第六单元课题1碳单质的多样性-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1　碳单质的多样性 一、常见的碳单质 1.金刚石和石墨 基础 主干落实 物质 物理性质 用途 金刚石(C) 无色透明的固体 打磨成钻石用作装饰品 天然存在的最________的 物质  制作____________或装在钻 探机的钻头上  透光性好、硬度大 作光学窗口和透镜的涂层 硬 玻璃刀 ‹#› 金刚石和石墨都是由____________构成的,具有不同的物理性质的原因是 __________________________。  物质 物理性质 用途 石墨(C) __________色有金属光泽 固体,质 ________ 制作铅笔芯 有滑腻感 作润滑剂 熔点高,有优良的__________ 性  作电极 灰黑 软 导电 碳原子 碳原子的排列方式不同 ‹#› 2.木炭和活性炭 (1)木炭、活性炭均为混合物,主要成分为单质碳。 (2)均具有吸附性 ①原因:两者都具有______________的结构。  ②应用:活性炭常用于______________、防毒面具、红糖脱色等。  3.C60 (1)结构:C60是由__________构成的,每个____________由60个碳原子构成,形似 足球。  (2)用途:用于超导、催化、能源及医学等领域。 疏松多孔 水的净化 分子 C60分子 ‹#› 特别提醒 (1)活性炭的吸附过程属于物理变化。(2)“碳”和“炭”的区别:“碳”指碳元素、碳原子、碳单质;而“炭”是由碳单质和少量杂质组成的混合物。 判断 1.单质一定是由同种元素组成的。 ( ) 2.同种元素组成的物质一定是单质。 ( ) √ × ‹#› 二、碳单质的化学性质 ‹#› 情境思考 高考答卷、重要文件、协议的签署均要求使用黑色签字笔,为什么? _____________________________________________________________________ _____________________________________________ 提示:要求用黑色签字笔签署是因为黑色签字笔主要含碳元素,碳单质常温下 很稳定,不容易被氧化,所以字迹保存时间比较长。 ‹#› 【探究主题】木炭还原氧化铜 结合碳还原氧化铜的实验装置完成相关问题。 重点 探究实践 ‹#› 【基础探究】 任务一:有关实验常考点的探究 1.反应现象:左侧试管中__________________;右侧试管中澄清石灰水____________。  2.反应原理:左侧试管中发生反应的化学方程式为_______________________。  3.刚开始预热时,试管②中立即有气泡冒出,但澄清的石灰水没有变浑浊,原因是 ________________________________。  4.实验结束时,应________(填序号)。  (1)先撤出导管,再熄灭酒精灯 (2)先熄灭酒精灯,再撤出导管 黑色固体变红 变浑浊 刚开始排出的是装置内的空气 (1) ‹#› 5.实验结束后,用弹簧夹夹紧乳胶管,要等试管①冷却后才能把试管里的粉末倒出 来,原因是什么?_________________________________________________________ ______________________ 提示:实验结束后试管中的物质是热的铜,立即倒出后,会和空气 中的氧气发生反应。 ‹#› 【深度探究】 任务二:对实验成功关键点的探究 要保证该实验成功,有以下关键环节: 1.较高的温度。据此,实验中对酒精灯进行的改进是______________。  2.两种固体反应物的质量比。 (1)若碳不足,则氧化铜不能被全部还原;若碳过多,则除了生成铜和二氧化碳外还会生成 _________(填化学式),原因是______________________________(填化学方程式)。  (2)反应中炭粉会与试管内的氧气反应而被消耗一部分,稍过量的炭粉有利于反应的进行,恰好 完全反应时,氧化铜和炭粉的质量比为40∶3,为了使氧化铜中的铜完全被还原,对于下列三组氧 化铜和炭粉的质量比例,你建议选择_______(填写字母)。  A.36∶3　　　B.40∶3　　　C.48∶3 加上网罩 CO A ‹#› 【A层 基础练】 【知识点1】常见的碳单质 1.(2023·长沙中考)在生活生产中碳单质的应用广泛。下列有关含碳物质的性质 或用途正确的是 ( ) A.活性炭具有吸附性 B.木炭常温下化学性质很活泼 C.金刚石用作电极 D.石墨用作钻探机钻头 素养 分层评价 A ‹#› 2.(2023·大庆中考改编)近年来研究发现,以新形态存在的碳单质在诸多领域中 有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是( ) A.石墨具有金属光泽,有优良的导电性能,是天然存在的最硬的物质 B.石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用 C.石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯 D.金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质 A ‹#› 3.(2023·南宁模拟)科幻电影中的太空电梯给同学们留下了深刻印象。清华大学 团队研发的超长碳纳米管可能会成为未来建造太空电梯的材料。碳纳米管是 碳单质的一种。请根据如图回答问题: (1)图1、2、3是碳元素的三种单质,其中图1表示的 物质是____________(填名称),这三种单质的物理性 质差异很大的原因是__________________________。  (2)中国高铁惊艳世界,“大国重器”扬我国威。高铁动车与电路连接的石墨电刷 用到石墨的物理性质主要是__________性。  (3)到目前为止,碳纳米管是人类能造出来最坚固的材料,请推测碳纳米管可能 具有的一条化学性质_________________________________。  金刚石 碳原子的排列方式不同 导电 常温下化学性质稳定(合理即可) ‹#› 【知识点2】碳单质的化学性质 4.(2023·连云港中考)宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》 保存至今而不变色,这是因为在常温下单质碳 ( ) A.化学性质不活泼　　 B.硬度高 C.导电性能好 D.吸附能力强 A ‹#› 5.有关木炭与氧化铜反应的实验,说法正确的是( ) A.给酒精灯加网罩,目的是使火焰集中并提高温度 B.实验过程中,可观察到固体由红色变黑色 C.反应开始的标志是导管口有气泡产生 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 A ‹#› B ‹#› 【B层 能力练】 7.由碳元素组成的单质有很多种。下列有关碳单质的说法正确的是 ( ) A.金刚石、石墨和C60都是由碳原子构成的物质 B.C60和金刚石都可用作超导材料 C.金刚石在一定条件下转化为石墨发生的是化学变化 D.碳单质完全燃烧能放出热量,不完全燃烧能吸收热量 C ‹#› 8.当氧化铜中混有少量的炭粉时,下列除去炭粉的方法中合理的是 ( ) A.隔绝空气,将混合物加强热 B.在空气中灼烧混合物 C.加水溶解,过滤 D.加入足量的氧化铁后加强热 B ‹#› 9.以下是在学习化学的过程中遇到的两个实验,请按要求填空。 (1)图1所示实验中,小明查阅大量资料后,建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行 实验,他的理由是______________________________________;在试管①内发生的 反应的化学方程式为_____________________,氧化铜发生了__________反应(填 “氧化”或“还原”)。  增大反应物的接触面积,使反应更充分 还原 ‹#› 9.以下是在学习化学的过程中遇到的两个实验,请按要求填空。 (2)图2所示实验中,向盛有红棕色二氧化氮气体的烧瓶中放入几小块烘烤过的 木炭,迅速塞上单孔橡皮塞,观察到的现象是________________________________, 这体现了木炭具有__________性。  红棕色逐渐消失,水倒吸入烧瓶 吸附 ‹#› 本课结束 ‹#› 结构性质用途 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ 化学性质 化学方程式 用途 原子结构 常温下,化学性质不活泼 — 炭黑 制墨 可燃性(与O2反应) __________________ (充分燃烧)  __________________ (不充分燃烧)  作燃料 能与某些氧化物反应 (与CuO、Fe2O3反应) ________________________ (黑变红)  ________________________ (红变黑)  冶炼 金属 C+O2CO2 2C+O22CO C+2CuO2Cu+CO2↑ 2CuO+C2Cu+CO2↑ CO2+C2CO 【易错点】不能正确理解还原反应 6.碳可用于冶金工业,焦炭与氧化铁反应的化学方程式为2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑,有关该反应的说法正确的是 ( ) A.焦炭和氧化铁都是黑色固体 B.Fe2O3发生了还原反应 C.反应前后元素的化合价没有改变 D.反应前后固体质量不变 易错点拨 物质得氧发生氧化反应,物质失氧发生还原反应。 C+2CuO2Cu+CO2↑ $$