6.1 碳单质的多样性 导学案-2024-2025学年九年级化学上册教学资源包（人教版2024）

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 一、【学习目标】 1．体会物质的多样性，进一步体会结构决定性质，性质决定用途。 2. 了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和主要用途，并知道碳单质物理性质差异的原因。 3．掌握碳单质的化学性质，并能写出对应的化学方程式。 二、【导学引领】 三、【自主学习】（阅读课本P127----P133及有关插图） 知识点1：物质的多样性 1. 不同的元素可以组成不同的物质。 如：氧气是由 组成；氢气是由 组成；氯化钠是 组成。 2. 相同的元素也可以组成不同的物质。 如：臭氧（O3）和氧气（O2）都是由 组成；红磷和白磷都是由 组成。 【练习】列举几组元素组成相同的化合物（用化学式表示） （1） H2O和H2O2 （2） （3） 知识点2：碳单质的物理性质 1. 碳是一种非金属元素，它以多种形式存在于 、 和 中，是形成化合物最多的元素。 2. 碳元素组成的单质有 、 和 等。 3.金刚石是一种 色透明的的固体。是天然存在的 最大的物质，利用该物理性质，可做 。天然金刚石经过仔细琢磨后会变成光彩夺目的钻石，可作装饰品。 4.石墨是一种 色而不透明有 光泽的固体。石墨质地 可作 ；具有 导电性能，对应的用途是 ；熔点高，有滑腻感，具有润滑性可作高温润滑剂。 5.金刚石与石墨的物理性质存在差异的原因是由于 。 6.无定形碳：石墨与少量的杂质混在一起构成的四种物质： 、 、 、 。其中：木炭与活性炭因具有 的结构，因此具有 性。，利用该性质，木炭可以除去食品和工业产品里的 ，活性炭可净水、可吸附毒气，可做滤毒罐中的滤毒剂。 7.C60分子是一种由 个碳原子构成的分子，它的形状似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。 ●“碳”和“炭”的区别： “碳”是元素名称。如二氧化碳、碳单质、碳。 “炭”是指由碳元素组成的具体的物质，如：木炭、焦炭、活性炭。 知识点3：碳的化学性质 1、常温下，碳单质的化学性质不活泼；（因为碳原子最外层有_____个电子） 2. 可燃性； 充分燃烧： ； 不充分燃烧： 3. 还原性 （1） 与金属氧化物反应 （碳 + 金属氧化物 金属 + CO2） ①与氧化铜反应方程式： ②与氧化铁反应方程式： ③与四氧化三铁反应方程式： （2） 与二氧化碳反应方程式： 知识点4：置换反应（四种基本反应类型之一） 概念：一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的化学反应叫置换反应。 要点：单质 + 化合物 →单质 + 化合物 ●非基本反应： 氧化反应：物质得到氧元素的反应。 还原反应：物质失去氧元素的反应。 知识点5：木炭与氧化铜的反应实验 1.化学反应方程式为 ，被加热的试管中的现象是 ，使澄清的石灰水变 。 2.实验中在酒精灯上加一个金属网罩的作用是： 。 3.试管口略向下倾斜，是为了防止 。 4.当石灰水中不冒出气泡时，用止水夹夹紧胶皮管，先把导管移离水面再熄灭酒精灯是为了防止 。 5.冷却到室温后，再打开止水夹防止 。 知识点6：性质决定用途 ●物质的结构决定性质，如： 金刚石与石墨的物理性质存在差异的原因是由于 。 ●性质决定用途。 1. 金刚石硬度大，所以可以作 ；石墨很软，可以做 。 2. 常温下，炭黑的化学性质稳定，所以可以用来制作 ，用它作画经久不褪色。 3. 单质碳有还原性，所以可以作 。 四、【课时检测】（选择题和方程式每个2分，填空每空1分，11题7分，共36分）得分 1.金刚石、石墨、 C60都是由 组成的单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异（例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却很软），这是因为它们 不同。 2.目前，通过科技手段可把石墨变成金刚石，该变化是 （选填“物理”或“化学”）变化，该变化的微观实质是 。 3．古代字画能长期保存，是由于单质碳在常温下具有（ ） A．稳定性 B．氧化性 C．还原性 D．助燃性 4.下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是( ) 金刚石 石墨 C60 碳纳米管 A.这四种物质都很软，可作润滑剂 B.这四种物质碳原子的排列方式相同 C.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2 D.这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子 5.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米碳管是由碳原子构成的直径为几个纳米（1 nm=10－9 m)的空心管。下列说法错误的是 （ ） A、纳米碳管是一种新型的化合物 B、纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳 C、纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强 D、纳米碳管在常温下性质稳定 6.测得某物质中只含有碳元素，这种物质 (   ) 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，也可能是混合物 7.“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词能体现的钻石的性质是（ ） A．硬度大 B．不能导电  C．化学性质稳定  D．熔点低 8.轻轨电车是近年来城市发展的一种无污染的新兴交通工具，当轻轨电车开动时，轻轨电车与架空电线的接触点由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应该具有现耐高温，不易氧化，能导电的性质，你认为接触点上的材料应选用 (   ) A．金刚石 B．铝 C．石墨 D．铜 9．一定质量的木炭与过量的氧气在密闭的容器内加热使其充分反应。如图中能正确反映容器内有关的量随时间变化的关系图象是(　 　) A 　 B C D 10.H2和单质碳具有相似的化学性质，请你猜想H2的两条化学性质，写出有关的化学方程式。 ⑴ 具有 性，化学方程式： 。 ⑵ 具有 性，化学方程式： 。 11.已知A、B为两种黑色粉末，D为红色单质。A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系下如图所示。 ＋澄清石灰水 ② A B D C 高温 ① E↓ 请回答： （1） C的化学式为　　　　； （2） A中金属元素的化合价是　 　； （3）反应①的化学方程式为　　　　 　　 　　　　　　；该反应的基本类型是　　　　 。 12.将木炭和氧化铜的粉末混合物30克，加热一段时间后冷却，称的剩余固体的质量为25.6克。计算： ⑴生成了 克CO2。 (2)有多少克氧化铜参加了反应？（Cu-64，C-12，O-16） — 2 — — - 1 - — 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 一、【学习目标】 1．体会物质的多样性，深度认识碳单质的多样性。 2. 进一步体会结构决定性质，性质决定用途。 3.了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和主要用途，并知道碳单质物理性质差异的原因。 4.掌握碳单质的化学性质，并能写出对应的化学方程式。 二、【导学引领】 三、【自主学习】（阅读课本P127----P133及有关插图） 知识点1：物质的多样性 1. 不同的元素可以组成不同的物质。 如：氧气是由 氧元素 组成；氢气是由 氢元素 组成；氯化钠是 钠元素和氯元素 组成。 2. 相同的元素也可以组成不同的物质。 如：臭氧（O3）和氧气（O2）都是由 氧元素 组成；红磷和白磷都是由 磷元素 组成。 【练习】列举几组元素组成相同的化合物（用化学式表示） （1） H2O和H2O2 （2） CO和CO2 （3） KMnO4 和 K2MnO4 知识点2：碳单质的物理性质 1. 碳是一种非金属元素，它以多种形式存在于大气、 地壳和 生物 中，是形成化合物最多的元素。 2. 碳元素组成的单质有 金刚石 、 石墨 和 C60 等。 3.金刚石是一种 无 色透明的的固体。是天然存在的 硬度 最大的物质，利用该物理性质，可做 钻头或刻画玻璃 。天然金刚石经过仔细琢磨后会变成光彩夺目的钻石，可作装饰品。 4.石墨是一种 灰黑 色而不透明有 金属 光泽的固体。石墨质地 很软 ，可作 铅笔芯 ；具有 良好的 导电性能，对应的用途是 作电极或电刷 ；熔点高，有滑腻感，具有润滑性可作高温润滑剂。 5.金刚石与石墨的物理性质存在差异的原因是由于 碳原子的排列方式不同 。 6.无定形碳：石墨与少量的杂质混在一起构成的四种物质： 木炭 、 活性炭 、 焦炭 、 炭黑 。其中：木炭与活性炭因具有 疏松多孔 的结构，因此具有 吸附 性。 利用该性质，木炭可以除去食品和工业产品里的 色素和异味，活性炭可吸附毒气，可做滤毒罐中的滤毒剂。 7.C60分子是一种由 60 个碳原子构成的分子，它的形状似足球，这种足球结构的碳分子很稳定。 ●“碳”和“炭”的区别： “碳”是元素名称。如二氧化碳、碳单质、碳。 “炭”是指由碳元素组成的具体的物质，如：木炭、焦炭、活性炭。 知识点3：碳的化学性质 1、常温下，碳单质的化学性质不活泼；（因为碳原子最外层有__4_个电子） 2. 可燃性； 充分燃烧： C + O2= (点燃) CO2 ； 不充分燃烧： 2C + O2= (点燃) 2CO 3. 还原性 （1） 与金属氧化物反应 （碳 + 金属氧化物 金属 + CO2） ①与氧化铜反应方程式 ：C + 2CuO= (高温)2Cu+ CO2 ↑ ②与氧化铁反应方程式：3C + 2Fe2O3= (高温)4Fe+ 3CO2 ↑ ③与四氧化三铁反应方程式：2C + Fe3O4= (高温)3Fe+ 2CO2 ↑ （2）与二氧化碳反应方程式： C + CO2= (高温) 2CO 知识点4：置换反应（四种基本反应类型之一） 概念：一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的化学反应叫置换反应。 要点：单质 + 化合物 →单质 + 化合物 ●非基本反应： 氧化反应：物质得到氧元素的反应。 还原反应：物质失去氧元素的反应。 知识点5：木炭与氧化铜的反应实验 1.化学反应方程式为C + 2CuO= (高温)2Cu+ CO2 ↑，被加热的试管中的现象是 黑色固体逐渐变红 ，使澄清的石灰水变 浑浊 。 2.实验中在酒精灯上加一个金属网罩的作用是： 聚集火焰，提高温度 。 3.试管口略向下倾斜，是为了防止 冷凝水倒流，炸裂试管 。 4.当石灰水中不冒出气泡时，用止水夹夹紧胶皮管，先把导管移离水面再熄灭酒精灯是为了防止 水倒流，使试管破裂 。 5.冷却到室温后，再打开止水夹防止铜再次被氧化。 知识点6：性质决定用途 ●物质的结构决定性质，如： 金刚石与石墨的物理性质存在差异的原因是由于 碳原子的排列方式不同 。 ●性质决定用途。 1. 金刚石硬度大，所以可以作 钻头 / 玻璃刀，裁割玻璃 ；石墨很软，可以做 铅笔芯 。 2. 常温下，炭黑的化学性质稳定，所以可以用来制作 墨汁 ，用它作画经久不褪色。 3. 单质碳有还原性，所以可以用作 冶炼金属（冶金） 。 四、【课时检测】（选择题和方程式每个2分，填空每空1分，11题7分，共36分）得分 1..金刚石、石墨、 C60都是由 碳元素 组成的单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异（例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却很软），这是因为它们 碳原子的排列方式不同 不同。 2.目前，通过科技手段可把石墨变成金刚石，该变化是 化学 （选填“物理”或“化学”）变化，该变化的微观实质是 碳原子的排列方式发生改变 。 3．古代字画能长期保存，是由于单质碳在常温下具有（ A ） A．稳定性 B．氧化性 C．还原性 D．助燃性 4.下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，下列说法正确的是 ( C ) 金刚石 石墨 C60 碳纳米管 A.这四种物质都很软，可作润滑剂 B.这四种物质碳原子的排列方式相同 C.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2 D.这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子 5.纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米碳管是由碳原子构成的直径为几个纳米（1 nm=10－9 m)的空心管。下列说法错误的是 （ A ） A、纳米碳管是一种新型的化合物 B、纳米碳管材料如果完全燃烧，生成物是二氧化碳 C、纳米碳管材料管道多，表面积大，吸附能力强 D、纳米碳管在常温下性质稳定 6.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，也可能是混合物 7.“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词能体现的钻石的性质是（ C ） A．硬度大 B．不能导电  C．化学性质稳定  D．熔点低 8.轻轨电车是近年来城市发展的一种无污染的新兴交通工具，当轻轨电车开动时，轻轨电车与架空电线的接触点由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应该具有现耐高温，不易氧化，能导电的性质，你认为接触点上的材料应选用 ( C  ) A．金刚石 B．铝 C．石墨 D．铜 9．一定质量的木炭与过量的氧气在密闭的容器内加热使其充分反应。如图中能正确反映容器内有关的量随时间变化的关系图象是(　C　) A 　 B C D 10.H2和单质碳具有相似的化学性质，请你猜想H2的两条化学性质，写出有关的化学方程式。 ⑴ 具有 可燃 性，化学方程式：2 H2 + O2 = (点燃) 2H2O。 ⑵ 具有 还原 性，化学方程式：H2 + CuO = (△) Cu + H2O。 11.已知A、B为两种黑色粉末，D为红色单质。A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系下如图所示。 ＋澄清石灰水 ② A B D C 高温 ① E↓ 请回答： （1） C的化学式为CO2； （2） A中金属元素的化合价是　+2　； （3）反应①的化学方程式为C + 2CuO= (高温)2Cu+ CO2 ↑；该反应的基本类型是　置换反应 。 12.将木炭和氧化铜的粉末混合物30克，加热一段时间后冷却，称的剩余固体的质量为25.6克。计算： ⑴生成了 4.4 克CO2。 (2)有多少克氧化铜参加了反应？（Cu-64，C-12，O-16） 解：参加反应的CuO质量为x — 2 — — - 1 - — 学科网（北京）股份有限公司 C + 2CuO= (高温)2Cu+ CO2 ↑ 80 44 X 4.4g = x=8g 答：...... $$