6.1碳单质的多样性-2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册

第1课时 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 你知道“海洋之星”钻石是由什么组成的吗？ 你又知道这些电极是由什么组成的吗？ 一 碳的单质 都是由碳元素组成的单质 一 碳的单质 单质：由同种元素组成的纯净物。 碳单质：由碳元素组成的纯净物。 氧气（O2） 白磷 同种元素可以组成不同的单质么？ 臭氧（O3） 红磷 金刚石 石墨 金刚石、石墨和 C60 都是由碳元素组成的不同单质。 C60 3 物理性质 用途 金 刚 石 无色透明、有强折光性的固体 硬度大（天然最硬的物质） 钻石饰品、光学仪器 玻璃刀 钻探机钻头 轴承 1.金刚石 C 加工坚硬的金属 切割大理石 裁玻璃 一 碳的单质 钻戒 2.石墨 C 物理性质 用途 石 墨 铅笔芯 润滑剂 电极 滑腻感 能导电，导电性好 导电性 灰黑色有金属光泽 颜色 手感 质软 硬度 铅笔芯 高温润滑剂 制作电极 一 碳的单质 熔点 熔点高 制坩埚 小知识：铅笔的H、B 铅笔芯由石墨和粘土混合而成。规格通常以H和B来表示。 H（Hardness，硬）值越大，所含的黏土越多，铅芯越硬，颜色越淡。 B（Black，黑）值越大，石墨越多，笔芯颜色越浓、越黑，但也越软。 拓展学习 在纸上划过会留下痕迹，说明石墨的质地很____，有滑腻感。 常用来制作干电池的电极，是因为石墨具有_______性。 可用来制作有轨电车、以及电动机轴承部分的电刷，是因为石墨具有_______感和_______性。 所制坩埚，可以熔炼熔点很高的金属，说明石墨的熔点_______，耐_______。 软 导电 导电 滑腻 高 高温 2.石墨 C 一 碳的单质 因为碳原子的排列方式不同。 性质 用途 反映 决定 属于化学变化 一 碳的单质 3.碳60 C60 物质 C60 名称 组成 构成 用途 由C60分子构成 由碳元素组成 可能用于超导、催化、 材料、医学及生物等领域 富勒烯、足球烯 一 碳的单质 C240 C540 C70 碳纳米管 石墨烯 一 碳的单质 碳纳米管是一种非常奇特的材料，它是石墨中一层或若干层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”，内部是空的，外部直径只有几纳米到几十纳米。这样的材料很轻，很结实。 它的密度是钢的1／6，而强度却是钢的100倍。用这样轻而柔软、又非常结实的材料做防弹背心是最好不过的了。 如果用纳米碳管做绳索，是唯一可以从月球挂到地球表面，而不会被自身质量所拉断的绳索。如果用它做成地球—月球乘人的电梯，人们在月球定居就很容易了。 科技前沿科技前沿 知识拓展 物质 金刚石 石墨 C60 结构模型       物理 性质 光泽 加工后璀璨夺目 有金属光泽   硬度 天然物中硬度最大 质软而滑腻 导电性 不导电 良好的导电性 熔点 很高 很高 用途 钻头、玻璃刀、首饰 铅笔芯、电极、润滑剂等 超导体 说明 都是由碳元素组成的单质， 但碳原子排列方式不同，物理性质有很大差异。 木炭 焦炭 炭黑 活性炭 无定形炭 混合物 由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。 二 无定形炭 上述实验主要发生了什么变化？ 在滴有红墨水的水里，投入几块烘烤过的木炭或活性炭 木炭具有吸附性，吸附了液体中的色素 液体颜色由红色逐渐变浅，最终褪为无色 物理变化 操作 现象 结论 实验6-1 食品脱色 净水 净化空气 用途 性质 活性炭具有吸附性 结构 疏 松 多 孔 二 无定形炭 炭黑用途 加炭黑增加耐磨性 墨水 鞋油 冶金 焦炭用途 二 无定形炭 碳是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。比如：碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳。（这儿不能用“炭”） 炭表示由碳元素组成的某种物质—木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。 碳与炭的区别 二 无定形炭 木炭：吸附食品或工业产品中的色素和异味、做燃料 活性炭：吸毒面具、 吸附室内有害气体 焦炭：治炼金属 炭黑：制作黑色染料 做饰品、切割玻璃、钻头 做铅笔芯、电极 金刚石 石墨 无定型炭 C60 碳的 单质 课堂小结 1.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 2. 石墨炸弹爆炸时释放出大量石墨纤维，易造成输电线、电厂设备损坏。是由于石墨（ ） A．质软 B．有吸附性 C．能导电 D．易燃易爆 C 3. 下列说法中正确的是（ ） A.由一种元素组成的物质，一定是纯净物 B.吸附是化学变化 C.在一定条件下，石墨可转化为人造金刚石，这个变化是化学变化 D.一种元素只能形成一种单质 C 学以致用 4. 继发现C60后C70也已经制得，下列有关C70的说法正确的是( ) A. 它是一种化合物 B. 它是一种单质，并且它是有C70分子构成的。 C. 它是一种混合物 D. 它的相对分子质量是840 5.下列现象中属于化学变化的是（ ） A. 活性炭吸附有色、有毒的气体 B.铅笔把字迹留在纸上 C. 用金刚石切割玻璃 D. 石墨在空气中燃烧 B D D 6.下列物质中硬度最大的是（ ） A.石墨 B.铁 C.金刚石 D.石灰石 C 学以致用 7.由同种元素组成的不同单质，可以互为“同素异形体”。下列属于同素异形体的一组物质是 A．氢气与液氢 B．水银与银 C．干冰与冰 D．氧气与臭氧 D 8.下列物质的用途与其依据的性质不相符合的是 A．氮气可用于当保护气——氮气具有稳定性 B．活性炭用于防毒面具——活性炭具有强的吸附性 C．金刚石用于裁玻璃——金刚石很硬 D．石墨用于制铅笔芯——石墨能够导电 D 学以致用 碳单质 金刚石 无定形炭 木炭 活性炭 焦炭 炭黑 C60 石墨 板书 作业 1.书本P134的1-5题。 第2课时 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 钻石恒久远 一颗永流传！ 化学性质稳定 古代名画历经几百年甚至几千年而依然色泽鲜艳不褪色，你知道其中的原因吗？ 一 碳单质的化学性质 1.常温下，碳的化学性质稳定 最外层电子数决定元素化学性质 提示 碳原子的结构示意图 碳原子最外层有4个电子，既不容易得到电子，也不容易失去电子，因此在常温下，化学性质相对稳定。 思考：在高温下，碳的化学性质如何呢？ 一 碳单质的化学性质 2.碳能与氧气反应（可燃性） 回忆木炭在氧气中充分燃烧的现象： 现象：发出白光，放出热量， 生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。 化学方程式： 木炭在氧气中不充分燃烧时，生成一氧化碳。 用途：作燃料 C＋O2 点燃 CO2 2C＋O2 点燃 2CO 思考：当我们用木炭和煤等含碳的燃料取暖时，应注意什么？ 要注意保持室内通风，防止煤炭或木炭不充分燃烧产生一氧化碳，使人中毒． 一 碳单质的化学性质 燃烧条件 化学方程式 结论 充分燃烧 不充分 燃烧 结论： 1.当m(C)：m(O2)≤3:8时，只生成CO2 2.当m(C)：m(O2)≥3:4时，只生成CO 3.当3:8＜m(C)：m(O2)＜3:4时，生成CO2和CO2 C＋O2 CO2 2C＋O2 2CO C＋O2 CO2 2C＋O2 2CO 12 32 3 8 24 32 3 4 碳具有可燃性，反应物量不同，产物不同 思考：氧气的量具体是多少时，才算充分呢？ 2.碳能与氧气反应（可燃性） 注：未特殊说明时，一般默认碳充分燃烧 一 碳单质的化学性质 3.碳能与某些氧化物反应 【实验6-2】 装有木炭和氧化铜粉末的试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管。用加网罩的酒精灯加热混合物几分钟。先撤出导气管，待试管冷却后再把管内粉末倒在纸上。 均为黑色 集中火焰提高温度 防止石灰水倒吸入试管中 防止铜与氧气反应生成氧化铜 因为刚开始排出的是试管内的空气 思考：为什么开始加热时，导管口处有无色气泡逸出，但澄清石灰水不变浑浊？ 一 碳单质的化学性质 3.碳能与某些氧化物反应 一 碳单质的化学性质 【实验6-2】 现象 分析 黑色末逐渐变成光亮的红色 澄清石灰水变浑浊 有铜Cu生成 有二氧化碳CO2生成 原理：C＋2CuO 2Cu＋CO2↑ 思考：从分子组成上看CuO转变为Cu，发生了什么变化?是什么导致了这种变化? CuO转变为Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧。 高温 3.碳能与某些氧化物反应 还原性 一 碳单质的化学性质 原理：C＋2CuO 2Cu＋CO2↑ 高温 失氧 得氧 含氧化合物里的氧被夺去的反应，就叫做还原反应。 物质和氧发生的反应，就叫做氧化反应。 生产和应用 a.焦炭炼铁 b.碳还原二氧化碳 高温 2Fe2O3＋3C 4Fe＋3CO2↑ C＋CO2 2CO 高温 还原性 冶炼金属 碳的化学性质 可燃性 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应 2CuO+C 2Cu+CO2 ↑ 高温 化学性质不活泼 常温下 还原性 C＋O2 点燃 CO2 2C＋O2 点燃 2CO C+CO2 高温 2CO 3C＋2Fe2O3 高温 4Fe＋3CO2↑ 课堂小结 1.在埋木电线杆前,要把埋入地下的一段用 火将表面微微烧焦，这是因为（ ） A.防止触电 B.烧焦变成木炭有导电性 C.防止木材腐烂 D.比较易埋入 2. 下列说法中正确的是（ ） Ａ.H2是还原剂，发生了还原反应 Ｂ.CuO是氧化剂，发生了还原反应 Ｃ.H2 是氧化剂，发生了氧化反应 Ｄ.CuO是还原剂，发生了还原反应 2CuO＋H2 2Cu＋H2O △ C B 3.对试管内少量的黑色粉末加热后，有红色固体生成，且产生的气体能使澄清石水变浑浊，则该黑色粉末可能是（ ） A.高锰酸钾 B.二氧化锰 C.碳和氧化铜的混合物 D.木炭粉 4.碳具有的化学性质是 （ ） ①能在空气中燃烧，②常温下较稳定，③ 常温下能和氧化铜反应，④高温下能夺取一些金属氧化物中的氧，⑤在反应中作氧化剂 A. ①③④⑤ B. ①④ C. ①③④ D. ①②④ C D 学以致用 5．如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（　　） A．给酒精灯加网罩，目的是集中火焰，提高温度 B．实验过程中，可观察到澄清石灰水变浑浊 C．碳在反应中表现出还原性 D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出 D 学以致用 6.如图是木炭与氧化铜反应的装置图，请回答问题。 (1)木炭与氧化铜的颜色都是________。 (2)在高温条件下，试管中的固体逐渐变为______色，说明生成了________；澄清石灰水变________，说明生成了____________。 (3)写出试管中发生还原反应的化 学方程式： 。 黑色 红 铜 浑浊 二氧化碳 C + 2CuO 2Cu + CO2↑ 高温 学以致用 7.写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式，并计算要使80g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少？ 解：设需要碳的质量为x。 12 2×80 x 80g 答：至少需要 6g 碳。 作业 1.书本P135的第7题。 $$