6.1碳的多样性---碳看我的七十二变-2024-2025学年九年级化学人教版上册

第1课时 碳单质的物理性质和用途 6.1 金刚石、石墨和C60 碳：看我七十二变 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？ 海洋之星 非洲之星 南非之星 化学家对一个金刚石说：“你想我把你变成什么，我就把你变成什么。” 金刚石卖萌地说：“是末？” 后来那块金刚石就一直被用来帮那个化学家做笔记。 （化学家把金刚石变成了可以做铅笔芯的石墨） 石墨 了解金刚石、石墨的物理性质和主要用途。 知道性质、用途、结构三者之间的关系。 学会对比的实验方法，培养探究意识。 不同元素可以组成不同的单质。 同一元素可以组成不同的单质吗？ O2和O3 红磷和白磷 O2 P C Fe Cu H2 N2 由同种元素组成的物质一定是单质吗？ 由同种元素组成的物质不一定是单质。因为由同种元素组成的纯净物才叫单质。 同一种元素可能会形成两种或两种以上的单质，因此同一种元素组成的物质可以是单质（纯净物）也可以是几种单质所形成的混合物。如： 白磷 红磷 氧气O2 臭氧O3 氧元素 磷元素 这是什么元素？ c 猜一猜：碳元素能组成不同的单质吗？ 想一想：你知道有哪些物质中含有碳元素吗？ 金刚石、石墨和C60 金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。 金刚石 石墨粉 足球烯(C60) 知识点1 自学提示-1 请参阅教材P106—P107 A.纯净的金刚石有哪些物理性质？ 哪些用途？ B.石墨有哪些物理性质？哪些用途？ 这些用途中都体现出了哪些性质？ 一、碳的单质 金 刚 石 — 高贵而华丽的碳单质 ※ 纯净的金刚石是无色、透明、正八面体形状的固体。熔点3550℃。 ※ 金刚石是天然存在的最硬的物质。 金刚石有什么用途？ 赫迪夫 钻石 马辰钻石 茵尔多钻石 狮子山之星 金刚石的用途 装饰品—钻石 钻头、玻璃刀 镶金刚石的钻头 金刚石的物理性质和用途 物理性质 用途 金 刚 石 作装饰品 无色透明、正八面体形状的固体。 是天然存在的硬度最大的物质 切割玻璃 作钻头 决定 反映 我会总结 碳的单质 石 墨 — 多才多艺的碳单质 深灰色、有金属光泽。 不透明、细鳞片状固体。 很软 有滑腻感 具有优良的导电性能 石墨的物理性质 把一根铅笔芯（石墨）和导线连接在一起（如图），接通电源后，灯泡亮了,这个实验说明了石墨的什么性质？    石墨的用途 石墨用于制铅笔芯 石墨电极 石墨润滑剂 铅笔中的HB： H代表Hard，坚硬的； B代表Black，黑的。 6B含石墨最多、最软，颜色最深； 6H含石墨较少、最硬，HB居中。 写字、制图等 考试填涂、素描等 铅笔其实不含铅， 除了石墨外还含有少量的黏土。 物理性质 用途 石 墨 颜色 深灰色有金属光泽而不透明 硬度 质软 导电性 能导电 手感 有滑腻感 石墨的物理性质和用途 作铅笔芯 作电极 作润滑剂 决定 决定 决定 我会总结 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一、碳的单质 金刚石（C） 石 墨（C） 外 观 光 泽 硬 度 导电性 导热性 用 途 比较金刚石和石墨的性质和用途 钻石王冠 工业石墨 无色透明 正八面体状晶体 深灰色鳞片状固体 加工琢磨后 有夺目光泽 略有金属光泽 自然界最硬物质 最软矿物质之一 无 良好 良好 良好 电极、铅笔芯、润滑剂等 钻头、切刀、刻刀、装饰品等 观察金刚石、石墨的微观结构 图，分析它们物理性质存在差异的原因是什么？ 自学提示-2 (请参阅教材P106—P107) 碳单质的不同结构 金刚石 石墨 碳原子的排列方式不同，造成 二者物理性质的差异。 金刚石结构 石墨结构 C60结构 物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。 归 纳 石墨可以制成金刚石吗？ 自学提示-3 (请参阅教材P109—P110) 此变化是物理变化还是化学变化？ 石墨可以制成金刚石；此变化是化学变化。 人造金刚石和金刚石薄膜 一、碳的单质 透明的金刚石薄膜 天然金刚石是由火山喷发时的高温高压所形成的。而人造金刚石是如何制得的呢？ 【例1】金刚石、石墨和C60的物理性质有很大差异。其原因是(　　) A．构成它们的原子大小不同 B．构成它们的原子数目不同 C．由不同种原子构成 D．碳原子的排列方式不同 D 导引：金刚石、石墨以及C60中都含有碳原子，由于碳原子的排列方式不同，所以物理性质差异很大。 自学提示-4 请参阅教材P107—P108 木炭、焦炭、活性炭、炭黑是单质吗？ 它们是由什么组成的？ 它们是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，它们是混合物。 知识点2 木炭、活性炭、焦炭、炭黑 生活中常见的含石墨的物质 自学提示-5 请参阅教材P107 请推理分析： 通过P107实验6-1,可观察到什么现象？ 此变化是物理变化还是化学变化？你可以得出木炭和活性炭具有什么性质？木炭、活性炭具有什么用途？ 实验探究 木炭能吸附红墨水吗？ 现象： 红色逐渐褪去 分析： 木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性，能将红墨水色素吸附在木炭多孔性结构中。 加热后的木炭 www.zk5u.com 一、碳的单质 木炭和活性炭的吸附性 活性炭比木炭的吸附作用要强。 木炭、活性炭为什么具有吸附性呢？ 电子显微镜下看到的木炭结构 如果将1 cm3的木炭的表面积平铺开来，约有一个标准足球场那样大。 讨论：你认为吸附的 过程是物理变化， 还是化学变化呢？ 你的根据是什么？ 木炭和活性炭为什么具有吸附能力？ 木炭和活性炭具有较强的吸附能力是由它们疏松多孔的结构决定的。由于它们内部疏松多孔，因而跟气体或溶液接触的表面积就很大，这样它们就很容易吸附一些气体或色素等物质。 活性炭在生活中的应用 归 纳 结 构 用 途 木 炭 主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的结构，具有吸附能力。 作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂。 净化多种气体和液体，用于防毒面具，作吸附剂。 活性炭 炭 黑 制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制品的填料。 焦 炭 作燃料和冶炼金属。 第3种碳单质：— 神奇的碳单质C60 由60个碳原子构成的一个分子，结构类似足球，又名足球烯。良好的超导体，使超导体的温度为12.8K。 用途：材料科学、超导体。 C60和几个更新的碳单质 C60 C70 C540 C240 想一想 金刚石转化石墨为属于什么变化？ 虽然组成元素没有改变，但碳原子的排列方式发生了改变，生成了新物质，所以发生了化学变化。 【例题2】 下列有关几种碳单质用途的叙述错误的是( ) A.用活性炭作冰箱除味剂 B.用石墨作干电池电极 C.用铅笔芯粉末开启长期未用的铁锁 D.用炭粉和铅制铅笔芯 【课堂小结】 1、金刚石、石墨和C60都是碳元素组成的单质 2、物质的结构、性质和用途之间的关系是 结构 性质 用途 决定 决定 体现 体现 碳元素形成的单质 金刚石 石墨 C60 同种元素 不同种单质 原因：碳原子排列方式不同 你的外显也是由你的内在决定的。 所以， 如果想要改变别人对你的看法， 请先试着改进自己的内心吧！ 第2课时 碳的化学性质 6.1 金刚石、石墨和C60 《清明上河图》 单质碳的化学性质 课题6.1 金刚石、石墨和C60 中国古代字画 请您欣赏 课题6.1 金刚石、石墨和C60 思考：  我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色，这是为什么呢？ 这是因为在常温下，碳的化学性质不活泼，碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化的缘故。 请思考：元素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切？ 碳原子的最外层电子数为4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以常温下碳的化学性质不活泼，比较稳定。 二、单质碳的化学性质 最外层电子数！ 【例1】在国际上为了使作为历史资料的重要文件在长期保存中签署的姓名清晰，则签署文件时一般用( ) A．蓝墨水 B．碳素墨水 C．蓝黑墨水 D．红墨水 B 导引：墨汁和碳素墨水中都含有炭黑，炭黑属于碳单质，常温下化学性质稳定，用墨汁和碳素墨水书写的字画及档案资料能保持较久的时间。 练－练 在书写档案文书时，最好使用( ) A.铅笔 B．纯蓝墨水笔 C.碳素墨水笔 D．圆珠笔 用墨书写的字，虽年久仍不变色，这是因为墨中的主要成分碳在常温下具有( ) A.可燃性 B．稳定性 C.还原性 D．氧化性 课题6.1 金刚石、石墨和C60 思考： 我们知道常温下碳的化学性质不活泼，比较稳定。 如果升高温度，碳的化学性质会怎么样呢？ 木炭燃烧 回忆木炭在氧气中燃烧的实验，写出反应的化学方程式。 当碳在氧气或空气中充分燃烧时，生成二氧化碳，同时放出大量的热。 课题6.1 金刚石、石墨和C60 2．加热或点燃条件下，碳单质能跟多种物质反应。 C + O2 CO2 (放热) 点燃 充分燃烧 课题6.1 金刚石、石墨和C60 当碳在氧气或空气中不充分燃烧时，生成一氧化碳，同时也放出热量。 2．加热或点燃条件下，碳单质能跟多种物质反应。 不充分燃烧 2C + O2 2CO (放热) 点燃 课题6.1 金刚石、石墨和C60 学以致用 哈！ 真香啊 哦嗬! 栽了 新闻现场 10月7日21时许，许先生趁假期与平时关系较好的朋友相约聚餐，想到最近天气转凉，正好吃顿火锅热闹一下，于是一行8人来到星沙的一家饭店，点了一间包间开着空调吃木炭火锅，其中还有两名7岁和3岁的小孩。朋友相聚，边聊边吃，不知不觉一顿饭吃了不短的时间，这时许先生7岁的女儿告诉他觉得头晕恶心，随后大家都感到了不同程度的不适，浑身没力气、恶心、呕吐。 【例2】下列有关碳的化学性质的描述中正确的是( ) A．碳具有可燃性，燃烧时一定生成二氧化碳 B．碳充分燃烧时放热，不充分燃烧时吸收热量 C．木炭可以燃烧，金刚石不能燃烧 D．碳燃烧时，参加反应的氧气的质量不同，生 成物可能不同 D 课题6.1 金刚石、石墨和C60 展开你想象的翅膀 早在四千多年前我们的祖先就已在生活中使用铜了，河南安阳出土的三千多年前商代司母戊铜鼎重达875公斤，是世界上已发掘的最大青铜器，可见我国古代炼铜技术堪称世界第一。 “古老的铜”—试想象祖先是如何制取铜单质的呢？ 二、单质碳的化学性质 课题6.1 金刚石、石墨和C60 木炭还原氧化铜 1.试管口为什么要略向下倾斜？ 2.火焰上罩网罩的作用是什么？ 3.实验结束时，为什么要先从石灰水里取出导管撤出导管，再熄灭酒精灯？ （2）碳与某些氧化物的反应（还原性） Cu 课题6.1 金刚石、石墨和C60 2、碳与某些氧化物的反应 www.zk5u.com 实验6-2 试管内黑色固体变成红色，产生的气体使澄清的石灰水变浑浊。 C+ 2CuO 2Cu + CO2↑ 这种含氧化合物里的氧被夺去的反应叫 用途： 高温 现象： 冶炼金属 还原性。 木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有 分析： 生成了铜和二氧化碳。 还原反应。 C + 2CuO 2Cu + CO2↑ 高 温 C CO2 CuO Cu 对碳的还原性的分析 得氧 失氧 碳在反应中被氧化，发生氧化反应。 氧化铜在反应中被还原，发生还原反应。 氧化铜具有氧化性， 碳具有还原性， 是还原剂； 是氧化剂； 我会分析 CuO：我的氧不见了，我终于被还原了！ C： 我能夺取别人的氧，能把别人还原，我的还原性很厉害吧！ C+2CuO===2Cu+CO2 高温 氧化性 还原性 —还原性 课题6.1 金刚石、石墨和C60 二、单质碳的化学性质 课题6.1 金刚石、石墨和C60 注意事项 1.试管为什么要略向下倾斜？ 防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。 2.火焰上罩网罩的作用是什么？ 因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩使火焰集中，提高温度。 3.实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？ 防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。 炼铁用的焦炭 3C + 2Fe2O3 4Fe + 3CO2↑ 高 温 a、木炭炼铁 在高温条件下，碳还能使二氧化碳转变成一氧化碳 CO2 + C 2CO 高温 高温 可燃性 2CuO + C 2Cu + CO2↑ 还原性 2C + O2 2CO （O2不充足） C + O2 CO2 （O2充足） 点燃 点燃 2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 C +CO2 2CO 高 温 高 温 高温 常温 化学性质稳定 小结：碳的化学性质 二、单质碳的化学性质 1、碳的各种单质在常温下化学性质不活泼。如果温度升高，碳的活动性大大增强。 2、碳具有可燃性和还原性。 碳的化学性质 用自己的耳朵去倾听 用自己的眼睛去观察 用自己的头脑去思考 63 $$