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人教版九年级化学上册
《碳单质的多样性》第1课时同步分层练习
【基础篇】
1．下列有关金刚石和石墨的说法，错误的是( )
A. 都是碳的单质 B. 都由碳元素组成
C. 物理性质相同 D. 碳原子排列方式不同
2．下列关于碳单质的说法错误的是
A．金刚石和石墨都是由碳元素组成的
B．金刚石硬度大，可用于切割玻璃
C．石墨能导电，可作电极
D．活性炭有吸附性，可除去水中的钙、镁化合物
3．下列叙述中，因果关系不成立的是
A．金刚石是天然存在的最硬的物质，因此可用于裁玻璃
B．石墨具有导电性，因此常用于制铅笔芯
C．活性炭疏松多孔，有吸附性，因此可用于防毒面具吸附毒气
D．木炭具有还原性，因此用于冶炼金属
4．石墨可用于制造高铁列车的受电弓碳滑板，受电弓碳滑板是高铁列车与正线接触网直接接触的重要受流部件，安装在受电弓的最上部（如图所示）。石墨的下列性质与此应用无关的是
A．滑腻感 B．金属光泽 C．导电性 D．熔点高
5．下列物质的应用与所涉化学知识的解释错误的是
选项 劳动实践 化学知识的解释
A 用铅笔芯粉末润滑门锁 石墨具有良好的润滑性
B 稀有气体用于霓虹灯 稀有气体的化学性质稳定
C 用扇子往炉中扇风使火变旺 提供充足的空气
D 在新房中放置活性炭包去除异味 活性炭具有吸附作用
A．A B．B C．C D．D
【能力篇】
一、单选题：
1．下列物质的用途错误的是
A．金刚石琢磨成钻石 B．炭黑制铅笔芯
C．活性炭做冰箱除臭剂 D．石墨用做高铁受电弓滑板
2.关于金刚石和石墨的说法中，不正确的是
A．它们都是由原子构成的物质
B．1g金刚石和1g石墨所含原子数相同
C．石墨具有滑腻感，因此可用作电极
D．金刚石和石墨中碳原子排列方式不同，两者物理性质不同
3.最近科学家制得一种新的分子，它是由碳元素组成的，具有空心的类似足球状结构的一种分子，化学式是 C60。 下列说法中不正确的是（ ）
A．C60是一种新型的化合物
B．C60和石墨是不同的碳单质
C．C60是一种新的碳单质
D．C60的相对分子质量是 720
4.钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词被美国《广告时代》评为20世纪的经典广告之一。该广告能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
5.金刚石、石墨、活性炭、炭黑都是碳家族的重要成员。下列认识错误的是
A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来切割玻璃
B．石墨有金属光泽，有滑腻感，可以做润滑剂
C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质
D．炭黑制墨所书字画历经千年不褪色说明常温下其性质稳定
二、填空探究题：
1.认真阅读下列材料，回答下列问题
石墨烯是目前已知最薄、最坚硬的材料，它的熔点高达3000℃，具有优良的导电、导热性能。2004年，科学家从石墨中剥离出仅由一层碳原子构成的物质，这就是石墨烯。目前常用的制备方法是氧化石墨还原法，石墨片与浓硝酸、浓硫酸、高锰酸钾等反应，再经过超声处理得到氧化石墨烯，最后通过还原得到石墨烯。
(1)石墨烯具有的物理性质是 （写一点即可）。
(2)石墨烯属于 （填“单质”、或“化合物”）。
2.“石墨炸弹”这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状石墨，覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路而停电。请解释这是什么原因？
3.下列各物质的用途是利用了该物质的什么性质
（1）石墨常用于电池的电极，是因为___________________；
（2）活性炭可用于防毒面具的滤毒罐里，是因为____________________；
（3）金刚石可以作钻探机钻头，是因为_______________________；
（4）木炭可以除去房间里的臭味，是因为___________________；
（5）石墨常用于制造铅笔芯，是因为__________________________。
4.如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶中投入几小块木炭，最终观察到红棕色_______（选填“变深”“不变”或“变浅”），漏斗中液面____（选填“上升”“下降”或“不变”）。其原因是：木炭具有______作用，使瓶中气体压强______外界大气压。
【拔高篇】
1.阅读科普短文并回答问题：
在常温下为黑色或深棕色的固体，密度为，熔点280℃以上。分子具有空心球体结构，由12个正五边形和20个正六边形封闭而成。分子形状像一个足球，因此也被称为富勒烯或足球烯。在惰性气体（如氦气或氩气）气氛下，通过石墨电极之间的电弧放电，使石墨蒸发，冷却后形成。由于具有这种独特的分子结构，在气体存储、新型催化剂和超导材料的研制以及光学和医学等领域具有应用前景。例如，研究表明，与K等金属反应生成的化合物是超导体。
(1)是由 构成的。
(2)由石墨制得属于 变化（填“物理”或“化学”）。
(3)下列属于物理性质的是______（填字母）。
A．密度为 B．能与K等金属反应 C．熔点280℃以上
(4)的应用 （写一点即可）。
2．下图为三种碳单质的结构示意图，请回答以下问题。
(1)金刚石是无色透明的固体，其硬度 （填“大”或“小”）可当作钻头。
(2)石墨是灰黑色有金属光泽的固体，天然最软的矿物之一，还具有 性，因此可作为电极、电刷。
(3)金刚石和石墨物理性质差异的原因 。
(4)C60这种物质由 （填“分子”或“原子”）构成。
同步分层练习答案
【基础篇】：
1.C 2.D 3.B 4.B 5.B
【能力篇】：
一、选择题：
1.B 2.C 3.A 4.C 5.C
二、填空探究题：
1.(1)熔点高/导电性好/导热性好/硬度大等
(2)单质
2.石墨具有优良的导电性
3.（1）具有导电性
（2）具有吸附性
（3）硬度大
（4）具有吸附性
（5）很软、有滑腻感、深灰色
4.变浅 上升 吸附 小于
【拔高篇】：
1.(1)分子
(2)化学
(3)AC
(4)用于超导材料的研制
2．(1)大
(2)导电
(3)碳原子的排列方式不同
(4)分子
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《碳单质的多样性第1课时》教学设计
课题 课题1第1课时 单元 第六单元 学科 化学 年级 九年级
课标分析 了解金刚石、石墨、C60等碳单质的物理性质和用途。知道物质的性质与组成、结构有关。
素养目标 通过情景设置、小组讨论及多媒体展示，使学生掌握金刚石、石墨、C60的物理性质和用途。 通过小组实验探究展示使学生了解木炭，活性炭的吸附性能。 通过碳的几种单质的学习，知道不同的元素可以组成不同的物质，认识物质的多样性。 通过分组实验探究，提高学生试验操作技能增强团队合作意识，提高化学学习的兴趣。
重点 难点 了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途，知道C60分子的结构特点。知道活性炭和木炭的吸附性。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 【展示图片】元素组成丰富多彩的物质世界 思考讨论 明确学习内容，激发学生兴趣。
讲授新课 提出问题：同一元素可以组成不同的物质吗？ 一、金刚石的物理性质和用途 【展示图片】 用途：钻石首饰、玻璃刀、切割金属、钻头 透镜涂层、集成电路基板。 二、石墨的物理性质和用途 探究活动： （1）用小刀刮铅笔芯，感受铅笔芯的硬度。 （2）触摸铅笔芯粉末，仔细体会手感。 （3）用铅笔在白纸上划，观察颜色。探究活动：动手实验感受石墨的性质。 把一根石墨电极或 6B 的铅笔芯用导线接入下图所示 电路，接通电源后，灯泡是否发光？这个实验说明了什么？ “炭”指的是具体的物质，比如：木炭、活性炭、炭黑。这些物质的主要成分为碳单质，它们通常含有其他杂质，属于混合物。 “碳”是化学元素 C 的中文名称，“石”字旁表明碳是一种非金属元素，是核电荷为 6 的一类原子的总称。“碳”具有广泛、概括的含义,主要用于描述元素的名称或说明物质的组成中含有碳元素。 【思考】：石墨在一定条件下能够变成金刚石，这属于物理变化还是化学变化？ 学生思考填空 氢气_____水_____氮气_____ 铁_____ 外观：_____ 天然存在的最______的物质 金刚石薄膜透光性______、 导热性______ 得出结论： 石墨：灰黑色、有金属光泽、质软滑腻。 用途：打开生锈的锁 灯泡发光； 说明石墨 具有导电性。 比较金刚石和石墨的性质和用途 石墨和金刚石不是同一种物质，所以是化学变化。 让学生从视觉上直观感受差异,培养学生自学和解决问题的能力。 对比金刚石石墨性质完成表格，加深对金刚石石墨物理性质和用途的理解。
【无定形碳：】 学生讨论交流活性炭的用途，教师展示图片。 教师展示实验视频并提出问题：为什么木炭会具有吸附性呢？ 教师展示：显微镜下的木炭的结构。 【思考与讨论】结合金刚石、石墨、木炭及活性炭的性质和用途，讨论物质的性质与用途之间有什么关系。 木炭（或活性炭）的吸附性，写出实验步骤、现象、结论 学生观察图片,交流讨论。 得出结论：疏松多孔的结构 活性炭结构孔内表面积比木炭大，吸附能力比木炭强。 吸附能力与物质的表面积有关，表面积越大，吸附能力越强。 激发学生兴趣,培养学生信息收集、归纳整理的能力。
三、C60 教师展示图片，学生自学回答问题： 碳单质的不同结构： 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？ 【巩固提升】：展示图片和播放视频石墨烯。 （1）每个C60的分子是由____个碳原子构成。C60是由______构成的,金刚石、石墨由_____构成。 （2）C60属于______（填“单质”或“化合物”） （3）C60主要用途：_____________物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。 通过介绍科技前沿，增强学生学习兴趣。
课堂小结 通过上述学习，你知道碳有那些化学性质？ 1.碳单质:(金刚石、石墨、C60） 2.结构决定性质，性质决定用途。
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课题1 碳单质的多样性
第1课时
第六单元 碳和碳的氧化物
（人教版）九年级
上
01
素养目标—明确要求
02
激趣导入—提高兴趣
03
要点精讲—典例精析
04
知识总结—加强记忆
05
练习应用—巩固提升
素养目标
01
01
02
03
04
通过情景设置、小组讨论及多媒体展示，使学生掌握金刚石、石墨、C60的物理性质和用途。
通过小组实验探究展示使学生了解木炭，活性炭的吸附性能。
通过分组实验探究，提高学生试验操作技能增强团队合作意识，提高化学学习的兴趣。
通过碳的几种单质的学习，知道不同的元素可以组成不同的物质，认识物质的多样性。
激趣导入
02
主要含C、H、O
主要含Na、 Ca、Si、O
主要含Ca、C、O
元素组成丰富多彩的物质世界
典例精析
要点精讲
要点精讲
03
物质是由元素组成的
不同的元素组成不同的物质：
同一种元素组成不同的物质：
氢气_____
H2
水_____
H2O
铁_____
Fe
氮气_____
N2
O2
氧元素
O3
红磷
磷元素
白磷
要点精讲
03
C60
金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。
金刚石
石墨
一、金刚石的物理性质和用途
要点精讲
03
一、金刚石的物理性质和用途
物质 性质 用途
金刚石 外观： 钻石首饰
玻璃刀、切割金属、钻头 透镜涂层、集成电路基板
天然存在的最 的物质 金刚石薄膜透光性 、 导热性 金刚石：
无色透明的固体
硬
好
好
要点精讲
03
金刚石
钻石
琢磨
一、金刚石的物理性质和用途
要点精讲
03
二、石墨的物理性质和用途
探究活动：
（1）用小刀刮铅笔芯，感受铅笔芯的硬度。
（2）触摸铅笔芯粉末，仔细体会手感。
（3）用铅笔在白纸上划，观察颜色。
石墨：灰黑色、
有金属光泽、
质软滑腻
打开生锈的锁
要点精讲
03
二、金刚石的物理性质和用途
探究活动：动手实验感受石墨的性质。
把一根石墨电极或 6B 的铅笔芯用导线接入下图所示 电路，接通电源后，灯泡是否发光？这个实验说明了什么？
灯泡发光；
说明石墨 具有导电性。
要点精讲
03
二、石墨的物理性质和用途
物理性质 用途
石 墨 颜色
硬度 导电性
手感
铅笔芯
润滑剂
电极
滑腻
能导电
深灰色有金属光泽
质软
石墨：
决定
体现
用途
性质
要点精讲
03
要点精讲
03
“炭”指的是具体的物质，比如：木炭、活性炭、炭黑。这些物质的主要成分为碳单质，它们通常含有其他杂质，属于混合物。
“碳”是化学元素 C 的中文名称，“石”字旁表明碳是一种非金属元素，是核电荷为 6 的一类原子的总称。“碳”具有广泛、概括的含义,主要用于描述元素的名称或说明物质的组成中含有碳元素。
“炭”和“碳”有什么不同？
要点精讲
03
金刚石（C） 石墨（C）
外观
光泽
硬度
导电性
导热性
用途
无色透明正八面体状晶体
深灰色鳞片状固体
加工琢磨后有夺目光泽
略有金属光泽
自然界最硬物质
很软
无
良好
良好
良好
电极、铅笔芯、润滑剂等。
钻头、切刀、刻刀、装饰品等。
比较金刚石和石墨的性质和用途
要点精讲
03
思考：石墨在一定条件下能够变成金刚石，这属于物理变化还是化学变化？
化学变化
通过改变物质结构实现物质的转化
金刚石
要点精讲
03
木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的主要成分是碳单质，结构与石墨类似
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
无定形碳
要点精讲
03
木炭（或活性炭）的吸附性
要点精讲
03
吸附
物理
红色褪去，溶液变成无色
实验步骤：
在盛有半杯水的烧杯中加入一滴红墨水，投入少量木炭（或活性炭），搅拌后，静置。
实验现象：
实验结论：
木炭（或活性炭）有_____ 能力，此变化属于______变化。
木炭（或活性炭）的吸附性
木炭
活性炭
木炭
活性炭
要点精讲
03
冰箱去味剂
防毒面具
净水器净水
活性炭有哪些用途？
要点精讲
03
疏松多孔的结构
为什么活性炭、木炭会具有吸附性呢？
活性炭、木炭都具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性，能吸附水中的色素。
炭黑
活性炭
焦炭
木炭
要点精讲
03
三、C60
C60 的分子结构
（1）每个C60的分子是由 个碳原子构成。C60是由______构成的,金刚石、石墨由_____构成。
（2）C60属于 （填“单质”或“化合物”）
（3）C60主要用途：__________________
60
分子
原子
单质
材料科学、超导体
要点精讲
03
石墨结构
金刚石结构
由于碳原子的排列方式不同，金刚石和石墨的物理性质差异较大。
C60结构
金刚石、石墨、C60为什么物理性质会相差这么远呢？
决定 体现
性质
用途
决定 体现
结构
要点精讲
03
石墨烯结构
科学前沿石墨烯
要点精讲
03
碳家族的其他成员
石墨烯羽绒服
保暖性好
石墨烯口罩
抗菌性更强
透气性更好
航天领域应用广阔
加强记忆
知识总结
知识总结
04
碳单质
金刚石
石墨
C60
……
结构
用途
性质
决定
体现
体现
决定
同种元素可以 组成不同物质
金刚石和石墨物理性质不同的原因： 碳原子排列方式不同
巩固提升
练习与应用
练习应用
05
1、下列物质中最硬的单质是 ( )
A.木炭 B.C60 C.金刚石 D.二氧化碳
2、家用净水器常用活性炭作净水剂,这是因为活性炭( )
A.可作催化剂 B.疏松多孔,吸附性强
C.无毒 D.可以把硬水转化为软水
3、金刚石和石墨都是（ ）
A.有金属光泽的无色透明晶体 B.电的良导体
C.非常坚硬的物质 D.由碳元素组成的单质
C
B
D
练习应用
05
4．碳和碳的氧化物在生产和生活中有着广泛的应用。
（1）下列物质的用途中，利用了金刚石硬度的是　 　（填字母，下同），利用了石墨导电性的是　 　。
AD
C
练习应用
05
（2）炭雕（如图所示）是活性炭成型技术与传统
雕刻工艺的完美结合，因为活性炭有疏松多孔的
结构，具有　 　能力，所以，炭雕既可以美化
居住环境，又可以净化室内空气。
（3）二氧化碳是可以利用的重要资源，如在一定条件下可以制造金刚石，反应的化学方程式为 3CO2+4Na C（金刚石）+2X，X的化学式为　 ，反应中涉及到的物质属于单质的为 （填化学式）。
一定条件
吸附
Na2CO3
Na、C
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