6.1碳单质的多样性---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

课题1 碳单质的多样性 第六单元 碳和碳的氧化物 学习目标 1.了解几种常见碳单质的物理性质和主要用途。 2.能以碳单质为载体，认识物质的多样性，知道物质的性质与结构、用途有关。 3.体会碳单质在推动社会进步方面发挥的重要作用。 重点：几种常见碳单质的物理性质和主要用途。 难点：物质的性质与结构、用途之间的关系。 引入新知 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。 其实同种元素也可以组成不同的物质。这节课我们将以碳单质为载体，来认识物质的多样性。 探究新知 工业石墨 金刚石 C60 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. 思考：它们有哪些相同点和不同点呢？ 探究新知 一.金刚石 纯净的金刚石是无色透明的固体。天然采集的金刚石经仔细琢磨后，可以成为璀璨夺目的装饰品——钻石。 金刚石是自然界中天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。 探究新知 思考讨论：为什么金刚石是天然存在的最硬的物质呢？ 金刚石之所以硬度这么高，主要是因为碳原子按正八面体的结构排列而造成的。 物质的性质与结构有关，在很大程度上决定了物质的用途。 探究新知 二.石墨 思考：同学们平时用过铅笔和2B铅笔，你知道铅笔芯的主要成分是什么吗？它又有什么性质呢？ 石墨是一种灰黑色的、有金属光泽的固体。石墨质地很软，有滑腻感。石墨的熔点高，具有良好的导电性能，因此常用做铅笔芯、高铁列车的受电弓滑板、石墨电极、润滑剂等。 实验操作：用小刀削铅笔，用手触摸铅笔芯粉末，观察现象。 【总结】现象：小刀能切断铅笔，手摸铅笔芯粉末，有滑腻感。 因为石墨为六边形层状结构，所以质地比较软。 探究新知 金刚石 石墨 组成元素 色态 硬度 导电性 无色 透明、正八面体形状的固体 深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体。 天然存在的最硬的物质 最软的矿物质之一 不导电 导电性良好 金刚石和石墨的的比较 C C 思考：金刚石和石墨都是由碳元素组成的，为什么它们的物理性质有如此大的差异呢？ 探究新知 由碳原子的排列方式不同造成的，进一步验证了物质的组成、结构决定其性质，性质决定其用途。 在日常生活和工农业生产中，还有一些物质如：木炭、焦炭、活性炭和炭黑等的主要成分也是碳单质，而它们的结构则与石墨类似。接下来我们通过实验来研究一下木炭的性质吧！ 探究新知 三.木炭 【实验】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，观察现象并记录。 探究新知 三.木炭 现象 溶液颜色由红色逐渐变浅，直至为无色 分析 木炭有吸附性，吸附了溶液中的色素 木炭:是自然界中最常见的物质，它具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。利用木炭的这个性质可以来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用来吸附有异味的物质。 活性炭:是常用的吸附剂，它的吸附作用比木炭的还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的，制糖工业中利用活性炭脱色生产白糖。城市污水、工业废水和饮用水在深度净化处理时都要用到活性炭。 食品脱色 请结合金刚石、石墨和木炭的性质与用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什么关系? 用途 决定 性质 反应 决定 反映 结构 炭黑:是一种轻而极细的黑色粉末，是一些含碳化合物在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的。可用于制造黑色染料、油墨、油漆等，也用于做橡胶的补强剂等。 炭黑 焦炭:是烟煤在隔绝空气的条件下，加强热得到的一种固体，常用于高炉炼铁等。 焦炭 四.其他碳单质 C60（又称碳60），每个C60分子是由60个碳原子构成的，C60的分子结构形似足球。C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界。C60的独特结构决定了它具有一些特殊的物理和化学性质，可应用于超导、催化、能源及医学等领域。目前，人类对C60的研究正在不断深入。 新的碳单质不断被发现，碳单质家族不断增加新成员。可以相信，随着科学技术的发展，碳单质的用途将不断扩大。 课堂练习 1.金刚石、石墨、C60　、　C70　都是碳元素组成的单 质，关于它们的说法正确的是：__________.　　　　　 A . 碳原子的排列方式不同　 B . 化学性质相似 C . 物理性质相似　　　　　 D . 是同一种物质 E . 完全燃烧都生成二氧化碳 F . 都是黑色固体 A、B 、E 2.如图所示装置是一个简易的净水器，从上端缓缓地注入混有品红的水，净水器下端流出的水为无色。下列说法正确的是(B ) 课堂练习 A．木炭能与品红反应，使之褪色 B．木炭疏松多孔，可吸附品红分子 C．品红颗粒较大，不能通过木炭 D．该实验原理与过滤完全相同 B 3.竹炭制品深受消费者欢迎竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料，竹炭不具有的性质是( ) A. 黑色固体 B. 易溶于水 C. 有吸附性 D. 能够燃烧 B 课堂练习 4.下列说法不正确的是（ ） A．利用木炭的还原性由CuO冶炼铜 B．天然金刚石是最硬的非金属单质，可制成钻石 C．利用活性炭的稳定性来吸附冰箱中的异味 D．利用石墨的导电性制造石墨电极 C 课堂练习 5.如下图所示，瓶中盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色 ___________ (填“变深”或“消失”或“不变”)，漏斗中液面_____________ (填“上升”或“下降”或“不变”)。其原因为：活性炭具有___________ 性，使瓶中的压强_________外界大气压。（填大于或小于或等于） 消失 上升 吸附 小于 课堂练习 课堂小结 碳的几种单质 1．金刚石：硬度最大，用作装饰品、裁玻璃、钻头等。 2．石墨：质软、有滑腻感、良好的导电性，用作铅笔芯、电极和润滑剂等。 3．C60：结构形似足球，用作超导材料等。 其它含碳的单质 1．木炭：疏松多孔，吸附剂，吸附色素和异味等。 2．活性炭：疏松多孔，吸附剂，制防毒面具、净化水等。 3．炭黑：制黑色染料、油墨，做橡胶的补强剂等。 4．焦炭：用于高炉炼铁等。   $$