课题1 碳单质的多样性（第1课时）（同步课件）-【大单元教学】2024-2025学年九年级化学上册同步备课系列（人教版2024）

碳单质的多样性 （第1课时） 课题1 1.了解金刚石、石墨和C60的物理性质和用途 2.了解活性炭和木炭的吸附性 3. 知道不同的元素可以组成不同的物质，同一元素也可组成 不同的物质。 学习目标 中考考点解读 解读1：金刚石、石墨的物理性质及两者物理性质相差很大的原因，木炭、活性炭的吸附作用及有关问题的解释，物质用途与物质性质之间的辩证关系。常见题型为选择题、填空题（多为实验探究题）。 解读2：单质碳在常温下化学性质不活泼，与生产生活的实际应用相结合考查。常见题型为选择题。 解读3：木炭还原氧化铜的现象、化学方程式及反应类型，碳的可燃性和还原性的应用。常见题型题、填空题和简答题 1 2 金刚石/石墨/C60的性质与用途 3 4 焦炭/木炭/活性炭/炭黑的用途 木炭的吸附性（附高清视频） 金刚石、石墨、C60的性质与用途（附高清视频） 5 物质的结构/性质/用途之间的关系 目 录 Contents 4 我们知道，丰富多彩的物质世界是由元素组成的。例如，氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的，水是由氢、氧两种元素组成的。不同的元素组成不同的物质。那么，在物质世界中，有没有同一种元素组成不同物质的例子呢？ 研究表明，透明的金刚石、灰黑色的石墨和分子结构与足球相似的C60都是由碳元素组成的单质, 但是它们的原子排列方式不同，物理性质存在着明显差异。 同学们可能都看过电影《泰坦尼克号》，你知道女主人公佩戴的“海洋之星”钻石是由什么组成的吗？ 3. 同种元素可以组成不同的单质吗？ 可以， 氧气和臭氧都是由氧元素组成的不同单质 1. 氧气和臭氧分别是由什么元素组成的？ 2. 单质的定义？ 氧元素 由同种元素组成的纯净物叫单质 4.碳元素能不能组成不同的单质？ 天然金刚石 加工后金刚石 石 墨 C60 碳纳米管 C70 碳元素组成的不同单质 石墨烯 钻石 八面体金刚石 玻璃刀头上的金刚石 金刚石的结构 金刚石 金 刚 石 观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？ 3. 硬度：天然存在的最硬的物质 4. 用途： （1）装饰品——钻石； （2）切割玻璃、大理石； （3）做钻探机的钻头等。 1. 外观：无色透明、正八面体状晶体（网状结构）结构 2. 光泽：加工后璀璨夺目，可制成钻石 一、金刚石 天然存在的最硬的物质 石墨电刷 石墨的结构 石墨制的铅笔芯 干电池中的石墨电极 石墨润滑剂 观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？ 石 墨 石墨 新课讲解 图6-1金刚石的结构及用途 钻 石 玻璃刀头上镶的金刚石 可用来裁玻璃 金刚石的结构 1. 外观：深灰色、细鳞片状固体（层状结构） 2. 光泽：有金属光泽 3. 硬度：质地软，有滑腻感 4. 导电性：良好 5. 导热性：良好 二、石墨 质地软，有滑腻感，导电性良好 观察下列图片，想一想，你从中获得了哪些信息？ 观察与思考 6.用途： （1）制作铅笔芯；（2）作电极； （3）作润滑剂 知识拓展：铅笔的相关知识 铅笔上的“B”是英文“Black”的第一个字母，在铅笔中表示“软”；“H”是英文“Hard”的第一个字母，在铅笔中表示“硬”。铅笔为什么有软和硬和差别呢？这是因为石墨太软，光用石墨做笔芯，既易断也易磨损，因此，生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土 粉末以增加硬度。粘土掺得越多，铅笔就越硬；粘土掺得越少，铅笔就越软。 铅笔小知识 （1）C60是单质，是由C60分子构成 （2）每个C60的分子是由60个碳原子构成。 （3）C60分子的结构形似足球，因此又名足球烯。 三、C60 每个C60分子是由60个碳原子构成的，结构类似足球，又名足球烯，性质稳定，在材料科学、超导体方面有广阔的前景。 （4）每个分子结构包括20个六边形，12个五边形 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。 金刚石、石墨、C60性质及用途的比较 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 它们的主要成分也是碳的单质，而结构与石墨类似。 木 炭 焦 炭 活性炭 炭 黑 四. 木炭、活性炭、焦炭、炭黑 属于混合物 生活中常见的含石墨的物质 1 木炭、活性炭的特性及用途 木炭，活性炭具有 的结构，因此它具有 能力， 可用于 。 疏松多孔 吸附 吸附杂质 防毒面具 冰箱除味剂 环保活性炭包 活性炭的吸附作用 【实验6—1】 在盛有半瓶水的小锥形瓶里，滴入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶，观察现象。 现象   分析 红色消失 木炭（活性炭）疏松多孔，具有吸附性 显微镜下的木炭的结构 疏松多孔的结构 为什么木炭会具有吸附性呢？ 观察与思考 2 炭黑的用途 分为色素用炭黑、橡胶用炭黑、导电炭黑等。 墨汁 轮胎 导电炭粉 3 焦炭的用途 主要用于冶炼金属。 石墨烯 4.新形态的碳单质 碳纳米管 富勒烯 C70 这些都是碳元素组成的单质 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 用途 木炭 活性炭 焦炭 炭黑 木炭、活性炭、焦炭和炭黑的用途比较 冶炼金属 制造墨、油墨、油漆、鞋油和颜料，增加轮胎制品的耐磨性 吸收一些食品和工业产品的色素、吸收有异味的物质 吸附能力比木炭强、吸附毒气、制糖工业里脱色制白糖 碳原子排列方式不同 1.金刚石和石墨、C60物理性质不同的原因 结构 性质 用途 2.物质的结构、性质和用途之间的关系 2.“碳”和“炭”的区别 ①“碳”：碳单质、一氧化碳、二氧化碳，是纯净物； ②“炭”：木炭、焦炭、炭黑、活性炭等，是混合物。 1.吸附性是物理性质；吸附是物理变化。 易错提醒 物 质 性 质 用 途 碳单质 纯净物 由 构成 金刚石 石墨 由 构成 C60 每个C60的分子是由 个碳原子构成。 无定型碳 混合物 石墨的微小晶体和少量杂质构成的 木炭 吸附性 较强 活性炭 炭黑 焦炭 原子 分子 活性炭 金刚石、石墨的物理性质和用途 无色透明、硬度大 钻石、切割大理石、玻璃刀、钻头 质软、导电性、 润滑性、耐高温 铅笔芯、电极、 润滑剂、坩埚 60 制糖、净水、防毒面具、除异味 墨汁、鞋油 冶炼金属 2.金刚石、石墨物理性质不同的原因：____________________。 碳原子排列方式不同 3.不同/同种元素________(可以/不可以)组成不同的物质。 可以 归纳小结 例1.（2023·湖北武汉·中考真题节选）石墨、活性炭和木炭在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)石墨的用途可以是______。 A．用于制铅笔芯 B．用作电极 C．用于切割大理石 (2)活性炭作冰箱除味剂，是利用其______（填“物理”或“化学”）性质。 例2．（2024·湖南长沙·中考真题）物质的性质决定物质的用途。下列含碳物质中，常用于去除冰箱、汽车中的异味的是（ ） A．活性炭 B．金刚石 C．石墨 D．C60 【答案】A 例3．（2023·湖南长沙·中考真题）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 【答案】A 例4．（2024·广东广州·中考真题）对下列宏观事实的微观解释合理的是（ ） A．酒香不怕巷子深：分子在不断运动 B．气体的热胀冷缩：气体分子的大小发生改变 C．硫酸铜溶液显蓝色：溶液中含有硫酸根离子 D．金刚石和石墨的物理性质差异较大：原子种类不同 【答案】A 例5．（2024·宁夏·中考真题）下列关于碳和碳的氧化物说法正确的是（ ） A．干冰升华是化学变化 B．活性炭净化水的过程中发生的是物理变化 C．一氧化碳和二氧化碳元素组成相同，所以化学性质相同 D．石墨和金刚石都是由碳元素组成的单质，所以物理性质相同 【答案】B 例6．（2024·上海徐汇·预测模拟）石墨的性质和用途对应错误 的是（ ） A．黑色、柔软——铅笔 B．导电性——电极 C．稳定性——冶炼金属 D．有滑腻感——润滑剂 【答案】C 例7．（2024·辽宁丹东·模拟预测）下列事实，用分子原子的观点解释不合理的是（ ） A．氧气液化体积变小——分子体积改变 B．槐花盛开时节，花香四溢——分子不断运动 C．水和过氧化氢化学性质不同——分子构成不同 D．金刚石和石墨物理性质质差较大——碳原子排列方式不同 【答案】A 例8．（2024·湖南株洲·二模）金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列说法正确的是（ ） A．它们都是黑色固体 B．它们的碳原子排列方式不同 C．它们都能导电 D．它们的物理性质相同 【答案】B 例9．（2024·广西梧州·一模）“碳家族”的成员很多。下列关于其成员说法正确的是（ ） A．石墨不具有润滑性 B．C60单质是由碳原子直接构成的 C．金刚石和石墨都能导电 D．常温下碳的化学性质不活泼 【答案】D 例6.（2023·黑龙江大庆·统考中考真题）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里碳原子的排列方式不同，因此在性质和用途 上存在明显差异 【答案】A 例10.（2023·内蒙古赤峰·统考中考真题）宏观和微观之间建立联系是化学学科特有的思维方式。下列对宏观事实的微观解释，不合理的是（ ） A．墙内开花墙外香——分子是不断运动的 B．温度升高，酒精温度计的液面上升——酒精分子体积变大 C．金刚石和石墨物理性质差异较大——碳原子排列方式不同 D．氧化汞受热分解生成金属汞和氧气——分子在化学变化中可以再分 【答案】B 例11.（2024·四川·达州二模）碳家族中，C60的分子结构形似足球(如图所示)。关于C60的说法中，错误的是（ ） A.它是一种单质 B.每个C60分子由60个碳原子构成 C.它与金刚石是同一种物质 D.它完全燃烧后的产物是CO2 答案：C 例12.（2024·重庆市·二模）科学家预测:除C60外,具有封闭笼状结构的还可能有C28、C32、C50、C70、C84等，下列说法正确的是（ ） A.它们都是由碳元素组成 B.它们的性质相同 C.它们是新型的化合物 D.它们的用途相同 答案：A 45 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42 $$