内容正文:
第1课时 碳单质的多样性
【学习目标】
1.了解金刚石和石墨的物理性质和用途。
2.知道不同元素可以组成不同的物质,同一种元素也可以组成不同的物质。
3.能够以发展的观点看待碳的单质,了解人类对物质结构的探索是不断发展的。
4.初步认识物质的结构与性质的关系,树立物质的性质决定用途的观点。
【学习重点】
1.金刚石、石墨和C60的结构、物理性质和用途
2.金刚石、石墨和C60性质与用途的辨析
【学习难点】
1.金刚石、石墨和C60性质差异的原因
2.物质结构与性质、性质与用途的关系
【学习过程】
一、自主预习
1.碳的单质有金刚石、石墨和C60等,其中金刚石是天然存在的最硬的物质,石墨是天然存在的最软的矿物之一。
2.木炭和活性炭都具有吸附性,是因为它们具有疏松多孔的结构。
3.一个C60分子是由60个碳原子构成的,它形似足球,被广泛应用于超导等方面的研究。
二、新知导学
金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。
木炭、焦炭、活性炭、炭黑等,主要成分是碳单质,结构与石墨相似。
它们的物理性质和用途对比如下:
碳的单质
物理性质
原子排列方式
用途
造成性质差异的原因
金刚石
①无色透明、正八面体形状的固体
②硬度大
①钻石饰品
②玻璃刀
原
子
排
列
方
式
不
同
石墨
①深灰色、有金属光泽、不透明的细鳞片状固体
②质地很软
③有滑腻感
④具有优良的导电性能
①铅笔芯
②石墨电极
③润滑剂
木炭
具有疏松多孔的结构、具有吸附能力
活性炭
具有很强的吸附能力
C60
广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物领域
碳纳米管
尺寸小、机械强度高、导电性好
在材料、催化、信息等领域有重要应用
石墨烯
导电性好、导热性好
【小结】决定
决定
物质结构、性质和用途之间的关系:结构 性质 用途反映
反映
【实验探究】
探究木炭的吸附性
实验步骤
现象
结论
盛有红墨水的锥形瓶加烘烤过的木炭
液体颜色由红色逐渐变为无色
木炭具有吸附性
【思考】
为什么木炭、活性炭会具有吸附性呢?
答:木炭、活性炭具有疏松多孔的结构,因此具有吸附性,能吸附色素和异味。活性炭的吸附性比木炭更强。
温馨提醒
1.木炭、活性炭的吸附性属于物理性质。吸附过程中发生的变化属于物理变化。
2.“碳”和“炭”的区别:“碳”是元素名称,指元素;“炭”是指具体的物质,由碳元素组成的部分单质。如:木炭(或活性炭)。二氧化碳由碳和氧两种元素组成。
三、当堂检测
1.金刚石、石墨、C60物理性质有很大差异的原因是( C )
A.原子种类不同 B.原子大小不同
C.原子排列方式不同 D.原子数目不同
3.活性炭能净水,主要是因为它具有( C )
A.难溶性 B.稳定性 C.吸附性 D.可燃性
3.下列有关金刚石、石墨的说法正确的是( A )
A.都是由碳元素组成 B.都是黑色固体 C.都能导电 D.硬度都很大
4.测得某物质中只含有碳元素,这种物质 ( D )
A.一定是一种单质 B.一定是石墨
C.可能是化合物 D.可能是一种单质,也可能是几种碳的单质的混合物
5.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 )
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
6.请从①石墨、②活性炭、③金刚石、④氢气、⑤氧气中,选取相应物质的序号填空。
(1)最清洁的燃料是④。
(2)可用于冰箱除异味的是②。
(3)自然界中最硬的是③。
(4)用于急救病人的气体是⑤。
(5)可作干电池电极的是①。
(6)做耐高温润滑剂的是①。
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