第6单元 课题1 碳单质的多样性-2024-2025学年人教版九年级化学上册

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 C60 思考1：什么是单质? 由一种元素组成的纯净物叫单质 思考2：同种元素可以组成不同的单质吗? ------可以! 氧元素 O2 O3 O2 O3 碳元素是否也可以组成不同的单质呢？ 金刚石、石墨和C60 是碳元素组成的单质。 一、碳单质 碳元素也可以组成不同的单质 金刚石 石墨 C60 ①____________的________体 1、金刚石 用途： 做钻石。 无色透明 （由碳原子构成） （1）物理性质和用途 正八面体 固 C 加工后璀璨夺目 1、金刚石 ② 硬度大 （天然存在最硬的物质） 加工坚硬金属、 切割大理石、 做钻头 裁玻璃、 用途： 由什么微观粒子构成：原子；化学式：C “没有金刚钻，不揽瓷器活”，这句话体现了金刚石（ ） A.熔点高 B.硬度大 C.光学性能好 D.化学性质稳定 B （2）结构： 类似金字塔 （稳固） 结构 性质 用途 决定 决定 一个小球代表一个碳原子，原子的排列成网状，每一个节点处有一个碳原子。碳原子间是立体网状结构， 2、石墨 _______色的有______光泽的固体。 ① （由碳原子构成 ） 灰黑 金属 质地软 ② 做铅笔 C （不稳固） 碳原子的排列结构是一层一层的，碳原子间是平面层状的结构，层与层之间作用力很小，层与层之间很容易滑动。 在纸上画过能留下深灰色的痕迹。 铅笔是石墨和黏土粉末混合而制成的， 如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样可以轻易打开？ 可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。 是石墨和黏土混合而成的混合物 H：Hard，坚硬的； 数字越大，铅芯越坚硬 数字越大， 颜色越黑 B：Black，黑的； 小科普： 铅笔不是铅 早在古罗马时代，人们就经常使用铅棒来做记号，那时的铅棒就被称为铅笔。但是这种真正的铅笔效果并不好，不仅颜色浅还极易划破纸。 直至1564年，英格兰有位牧羊人发现了一种黑色矿物质——石墨(铅笔芯的原材料)，这种新矿物质显色度极好，因而被用来在羊身上做记号。 彩色铅笔的笔芯是由含色素的染料固定成笔芯形状的蜡质接着剂(媒介物)做成 （不稳固） 平面层状结构 结构 性质 决定 石墨结构： 用途 决定 碳原子的排列结构是一层一层的，碳原子间是平面层状的结构，层与层之间作用力很小，层与层之间很容易滑动。 在纸上画过能留下深灰色的痕迹。 铅笔是石墨和黏土粉末混合而制成的， 如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样可以轻易打开？ 可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。 石墨 ② 有滑腻感 ③ 导电性 石墨润滑剂 作润滑剂 作电极电刷 ④ 耐高温 作石墨坩埚 金刚石：无色透明 质地软，有滑腻感。在纸上画过能留下深灰色的痕迹。 铅笔是石墨和黏土粉末混合而制成的， 里面其实不含铅。 如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样可以轻易打开？ 可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。 金刚石和石墨的物理性质不同的原因： 碳原子的排列方式不同。 由石墨制造金刚石，你认为可能吗？ 可能。 高温高压下改变碳原子排列,可以使石墨变成金刚石。 （化学变化） C（石墨) C（金刚石） 高温、高压 催化剂 天然钻石在地球深处的高温高压环境下形成，火山爆发 将其带到地表。另外，陨石撞击地面瞬间产生的高温高压， 也有利于钻石的形成。 3、C60 （1）由分子构成; （2）1个C60分子由60个碳原子构成; （3）性质很稳定。 （又名：足球烯） （4）应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域 形似 应用于材料科学 应用于超导体 1、 金刚石 石 墨 C60 物理 性质 \ 用途 无色透明固体、 硬度大 ①作钻石、 ②裁玻璃、 切割大理石、钻头 深灰色、质地软、 滑腻感、导电性、耐高温 ①铅笔芯 ②润滑剂 ③电极电刷④石墨坩埚 超导、催化、 材料、医学、 生物… 碳单质： 归纳 其他碳单质的研究进展 单层石墨片 (石墨烯) 优异的导电性 导热性 其他奇特性质 尺寸小 机械强度高 导电性好 碳纳米管 华为公司发行的5G平板电脑，创新搭载了3D石墨烯散热技术 活性炭净水器示意图 简易净水器 生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑 主要成分也是碳的单质。它们的结构与石墨相似。 含有杂质，属于混合物，不属于碳单质 木炭 活性炭 炭黑 焦炭 “碳”: 碳元素（二氧化碳等） “炭”：具体物质（如木炭、活性炭等）。 原因： 用途： 吸附色素、异味 （物理变化) 实验6-1 现象： 红墨水变成无色 ①木炭 有疏松多孔结构，有吸附性 加入木炭 红墨水 振荡后 防毒面具 ②活性炭： 用途： 脱色制白糖 净水器 做防毒面具、脱色制白糖、净水、冰箱除味剂 强吸附性（比木炭更强） 冰箱除味剂 活性炭制备过程中采用高压水蒸气将孔中的油除去，其结构中的外表面（表面积和其体积之比）比木炭更大，活性炭的吸附性能比木炭更强。 ④炭黑： ③焦 炭： 作墨水、橡胶补强剂 冶炼金属（利用还原性） 炼铁 碳素墨水 橡胶补强剂 1、 金刚石 石 墨 C60 物理 性质 \ 用途 碳单质： 小结 无色透明固体、 硬度最大 ①作钻石、 ②裁玻璃、 切割大理石、钻头 深灰色、质地软、 滑腻感、导电性、耐高温 ①铅笔芯 ②润滑剂 ③电极电刷④石墨坩埚 超导、催化、 材料、医学、 生物… 碳原子排列方式不同 2、金刚石和石墨物理性质不同的原因： 3、木炭、活性炭、焦炭、炭黑 （碳单质+杂质） 4、结构决定性质，性质决定用途 1、中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂 答题卡，2B铅笔芯的主要成分是( ) A．木炭　　 B．石墨　　 C．焦炭　　 D．铅 B 2．下列有关碳单质的说法正确的是( ) A．石墨是自然界最硬的物质，可作钻头 B．可在难开启的铁锁中加入少量金刚石粉末作润滑剂 C．C60 具有稳定结构，不会和任何物质反应 D．活性炭疏松多孔，具有吸附性， 可作防毒面具的滤毒剂 D 如图为金刚石、石墨和C60的结构模型图，图中小球代表碳原子。 下列说法正确的是（ ） A．金刚石、石墨物理性质不同的原因是碳原子大小不同 B．不同碳单质，在足量的氧气中充分燃烧， 产物不同 C．在特定的条件下，石墨可转化为金刚石，是化学变化 D．金刚石、石墨和C60都是由碳原子直接构成的单质 C 如图,美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了 “纳米车”，每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子 构成。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。 下列说法正确的是( ) A．人们用肉眼可以清晰地看到“纳米车”的运动 B．一个C60分子中含有60个碳原子 C．C60是一种新型的化合物 D．“纳米车”人为外力作用下才能运动 B 向盛有红棕色NO2气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭,会出现什么现象？为什么? 现象： ①红棕色逐渐消失 ②漏斗中形成一段水柱 $$