一、碳的單質(zhì)
1．碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途
【易錯提醒】
1．C60 中的60是指：一個C60分子中含有60個碳原子。
2．同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，可能是混合物。（如O2和O3混合；紅磷和白磷混合等）
3．同種元素組成的純凈物才是單質(zhì)。
4．石墨在高溫高壓和催化劑的條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石，二者是碳元素組成的不同單質(zhì)，該轉(zhuǎn)化是化學(xué)變化。
2．其它碳單質(zhì)
（1）焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是 ，結(jié)構(gòu)與 類似。
木炭、活性炭有 的結(jié)構(gòu)，因此有 ，活性炭的 比木炭強(qiáng)。
（2）活性炭的應(yīng)用：可用于 中除去毒氣、制糖業(yè)中 以制白糖；水的凈化處理；冰箱去味；吸附裝修產(chǎn)生的有害氣體。

防毒面具 環(huán)?；钚蕴堪? 冰箱除臭劑
（3）活性炭、木炭的吸附性是 而不是 。
【易錯提醒】
“碳”和“炭”的區(qū)別：
“碳”是元素名稱，常在書寫碳元素單質(zhì)和含有碳元素化合物的名稱時使用。如：碳元素、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鈉、碳酸、碳?xì)浠衔?br>“炭”表示由碳元素組成的具體物質(zhì)。只在書寫“焦炭、木炭、活性炭、炭黑”這些名稱時用。
二、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
碳的幾種單質(zhì)物理性質(zhì)各不相同，而化學(xué)性質(zhì)卻 。
（由于碳的不同單質(zhì)參加化學(xué)反應(yīng)的 ，所以它們的化學(xué)性質(zhì)是相似的。）
1． 下碳的化學(xué)性質(zhì)
（1）原因：碳原子的最外層電子數(shù)為4，常溫下 。
（2）用途：用炭黑制成的 書寫繪畫，檔案資料用 書寫，木質(zhì)電線桿埋入地下部分烤焦增強(qiáng)耐腐蝕性。

湖北出土的戰(zhàn)國古墨 碳素墨水記錄的上世紀(jì)80年代的工資表
2．
3.還原性
木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)
三、氧化還原反應(yīng)
高溫
1.碳還原金屬氧化物（用于工業(yè)冶煉金屬）
碳 + 某些金屬氧化物 金屬單質(zhì) + CO2↑
2.氧化還反應(yīng)分析
CuO 氧元素，有氧化性，是氧化劑，被 ，發(fā)生 反應(yīng)
C 氧元素，有還原性，是還原劑，被 ，發(fā)生 反應(yīng)
：物質(zhì)結(jié)合氧元素的反應(yīng)。
：含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)。
氧化劑：在反應(yīng)中 的物質(zhì)，具有 ，如CuO；
還原劑：在反應(yīng)中 的物質(zhì)，具有 ，如C、CO、H2等；
1．判斷題
（1）金剛石很硬，所以可以用作裝飾品( )
（2）航天飛機(jī)表面覆蓋石墨瓦，主要是利用石墨熔點(diǎn)高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定( )
（3）石墨可用于制鉛筆芯，是因?yàn)槭|(zhì)軟，顏色為深灰色，因?yàn)槌叵绿嫉幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，所以用墨書寫的文字可以長時間保存。( )
（4）金剛石硬度大，石墨質(zhì)地較軟，其主要原因是兩者的構(gòu)成微粒不同( )
（5）一種元素可能形成幾種單質(zhì)( )
（6）同種元素組成的不同種單質(zhì)性質(zhì)相同( )
（7）相同元素組成的不同碳單質(zhì)，在足量的氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物相同( )
（8）金剛石、石墨與足球烯之間的轉(zhuǎn)化為化學(xué)變化( )
（9）金剛石和石墨混合在一起得到的肯定是純凈物( )
（10）金剛石和石墨的物理性質(zhì)有很大差異是因?yàn)闃?gòu)成它們的原子大小不同( )
（11）金剛石和石墨常溫下均為黑色固體，且硬度很大( )
（12）碳納米管是一種新型的化合物。( )
（13）木炭、活性炭的主要成分是單質(zhì)碳，因?yàn)樗鼈兙哂惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)，都具有吸附性。( )
（14）活性炭的吸附性很強(qiáng)，可用作食品脫色劑( )
（15）石墨有滑膩感，具有導(dǎo)電性、還原性和常溫下化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定等性質(zhì)( )
（16）用墨書寫或繪制的字畫能保存很長時間而不變色是因?yàn)樘季哂羞€原性( )
（17）在氧氣充足時，碳燃燒生成二氧化碳。( )
（18）焦炭具有可燃性，可用于冶煉金屬鐵( )
（19）碳和氧氣反應(yīng)無論生成物是什么，都要放出熱量( )
（20）有關(guān) 的反應(yīng)中CuO發(fā)生了氧化反應(yīng)( )
（21）加熱氧化銅與木炭的混合物，紅色粉末變黑，生成使澄清石灰水變渾濁的氣體( )
（22）熾熱的碳能還原二氧化碳( )
2．“低碳生活”、“低碳生產(chǎn)”，早日達(dá)到“碳中和”是目前全世界人民努力的方向，但是“碳家族”也是重要的生活和生產(chǎn)原料，有著至關(guān)重要的作用。
(1)金剛石和石墨都是碳的單質(zhì)，但兩者性質(zhì)差異較大，它們性質(zhì)不同的根本原因是 ；
(2)干電池中使用石墨作為電極材料，說明石墨具有 性；
(3)活性炭能作為冰箱除味劑，是因?yàn)榛钚蕴烤哂? 性。
3．根據(jù)圖片信息回答問題：
(1)古畫保存很長時間而不變色的原因：常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì) ；
(2)石墨做電刷因?yàn)槭哂? 性、 性、熔點(diǎn)高的性質(zhì)；
(3)防毒面具用活性炭做濾毒劑是因?yàn)樗? 結(jié)構(gòu)，有很強(qiáng)的 能力；
4．碳和碳的氧化物與我們的生活密切相關(guān)，請依據(jù)圖示回答問題。
(1)圖1是碳原子結(jié)構(gòu)示意圖，其原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為 ，該元素在元素周期表中位于第 周期。
(2)碳元素組成的不同碳單質(zhì)有廣泛的用途。圖2中用到的碳單質(zhì)是 ，圖3中用到的碳單質(zhì)是 ，圖4中用到的碳單質(zhì)是 ；不同碳單質(zhì)物理性質(zhì)存在明顯差異的原因是 。
5．閱讀下列短文，回答問題：
石墨、石墨烯、碳納米管都是碳單質(zhì)。石墨烯可用機(jī)械剝離法從石墨中剝離制得。它是由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體。它是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料?？茖W(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。
(1)從石墨中剝離出石墨烯屬于 變化。
(2)石墨、石墨烯、碳納米管的物理性質(zhì)差異較大，原因是 。
(3)中國高鐵的核心技術(shù)走在了世界前列，高鐵動車的運(yùn)行依靠頂部的石墨電刷與電線接觸獲取電力。下列石墨的性質(zhì)與石墨制成的電刷無關(guān)的是
A．滑膩感B．還原性C．穩(wěn)定性D．導(dǎo)電性
(4)碳元素還能組成其他單質(zhì)?！般@石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳”體現(xiàn)了碳在常溫下化學(xué)性質(zhì) ；水的凈化過程中通常會利用活性炭的 性除去色素和異味，因?yàn)槠渚哂? 的結(jié)構(gòu)。
?問題一 同種元素組成的物質(zhì)
【典例1】由同種元素組成的不同種單質(zhì)稱為同素異形體。比如：紅磷與白磷都是由磷元素組成的單質(zhì)互為同素異形體。下列和氧氣互為同素異形體的是
A．臭氧（）B．液氧C．一氧化碳D．二氧化碳
【解題必備】
1．同種元素組成的物質(zhì)不一定是單質(zhì)，可能是混合物。（如O2和O3混合；紅磷和白磷混合等）
2．同種元素組成的純凈物才是單質(zhì)。
【變式1-1】現(xiàn)代科學(xué)又發(fā)現(xiàn)了H3、C60、C90、N5、N60、…，據(jù)此可作出的推測是
①同一種元素可以形成多種單質(zhì)
②同種元素構(gòu)成的物質(zhì)不一定是純凈物
③單質(zhì)可能存在復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)
④同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的相互轉(zhuǎn)化。
A．只有①②B．只有②③C．只有③④D．①②③④
【變式1-2】某物質(zhì)含有一種元素
A．可能是純凈物也可能是混合物B．可能是單質(zhì)也可能是化合物
C．一定是混合物D．一定是純凈物
?問題二 金剛石、石墨和C60
【典例2】根據(jù)圖示，分析下列說法，其中描述錯誤的是
A．四種物質(zhì)都是由碳原子構(gòu)成的
B．四種物質(zhì)均可以在氧氣中燃燒
C．碳納米管具有尺寸小、導(dǎo)電性好等特點(diǎn)
D．金剛石和石墨性質(zhì)存在差異的原因是原子排列方式不同
【解題必備】
1．金剛石的性質(zhì)和對應(yīng)的用途：
（1）無色透明，折光率高，可制成鉆石做裝飾品；
（2）硬度大，可制成鉆頭、玻璃刀、切割大理石等；
（3）金剛石薄膜透光性好、硬度大，可做光學(xué)窗口和透鏡的涂層，又因?yàn)閷?dǎo)熱性好，可用于集成電路基板散熱。
2．石墨的性質(zhì)和對應(yīng)的用途：
（1）石墨灰黑色，質(zhì)軟，可制作鉛筆芯；
（2）導(dǎo)電性好，可做電極；
（3）導(dǎo)電性好、有滑膩感、耐高溫，可做高鐵列車的受電弓滑板；
3．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)變化。
4．C60有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)，可用于超導(dǎo)、催化、材料科學(xué)等領(lǐng)域。
【變式2-1】石墨是常見的碳單質(zhì)。下列有關(guān)石墨說法錯誤的是
A．石墨具有良好的導(dǎo)電性B．以石墨為原料制造金剛石是物理變化
C．石墨可用于制作鉛筆芯D．石墨常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑
【變式2-2】金剛石和石墨的物理性質(zhì)有著很大的差異，主要原因是
A．組成的元素不同B．原子排列方式不同
C．構(gòu)成的原子不同D．原子的結(jié)構(gòu)不同
?問題三 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
【典例3】宋代許道寧用墨(主要成分為單質(zhì)碳)所畫的《關(guān)山密雪圖》保存至今而不變色，這是因?yàn)樵诔叵聠钨|(zhì)碳
A．還原性好B．化學(xué)性質(zhì)不活潑C．導(dǎo)電性能好D．吸附能力強(qiáng)
【解題必備】
常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
可燃性
氧氣充足，生成二氧化碳 C + O2 點(diǎn)燃 CO2
氧氣不足，生成一氧化碳 2C + O2 點(diǎn)燃 2CO
還原性
（1）碳與氧化銅反應(yīng)：C + 2CuO 2Cu+CO2↑
（2）碳與氧化鐵反應(yīng)：3C +2 Fe2O3 4Fe+3CO2↑
（3）碳與氧化銅反應(yīng)：C + CO2 2CO
【變式3-1】將6g碳和12g氧氣放入密閉容器中引燃，兩者恰好完全反應(yīng)。則密閉容器中的物質(zhì)是
A．COB．CO2和COC．O2和CO2D．無法確定
【變式3-2】我國古代將爐甘石（ZnCO3）和木炭粉混合后，加熱到約 800°C 可得到鋅。主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)：①；② ，回答下列問題。
(1)X 的化學(xué)式為 。
(2)反應(yīng)①的基本反應(yīng)類型為 。
(3)該反應(yīng)說明木炭具有 性。
?問題四 實(shí)驗(yàn)探究木炭還原氧化銅
【典例4】下列關(guān)于木炭與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)說法不正確的是
A．實(shí)驗(yàn)中觀察到黑色固體變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁
B．核反應(yīng)中木炭具有還原性
C．若生成的氣體中含有一氧化碳，則反應(yīng)時消耗碳、氧元素的質(zhì)量比小于3：8
D．酒精燈加網(wǎng)罩的目的是使火焰集中并提高溫度
【解題必備】
（1）化學(xué)方程式：C + 2CuO 2Cu+CO2↑
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色粉末逐漸變成光亮的紅色，澄清石灰水變渾濁。
（3）注意點(diǎn)： = 1 \* GB3 ①火焰加金屬網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。
= 2 \* GB3 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先撤出導(dǎo)氣管，再停止加熱的目的：防止石灰水倒流炸裂熱的試管。
= 3 \* GB3 ③待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因：防止熱的銅接觸空氣又被氧化。
【變式4-1】用木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)如圖所示：
(1)酒精燈加網(wǎng)罩的目的是 。
(2)剛開始預(yù)熱，試管②中立即產(chǎn)生氣泡，但石灰水不變渾濁，原因是 。
(3)繼續(xù)加熱，觀察到試管①中的現(xiàn)象是 。
(4)請寫出試管①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是： ，該反應(yīng)中木炭發(fā)生了 反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)；表示反應(yīng)停止的現(xiàn)象 。
(5)該實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)先 然后再 。
【變式4-2】實(shí)驗(yàn)室將一定量的碳粉和氧化銅粉末混合共熱，剩余固體隨著時間的關(guān)系如圖。下列說法不正確的是
A．t1時反應(yīng)剛開始
B．生成銅的質(zhì)量一定為ng
C．生成氣體的質(zhì)量為(m-n)g
D．剩余固體中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)先變大后不變
?問題五 氧化還原反應(yīng)
【典例5】我國古代將爐甘石(主要成分為ZnCO3)和木炭粉混合后加熱到約800℃，有如下2個反應(yīng)。下列說法不正確的是
①ZnCO3ZnO+CO2↑
②C+2ZnO2Zn+X↑
A．X的化學(xué)式為CO2B．反應(yīng)①中元素化合價均沒變
C．反應(yīng)②中ZnO發(fā)生了還原反應(yīng)D．反應(yīng)②中碳具有氧化性
【解題必備】
以木炭還原氧化銅（C + 2CuO 2Cu+CO2↑）為例：
CuO失去氧元素，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，是氧化劑，具有氧化性；
C奪取氧元素，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，是還原劑，具有還原性 。
【變式5-1】明代宋應(yīng)星所著的《天工開物》曾記載了煉錫的方法，其化學(xué)方程式為：，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是
A．CB．SnO2C．COD．Sn
【變式5-2】工業(yè)上用石英砂、焦炭為原料制粗硅的化學(xué)方程式為。下列有關(guān)說法錯誤的是
A．反應(yīng)中SiO2失去氧，發(fā)生氧化反應(yīng)B．反應(yīng)前后，碳元素的化合價升高
C．在該反應(yīng)里，焦炭具有還原性D．參加反應(yīng)的SiO2與C的質(zhì)量比為5：2
1．在“一帶一路”偉大戰(zhàn)略實(shí)施中，代表中國智造的高鐵走在了前列，高鐵動車與電路連接的石墨電刷沒有用到石墨的性質(zhì)是( )
A．穩(wěn)定性B．滑膩感C．還原性D．導(dǎo)電性
2．“碳家族”的成員很多。下列關(guān)于其成員說法正確的是
A．石墨不具有潤滑性B．C60單質(zhì)是由碳原子直接構(gòu)成的
C．金剛石和石墨都能導(dǎo)電D．常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑
3．碳單質(zhì)在生活、生產(chǎn)、科學(xué)研究中扮演著重要的角色。如圖是一種碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)，關(guān)于它的分析正確的是
A．它是石墨B．它由碳原子構(gòu)成C．它的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定D．它可用于超導(dǎo)領(lǐng)域
4．碳納米管是一種由碳原子構(gòu)成的直徑為幾個納米的空心管，下列說法錯誤( )
A．碳納米管是一種新型的化合物
B．碳納米管常溫下性質(zhì)穩(wěn)定
C．碳納米管完全燃燒生成物是CO2
D．碳納米管材料管道多，表面積大吸附強(qiáng)
5．關(guān)于碳的化學(xué)性質(zhì)不正確的是( )
A．溫度越高，碳的活動性越強(qiáng)
B．高溫時碳能與二氧化碳反應(yīng)
C．碳在氧氣中充分燃燒是放熱反應(yīng)，而不充分燃燒時是吸熱反應(yīng)
D．碳在常溫下能長時間保存不變質(zhì)
6．鐵制的菜刀在生產(chǎn)時要通過“粹火”處理來增加刀的硬度，具體操作是將紅熱的菜刀浸入水中急速冷卻。此時發(fā)生反應(yīng)如下，該反應(yīng)中屬于還原劑的是
A．FeB．H2OC．Fe3O4D．H2
7．如圖所示是碳與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說法錯誤的是（ ）
A．網(wǎng)罩的作用：集中火焰并提高溫度
B．理論上試管a中減少的質(zhì)量等于試管b增加的質(zhì)量
C．a(chǎn)中黑色粉末變紅說明碳具有還原性
D．反應(yīng)結(jié)束后立即把a(bǔ)中的物質(zhì)倒出來觀察現(xiàn)象
8．明代宋應(yīng)星所著的《天工開物》中記載了用爐甘石（）與煤炭餅“火法煉鋅”的方法，其中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式為。下列說法不正確的是
A．反應(yīng)前后碳元素的化合價升高B．該反應(yīng)說明碳具有還原性
C．碳與氧化鋅的質(zhì)量比為6：81D．“火法煉鋅”過程中煤炭餅只能提供熱量
9．物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、用途有密切關(guān)聯(lián)，根據(jù)下圖回答問題：
(1)圖A表示的物質(zhì)是由 (填“分子”或“原子”)構(gòu)成。
(2)圖B表示的物質(zhì)可作鉛筆芯的原因 ，圖C表示的物質(zhì)硬度大，可用作 。
(3)圖B、C所表示的兩種物質(zhì)的物理性質(zhì)不同的原因是 。
(4)圖D中向盛有紅棕色NO2氣體的燒瓶中投入若干塊木炭，連接好裝置，稍待片刻，能看到紅棕色變淺。從微觀結(jié)構(gòu)上分析，木炭具有 的結(jié)構(gòu)，具有吸附性。
(5)在書寫檔案時規(guī)定必須使用碳素墨水，原因是 ，使檔案能長久保存。
10．在豐富多彩的物質(zhì)世界里，碳及其化合物占有重要地位。
(1)金剛石和石墨均是碳元素組成的單質(zhì)，但兩者物理性質(zhì)差異較大，其原因是構(gòu)成它們的 不同。
(2)活性炭有較強(qiáng)的吸附能力，是因?yàn)榛钚蕴烤哂? 的結(jié)構(gòu)。
(3)在書寫具有保存價值的圖書檔案時，規(guī)定使用碳素墨水，其原因是 。
(4)某有機(jī)化合物R在氧氣中充分燃燒的化學(xué)方程式是2R+5O24CO2+2H2O，則R的化學(xué)式為 。
11．木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年歷史?；瘜W(xué)興趣小組按照課本實(shí)驗(yàn)方法(如圖甲)，做木炭與氧化銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)很難觀察到紫紅色銅的生成，他們決定對這個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究和改進(jìn)。
(1)木炭與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(2)使用甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時先將導(dǎo)管從石灰水中移出再熄滅酒精燈的目的是 。
(3)甲圖中酒精燈外加網(wǎng)罩的作用是 。
(4)檢查了乙裝置的氣密性后，往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱，當(dāng)看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時， (填“可以”或“不能”)確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應(yīng)。
(5)待反應(yīng)結(jié)束，先將導(dǎo)氣管從石灰水中取出，然后關(guān)閉止水夾，讓產(chǎn)物自然冷卻。若不關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是 。待產(chǎn)物冷卻后，同學(xué)們終于找到了期待已久的紫紅色銅珠，實(shí)驗(yàn)獲得了圓滿成功。
12．為探究木炭還原氧化銅的最佳條件，用木炭粉和氧化銅進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)。
【查閱資料】
①木炭還原氧化銅得到銅中可能含有少量的氧化亞銅；
②氧化亞銅為紅色固體，能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)：；
③銅不能和稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】取一定量的混合物，用如圖所示的裝置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象

【解釋與結(jié)論】
(1)實(shí)驗(yàn)裝置中，酒精燈加金屬網(wǎng)罩的作用是 。
(2)表格中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ；本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(3)由上述實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是：木炭粉與氧化銅的質(zhì)量比為 時，條件最佳。
(4)為了檢驗(yàn)生成的紅色固體中是否含有Cu2O，所需試劑是 。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)先 ，再 ，防止發(fā)生倒吸炸裂試管。
(6)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法不正確的是 。
a.反應(yīng)開始的標(biāo)志是試管b中氣泡產(chǎn)生
b.這個反應(yīng)不屬于化合反應(yīng)
c.銅元素是地殼中含量最高的金屬元素
1．金剛石、石墨、C60都由碳元素組成，下列有關(guān)這三種物質(zhì)的敘述，正確的是
A．物理性質(zhì)相同B．碳原子的排列方式不同
C．在氧氣中充分燃燒的產(chǎn)物不同D．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是物理變化
2．2024年4月17日，全球首顆用牡丹制成的鉆石亮相洛陽中國國花園。這顆“牡丹鉆石”是通過把牡丹花中的碳元素提取出來制作而成。下列說法錯誤的是
A．提取過程中碳元素的質(zhì)量不變B．制成的鉆石中碳原子之間有間隔
C．制成的鉆石中碳原子不運(yùn)動D．常溫下鉆石的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定
3．氮化硼（BN）是一種新型功能陶瓷，結(jié)構(gòu)與金剛石相似。下列說法錯誤的是（ ）
A．氮化硼由分子構(gòu)成B．氮化硼的硬度很大
C．氮化硼屬于化合物D．氮化硼可用于切割玻璃
4．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)由C60制取的化合物M具有抑制艾滋病毒的作用，下列敘述錯誤的是 ( )
A．由C60制取M的過程中發(fā)生了化學(xué)變化
B．化合物M中含有碳元素
C．C60中的碳原子比石墨中的大
D．C60在空氣中燃燒生成二氧化碳的反應(yīng)是化合反應(yīng)
5．碳的單質(zhì)除了金剛石、石墨和C60外，科學(xué)家們還合成了C90、C240、C540等系列物質(zhì)，據(jù)此可作出的推測是（ ）
①同一種元素可以形成多種單質(zhì)；
②單質(zhì)可能存在復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)；
③單質(zhì)的研究具有廣闊的前景；
④同種元素形成的單質(zhì)之間可能存在更多的互相轉(zhuǎn)化。
只有①②B．只有②③
C．只有③④D．①②③④
6．實(shí)驗(yàn)室利用下圖裝置進(jìn)行碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)。下列說法不正確的是

A．裝置①中固體變成紅色，說明有單質(zhì)銅生成
B．裝置②用于收集CO2
C．裝置③中出現(xiàn)氣泡，不能說明裝置①中反應(yīng)已開始
D．若m（碳）：m（氧化銅） >3：40，反應(yīng)過程中還會產(chǎn)生一氧化碳，需進(jìn)行尾氣處理
7．興趣小組同學(xué)將80g氧化銅和8.4g的炭粉在隔絕空氣的密閉裝置中持續(xù)加強(qiáng)熱，通過傳感器測得裝置內(nèi)CO2的質(zhì)量變化如圖所示。下列說法正確的是

A．a(chǎn)點(diǎn)炭粉一定完全反應(yīng)
B．時，裝置中氣體只有CO2
C．時，裝置中木炭的質(zhì)量為2.4g
D．裝置中CO2的質(zhì)量減少的原因是高溫下炭粉與二氧化碳反應(yīng)
8．將一定質(zhì)量的氧化銅粉末與1.5g碳單質(zhì)的超細(xì)粉末裝入試管后混合均勻，并在高溫的條件下充分反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)過程中試管內(nèi)固體質(zhì)量的變化情況如下圖所示，下列說法中正確的是(提示：碳單質(zhì)只與氧化銅反應(yīng))
A．a(chǎn)的數(shù)值為17.2B．參加反應(yīng)的氧化銅的質(zhì)量為20g
C．13.1g剩余固體中含有12.8g銅D．此過程中，碳單質(zhì)發(fā)生了還原反應(yīng)
9．碳在地殼中的含量不高，但它的化合物數(shù)量眾多，而且分布極廣。
根據(jù)所學(xué)知識回答：
(1)圖①為碳原子的結(jié)構(gòu)示意圖，碳原子最外層電子數(shù)為_______________，常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)_______________，(填“活潑”或“不活潑”)。
(2)金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種單質(zhì)，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，但物理性質(zhì)相差很大，原因是_____________________。
(3)寫出石墨充分燃燒的化學(xué)方程式___________________________。
10．閱讀下面科普短文。
納米海綿是一種新型環(huán)保清潔產(chǎn)品，具有網(wǎng)狀多孔的結(jié)構(gòu)，清潔過程中可以吸附物體表面的污漬。
納米海綿不僅可有效清潔茶垢、油垢等，還是很好的吸油材料。經(jīng)過改良的納米海綿具有良好的吸油能力、循環(huán)利用性以及環(huán)境友好等特性，可用于解決海上石油泄漏造成的污染?？茖W(xué)家測定了納米海綿對不同油品的吸收能力(吸油質(zhì)量比越高，其吸油能力越強(qiáng))，結(jié)果如圖1。吸油能力的差異性取決于油品自身的密度。油品密度越大，納米海綿的吸油能力越強(qiáng)。
納米海綿還具有良好的循環(huán)利用性。通過擠壓，可將納米海綿吸附的油品擠出，經(jīng)洗滌干燥后再次使用。圖2為兩種吸油材料對泵油的循環(huán)吸收測試結(jié)果。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，納米海綿的性能會不斷提升，更好的服務(wù)于生活、生產(chǎn)。
依據(jù)文章內(nèi)容回答下列問題。
(1)納米海綿可以吸附物體表面污漬的原因是 。
(2)環(huán)己烷(C6H12)中，碳元素和氫元素的質(zhì)量比為 。
(3)納米海綿對柴油的吸收能力比對黑芝麻油的強(qiáng)，其原因是 。
(4)判斷下列說法是否正確(填“對”或“錯”)。
①納米海綿可用于清潔茶杯、油煙機(jī)等。
②納米海綿對環(huán)己烷吸收能力最強(qiáng)。
(5)由圖2得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在其他條件相同時， ，隨循環(huán)使用次數(shù)的增加，納米海綿吸油能力變化不明顯，細(xì)菌纖維素的吸油能力變差。
11．中國“芯”彰顯中國“智”造。芯片的基體材料是高純硅?如圖是工業(yè)上以石英砂（主要成分是SiO2）為主要原料制取純硅的一種工藝流程，請回答下列問題：

（1）SiO2中Si元素的化合價為 ?
（2）流程①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)中焦炭表現(xiàn)出 （選填“還原”或“氧化”）性?
（3）流程②中發(fā)生反應(yīng)的基本類型是 ，寫出流程③的化學(xué)方程式： ，該反應(yīng)要在無氧氣的環(huán)境中進(jìn)行，原因是 （答出一種即可）?
12．在學(xué)習(xí)了“碳的化學(xué)性質(zhì)”后，化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下打算進(jìn)行“木炭還原氧化銅”的實(shí)驗(yàn)。裝置如圖所示，請回答下列問題：
(1)此實(shí)驗(yàn)在酒精燈火焰上罩網(wǎng)罩的目的是： ，左側(cè)試管中的現(xiàn)象是 ；
(2)加熱一段時間后停止加熱，并將裝置冷卻至室溫后，將試管內(nèi)固體取出，同學(xué)們對固體的成分產(chǎn)生了濃厚的興趣
【提出問題】試管內(nèi)固體成分是什么？
【猜想與假設(shè)】
甲同學(xué)的猜想：銅和氧化銅
乙同學(xué)的猜想：氧化銅和碳
丙同學(xué)的猜想：銅、碳和氧化銅
丁同學(xué)的猜想：銅
你的猜想： ；
【收集證據(jù)】同學(xué)們一致認(rèn)為，乙同學(xué)的猜想錯誤，原因是（用化學(xué)方程式表示） ，在老師的幫助下，同學(xué)們最終得出了丙同學(xué)的猜想正確的結(jié)論，并繼續(xù)對固體加熱完成了此實(shí)驗(yàn)。下圖是甲同學(xué)根據(jù)整個反應(yīng)進(jìn)程繪制的生成銅的質(zhì)量（m）與加熱時間（t）的關(guān)系圖像。你認(rèn)為同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)過程中第一次對固體停止加熱的時間點(diǎn)是 （填“”、“”、“”或“”）
【討論交流】
①木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)停止加熱時要注意，為了防止試管炸裂，正確的操作是 （填字母）。
A．先熄滅酒精燈，再撤出導(dǎo)氣管
B．先撤出導(dǎo)氣管，再熄滅酒精燈
②此實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)的碳的化學(xué)性質(zhì)可用于 （填一種用途）。
13．為測定 10g 氧化銅樣品（含少量銅）中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在高溫的條件下加入足量木炭粉使其完全反應(yīng)，固體總質(zhì)量隨時間的變化如圖所示：
(1)完全反應(yīng)后，產(chǎn)生二氧化碳的總質(zhì)量是 ；
(2)試計(jì)算氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程）。
第六單元 走進(jìn)化學(xué)世界
課題1 碳單質(zhì)的多樣性
一、碳的單質(zhì)
1．碳單質(zhì)的物理性質(zhì)和用途
2．其它碳單質(zhì)
（1）焦炭、木炭、活性炭和炭黑主要成分也是碳單質(zhì)，結(jié)構(gòu)與石墨類似。
木炭、活性炭有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此有吸附性，活性炭的吸附作用比木炭強(qiáng)。
（2）活性炭的應(yīng)用：可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業(yè)中脫色以制白糖；水的凈化處理；冰箱去味；吸附裝修產(chǎn)生的有害氣體。

防毒面具 環(huán)?；钚蕴堪? 冰箱除臭劑
（3）活性炭、木炭的吸附性是物理性質(zhì)而不是化學(xué)性質(zhì)。
二、碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
碳的幾種單質(zhì)物理性質(zhì)各不相同，而化學(xué)性質(zhì)卻相似。
（由于碳的不同單質(zhì)參加化學(xué)反應(yīng)的最小粒子是相同的碳原子，所以它們的化學(xué)性質(zhì)是相似的。）
1．常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑
（1）原因：碳原子的最外層電子數(shù)為4，常溫下不易得失電子。
（2）用途：用炭黑制成的墨書寫繪畫，檔案資料用碳素墨水書寫，木質(zhì)電線桿埋入地下部分烤焦增強(qiáng)耐腐蝕性。

湖北出土的戰(zhàn)國古墨 碳素墨水記錄的上世紀(jì)80年代的工資表
2．可燃性
3.還原性
木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)
三、氧化還原反應(yīng)
高溫
1.碳還原金屬氧化物（用于工業(yè)冶煉金屬）
碳 + 某些金屬氧化物 金屬單質(zhì) + CO2↑
2.氧化還反應(yīng)分析
CuO失去氧元素，有氧化性，是氧化劑，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)
C奪取氧元素，有還原性，是還原劑，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)
氧化反應(yīng)：物質(zhì)結(jié)合氧元素的反應(yīng)。
還原反應(yīng)：含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng)。
氧化劑：在反應(yīng)中提供氧元素的物質(zhì)，具有氧化性，如CuO；
還原劑：在反應(yīng)中得到氧元素的物質(zhì)，具有還原性，如C、CO、H2等；
1．【答案】(1) × (2) √ (3) √ (4) × (5) √ (6) × (7)√ (8) √ (9) × (10) × (11) × (12)× (13) √ (14) √ (15) √ (16) × (17) √ (18) × (19)√ (20) × (21) × (22)√
2．【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2)導(dǎo)電
(3)吸附
【詳解】（1）金剛石和石墨都是碳單質(zhì)，兩者的性質(zhì)差異大，金剛石硬度大、正八面體結(jié)構(gòu)，石墨灰黑色的細(xì)鱗片狀固體，原因是碳原子排列方式不同；
（2）使用石墨作為電極材料，說明石墨具有導(dǎo)電性；
（3）活性炭能作為冰箱除味劑，也能吸附水中的色素和異味，是因?yàn)榛钚蕴坑惺杷啥嗫椎慕Y(jié)構(gòu)，具有吸附性。
3．【答案】(1)不活潑（或穩(wěn)定）
(2) 導(dǎo)電 潤滑
(3) 疏松多孔 吸附
4．【答案】(1) 6 二
(2) 金剛石 石墨 活性炭 碳原子排列方式不同
5．【答案】(1)化學(xué)
(2)原子排列方式不同
(3)B
(4) 穩(wěn)定 吸附 疏松多孔
?問題一 同種元素組成的物質(zhì)
【典例1】【答案】A
【變式1-1】【答案】D
【變式1-2】【答案】A
?問題二 金剛石、石墨和C60
【典例2】【答案】A
【變式2-1】【答案】B
【變式2-2】【答案】B
?問題三 碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
【典例3】【答案】B
【變式3-1】【答案】B
【變式3-2】【答案】(1)ZnO
(2)分解反應(yīng)
(3)還原
?問題四 實(shí)驗(yàn)探究木炭還原氧化銅
【典例4】【答案】C
【變式4-1】【答案】(1)集中火焰、提高溫度
(2)此時逸出的氣體是試管內(nèi)的空氣，而非二氧化碳
(3)固體由黑色逐漸變紅
(4) 氧化 ②試管中導(dǎo)管口沒有氣泡冒出
(5) ②試管中的導(dǎo)管移出水面 熄滅酒精燈
【變式4-2】【答案】B
?問題五 氧化還原反應(yīng)
【典例5】【答案】D
【變式5-1】【答案】B
【變式5-2】【答案】A
1．【答案】C
2．【答案】D
3．【答案】D
4．【答案】A
5．【答案】C
6．【答案】A
7．【答案】D
8．【答案】D
9．【答案】(1)分子
(2) 石墨質(zhì)軟 玻璃刀的刀頭（合理即可）
(3)碳原子的排列方式不同
(4)疏松多孔
(5)常溫下碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑
10．【答案】(1)碳原子的排列方式
(2)疏松多孔
(3)常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑
(4)C2H2
11．【答案】(1)
(2)防止澄清石灰水倒流，引起熱的試管炸裂
(3)集中火焰，提高溫度
(4)不能
(5)空氣進(jìn)入試管，高溫的銅會被氧化
12．【答案】(1)集中火焰，提高溫度
(2) 有紅色固體生成
(3)1：12
(4)稀硫酸
(5) 移開導(dǎo)管 再熄滅酒精燈
(6)ac
1．【答案】B
2．【答案】C
3．【答案】A
4．【答案】C
5．【答案】D
6．【答案】B
7．【答案】D
8．【答案】C
9．【答案】4 不活潑 碳原子的排列方式不同 C+O2CO2
10．【答案】(1)具有網(wǎng)狀多孔的結(jié)構(gòu)
(2)6：1
(3)柴油的密度比黑芝麻油大
(4) 對 錯
(5)循環(huán)使用次數(shù)1～8之間
11．【答案】 +4價 還原 化合反應(yīng) 2H2+SiCl4Si+4HCl 防止氫氣中混有氧氣在高溫條件下發(fā)生爆炸（或防止生成的硅被氧化）
12．【答案】(1) 使火焰集中并提高溫度 黑色固體中出現(xiàn)紫紅色固體
(2) 銅、碳（或Cu、C） B 冶金工業(yè)
13．【答案】(1)2.2g
(2)解：設(shè)氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量為x。
氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
答：氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%。
了解金剛石、石墨的物理性質(zhì)和主要用途，知道它們物理性質(zhì)存在明顯差異的原因。
掌握單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)，熟悉碳與氧氣、某些氧化物的反應(yīng)。
熟悉木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，了解還原反應(yīng)。
重點(diǎn):
金剛石、石墨的物理性質(zhì)和用途；碳與氧氣和氧化銅的反應(yīng)。
難點(diǎn):
碳與某些氧化物的反應(yīng)；還原反應(yīng)。
碳單質(zhì)
金剛石
石墨
C60
化學(xué)式



構(gòu)成微粒
由 構(gòu)成
由 構(gòu)成
由 構(gòu)成
結(jié)構(gòu)
物理性質(zhì)
無色透明的的固體。天然存在的最 的物質(zhì)。
特殊條件下制備的金剛石薄膜 好、 大；
好。
的有金屬光澤的固體；很 ，有 ；熔點(diǎn)高，有良好的 。
有特殊的物理性質(zhì)
用途
制裝飾品(鉆石)；制鉆頭、 、 ；
金剛石薄膜用作
；用于
。
作電極或電刷、制鉛筆芯、做坩堝，作機(jī)械高溫潤滑劑
用于超導(dǎo)、催化、
材料科學(xué)等領(lǐng)域
物理性質(zhì)不同的原因
金剛石、石墨和C60都是碳元素組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)有明顯差異的原因：

反應(yīng)物
氧氣充足，碳
氧氣不足，碳
化學(xué)方程式


質(zhì)量比
碳與氧氣的質(zhì)量比為
碳與氧氣的質(zhì)量比為
結(jié)論
反應(yīng)物相同時，若 不同，則 不同
反應(yīng)后物質(zhì)
成分分析
碳與氧氣的質(zhì)量比< 3/8，反應(yīng)后物質(zhì)是
碳與氧氣的質(zhì)量比= 3/8，反應(yīng)后物質(zhì)是
碳與氧氣的質(zhì)量比介于3/8和3/4時，反應(yīng)后物質(zhì)是
碳與氧氣的質(zhì)量比= 3/4，反應(yīng)后物質(zhì)是
碳與氧氣的質(zhì)量比> 3/8，反應(yīng)后物質(zhì)是
應(yīng)用
（1）作燃料
（2）證明某物質(zhì)含有碳元素（證明燃燒有二氧化碳生成）：
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
= 1 \* GB3 ①黑色粉末逐漸變成 ；
= 2 \* GB3 ②澄清石灰水 。
化學(xué)方程式

實(shí)驗(yàn)結(jié)論
生成了紅色的 和 ；
C是還原劑，具有還原性。CuO在反應(yīng)中失去氧元素，發(fā)生還原反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)
（1）木炭粉和氧化銅粉末烘干的原因： 防止木炭與水蒸氣反應(yīng)生成的氫氣和一氧化碳與氧化銅反應(yīng)。
（2）火焰加金屬網(wǎng)罩的目的： 。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先撤出導(dǎo)氣管，再停止加熱的目的： 。
（4）待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因： 。
（5）木炭配比比理論值稍微多一點(diǎn)，因?yàn)槟咎繒驮嚬苤械难鯕夥磻?yīng)，
應(yīng)用
（1）冶煉金屬（煉鐵）：
（2）與二氧化碳反應(yīng)： （吸熱反應(yīng)）
（燒得很旺的煤爐，添加大量的新煤后，爐火溫度降低）
甲
乙
碳和氧化銅的質(zhì)量比
1:9
1:10
1:11
1:12
1:13
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
混有少量黑色物質(zhì)
混有很少量黑色物質(zhì)
混有極少量黑色物質(zhì)
無黑色物質(zhì)
混有較多黑色物質(zhì)
________填寫在（2）處，澄清石灰水變渾濁
碳單質(zhì)
金剛石
石墨
C60
化學(xué)式
C
C
C60
構(gòu)成微粒
由碳原子構(gòu)成
由碳原子構(gòu)成
由C60分子構(gòu)成
結(jié)構(gòu)
物理性質(zhì)
無色透明的的固體。天然存在的最硬的物質(zhì)。
特殊條件下制備的金剛石薄膜透光性好、硬度大；導(dǎo)熱性好。
灰黑色的有金屬光澤的固體；很軟，有滑膩感；熔點(diǎn)高，有良好的導(dǎo)電性。
有特殊的物理性質(zhì)
用途
制裝飾品(鉆石)；制鉆頭、切割大理石、裁玻璃；
金剛石薄膜用作光學(xué)窗口和透鏡的涂層；用于集成電路基板散熱。
作電極或電刷、制鉛筆芯、做坩堝，作機(jī)械高溫潤滑劑
用于超導(dǎo)、催化、
材料科學(xué)等領(lǐng)域
物理性質(zhì)不同的原因
金剛石、石墨和C60都是碳元素組成的單質(zhì)，物理性質(zhì)有明顯差異的原因：
原子的排列方式不同
反應(yīng)物
氧氣充足，碳完全燃燒
氧氣不足，碳不完全燃燒
化學(xué)方程式
C + O2 點(diǎn)燃 CO2
2C + O2 點(diǎn)燃 2CO
質(zhì)量比
碳與氧氣的質(zhì)量比為 3 ：8
碳與氧氣的質(zhì)量比為 3 ：4
結(jié)論
反應(yīng)物相同時，若反應(yīng)物的用量不同，則生成物不同
反應(yīng)后物質(zhì)
成分分析
碳與氧氣的質(zhì)量比< 3/8，反應(yīng)后物質(zhì)是CO2和O2
碳與氧氣的質(zhì)量比= 3/8，反應(yīng)后物質(zhì)是CO2
碳與氧氣的質(zhì)量比介于3/8和3/4時，反應(yīng)后物質(zhì)是CO2和CO
碳與氧氣的質(zhì)量比= 3/4，反應(yīng)后物質(zhì)是CO
碳與氧氣的質(zhì)量比> 3/8，反應(yīng)后物質(zhì)是CO和C
應(yīng)用
（1）作燃料
（2）證明某物質(zhì)含有碳元素（證明燃燒有二氧化碳生成）：點(diǎn)燃該物質(zhì)，火焰上方罩內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯，若渾濁，則有二氧化碳生成，從而證明該物質(zhì)含有碳元素。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
= 1 \* GB3 ①黑色粉末逐漸變成光亮的紅色；
= 2 \* GB3 ②澄清石灰水變渾濁。
化學(xué)方程式
C + 2CuO 2Cu+CO2↑
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
生成了紅色的銅和二氧化碳；
C是還原劑，具有還原性。CuO在反應(yīng)中失去氧元素，發(fā)生還原反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)
（1）木炭粉和氧化銅粉末烘干的原因： 防止木炭與水蒸氣反應(yīng)生成的氫氣和一氧化碳與氧化銅反應(yīng)。
（2）火焰加金屬網(wǎng)罩的目的：集中火焰，提高溫度。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先撤出導(dǎo)氣管，再停止加熱的目的：防止石灰水倒流炸裂熱的試管。
（4）待試管冷卻后再把試管中的粉末倒出的原因：防止熱的銅接觸空氣又被氧化。
（5）木炭配比比理論值稍微多一點(diǎn)，因?yàn)槟咎繒驮嚬苤械难鯕夥磻?yīng)，
應(yīng)用
（1）冶煉金屬（煉鐵）：2Fe2O3+3C高溫4Fe+3CO2↑
（2）與二氧化碳反應(yīng)：C+CO2高溫2CO（吸熱反應(yīng)）
（燒得很旺的煤爐，添加大量的新煤后，爐火溫度降低）

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這是一份初中化學(xué)人教版（2024）九年級上冊（2024）課題1 碳單質(zhì)的多樣性導(dǎo)學(xué)案，共51頁。學(xué)案主要包含了碳的單質(zhì)，碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，氧化還原反應(yīng)等內(nèi)容，歡迎下載使用。

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初中化學(xué)人教版（2024）九年級上冊（2024）電子課本 新教材

課題1 碳單質(zhì)的多樣性

版本： 人教版（2024）

年級： 九年級上冊（2024）

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