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课题1 碳单质的多样性 第1课时 分层作业设计
基础练习
1．下列物质中，硬度最大的是（ ）
A. C60 B. 活性炭
C. 石墨 D. 金刚石
2.下列物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．活性炭有吸附性，可用于净水 B．石墨有导电性，可用于生产铅笔芯
C．焦炭有可燃性，可用来炼铁 D．碳酸钙难溶于水，可用作补钙剂
3．“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（ ）
A．石墨不具有导电性 B．C60单质是由碳原子直接构成的
C．活性炭具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同
4. “见著之微，见微之著”是化学的思维方法。下图为金刚石、石墨、足球烯的结构示意图。下列说法正确的是（ ）
A．它们都是由原子直接构成的
B．构成它们的原子的种类和大小都不同
C．构成它们的原子种类相同，但原子的排列方式不同
D．只有石墨和足球烯能在氧气中燃烧，金刚石不能燃烧
5．下列对一些事实的解释错误的是（　　）
选项 事实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下，碳的化学性质稳定
B 石墨能够做电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性
6．金刚石 石墨 木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．碳原子的排列方式相同
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
7．石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是( )
A．可作散热材料 B．是一种新型化合物
C．常温下化学性质稳定 D．可作新型电池的电极
8.下列关于物质性质和用途以及其对应关系正确的是（　　）
选项 物质 性质 用途
A 金刚石 无色透明 做玻璃刀刀头
B 石墨 颜色很黑 古代书籍保留至今字迹仍然清晰
C 木炭 具有氧化性 用于冶铁炼钢
D 活性炭 有吸附性 用于净水
9.用下列物质的字母序号填空：
A．稀有气体 B．氧化铁 C．金刚石 D．活性炭 E．镁带 F．大理石
（1）用以制作玻璃刀和钻头的是　 　。
（2）可用作冰箱除臭剂的是　 　。
10.水在生活、生产中应用非常广泛。请回答下列问题。
净水时利用活性炭的 ______性除去臭味。
除去水中不溶性杂质的操作是 ______。写出所用的其中一种仪器名称及其作用是 ______。
生活中常用煮沸的方法降低水的 ______。
能力提升
1.碳单质的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A．石墨导电性好可作电池电极 B．活性炭吸附性强可作冰箱除味剂
C．金刚石硬度大可制作铅笔芯 D．炭黑常温化学性质稳定可制墨汁
2.关于金刚石和石墨的说法正确的是（ ）
A．都有可燃性 B．都是无色固体
C．硬度都很大 D．都能导电
4．氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似。下列说法错误的是（ ）
A．氮化硼由分子构成 B．氮化硼的硬度很大
C．氮化硼属于化合物 D．氮化硼可用于切割玻璃
5．金刚石 石墨 木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．碳原子的排列方式相同
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
6.两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是
金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃
B. 石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属
C. 活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D. 金刚石、石墨和足球烯都是由碳原子直接构成的
7.金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是
A. 构成金刚石和石墨的原子大小不同
B. 金刚石和石墨中原子排列方式相同
C. 金刚石和石墨所含原子数相同
D. 金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧
8.在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。
（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子_____不同。
（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有_____的结构。
（3）在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是_________________。
（4）某有机化合物R在氧气中充分燃烧的化学方程式是2R+5O24CO2+2H2O，则R的化学式为_____。
9.阅读下列短文，回答问题：
石墨、石墨烯、碳纳米管都是碳单质。1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯。石墨烯具有非同寻常的导电性，强度能超出钢铁数十倍，有极好的透光性。石墨烯将成为硅的替代品，用来生产超级计算机和新能源电池。
（1）石墨烯可用于制作新能源电池，利用石墨烯的______性。
（2）石墨、石墨烯、碳纳米管物理性质差异较大，原因是__________________。
（3）由碳元素组成的单质还有______（写一种）。
（4）下列说法正确的是______（填字母）。
A．石墨烯与硅的性质完全相同
B．石墨烯在常温下化学性质稳定
C．1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯，说明碳原子很小
10.传统文化蕴含丰富的化学知识，请用化学观点分析下列诗歌或俗语。
“遥知不是雪，为有暗香来”，说明分子 ______。
“北国风光，千里冰封，万里雪飘”，冰和水的化学性质 ______选填“相同”或“不同”，理由是 ______。
“没有金刚钻，不揽瓷器活”，金刚石可以在陶瓷上打孔，利用了金刚石 ______的性质，图中 ______填字母是金刚石的微观结构示意图。
“钻石恒久远，一颗永流传”，钻石之所以能永久流传的原因是 ______。
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第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 碳单质的多样性 第1课时
（人教版）九年级
上
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
06
板书设计
学习目标
了解金刚石、石墨等碳单质的一些重要物理性质及其在生活中的用途；
01
02
知道同一元素可以组成不同的物质，认识物质的多样性；
03
通过对金刚石、石墨和C60的了解，初步认识结构、性质与用途之间的关系。
新知导入
探究新知
认识碳单质
任务一
碳单质
金刚石
石墨
C60
金刚石
结构
空间立体结构
性质
纯净的金刚石无色透明
透光性好，导热性好
硬度大，天然存在的最硬的物质
用途
玻璃刀头上镶的金刚石
钻探机的钻头
金刚石薄膜
钻石
探究新知
同学们平时用过铅笔和2B铅笔吧！你知道铅笔芯的主要成分是什么吗？它又有什么性质呢？
探究新知
石墨
结构
层状结构
性质
用途
深灰色，有金属光泽
不透明的细鳞片状固体
质地软，有滑腻感和良好的导电性
做铅笔芯
高铁列车的受电弓滑板
干电池
探究新知
在日常生活中，还有一些物质如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的主要成分也是碳的单质，它们由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，而结构与石墨类似。
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
探究新知
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。投入几块烘烤过的木炭(或活性炭)，轻轻振荡锥形瓶，观察现象。
实验探究
木炭吸附溶液中的色素
现象
分析
探究新知
探究新知
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。投入几块烘烤过的木炭(或活性炭)，轻轻振荡锥形瓶，观察现象。
实验探究
木炭吸附溶液中的色素
现象
分析
溶液由红色逐渐变为无色
木炭具有吸附性
探究新知
总结：为什么木炭、活性炭会具有吸附性呢？
因为活性炭、木炭等都具有疏松多孔的结构，可以吸附异味、色素等，具有吸附作用。
探究新知
工业色素
食品色素
吸附异味
木炭的用途
探究新知
活性炭的用途
防毒面具
冰箱除臭剂
环保活性炭包
（吸附装修产生的有害气体）
探究新知
炭黑的用途
黑色染料
油墨、油漆
加入轮胎中增强其耐磨性。
探究新知
炭黑的用途
冶炼金属
探究新知
碳：指碳元素，只用作化学用语，在表示元素和含碳的化合物时使用。
炭：指具体的物质，如：炭黑、木炭、活性炭等，它们都是由碳元素组成的单质。
碳和炭的区别
探究新知
金刚石和石墨物理性质差别巨大的原因是什么？
金刚石的结构
石墨的结构
碳原子的排列方式不同导致二者的物理性质存在明显的差异，但它们都是由碳元素组成的单质，故化学性质基本相同
金刚石、石墨之间的转化是物理变化还是化学变化？
化学变化
探究新知
C60
C60
结构
用途
分子结构形似足球，非常稳定
每个C60分子由60个碳原子构成
应用于材料科学
应用于超导体
探究新知
20世纪90年代初，一些以新的形态存在的碳单质又相继被发现：
碳纳米管
单层石墨片
(石墨烯)
尺寸小
机械强度高
导电性好
优异的导电性
导热性
其他奇特性质
C240
C540
C70
C240
探究新知
金刚石结构
问题1：金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，为什么物理性质会相差这么远呢？
物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。
C60结构
石墨结构
交流与讨论
总结关系
任务二
探究新知
金刚石结构
C60结构
石墨结构
结构
决定
性质
决定
用途
体现
体现
问题2：金刚石、石墨、C60它们的结构、性质和性质之间有什么联系呢？
探究新知
课堂练习
A
1.文房四宝“笔墨纸砚”中“墨”的主要成分是（ ）

A. 碳 B. 硅 C. 磷 D. 碘
2.下列物质能用于除去水中异味和色素的是（ ）

A. 明矾 B. 活性炭 C. 石子 D. 细沙
B
课堂练习
3.金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质差异很大，原因是( )
A．原子排列方式不同 B．原子大小不同
C．原子数目不同 D．原子种类不同
A
课堂练习
C
4.下列有关碳单质的说法错误的是( )
A．金刚石是自然界最硬的物质，可作钻头
B．石墨有导电性，可制作电极
C．C60 具有稳定结构，不能燃烧
D．活性炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可用作净水
课堂练习
5.由同种元素组成的物质( )
A．一定是单质 B．一定是金属
C．可能是混合物 D．可能是化合物
C
课堂练习
6.碳家族中的C60的分子结构形似足球。下列关于C60的说法错误的是( )
A.它是一种单质
B.每个C60分子由60个碳原子构成
C.它与金刚石是同一种物质
D.它有可能广泛应用于超导、催化材料、医学及生物等领域
C
7.石墨烯是新发现的二维空间材料，它是由石墨制成的新型碳单质，金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图如图所示，下列关于这四种物质的说法正确的是( )
A．它们都是单质
B．它们都质软
C．碳原子排列方式都相同
D．石墨烯与C60是同种物质，具有导电性
A
课堂练习
课堂总结
板书设计
课题1 碳单质的多样性 第1课时
一、碳的几种单质
1.金刚石：硬度最大，用作钻头、刻刀和装饰品等；
2.石墨：质软、导电性、有滑腻性，用作电极、铅笔芯和润滑剂等；
3.C60：结构稳定，用作超导材料等；
二、其它含碳的物质
1．木炭：吸附剂、作燃料等。
2．活性炭：吸附剂，制防毒面具、净化水等。
3．焦炭：高炉炼铁等。
4．炭黑：制黑色染料、油墨，做橡胶的补强剂等。
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课题1 碳单质的多样性 第1课时 分层作业设计
基础练习
1．下列物质中，硬度最大的是（ ）
A. C60 B. 活性炭
C. 石墨 D. 金刚石
【答案】D
【解析】A、C60是人造物质，有弹性，硬度不大，不符合题意；B、活性炭具有疏松多孔的结构，硬度也不大，不符合题意；C、石墨很软，是最软的矿物之一，不符合题意；D、金刚石是天然存在的最硬的物质，符合题意；故选D。
2.下列物质的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．活性炭有吸附性，可用于净水 B．石墨有导电性，可用于生产铅笔芯
C．焦炭有可燃性，可用来炼铁 D．碳酸钙难溶于水，可用作补钙剂
【答案】A
【解析】A、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，符合题意；B、石墨质软，容易留下痕迹，故可用于生产铅笔芯，不符合题意；C、焦炭具有还原性，可用来炼铁，不符合题意；
D、碳酸钙含钙元素，且能与胃液中的稀盐酸反应生成氯化钙，故可作补钙剂，不符合题意。故选A。
3．“碳家族”的成员很多，用途很广。下列说法正确的是（ ）
A．石墨不具有导电性 B．C60单质是由碳原子直接构成的
C．活性炭具有吸附性 D．金刚石和石墨里碳原子的排列方式相同
【答案】C
【解析】A、石墨具有良好的导电性，不符合题意；B、C60由C60分子构成，不符合题意；C、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，符合题意；D、金刚石和石墨均是碳原子构成，但是碳原子的排列方式不同，不符合题意。故选C。
4. “见著之微，见微之著”是化学的思维方法。下图为金刚石、石墨、足球烯的结构示意图。下列说法正确的是（ ）
A．它们都是由原子直接构成的
B．构成它们的原子的种类和大小都不同
C．构成它们的原子种类相同，但原子的排列方式不同
D．只有石墨和足球烯能在氧气中燃烧，金刚石不能燃烧
【答案】C
【解析】A、金刚石、石墨是由原子直接构成，是由分子构成，A错，不符合题意；B、金刚石、石墨、都是由原子构成，故构成它们的原子的种类和大小相同,B错，不符合题意；C、都是由碳原子构成，从金刚石的排列图可以看出每个碳原子周围连接4个碳原子，石墨、虽然每个碳原子周围连接3个碳，但结构不一样，原子排列方式不同，C对，符合题意；D 金刚石、石墨、组成元素都是碳元素，都可以在氧气中燃烧，D错，不符合题意。故选C。
5．下列对一些事实的解释错误的是（　　）
选项 事实 解释
A 书写档案规定必须使用碳素墨水 常温下，碳的化学性质稳定
B 石墨能够做电池的电极材料 石墨能够导电
C 焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来 焦炭具有氧化性
D 制糖工业中用活性炭来脱色以制白糖 活性炭具有吸附性
【答案】C
【解析】A、使用碳素墨水书写档案，字迹长时间不会变化，是因为常温下碳的化学性质稳定，解释正确；
B、石墨能够导电，所以能够做电池的电极材料，解释正确；C、焦炭具有还原性，所以可用焦炭把铁从它的氧化物矿石里还原出来，解释错误；D、活性炭具有吸附性，能够吸附有色素，所以制糖工业中可用活性炭来脱色以制白糖，解释正确；故选：C。
6．金刚石 石墨 木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．碳原子的排列方式相同
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
【答案】B
【解析】A、金刚石是无色固体，该选项说法不正确；B、金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，该选项说法正确；C、四种碳的单质物理性质不同，碳原子的排列方式不同，该选项说法不正确；D、石墨和金刚石是不同的碳单质，一定条件下，石墨转化成金刚石是化学变化，该选项说法不正确。故选B。
7．石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。关于石墨烯的认识错误的是( )
A．可作散热材料 B．是一种新型化合物
C．常温下化学性质稳定 D．可作新型电池的电极
【答案】 B
【解析】依据题目信息，石墨烯是一种非常优良的纳米材料，由碳元素组成，化学性质和和石墨相似，还具有超强导电、导热的性能。由于具有导热性，所以可作散热材料，A正确；石墨烯是碳元素组成的单质，B错误；常温下化学性质稳定 ，C正确；由于石墨可做电极，所以石墨烯也可做电极，D正确。故选B。
8.下列关于物质性质和用途以及其对应关系正确的是（　　）
选项 物质 性质 用途
A 金刚石 无色透明 做玻璃刀刀头
B 石墨 颜色很黑 古代书籍保留至今字迹仍然清晰
C 木炭 具有氧化性 用于冶铁炼钢
D 活性炭 有吸附性 用于净水
【答案】D
【解析】解：A．金刚石是天然存在的硬度最大的物质，所以可制成玻璃刀刀头，对应关系错误；
B．石墨是一种碳单质，其化学性质稳定，所以古代书籍保留至今字迹仍然清晰，对应关系错误；
C．碳具有还原性，所以也用于冶炼钢铁，对应关系错误；
D．活性炭具有吸附性，可以除去水中的色素和异味，用于净化水，对应关系正确。
故选：D。
9.用下列物质的字母序号填空：
A．稀有气体 B．氧化铁 C．金刚石 D．活性炭 E．镁带 F．大理石
（1）用以制作玻璃刀和钻头的是　 　。
（2）可用作冰箱除臭剂的是　 　。
【答案】（1）C；
（2）D
【解析】解：（1）金刚石是天然存在的硬度最大的物质，所以可用以制作玻璃刀和钻头；故填：C；
（2）活性炭具有吸附性，可以除去冰箱内的臭味；故填：D。
10.水在生活、生产中应用非常广泛。请回答下列问题。
净水时利用活性炭的 ______性除去臭味。
除去水中不溶性杂质的操作是 ______。写出所用的其中一种仪器名称及其作用是 ______。
生活中常用煮沸的方法降低水的 ______。
【答案】吸附性 过滤 玻璃棒的作用是引流 硬度
【解析】净水时利用活性炭的吸附性除去臭味。
除去水中不溶性杂质的操作是过滤。过滤操作所用仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒。该操作中玻璃棒的作用是引流。
生活中常用煮沸的方法来降低水的硬度。
故答案为：吸附性。
过滤；玻璃棒的作用是引流。
硬度。
根据净化水的方法分析；
过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法，进行分析判断。根据过滤实验要遵循“一贴二低三靠”的原则；
根据降低水的硬度的方法进行分析。
化学来源于生产生活，也必须服务于生产生活，所以与人类生产生活相关的化学知识也是重要的中考热点之一。
能力提升
1.碳单质的性质与用途对应关系错误的是（ ）
A．石墨导电性好可作电池电极 B．活性炭吸附性强可作冰箱除味剂
C．金刚石硬度大可制作铅笔芯 D．炭黑常温化学性质稳定可制墨汁
【答案】C
【解析】A、石墨导电性好可作电池电极，故选项正确；B、活性炭吸附性强可作冰箱除味剂是利用了活性炭的吸附性，故选项正确；C、石墨在刻划时容易留下痕迹，可以制作铅笔芯，故选项错误；D、常温下，碳单质的化学性质稳定，可制墨汁，故选项正确。故选C。
2.关于金刚石和石墨的说法正确的是（ ）
A．都有可燃性 B．都是无色固体
C．硬度都很大 D．都能导电
【答案】A
【解析】A、金刚石和石墨是碳的单质，都具有可燃性，A项正确；B、石墨是黑色固体，B项错误；C、金刚石是自然界最硬的物质，但石墨很软，C项错误；D、金刚石不能导电，石墨能导电，D项错误。故选A。
3．在“一带一路”伟大战略实施中，代表中国智造的高铁走在了前列，高铁动车与电路连接的石墨电刷没有用到石墨的性质是(　　)
A．稳定性 B．滑腻感 C．还原性 D．导电性
【答案】C
【解析】石墨电刷利用了石墨的导电性，电刷在运动的过程中为了减少摩擦，利用到滑腻感，同时互相摩擦产生大量的热量，要求石墨的化学性质稳定，故选C。
4．氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似。下列说法错误的是（ ）
A．氮化硼由分子构成 B．氮化硼的硬度很大
C．氮化硼属于化合物 D．氮化硼可用于切割玻璃
【答案】A
【解析】A、由图示可知氮化硼由氮原子和硼原子构成，错误；B、氮化硼（BN）是一种新型功能陶瓷，结构与金刚石相似，氮化硼的硬度很大，正确；C、氮化硼是由两种元素组成的纯净物，属于化合物，正确；D、氮化硼硬度大，可用于切割玻璃，正确；故选A。
5．金刚石 石墨 木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的单质的叙述正确的是（　　）
A．都是黑色固体
B．在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳
C．碳原子的排列方式相同
D．一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化
【答案】B
【解析】A、金刚石是无色固体，该选项说法不正确；B、金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的，在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳，该选项说法正确；C、四种碳的单质物理性质不同，碳原子的排列方式不同，该选项说法不正确；D、石墨和金刚石是不同的碳单质，一定条件下，石墨转化成金刚石是化学变化，该选项说法不正确。故选B。
6.两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是
金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃
B. 石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属
C. 活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D. 金刚石、石墨和足球烯都是由碳原子直接构成的
【答案】
【解析】、金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，正确；
B、石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，选项错误；
C、活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物质，选项错误；
D、金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯是由碳分子构成的，选项错误；
故选：。
7.金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是
A. 构成金刚石和石墨的原子大小不同
B. 金刚石和石墨中原子排列方式相同
C. 金刚石和石墨所含原子数相同
D. 金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧
【答案】
【解析】、构成金刚石和石墨的原子都是碳原子，大小相同，该选项说法不正确；
B、金刚石和石墨中原子排列方式不同，该选项说法不正确；
C、金刚石和石墨所含原子数相同，该选项说法正确；
D、金刚石和石墨在氧气中都能燃烧生成二氧化碳，该选项说法不正确。
故选：。
8.在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。
（1）金刚石和石墨均是碳元素组成的单质，但两者物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子_____不同。
（2）活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有_____的结构。
（3）在书写具有保存价值的图书档案时，规定使用碳素墨水，其原因是_________________。
（4）某有机化合物R在氧气中充分燃烧的化学方程式是2R+5O24CO2+2H2O，则R的化学式为_____。
【答案】（1）排列方式；（2） 疏松多孔；（3）碳在常温下化学性质不活泼；（4） C2H2
【解析】（1）金刚石和石墨物理性质差异较大，是因为构成它们的碳原子排列方式不同。 故填：排列方式；
活性炭有较强的吸附能力，是因为活性炭具有疏松多孔的结构。故填：疏松多孔；（3）在书写具有保存价值的图书档案时，应使用碳素墨水笔，是因为碳素墨水中含有炭黑，炭黑的主要成分是碳，碳在常温下化学性质不活泼。 故填：碳在常温下化学性质不活泼；（4）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，则2R分子中含有4个碳原子和4个氢原子，则每个R分子由2个碳原子和2个氢原子构成，则物质X的化学式为C2H2。 故填：C2H2。
9.阅读下列短文，回答问题：
石墨、石墨烯、碳纳米管都是碳单质。1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯。石墨烯具有非同寻常的导电性，强度能超出钢铁数十倍，有极好的透光性。石墨烯将成为硅的替代品，用来生产超级计算机和新能源电池。
（1）石墨烯可用于制作新能源电池，利用石墨烯的______性。
（2）石墨、石墨烯、碳纳米管物理性质差异较大，原因是__________________。
（3）由碳元素组成的单质还有______（写一种）。
（4）下列说法正确的是______（填字母）。
A．石墨烯与硅的性质完全相同
B．石墨烯在常温下化学性质稳定
C．1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯，说明碳原子很小
【答案】导电 碳原子的排列方式不同 金刚石或C60（写一种即可） BC
【解析】（1）石墨烯可用于制作新能源电池，利用石墨烯的导电性；
（2）石墨、石墨烯、碳纳米管物理性质差异较大，原因是碳原子的排列方式不同；
（3）由碳元素组成的单质有金刚石、C60等；
（4）A、石墨烯由碳原子构成，硅由硅原子构成，原子构成不同，性质不会完全相同，不符合题意；
B、石墨烯属于碳单质，常温下，化学性质稳定，符合题意；
C、1mm 厚的石墨大约包含 300 万层石墨烯，说明碳原子很小，符合题意。
故选BC。
10.传统文化蕴含丰富的化学知识，请用化学观点分析下列诗歌或俗语。
“遥知不是雪，为有暗香来”，说明分子 ______。
“北国风光，千里冰封，万里雪飘”，冰和水的化学性质 ______选填“相同”或“不同”，理由是 ______。
“没有金刚钻，不揽瓷器活”，金刚石可以在陶瓷上打孔，利用了金刚石 ______的性质，图中 ______填字母是金刚石的微观结构示意图。
“钻石恒久远，一颗永流传”，钻石之所以能永久流传的原因是 ______。
【答案】是在不断地运动的 相同 分子的构成相同 硬度大 常温下碳的化学性质不活泼
【解析】遥知不是雪，为有暗香来，诗人在远处闻到梅花香味，是因为梅花花香中含有的分子是在不断地运动的，向四周扩散，使诗人闻到梅花花香。
冰是固态的水，冰和水的化学性质相同；理由是它们分子的构成相同。
金刚石可以在陶瓷上打孔，利用了金刚石硬度大的性质，图中是金刚石的微观结构示意图。
“钻石恒久远，一颗永流传”，钻石之所以能永久流传的原因是常温下碳的化学性质不活泼。
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基于新课标核心素养下的教学评一体化教学设计——碳和碳的氧化物
课题内容 课题1 碳单质的多样性 第1课时
教学分析 课标解析： 1.知道物质的性质与组成、结构有关；2.以自然界中的氧循环和碳循环为例。 认识物质在自然界中可以相互转化及其对维持人类生活与生态平衡的意义。通过实验探究认识二氧化碳的主要性质，认识物质的性质与用途的关系。学生必做实验及实践活动：二氧化碳的性质。初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。初步学习二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。学生必做实验及实践活动：二氧化碳的实验室制取。 教材分析：在此之前的五个单元中我们学习了实验基本操作、研究了氧气和水、探索了物质构成、学习了质量守恒定律等等，本节内容是对之前所学知识的进一步巩固和应用。教材安排中从各物质的在生活中的用途到物理性质，力求贴近生活，通过比较金刚石和石墨的物理性质差异又能得出结构与性质之间的关系，逐层深入，激发学生的好奇心和探究欲望；紧接着是单质碳的化学性质，稳定性、可燃性到还原性，层层递进，抽丝剥茧。教材安排符合中学生的思维习惯，同时也为学生研究物质提供思路。对于碳和碳的氧化物的研究也为九年级下册金属材料、酸碱盐等物质的研究与学习打下了基础，学生可以模仿本节内容的安排方法自主设计实验，探究未知物质的性质。因此本节内容在整个初中化学学习中具有重要的承上启下的作用。 学情分析： 在知识方面，学生经过前五个单元的学习，已基本建立了微粒观、科学世界观，已知道研究物质的性质应从化学性质和物理性质两个方面着手并能合作设计实验验证物质性质。已基本掌握物质的差异是由其微观结构决定的。在生活中也已积累了部分生活经验，也能将知识与已有的生活经验相联系。但知识缺乏系统性，还没有建立明晰的知识网络，知识经验化严重，这也是本节应重点培养的内容。
学习目标 1．了解金刚石、石墨等碳单质的一些重要物理性质及其在生活中的用途； 2．知道同一元素可以组成不同的物质，认识物质的多样性； 3．通过对金刚石、石墨和C60的了解，初步认识结构、性质与用途之间的关系。 达成评价 学生能够区分金刚石、石墨和C60等几种碳单质，能够知道它们的性质、结构和用途。初步认识物质结构、性质和用途之间的关系。
重难点 重点：碳单质的结构、性质与用途之间的关系。 难点：碳的不同单质在物理性质上差异是微粒空间排布的不同造成的。
先行组织 日常生活中碳的认识与用途；单质的定义；物理变化和化学变化
问题与活动 活动设计： 1.创设情境，构建项目，引入课题。 【新课导入】播放碳单质的研究进展 【过渡】碳元素组成的不同单质中，钻石是金刚石仔细研磨后的产物，它是由碳元素组成的一种单质，深灰色的石墨和足球状的C60也是由碳元素组成的单质，它们有哪些相同点和不同点呢？ 项目任务一：认识碳单质 【讲解】1．金刚石 【提问】你能大致说出钻石有什么特性吗？ 【展示】纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体。金刚石经仔细琢磨成许多面后，可成为璀璨夺目的钻石。 【讲解】它是天然存在的最硬的物质，金刚石可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。根据金刚石的用途可以推测金刚石一定很硬。 在特殊条件下制备的金刚石薄膜，其透光性好、硬度大，可用作光学窗口和透镜的涂层；其导热性好，可用于集成电路基板散热，提高芯片性能。 【讲解】金刚石有这样的性质主要是因为碳原子按正四面体的结构排列而造成的。 【过渡】同学们平时用过铅笔和2B铅笔吧！你知道铅笔芯的主要成分是什么吗？它又有什么性质呢？ 【讲解】2．石墨 （铅笔芯主要成分是石墨，质地软、用手捻一下有滑腻感，铅笔芯还能导电做电极） 【讲解】石墨是一种深灰色，有金属光泽，不透明的细鳞片状固体。质地软，有滑腻感和良好的导电性，因此可用作铅笔芯、石墨电极、石墨电刷、润滑剂、耐高温的石墨板等。 石墨的这种性质是由碳原子的层状结构排列决定的。 【过渡】在日常生活中，还有一些物质如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的主要成分也是碳的单质，它们由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，而结构与石墨类似。在前面的学习中我们知道活性炭具有吸附性，那木炭是不是也有吸附性呢，我们通过实验来研究一下木炭的性质吧！ 【演示实验】在盛有半瓶水的小锥形瓶中，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭，轻轻震荡锥形瓶，观察现象并记录。 【总结与交流】 现象溶液由红色逐渐变为无色分析木炭具有吸附性
【交流讨论】为什么木炭、活性炭会具有吸附性呢？ 【讲解】因为活性炭、木炭等都具有疏松多孔的结构，可以吸附异味、色素等，具有吸附作用。 【过渡】木炭、焦炭、活性炭、炭黑他们分别有什么不同的性质和用途呢？ 【讲解】（1）木炭：是自然界中最常见的物质，它具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。利用木炭的这个性质可以吸附一些食品和工业产品的色素，也可以用来吸附有异味的物质。 （2）活性炭是常用的吸附剂，它的吸附作用比木炭还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的。人们还常用它来吸附装修过程中产生的有害气体和水的净化处理等。 （3）炭黑是一种轻而极细的黑色粉末，是一些含碳化合物在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的。可用于制造黑色染料、油墨、油漆等，还可加入轮胎中增强其耐磨性。 （4）焦炭是烟煤在隔绝空气的条件下，加强热得到的一种固体，常用于冶炼金属等。 【思考】碳和炭有什么区别呢？ 碳：指碳元素，只用作化学用语，在表示元素和含碳的化合物时使用。 炭：指具体的物质，如：炭黑、木炭、活性炭等，它们都是由碳元素组成的单质。 【思考】金刚石和石墨物理性质差别巨大的原因是什么吗？ 碳原子的排列方式不同导致二者的物理性质存在明显的差异，但它们都是由碳元素组成的单质，故化学性质基本相同。 金刚石、石墨之间的转化是物理变化还是化学变化？ 化学变化。 【过渡】随着科学的发展，一些新的以单质形式存在的碳不断地被人们发现，如C60。 【讲解】C60（又称碳60），每个C60分子是由60个碳原子构成的，因形似足球又称足球烯，分子结构非常稳定。C60的独特结构决定了它具有一些特殊的物理和化学性质，有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。 【过渡】另外还有很多的碳单质在科学家的不断探索中被发现，如碳纳米管、石墨烯等，这些材料在我们未来的科技发展中将发挥很大的作用。 项目任务二：总结关系 【讨论1】金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，为什么物理性质会相差这么远呢？ 物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。 【讨论2】问题2：金刚石、石墨、C60它们的结构、性质和性质之间有什么联系呢？ 教学评价 学生能够回忆起单质的定义，能够区分单质和化合物。通过观看视频，能够吸引学生的兴趣，让学生对化学以及未来科技的发展产生浓厚的兴趣。 学生能够了解金刚石的性质，知道金刚石的结构和用途。初步认识结构与物质性质之间的关系。 学生能够知道石墨的性质和用途，知道与石墨相关的物质的用途，能够区分石墨、炭与活性炭，能够认识石墨的结构。 通过实验探究，知道活性炭的吸附性，进一步认识物质的性质与结构的关系。 学生能够区分金刚石与石墨的性质，知道它们物理性质不同的原因，能够知道金刚石与石墨之间的转化是化学变化。 6.学生能够认识C60的性质，知道C60的独特的结构与特殊的物理化学性质。了解其应用领域。 7.通过本节课的学习，学生能够区分金刚石、石墨和C60的结构、性质和用途，知道物质的性质与结构的关系。
迁移运用（当堂检测）： 1.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 2.下列物质能用于除去水中异味和色素的是（ B A. 明矾 B. 活性炭 C. 石子 D. 细沙 3.金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质差异很大，原因是（ A ) A．原子排列方式不同 B．原子大小不同 C．原子数目不同 D．原子种类不同 4.下列有关碳单质的说法错误的是（ C ) A．金刚石是自然界最硬的物质，可作钻头 B．石墨有导电性，可制作电极 C．C60 具有稳定结构，不能燃烧 D．活性炭疏松多孔，具有强烈的吸附性，可用作净水 5.由同种元素组成的物质（ C ) A．一定是单质 B．一定是金属 C．可能是混合物 D．可能是化合物 6.碳家族中的C60的分子结构形似足球。下列关于C60的说法错误的是（ C ) A.它是一种单质 B.每个C60分子由60个碳原子构成 C.它与金刚石是同一种物质 D.它有可能广泛应用于超导、催化材料、医学及生物等领域 7.石墨烯是新发现的二维空间材料，它是由石墨制成的新型碳单质，金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图如图所示，下列关于这四种物质的说法正确的是（ A ) A．它们都是单质 B．它们都质软 C．碳原子排列方式都相同 D．石墨烯与C60是同种物质，具有导电性
成果集成：
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