成层级 预计用时 题组1 碳单质的性质与用途 总目标1 基础巩固层（必做） 约2分钟 题组2 碳单质与用途连线 总目标1 基础巩固层（必做） 约2分钟 题组3 正误判断 总目标1、2 基础巩固层（必做） 约3分钟 题组4 单项选择 总目标1、2 基础巩固层（必做） 约3分钟 题组5 碳的化学性质 总目标2、3 能力提升层（必做） 约5分钟 题组6 木炭还原氧化铜实验 总目标2、3 能力提升层（必做） 约4分钟 题组7 碳单质性质的应用 总目标2 能力提升层（必做） 约6分钟 题组8 探究与实践：碳单质的性质与转化 总目标2、3、4 拓展创新层（选做） 约9分钟 题组9 读写与跨学科实践 总目标1、4 拓展创新层（选做） 约6分钟 五、作业评价 （一）评价原则 坚持素养导向、以评促学。既关注碳单质性质与用途的掌握，也关注化学方程式的书写规范；既评价知识技能的掌握，也评价学习态度和科学精神。评价语言以鼓励为主，帮助学生建立学习化学的信心。 （二）评价方式 采用学生自评、同伴互评与教师评价相结合的方式。学生自评重在反思对碳单质性质的理解是否到位；同伴互评重在相互检查化学方程式书写是否规范；教师评价重在点拨方法、指导改进。 （三）分层评价量表 评价维度 优秀（A） 良好（B） 待改进（C） 知识理解（40分） 完全理解碳单质的性质与用途，能准确说出物理性质差异的原因 基本理解碳单质的性质与用途，差异原因掌握较好 对碳单质的性质理解不全面，有待加强 书写规范（30分） 化学方程式书写规范，配平准确，条件与状态标注正确 化学方程式书写基本规范，偶有配平或标注错误 化学方程式书写不够规范，错误较多 应用能力（20分） 能灵活运用碳单质的性质解释实际问题 能运用碳单质的性质解释简单的实际问题 运用碳单质性质解决实际问题的能力较弱 学习态度（10分） 书写认真、规范，能主动检查 书写较认真，能按要求完成 书写较马虎，需加强检查 （四）综合评价 综合评价采用学生自评、同伴互评与教师评价相结合的方式，按下式计算综合得分。 （五）结果运用 综合得分在85分以上的，可获得“碳单质探究小达人”称号；60分以下的，由教师针对性质辨析与方程式书写的薄弱环节进行个别辅导，并安排二次订正。 六、试题详情 （一）知识回顾（教材内容梳理） 1．碳单质的多样性：金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，它们的物理性质存在着明显差异，原因是碳原子的排列方式不同。 2．金刚石的性质与用途：无色透明、正八面体形状的固体，硬度大（天然存在的最硬的物质），不导电；可作装饰品（钻石）、钻头、切割大理石、裁玻璃，金刚石薄膜可作光学窗口和透镜的涂层。 3．石墨的性质与用途：深灰色、有金属光泽而不透明的细鳞片状固体，质软、有滑腻感，熔点高，有优良的导电性；可作铅笔芯、电极、润滑剂等。 4．木炭和活性炭的吸附性：木炭和活性炭都具有疏松多孔的结构，具有吸附性（属于物理性质），活性炭的吸附作用比木炭更强；可用于净化多种气体和液体、作防毒面具等。 5．分子：每个分子由60个碳原子构成，分子结构形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定；可用于超导、催化、能源及医学等领域。此外还有石墨烯、碳纳米管等新型碳单质。 6．碳的化学性质：①常温下碳的化学性质不活泼（碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子，也不容易失去电子）；②可燃性——C + O2 CO2（氧气充足，充分燃烧）、2C + O2 2CO（氧气不充足，不充分燃烧）；③还原性——C + 2CuO 2Cu + CO2↑。 7．木炭还原化铜的实验现象：黑色粉末逐渐变成红色，澄清的石灰水变浑浊。实验时在酒精灯上加网罩，是为了使火焰集中并提高温度；木炭粉应稍过量，防止已被还原的铜重新被氧化。 8．还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。碳能夺取氧化铜中的氧，碳具有还原性，在反应中作还原剂。 碳单质 主要物理性质 主要用途 金刚石 无色透明、硬度大，不导电 装饰品、钻头、切割玻璃和大理石 石墨 深灰色、质软、有滑腻感，有优良的导电性 铅笔芯、电极、润滑剂 活性炭 疏松多孔，有较强的吸附性 防毒面具、净化气体和液体 分子形似足球，很稳定 超导、催化、能源、医学等领域 （二）基础巩固层（★必做，约10分钟） 题组1　碳单质的性质与用途 1．金刚石、石墨和都是由______元素组成的单质，它们的物理性质存在着明显差异，原因是碳原子的______不同。 2．金刚石是天然存在的______的物质，可用于裁玻璃、切割大理石；石墨质软、有滑腻感，可用于制______；活性炭具有______性，可用于净化空气和作防毒面具。 3．每个分子由______个碳原子构成，其分子结构形似______，这种足球结构的碳分子很______。 题组2　碳单质与用途连线 将下列碳单质与其对应的性质或用途用线连接起来。 碳单质 连线 主要性质或用途 金刚石 —— 硬度大，可切割玻璃、大理石 石墨 —— 有优良的导电性，可作电极 活性炭 —— 疏松多孔，有吸附性，可作防毒面具 —— 分子形似足球，可用于超导、催化等领域 题组3　正误判断（正确的画“√”，错误的画“×”） 1．金刚石和石墨的物理性质有很大差异，是因为构成它们的碳原子大小不同。　（　　） 2．金刚石是天然存在的最硬的物质，可以用来裁玻璃、切割大理石。　（　　） 3．石墨有金属光泽、有导电性，所以石墨是一种金属。　（　　） 4．活性炭具有吸附性，能将硬水变成软水。　（　　） 5．木炭还原氧化铜属于置换反应，碳在反应中作还原剂。　（　　） 6．在常温下碳的化学性质很活泼，能与许多物质发生反应。　（　　） 题组4　单项选择 1．金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，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．构成它们的原子数目不同 C．它们原子的排列方式不同　　D．它们是由不同种原子构成的 2．下列关于碳单质的说法中，正确的是（　　） A．金刚石是天然存在的最硬的物质　　B．石墨质软，不能导电 C．活性炭的吸附性比木炭弱　　D．是由60个碳原子构成的单质 3．下列变化中，属于化学变化的是（　　） A．用木炭给红糖溶液脱色　　B．石墨在一定条件下转化为金刚石 C．用金刚石划玻璃　　D．用活性炭除去冰箱中的异味 4．在书写具有保存价值的档案时，最好使用（　　） A．铅笔　　B．纯蓝墨水笔　　C．碳素墨水笔　　D．圆珠笔 （三）能力提升层（★★必做，约15分钟） 题组5　碳的化学性质 1．碳在常温下化学性质______；随着温度的升高，碳的化学性质逐渐活泼，能跟氧气反应，也能跟某些氧化物反应。 2．写出下列反应的化学方程式。 （1）木炭在氧气中充分燃烧：______ （2）木炭在氧气中不充分燃烧：______ （3）木炭在高温下还原氧化铜：______ 3．碳具有还原性，可用于冶金工业。请写出碳在高温下还原氧化铁的化学方程式：______。 题组6　木炭还原氧化铜实验 1．把烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，铺放进试管，按如图所示装置进行实验。实验现象是：黑色粉末逐渐变成______色，澄清的石灰水______。 2．在酒精灯上加网罩的目的是______。 3．配制混合物时，木炭粉应稍过量的目的是______。 4．实验完毕后，应先______，待试管冷却后再把粉末倒出来，防止______。 题组7　碳单质性质的应用 1．用墨书写或绘制的古代字画能保存很长时间而不褪色，这是因为______。 2．金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但金刚石很硬、石墨很软。请从微观角度解释这一差异：______。 3．某同学说：“木炭燃烧生成二氧化碳，由此可见碳具有还原性。”你认为这种说法对吗？为什么？______ （四）拓展创新层（★★★选做，约15分钟） 题组8　探究与实践：碳单质的性质与转化 某化学兴趣小组对碳单质的性质和转化进行了探究，请完成下表。 实验项目 实验现象 化学方程式或结论 木炭在氧气中充分燃烧 发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 ____________ 木炭还原氧化铜 ____________ ____________ 石墨转化为金刚石 —— 属于______变化 定量分析：碳在氧气中充分燃烧的化学方程式为 C + O2 = CO2。现有6 g碳在足量氧气中完全燃烧，生成22 g二氧化碳，则参加反应的氧气的质量为______g。 题组9　读写与跨学科实践 （一）简答 1．金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，它们的物理性质为什么会有很大的差异？ 2．为什么用墨书写或绘制的古字画能长久保存而不褪色？ 3．“碳”和“炭”有什么区别？请简要说明。 （二）跨学科实践 某校化学兴趣小组就“你最想了解的一种碳单质”对本年级40名同学进行了调查，结果见下表。 碳单质 金刚石 石墨 活性炭 C₆₀ 人数 10 12 8 10 1．计算“最想了解石墨”的人数占被调查总人数的百分比（写出计算过程）。 2．根据调查结果，谈谈你对碳单质的认识（80字左右）。 七、答案与解析 基础巩固层 题组1　1．碳；排列方式　2．最硬；铅笔芯；吸附　3．60；足球；稳定 【解析】金刚石、石墨和都是由碳元素组成的单质，它们物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同。金刚石硬度最大，可裁玻璃、作钻头；石墨质软、有滑腻感，可制铅笔芯、作润滑剂；活性炭疏松多孔，吸附性强，可作防毒面具。分子由60个碳原子构成，形似足球，分子很稳定。 题组2　金刚石——硬度大，可切割玻璃、大理石；石墨——有优良的导电性，可作电极；活性炭——疏松多孔，有吸附性，可作防毒面具；——分子形似足球，可用于超导、催化等领域。 【解析】物质的性质决定其用途，用途又反映其性质。金刚石硬度大，适合切割；石墨导电性好，适合作电极；活性炭吸附性强，适合净化。 题组3　1．×　2．√　3．×　4．×　5．√　6．× 【解析】第1题，金刚石和石墨物理性质差异的原因是碳原子的排列方式不同，而不是原子大小不同。第3题，石墨虽然具有金属光泽和导电性，但它是由碳元素组成的非金属单质，不是金属。第4题，活性炭的吸附性只能吸附色素和异味，不能降低水的硬度。第6题，常温下碳的化学性质不活泼，所以古代字画能长久保存。 题组4　1．C　2．A　3．B　4．C 【解析】第2题，石墨质软但有优良的导电性，B错误；活性炭的吸附作用比木炭强，C错误；是由分子构成的，每个分子由60个碳原子构成，D表述不准确。第3题，用木炭脱色、用金刚石划玻璃、用活性炭除异味都是物理变化，只有石墨转化为金刚石生成了新物质，属于化学变化。第4题，碳素墨水中的碳在常温下化学性质不活泼，字迹能长久保存，故书写档案最好用碳素墨水笔。 能力提升层 题组5　1．不活泼　2．（1）C + O2 CO2　（2）2C + O2 2CO　（3）C + 2CuO 2Cu + CO2↑　3．2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2↑ 【解析】碳在常温下化学性质不活泼，在高温下能与氧气、某些氧化物反应。书写化学方程式时，要配平并注明反应条件和生成物的状态。木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳，二氧化碳是气体，要标“↑”。 题组6　1．红；变浑浊　2．使火焰集中并提高温度　3．防止已被还原的铜重新被氧化　4．撤出导管；石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂 【解析】木炭还原氧化铜的实验中，黑色粉末（炭粉和氧化铜）逐渐变成红色（铜），澄清的石灰水变浑浊（生成二氧化碳）。加网罩可使酒精灯火焰集中、提高温度；炭粉稍过量可防止生成的铜被空气中的氧气重新氧化。实验完毕先撤导管，是为了防止石灰水倒吸使热的试管炸裂。 题组7　1．常温下碳的化学性质不活泼，不易与其他物质发生反应　2．金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，所以物理性质有很大差异　3．不对。木炭燃烧生成二氧化碳，说明碳具有可燃性，碳与氧气发生的反应属于氧化反应；碳夺走含氧化合物（如氧化铜）中的氧，才体现碳的还原性。 【解析】第3题要区分“可燃性”和“还原性”：碳与氧气反应表现的是可燃性；碳夺取氧化物中的氧，表现的是还原性，二者不可混淆。 拓展创新层 题组8　表格：（1）木炭在氧气中充分燃烧——C + O2 CO2。（2）木炭还原氧化铜——现象：黑色粉末逐渐变成红色，澄清的石灰水变浑浊；化学方程式：C + 2CuO 2Cu + CO2↑。（3）石墨转化为金刚石——属于化学变化。 定量分析：参加反应的氧气的质量 = 22 g − 6 g = 16 g。 【解析】石墨转化为金刚石，虽然都是由碳元素组成的单质，但生成了新物质，属于化学变化。定量计算时，依据质量守恒定律，参加反应的碳的质量与参加反应的氧气的质量之和等于生成的二氧化碳的质量，故参加反应的氧气的质量为22 g − 6 g = 16 g。 题组9　（一）1．因为金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，所以它们的物理性质有很大差异。 2．因为墨的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼，不易与其他物质发生反应，所以用墨书写或绘制的古字画能长久保存而不褪色。 3．“碳”指碳元素，属于化学用语，用在元素名称和碳的单质、碳的化合物中；“炭”不是化学用语，无定形炭（如木炭、活性炭、焦炭、炭黑）是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的混合物。 （二）计算过程：“最想了解石墨”的人数占被调查总人数的百分比 = 12 ÷ 40 × 100% = 30%。 认识示例：通过本次调查可以看出，同学们对碳单质中的石墨最感兴趣，其次是金刚石和，对活性炭的了解相对较少。碳单质种类多、用途广，不同的碳单质由于碳原子的排列方式不同，性质差异很大。我们要学好碳单质的性质，才能更好地理解和运用它们（言之有理即可）。 【解析】本题以学习兴趣调查为情境，考查百分数的计算与数据表达能力。计算时要注意用“该项人数除以被调查总人数再乘以100%”，结果写成百分数。表达认识时，应结合调查数据，从碳单质的种类、性质与用途出发，语言通顺、条理清晰。 学科网（北京）股份有限公司 $