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

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 知识点一：碳单质的物理性质和用途 金刚石 石墨 C60 结构模型 状态 无色透明、正八面体形状的固体 深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体 分子形似足球 硬度 天然存在的最硬的物质 很软，有滑腻感 质脆 导电性 几乎不导电 有优良的导电性能 常态下几乎不导电 用途 裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、装在钻探机的钻头上钻凿岩层等 制铅笔芯、电刷、电极等 有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域 注意：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但是由于它们的原子排列方式不同，导致它们的物理性质存在着明显差异。 【例题1】 如图所示是金刚石、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里碳原子的排列方式不同 练习 1.下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是 （ ） A.都能导电 B.都是黑色固体 C.硬度都很小 D.都由碳元素组成 2.C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界。根据图6-1-1回答下列问题 (1)C60属于 (填“单质”或“化合物”)。 (2)C60这种物质是由 构成的（填“分子”或“原子”)。 (3)C60与金刚石、石墨具有相似的 （填“化学”或“物理”）性质。 3.图6-1-2中A、B分别为金刚石和石墨的结构模型（图中的小球均代表碳原子）。 图6-1-2 (1)金刚石属于 （填“单质”或“化合物”)，判断的依据是 (2)下列是金刚石和石墨的部分性质： 切割玻璃的玻璃刀应该选用 (填“金刚石”或“石墨”)作为材料。 (3)根据金刚石和石墨的结构和性质推断，下述观点不正确的是 （填字母）。 A.不同物质具有不同的结构 B.不同物质的组成元素一定不同 C.不同物质具有不同的性质 D.物质的结构决定物质的性质 知识点二：碳单质的化学性质 1.稳定性 常温下，单质碳的化学性质稳定，受日光照射或与空气、水分接触，都不易起变化。 (碳原子得、失电子达到稳定结构都比较难，因此常温下，碳的化学性质非常稳定) 反应物 氧气含量 燃烧产物 化学方程式 碳+氧气 充足 二氧化碳 不充足 一氧化碳 2.可燃性——与氧气反应 3.还原性——与某些氧化物反应 化学反应 化学方程式 木炭还原氧化铁 木炭还原氧化铜 二氧化碳通过炽热的碳层 拓展延伸： (1)氧化反应、还原反应 物质与氧发生的反应叫做氧化反应。 含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。 (2)氧化性、还原性 在化学反应中，得氧的物质是还原剂，具有还原性；失氧的物质是氧化剂，具有氧化性。 【例题1】属于石墨化学性质的是（ ） A.黑色 B.质软 C.稳定性 D.导电性 【例题2】石墨烯被称为“新材料之王”，是国产智能温控服装的主要原材料。石墨烯是石墨的单层结构(如图)，与石墨的化学性质相似。下列关于石墨烯的说法错误的是（ ） A．石墨烯属于单质 B．和金刚石组成元素相同 C．石墨烯燃烧的产物一定是二氧化碳 D．石墨烯有良好的导电性 练习 1.唐代著名书法家颜真卿所作的《自书告身帖》至今仍不褪色，是因为墨汁中的碳（ ） A．在常温下化学性质不活泼 B．具有可燃性 C．具有氧化性 D．具有还原性 2.碳是给人类社会提供能源和材料的主要元素。下列含碳元素物质的性质与用途对应关系错误的是（ ） A．金刚石硬度大——可切割玻璃 B．石墨具有优良的导电性——可制铅笔芯 C．炭黑黑色细腻——可作碳素墨水 D．活性炭有很强的吸附性——可用于净水 3.下列关于金刚石和石墨的说法，不正确的是（ ） A．金刚石和石墨都含有碳元素 B．石墨转化为金刚石属于物理变化 C．它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳 D．金刚石和石墨的物理性质存在着明显差异 4.物质的性质决定用途。下列物质的用途中利用其化学性质的是（ ） A．石墨用作铅笔芯 B．氧气用于气焊 C．稀有气体用于制霓虹灯 D．铜丝做导线 5．“碳家族”中相关物质的性质与用途，其中对应关系正确的是（ ） A．石墨作电车的电刷——质软 B．金刚石切割玻璃——硬度大 C．碳素墨汁书写春联——还原性 D．焦炭冶炼金属——可燃性 6．激光打印机所用的墨粉主要成分是极细的碳粉，碳粉不具有的性质是（ ） A．可燃性 B．能与某些氧化物反应 C．易溶于水 D．常温下稳定 7．下列图示中涉及的变化只有物理变化的是（ ） A．石蜡熔化 B．铁钉生锈 C．生成炭黑的实验 D．检验氧气 8．钛合金常用于航天领域，工业上制取钛的反应之一为TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2，该反应中体现还原性的物质是（ ） A．TiCl4 B．Mg C．Ti D．MgCl2 ( 高温 )9.单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。工业上通过以下反应将自然界中的二氧化硅（SiO2）转化为硅。SiO2+2C==Si +2CO↑，下列分析正确的是（ ） A.二氧化硅发生了氧化反应 B.碳发生了还原反应 C.碳表现还原性 D.碳表现氧化性 10．下列设计方案可行、化学方程式书写都正确的是（ ） A．测定水的组成：2H2OH2↑+O2↑ B．焦炭还原氧化铁：2Fe2O3+3C4Fe+3CO C．军事上做闪光弹的反应：2Mg+O2=MgO D．实验室用过氧化氢制取氧气2H2O22H2O+O2↑ 11．化学兴趣小组的同学们在实验室进行了下列实验，能达到相应目的的是（ ） A．测定空气中氧气含量 B．验证分子运动 C．红色固体变为黑色 D．验证质量守恒定律 12．下列物质的用途主要利用其化学性质的是（ ） A．金刚石用于切割玻璃 B．石墨用作电极 C．活性炭用于除去水中的异味 D．焦炭用于冶炼金属 13．把8g碳和16g氧气放在密闭的容器里，在一定条件下充分反应，最终密闭容器中（ ） A.只有二氧化碳 B.只有一氧化碳 C.有二氧化碳和一氧化碳 D.有二氧化碳和氧气 14.我国古代文献中记载有“投泥泼水愈光明”，其意是指高温条件下，投入的炭与灼热的水蒸气发生反应，得到两种可燃性气体而使燃烧更旺。试写出炭与灼热的水蒸气发生反应的化学方程式 知识点三：木炭还原氧化铜的实验探究 【实验探究】在木炭还原氧化铜的实验中： (1)反应开始后，盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是______________________________，说明反应中有___________生成。该反应的化学方程式_______________________________。 (2)图中的酒精灯上加金属网罩的目的是___________________________，被加热的试管中的现象是_________________________，该反应的化学方程式是__________________________。 (3)实验结束时，应先_________________再_________________。 练习 1.按图6-1-4进行实验，有关说法及分析不正确的是（ ） 图6-1-4 A.烘干的木炭粉末与CuO粉末须混合均匀 B.网罩的作用是集中火焰，提高温度 C.可观察到澄清的石灰水变浑浊 D.产生的气体一定没有CO 2.按图6-1-5进行实验，下列分析或结论正确的是（ ） 图6-1-5 A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始 B.实验结束应立即倒出粉末 C.木炭能将氧化铜还原为铜 D.固体减少的质量一定等于生成CO2的质量 全练 1.下列碳单质的各种用途中，利用其化学性质的是（ ） A.用焦炭冶炼金属 B.用金刚石作钻头 C.用石墨作铅笔芯 D.用活性炭作冰箱除味剂 2.C60在能源、信息医药等领域有着广阔的应用前景。关于C60的叙述不正确的是（ ） A.该物质由C60分子构成 B.该物质由60个碳原子构成 C.其相对分子质量为720 D.C60和C70是两种物质 3.文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是（ ） A.碳 B.硅 C.磷 D.碘 4.下列化学用语表示正确的是（ ） A.60个碳原子:C60 B.2个氢氧根离子：2OH C.金刚石:Au D.3个二氧化硫分子：3SO2 5.硫隔绝空气加热后的蒸气中有一种物质的化学式为 S8,关于S8的叙述不正确的有（ ） A.它是一种新型的化合物 B.它是一种单质 C.它的一个分子中有8个硫原子 D.相对分子质量为256 6.出生在我国四川成都的天才少年曹原2010年便以优异成绩考入中国科学技术大学少年班，在美国深造期间多次在世界顶尖核心期刊发表论文。他研究发现，当两层石墨烯叠在一起发生轻微偏移的时候，材料的特性会发生剧变，并因此催生出超导体的性能。关于石墨烯的下列说法正确的是（ ） A.超导性是物质的化学性质 B.双层石墨烯是种新型化合物 C.石墨烯在氧气中完全燃烧生成二氧化碳 D.石墨烯与石墨是一种物质 7. 下列实验方案，不能达到实验目的的是（ ） 8.木炭还原氧化铜的实验装置如图6-1-3所示，据图答问题。 (1)刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但澄清石灰水不变浑浊，原因是 (2)继续加热，观察到黑色粉末中出现红色物质，澄清石灰水逐渐变浑浊。请你写出相关反应的化学方程式： ； 。 (3)在木炭还原氧化铜的反应中， 发生了还原反应， 是还原剂。(4)停止加热时，应先将导管从试管②中撒出，这样操作的原因是 9．碳元素是组成许多物质的基本元素，碳及其化合物与人类关系密切. (1)图1表示几种碳单质的结构，写出其中A表示的碳单质的名称____________。将B在一定条件下转化为A，该变化属于_________（填“物理变化”或“化学变化”），从微观角度看，因为在该变化中_________发生了改变。 (2)古代书画家用墨绘制的字画能保存至今而不变色的原因是_________________________。 (3)用竹子加工成的竹炭具有___________的结构，因此它具有_____________性，可利用该性质去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味。 (4)用图2所示装置验证碳单质的还原性。 ①写出试管1中发生反应的化学方程式________________________________________。 ②试管2中发生反应的化学方程式____________________________________________。 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 知识点一：碳单质的物理性质和用途 金刚石 石墨 C60 结构模型 状态 无色透明、正八面体形状的固体 深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体 分子形似足球 硬度 天然存在的最硬的物质 很软，有滑腻感 质脆 导电性 几乎不导电 有优良的导电性能 常态下几乎不导电 用途 裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、装在钻探机的钻头上钻凿岩层等 制铅笔芯、电刷、电极等 有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域 注意：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但是由于它们的原子排列方式不同，导致它们的物理性质存在着明显差异。 【例题1】 如图所示是金刚石、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( D ) 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里碳原子的排列方式不同 练习 1.下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是( D ) A.都能导电 B.都是黑色固体 C.硬度都很小 D.都由碳元素组成 2.C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界。根据图6-1-1回答下列问题 (1)C60属于 单质 (填“单质”或“化合物”)。 (2)C60这种物质是由 分子 构成的（填“分子”或“原子”)。 (3)C60与金刚石、石墨具有相似的 化学 （填“化学”或“物理”）性质。 3.图6-1-2中A、B分别为金刚石和石墨的结构模型（图中的小球均代表碳原子）。 图6-1-2 (1)金刚石属于 单质 （填“单质”或“化合物”)，判断的依据是 金刚石是纯净物且只由一种元素组成 。 (2)下列是金刚石和石墨的部分性质： 切割玻璃的玻璃刀应该选用 金刚石 (填“金刚石”或“石墨”)作为材料。 (3)根据金刚石和石墨的结构和性质推断，下述观点不正确的是 B （填字母）。 A.不同物质具有不同的结构 B.不同物质的组成元素一定不同 C.不同物质具有不同的性质 D.物质的结构决定物质的性质 知识点二：碳单质的化学性质 1.稳定性 常温下，单质碳的化学性质稳定，受日光照射或与空气、水分接触，都不易起变化。 (碳原子得、失电子达到稳定结构都比较难，因此常温下，碳的化学性质非常稳定) 反应物 氧气含量 燃烧产物 化学方程式 碳+氧气 充足 二氧化碳 不充足 一氧化碳 2.可燃性——与氧气反应 点燃 点燃 3.还原性——与某些氧化物反应 化学反应 化学方程式高温 木炭还原氧化铁 2Fe2O3+3C ═ 4Fe+3CO2↑高温 木炭还原氧化铜 2CuO+C ═ 2Cu+CO2↑高温 二氧化碳通过炽热的碳层 拓展延伸： (1)氧化反应、还原反应 物质与氧发生的反应叫做氧化反应。 含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。 (2)氧化性、还原性 在化学反应中，得氧的物质是还原剂，具有还原性；失氧的物质是氧化剂，具有氧化性。 【例题1】属于石墨化学性质的是( C ) A.黑色 B.质软 C.稳定性 D.导电性 【例题2】石墨烯被称为“新材料之王”，是国产智能温控服装的主要原材料。石墨烯是石墨的单层结构(如图)，与石墨的化学性质相似。下列关于石墨烯的说法错误的是( C ) A．石墨烯属于单质 B．和金刚石组成元素相同 C．石墨烯燃烧的产物一定是二氧化碳 D．石墨烯有良好的导电性 练习 1.唐代著名书法家颜真卿所作的《自书告身帖》至今仍不褪色，是因为墨汁中的碳( A ) A．在常温下化学性质不活泼 B．具有可燃性 C．具有氧化性 D．具有还原性 2.碳是给人类社会提供能源和材料的主要元素。下列含碳元素物质的性质与用途对应关系错误的是( B ) A．金刚石硬度大——可切割玻璃 B．石墨具有优良的导电性——可制铅笔芯 C．炭黑黑色细腻——可作碳素墨水 D．活性炭有很强的吸附性——可用于净水 3.下列关于金刚石和石墨的说法，不正确的是( B ) A．金刚石和石墨都含有碳元素 B．石墨转化为金刚石属于物理变化 C．它们完全燃烧后的产物都是二氧化碳 D．金刚石和石墨的物理性质存在着明显差异 4.物质的性质决定用途。下列物质的用途中利用其化学性质的是( B ) A．石墨用作铅笔芯 B．氧气用于气焊 C．稀有气体用于制霓虹灯 D．铜丝做导线 5．“碳家族”中相关物质的性质与用途，其中对应关系正确的是( B ) A．石墨作电车的电刷——质软 B．金刚石切割玻璃——硬度大 C．碳素墨汁书写春联——还原性 D．焦炭冶炼金属——可燃性 6．激光打印机所用的墨粉主要成分是极细的碳粉，碳粉不具有的性质是( C ) A．可燃性 B．能与某些氧化物反应 C．易溶于水 D．常温下稳定 7．下列图示中涉及的变化只有物理变化的是( A ) A．石蜡熔化 B．铁钉生锈 C．生成炭黑的实验 D．检验氧气 8．钛合金常用于航天领域，工业上制取钛的反应之一为TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2，该反应中体现还原性的物质是( B ) A．TiCl4 B．Mg C．Ti D．MgCl2 9.单晶硅是制作电子集成电路的基础材料。工业上通过以下反应将自然界中的二氧化硅（SiO2）转化为硅。SiO2+2C==Si +2CO↑，下列分析正确的是( C )高温 A.二氧化硅发生了氧化反应 B.碳发生了还原反应 C.碳表现还原性 D.碳表现氧化性 10．下列设计方案可行、化学方程式书写都正确的是( D ) A．测定水的组成：2H2OH2↑+O2↑ B．焦炭还原氧化铁：2Fe2O3+3C4Fe+3CO C．军事上做闪光弹的反应：2Mg+O2=MgO D．实验室用过氧化氢制取氧气2H2O22H2O+O2↑ 11．化学兴趣小组的同学们在实验室进行了下列实验，能达到相应目的的是( B ) A．测定空气中氧气含量 B．验证分子运动 C．红色固体变为黑色 D．验证质量守恒定律 12．下列物质的用途主要利用其化学性质的是( D ) A．金刚石用于切割玻璃 B．石墨用作电极 C．活性炭用于除去水中的异味 D．焦炭用于冶炼金属 13．把8g碳和16g氧气放在密闭的容器里，在一定条件下充分反应，最终密闭容器中( C ) A.只有二氧化碳 B.只有一氧化碳 C.有二氧化碳和一氧化碳 D.有二氧化碳和氧气 14.我国古代文献中记载有“投泥泼水愈光明”，其意是指高温条件下，投入的炭与灼热的水蒸气发生反应，得到两种可燃性气体而使燃烧更旺。试写出炭与灼热的水蒸气发生反应的化学方程式 O+C ═ +CO 高温 知识点三：木炭还原氧化铜的实验探究 【实验探究】在木炭还原氧化铜的实验中： (1)反应开始后，盛澄清石灰水的试管中观察到的现象是_澄清石灰水变浑浊_，说明反应中有__二氧化碳___生成。该反应的化学方程式____。 (2)图中的酒精灯上加金属网罩的目的是_集中火焰，提高温度__，被加热的试管中的现象是_黑色固体变红__，该反应的化学方程式是__2CuO+C ═ 2Cu+CO2↑___。 (3)实验结束时，应先__将导管移出___再__熄灭酒精灯__。高温 练习 1.按图6-1-4进行实验，有关说法及分析不正确的是( D ) 图6-1-4 A.烘干的木炭粉末与CuO粉末须混合均匀 B.网罩的作用是集中火焰，提高温度 C.可观察到澄清的石灰水变浑浊 D.产生的气体一定没有CO 2.按图6-1-5进行实验，下列分析或结论正确的是( C ) 图6-1-5 A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始 B.实验结束应立即倒出粉末 C.木炭能将氧化铜还原为铜 D.固体减少的质量一定等于生成CO2的质量 全练 1.下列碳单质的各种用途中，利用其化学性质的是( A ) A.用焦炭冶炼金属 B.用金刚石作钻头 C.用石墨作铅笔芯 D.用活性炭作冰箱除味剂 2.C60在能源、信息医药等领域有着广阔的应用前景。关于C60的叙述不正确的是( B ) A.该物质由C60分子构成 B.该物质由60个碳原子构成 C.其相对分子质量为720 D.C60和C70是两种物质 3.文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是 ( A ) A.碳 B.硅 C.磷 D.碘 4.下列化学用语表示正确的是( D ) A.60个碳原子:C60 B.2个氢氧根离子：2OH C.金刚石:Au D.3个二氧化硫分子：3SO2 5.硫隔绝空气加热后的蒸气中有一种物质的化学式为 S8,关于S8的叙述不正确的有( A ) A.它是一种新型的化合物 B.它是一种单质 C.它的一个分子中有8个硫原子 D.相对分子质量为256 6.出生在我国四川成都的天才少年曹原2010年便以优异成绩考入中国科学技术大学少年班，在美国深造期间多次在世界顶尖核心期刊发表论文。他研究发现，当两层石墨烯叠在一起发生轻微偏移的时候，材料的特性会发生剧变，并因此催生出超导体的性能。关于石墨烯的下列说法正确的是( C ) A.超导性是物质的化学性质 B.双层石墨烯是种新型化合物 C.石墨烯在氧气中完全燃烧生成二氧化碳 D.石墨烯与石墨是一种物质 7. 下列实验方案，不能达到实验目的的是( A ) 8.木炭还原氧化铜的实验装置如图6-1-3所示，据图答问题。 (1)刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但澄清石灰水不变浑浊，原因是 一开始排出的是装置内的空气 。 (2)继续加热，观察到黑色粉末中出现红色物质，澄清石灰水逐渐变浑浊。请你写出相关反应的化学方程式： 2CuO+C ═ 2Cu+CO2↑ ； _ 。 高温 (3)在木炭还原氧化铜的反应中， 氧化铜 发生了还原反应， 碳 是还原剂。 (4)停止加热时，应先将导管从试管②中撒出，这样操作的原因是 防止澄清石灰水倒吸 。 9．碳元素是组成许多物质的基本元素，碳及其化合物与人类关系密切. (1)图1表示几种碳单质的结构，写出其中A表示的碳单质的名称__金刚石___。将B在一定条件下转化为A，该变化属于__化学变化__（填“物理变化”或“化学变化”），从微观角度看，因为在该变化中__原子的排列方式_发生了改变。 (2)古代书画家用墨绘制的字画能保存至今而不变色的原因是__常温下碳的化学性质稳定__。 (3)用竹子加工成的竹炭具有_疏松多孔__的结构，因此它具有_吸附__性，可利用该性质去除冰箱、衣柜、汽车等内部环境中的异味。 (4)用图2所示装置验证碳单质的还原性。高温 ①写出试管1中发生反应的化学方程式___ 2CuO+C ═ 2Cu+CO2↑__。 ②试管2中发生反应的化学方程式___ __。 5 学科网（北京）股份有限公司 $