6.1 碳单质的多样性 第1课时（培优课件）化学新教材人教版九年级上册

该初中化学课件聚焦碳单质的多样性，系统讲解金刚石、石墨、C₆₀的结构、性质及用途。通过“情境启思”从生活物品含碳元素入手，对比磷、氧的同素异形体，搭建从元素组成到碳单质多样性的学习支架。 其亮点在于以“结构决定性质，性质决定用途”为主线，结合化学观念与科学思维，如金刚石硬度大用于钻头、石墨导电性用于电极的实例，通过实验探究活性炭吸附性培养证据推理能力。融入我国制墨技术与C₆₀研究成就渗透科学态度，助力学生构建知识体系，教师可分层培优提升教学效率。

课题1 碳单质的多样性 人教版九年级化学上册 高效培优系列 第六单元 碳和碳的氧化物 第1课时 碳单质的多样性 C60 02 石 墨 02 01 金刚石 知识导航 目标立纲 1.了解金刚石、石墨和C60的结构、性质及主要用途。； 2.认识物质是多样的，知道物质既有天然存在的也有人工创造的； 3.能举例说明物质性质的广泛应用及性质与用途的关系。 知识目标 1.科学思维：基于金刚石硬度大、石墨导电性好、活性炭吸附性强等现象，运用结构决定性质的模型进行推理与解释。 2.科学态度与责任：基于我国古代制墨技术传承与现代C60研究成就，认同化学发展对文化延续和科技进步的责任担当。 素养目标 情境启思 它们都含有碳元素！ 物质由元素组成 我们身边的物质千姿百态，但它们都由一百多种元素构成。下面这些物品形态各异、用途不同，但它们都含有一种共同的化学元素，你的答案是...... 情境启思 物质由元素组成 请思考：不同种元素可以组成多种物质，同一种元素也可以组成多种物质吗？ 金刚石 石墨 C60 氧气O2 臭氧O3 白磷 红磷 P O C 金刚石 01 知识精研 1.金刚石的结构与性质 一、金刚石 决定 （1）外观 （2）光泽 （3）硬度 （4）导电性 无色透明的固体 加工后璀璨夺目 天然存在的最硬的物质 不导电 结构 性质 知识精研 2.金刚石的用途 一、金刚石 物理性质 用途 无色透明、折光性好 天然存在的最硬物质 透光性好、硬度大 导热性好 装饰品——钻石 钻头、裁玻璃等 透镜等光学仪器的涂层 集成电路基板散热 用途 性质 决定 析典破难 【例1】下列关于金刚石的说法中，错误的是（ ） A．金刚石是由碳原子直接构成的 B．金刚石是天然存在的最硬的物质 C．金刚石可用于制作钻探机的钻头 D．金刚石有优良的导电性 1. 用 “结构→性质→用途” 的逻辑对应判断； 2. 牢记核心易错点：金刚石硬、不导电；石墨软、能导电； 3. 区分构成：金刚石、石墨由原子构成，C60由分子构成。 方法总结 D 石墨 02 知识精研 1.石墨的结构与性质 一、石墨 决定 结构 性质 （1）外观 （2）光泽 （3）硬度 （4）导电性 灰黑色的固体 有金属光泽 很软 优良 知识精研 2.石墨的用途 一、石墨 用途 性质 决定 物理性质 用途 质软 有滑腻感 熔点高、良好的导电性 制铅笔芯、 作润滑剂 电极材料 石墨 电极 知识精研 3.金刚石和石墨对比 一、石墨 碳原子的排列方式不同→二者的物理性质不同； 都是由碳元素组成的单质→化学性质基本相同。 化学变化 知识精研 4.碳的单质——无定形碳 一、石墨 木炭、焦炭、活性炭、炭黑等的主要成分是碳单质，结构与石墨类似 木炭 焦炭 活性炭 炭黑 具有吸附性， 用于吸附色素、 异味 具有吸附性， 用于防毒面具 滤毒罐、脱色 用于冶金工业、 作为还原剂 用于油墨、 鞋油颜料橡胶 工业等填充剂 现象 分析 知识精研 4.碳的单质——无定形碳 一、石墨 实验探究:木炭或活性炭的吸附性 疏松多孔的结构 吸附性 液体颜色由红色逐渐变浅，最终褪为无色 吸附色素、 吸附异味、 吸附毒气 碳指碳元素，只用作化学用语; 炭指具体的物质，如：炭黑、木炭。 析典破难 【例1】 航天飞机在飞行中与空气摩擦会产生高温，表面覆盖石墨瓦可以起隔热和保护作用，这主要是因为石墨（ ） A．能导电 B．密度小 C．有润滑作用 D．熔点高、耐高温 1. 抓题干中的用途 / 场景关键词，定位对应的物质性质； 2. 排除和题干场景无关的性质选项； 3. 牢记核心逻辑：性质决定用途，用途反映性质。 方法总结 D 析典破难 【例2】 向如图所示的盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶中投入几块刚烘烤过的木炭。下列关于该实验的说法不正确的是( ) A．过一段时间，观察到红棕色变浅 B．最终漏斗中的液面上升 C．二氧化氮被木炭吸附 D．二氧化氮与木炭发生了化学反应 1. 先定本质：吸附是物理变化，无化学反应； 2. 推现象：气体被吸附则颜色变浅，瓶内压强减小则液面上升； 3. 扣性质：疏松多孔结构决定吸附性，可吸附有色气体、色素。 方法总结 D C60 03 知识精研 1.C60的结构与特点 一、C60 决定 结构 特点 （1）外观 （2）光泽 （3）导热性 （4）导电性 固体，质脆 有金属光泽 导热性很差，很稳定 几乎不导电 知识精研 2.C60的用途 一、石墨 C60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。 超导 催化 医学 能源 知识精研 3.碳单质的研究进展 一、石墨 尺寸小、机械强度高、导电性好等特点，可应用于材料、催化、信息等诸多领域。 碳纳米管 目前世界上人工制得的最薄的材料,石墨烯有优异的导电、导热性和其他奇特性质。 石墨烯 知识精研 3.碳单质的研究进展 一、石墨 石墨炔 T- 碳 2010 年，我国科学家通过化学方法合成了石墨炔。 2017 年，中外科学家联合研究团队又合成了 T- 碳。 析典破难 【例1】 化学中C60的分子结构和足球相似，如图所示，下列描述属于C60化学性质 的是（ ） A．C60具有金属光泽 B．C60可以溶解在二硫化碳中 C．C60常态下不导电 D．C60能与金属钾、钠反应 1. 分清概念：物理性质（不用化学变化体现，如光泽、溶解性、导电性），化学性质（需要化学变化体现，如能与某物质反应； 2. 抓关键词：看到 “能反应、可燃烧” 多为化学性质，看到 “颜色、溶解、导电” 多为物理性质。 方法总结 D 析典破难 【例2】 石墨烯是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，碳纳米管主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，它们的微观结构如图所示。下列说法正确的是( ) A．构成石墨烯的原子间有一定间隔 B．石墨烯不能在氧气中燃烧 C．石墨烯和碳纳米管中碳原子大小不同 D．等质量的石墨烯和碳纳米管所含原子数不相同 1. 明确：碳单质的不同种类，只是原子排列方式不同，原子本身大小不变； 2. 碳单质共性：具有可燃性，只含碳原子； 3. 微观粒子基本性质：原子之间有间隔。 方法总结 A 知识融通 能力跃迁 1．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 A 能力跃迁 2．下列有关“碳家族”成员的说法中，正确的是( ) A．金刚石硬度大，因此可用作装饰品 B．石墨质软，因此可制成电极 C．活性炭具有吸附性，因此可用于净水 D．C60用途广泛，是一种新型化合物 C 能力跃迁 3．金刚石和石墨是常见的碳单质，其结构如图所示。下列说法正确的是（ ） A．构成金刚石和石墨的原子大小不同 B．金刚石和石墨中碳原子排列方式不同 C．碳的单质都是黑色 D．金刚石和石墨都是碳单质，它们的相互转化是物理变化 B 能力跃迁 4．“碳海绵”是已知的最轻的固体材料，密度仅0.16mg/cm3。是一种良好的绝缘材料，其主要成分是石墨烯和碳纳米管两种碳单质。下列关于“碳海绵”性质的推测不正确的是（ ） A．碳海绵不易导电 B．碳海绵能浮在水面上 C．碳海绵具有可燃性 D．碳海绵是一种新型化合物 D 能力跃迁 5．学习化学要用化学观念认识世界。下列选项不正确的是( ) A．变化与守恒：铁矿石中含有铁元素可以炼出铁，却不能炼出金 B．模型与推理：用符号和数字可表示物质的组成，如水为H2O，二氧化碳为CO2 C．宏观与微观：金刚石和石墨的组成元素相同，但两者结构不同，所以性质不同 D．实验与探究：证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，只需验证二氧化锰能加快反应速率 D 感谢观看 人教版九年级化学上册 高效培优系列 分层精准培优，助力全面提升 $