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6.1 碳单质的多样性—九年级化学人教版（2024）上册课前导学
【基础知识】
1.常见的碳单质
（1）金刚石
①金刚石是由 的固态非金属单质，纯净的金刚石是 、 形状的固体，具有很好的 ，可以制作成璀璨夺目的钻石；
②金刚石是天然存在的硬度 的物质，利用此性质可以用作裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻探机的钻头上，钻探坚硬的岩层等。
（2）石墨
①石墨是一种 的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨 ，有滑腻感
②石墨具有优良的 ；
③制铅笔芯、电刷、电极等。
（3）金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但它们在物理性质上存在着明显差异，是因为 ；石墨具有优良的 ，常用作干电池的电极。
（4）模型认知是建立宏观与微观联系的思维方法。下图是三种碳单质的结构模型图，其中A是 (填名称)的结构模型图，三种碳单质的化学性质相似，但物理性质却有很大差异，主要原因是 ，写出图C物质在空气中充分燃烧的化学方程式 。
2.碳单质的化学性质
（1）稳定性
①常温下，碳单质的化学性质 ，受日光照射或与空气、水分接触，都不易起变化。随着温度的升高，碳的活动性大大增强。
②实际生活中利用这一性质有以下应用：需要长期保存的档案材料一般用碳素墨水书写；木质电线杆埋入地下部分用火烧焦。
（2）碳在常温下化学性质 ，在升高温度时能与 。当氧气充足时燃烧生成 ，氧气不足时生成 ，都放出 。化学方程式分别为 。
（3）碳在高温时能与 等氧化物发生化学反应。化学方程式分别为 ； ； 。在这些化学反应中，碳表现了 ，可用于 。
（4）如图是木炭还原氧化铜的实验装置图。加热一段时间后，试管①中观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 ；该实验证明了木炭具有 性。
【随堂训练】
1.金刚石、石墨和的化学性质相似，物理性质却有很大差异，其主要原因是( )
A.构成它们的原子大小不同 B.构成它们的原子状态不同
C.构成它们的原子数目不同 D.构成它们的原子排列方式不同
2.“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词体现的钻石的性质是( )
A.硬度大 B.不能导电 C.化学性质稳定 D.熔点低
3.下列叙述中正确的是( )
A.某物质中只含有一种元素，则该物质一定是单质
B.金刚石和石墨之间的转化一定是化学变化
C.由不同种元素组成的物质一定是混合物
D.单质由同种物质组成，化合物由不同种物质组成
4.竹炭制品深受消费者欢迎，竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料，竹炭不具有的性质是( )
A.黑色固体 B.易溶于水 C.有吸附性 D.能够燃烧
5.中国科学技术大学钱逸泰教授等以和金属钠为原料，在特定条件下制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界最权威的《科学》杂志上，立即被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列说法中不正确的是( )。
A.金刚石属于非金属单质
B.制造金刚石的过程中碳元素的化合价没有改变
C.是一种化合物
D.制造金刚石的变化属于化学变化
6.下列有关金刚石、石墨的说法正确的是( )
A.都是由碳元素组成的 B.都是黑色固体
C.都能导电 D.硬度都很大
7.在能源、信息、医药等领域有着广阔的应用前景。关于的叙述不正确的是( )。
A.该物质由分子构成 B.该物质由60个碳原子构成
C.其相对分子质量为720 D.和是两种物质
8.按下图所示进行实验，有关说法及分析不正确的是( )
A.烘干的木炭粉末与CuO粉末应混合均匀 B.网罩的作用是集中热量，提高温度
C.可观察到澄清石灰水变浑浊 D.产生的气体一定没有CO
9.活性炭是防毒面具里的吸附剂，可用来吸附氯气等有毒气体，下表列出了一定温度和压强下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体的体积。
气体 二氧化碳 氢气 氧气 氮气 氯气
相对分子质量 44 2 32 28 71
沸点/℃ -78 -252 -183 -196 -34
被吸附体积 97 4.5 35 11 494
请你根据表中数据找出活性炭吸附气体的规律：
（1）____________；
（2）____________。
10.根据碳与氧气的反应，回答下列问题：
（1）做“木炭的燃烧”实验时，将燃烧匙中的木炭引燃后，由上而下_____（填“缓慢”或“迅速”）伸入盛有集满氧气的集气瓶中。
（2）碳在氧气不足时，发生不完全燃烧，该反应是__________（填“放热”或“吸热”）反应。
（3）在相同温度和相同体积的条件下，气体压强与气体分子数成正比关系。将12g碳和g氧气放入一恒容密闭容器中，在一定条件下恰好完全反应，相同温度下，测得反应前后容器内的气体压强分别为。如果，则的取值范围是_________________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：物质的结构决定物质的性质，金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的，构成的分子也是由碳原子构成的，因此，化学性质相似，但是碳原子的排列方式不同，导致它们的物理性质有很大差异，D正确。
2.答案：C
解析：钻石即经过琢磨以后的碳的单质金刚石，“钻石恒久远”体现了常温下碳的化学性质稳定。
3.答案：B
解析：物质是由元素组成的，同一种元素组成的物质可能是单质，也可能是混合物，如氧气和臭氧的混合物。金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，它们之间的转化是由一种物质生成另一种物质，一定是化学变化。由不同种元素组成的物质可能是混合物，也可能是纯净物，如由氢元素和氧元素组成的水是纯净物，由氧气和氢气组成的气体是混合物。单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物。
4.答案：B
解析：竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料，其颜色为黑色；主要成分是碳，具有可燃性；多孔性材料说明竹炭具有吸附性；碳的单质不溶于水，因此竹炭不溶于水。
5.答案：B
解析：在中，碳元素的化合价为+4，生成的金刚石中，碳元素的化合价为0，故B项不正确。
6.答案：A
解析：A. 金刚石、石墨都是由碳元素组成，是碳的两种不同单质，正确； B. 石墨是黑色固体，金刚石是无色透明的晶体，错误；C. 石墨能导电，金刚石不能，错误； D. 金刚石是自然界中硬度最大的物质，石墨是自然界中硬度最小的物质，错误。故选A。
7.答案：B
解析： A项，由分子构成，正确；B项，应指明是1个分子由60个碳原子构成，错误；C项，相对分子质量为，正确；D项，和的分子构成不同，属于两种不同的物质，正确。
8.答案：D
解析：将烘干的木炭粉末与氧化铜粉末混合均匀可以增大它们的接触面积，使反应更充分，A正确；该反应的条件是高温，在酒精灯火焰上加金属网罩，可以集中热量，提高温度， B正确；该反应的化学方程式为，反应生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，C正确；生成的可能与过量的C反应生成CO，D错误。
9.答案：（1）相同条件下，气体的沸点越高，越容易被活性炭吸附
（2）相同条件下，气体的相对分子质量越大，越容易被活性炭吸附
解析：认真观察表格，找出相同条件下，被吸附气体的体积与气体的相对分子质量、沸点之间的关系。
10.答案：（1）缓慢
（2）放热
（3）
解析： （1）为了使木炭与氧气充分反应，反应效果更好，同时防止瓶内氧气受热膨胀逸出，应将燃烧匙缓慢伸入盛有集满氧气的集气瓶中；
（2）碳在氧气不足时，发生不完全燃烧，该反应是放热反应；
（3）假设12g碳和质量为g的氧气正好完全反应生成二氧化碳，
假设正好完全反应生成一氧化碳，
因为，说明一定有一氧化碳生成，即的取值范围是。

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