6.1 碳单质的多样性 第1课时（教学课件）化学新教材人教版九年级上册

第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 第1课时 碳的单质 碳单质的多样性 人教版九年级上册 1 石墨 2 金刚石 1 C60 3 学习内容导览 2 1.知道不同种元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质，感受物质的多样性。 2.了解金刚石和石墨在结构上的差异性，了解它们的物理性质和主要用途，初步形成“性质决定用途”的化学观念。 重点：了解金刚石、石墨和C60的结构、性质及主要用途。 难点：形成“性质决定用途”的化学观念。 素养锚定·课标定位 四位应聘者，元素符号都是 C，他们分别适合什么岗位？ 碳元素人才招聘会 C 硬核岗 要求：够硬，能划玻璃、做钻头 导电岗 要求：能导电 吸附岗 要求：能吸附异味和有害气体 特别岗 要求：结构特别，科学家正在研究 情境启思·问题缘起 白纸上用沾有酚酞的毛笔写下“化学”，喷壶中装入氢氧化钠溶液 金刚石 01 5 一、金刚石 地球表面约71%被水覆盖着 海洋水 湖泊水 河流水 地下水 大气水 生物水 1. 物理性质 （1）外观 （2）光泽 （3）硬度 （4）导电性 无色透明、透光性好的固体 加工后璀璨夺目 天然存在的最硬的物质 不导电 （5）导热性 导热性好 分层研学·模型建构 一、金刚石 性质 用途 加工后璀璨夺目 裁玻璃、切割大理石、作钻机的钻头等 金刚石薄膜 、硬度大 作透镜等光学仪器的涂层 金刚石薄膜 好 用于集成电路基板散热，提高芯片性能 作装饰品 硬度大 透光性好 导热性 2. 用途 金刚石的结构 用途 性质 决定 结构 决定 硬核岗 分层研学·模型建构 一、金刚石 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 D 典例剖析·逻辑释疑 一、金刚石 例2 下金刚石常被用于切割玻璃，这是因为（ ） A．金刚石的硬度大 B．金刚石的导电性好 C．金刚石的熔点高 D．金刚石的导热性好 A 典例剖析·逻辑释疑 石墨 02 10 二、石墨 活动一： （1）用小刀刮铅笔芯，感受铅笔芯的硬度。 （2）触摸铅笔芯粉末，仔细体会手感。 （3）用铅笔在白纸上划，观察颜色。 1. 物理性质 （1）外观 （2）光泽 （3）硬度 灰黑色的固体 有金属光泽 很软、有滑腻感 分层研学·模型建构 11 二、石墨 活动二：石墨的导电性实验 石墨具有优良的导电性能 导电岗 分层研学·模型建构 12 二、石墨 2. 用途 性质 用途 很软、有滑腻感，且为灰黑色 作电极 导电性好、有滑腻感、熔点高 制高铁列车的受电弓滑板 制铅笔芯 导电性好 用途 性质 决定 石墨的结构 结构 决定 分层研学·模型建构 13 二、石墨 思考与讨论： （1）金刚石和石墨均由碳元素组成，为什么物理性质却有很大差异呢？ 因为碳原子排列方式不同。 金刚石：立体网状结构 石墨：层状结构 性质 结构 决定 分层研学·模型建构 14 二、石墨 思考与讨论： （2）石墨可以转变为金刚石吗？是物理变化还是化学变化？ 化学变化，因为金刚石和石墨是不同的物质。 人造金刚石 金刚石 分层研学·模型建构 15 二、石墨 3. 类似石墨的物质 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 炭黑 活性炭 性质 结构 决定 疏松多孔 决定 吸附性 分层研学·模型建构 16 二、石墨 活动三：活性炭的吸附性实验 活性炭具有的吸附性 吸附岗 分层研学·模型建构 17 二、石墨 4. 木炭、活性炭的用途 木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附作用。 防毒面罩 冰箱除臭剂 环保活性炭包 净水 分层研学·模型建构 18 二、石墨 5. 炭黑 、 焦炭的用途 （1）炭黑的用途 制作碳素墨水、轮胎、鞋油 （2）焦炭的用途 主要用于冶炼金属 分层研学·模型建构 19 二、石墨 例3 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 D 典例剖析·逻辑释疑 二、石墨 例4 木炭、活性炭都具有吸附性，是因为它们（ ） A．都是黑色固体 B．密度都很小 C．都具有疏松多孔的结构 D．主要成分都是碳单质 C 典例剖析·逻辑释疑 C60 03 22 三、C60 活动四：阅读教材P131“C60”部分，总结C60的结构、性质和用途。 1. 结构： C60 的分子结构和足球相似 每个 C60 分子由 60 个碳原子构成，是形似足球的封闭笼状结构，又名足球烯。 分层研学·模型建构 23 三、C60 2. 性质： C60 具有一些特殊的物理和化学性质。 特殊岗 分层研学·模型建构 24 三、C60 4. 碳单质的研究进展 石墨烯的结构 世界上人工制得的最薄的材料——厚度：0.335nm 碳纳米管的结构 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 分层研学·模型建构 25 三、C60 石墨烯 用胶带“撕”出来的单层碳原子 具有优良的导热、导电等性能 分层研学·模型建构 26 三、C60 石墨烯羽绒服 保暖性好 石墨烯口罩 抗菌性更强 透气性更好 航天领域应用广阔 石墨烯 分层研学·模型建构 27 三、C60 例5 科学家发现的碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、导电性好等特点，下列关于碳纳米管的说法错误的是（ ） A．碳纳米管是一种新型碳单质 B．碳纳米管在一定条件下能燃烧 C．碳纳米管的物理性质与金刚石相同 D．碳纳米管可应用于材料、催化等领域 C 典例剖析·逻辑释疑 三、C60 例6 下列关于C60的说法中，正确的是（ ） A．C60是一种新型化合物 B．C60分子由60个碳原子构成 C．C60的相对分子质量为720g D．C60不能燃烧 B 典例剖析·逻辑释疑 金刚石 碳单质的多样性 C60 性质：无色透明的固体，硬度大，不导电 用途：作装饰品、裁玻璃、作钻头等 石墨 性质：灰黑色固体，有金属光泽，质软，导电性优良 用途：制铅笔芯、电极等 类似石墨的物质：木炭、活性炭、炭黑、焦炭等 结构：每个分子由 60 个碳原子构成，形似足球 用途：超导、催化、能源及医学等 体系梳整·认知升华 1.“碳家族”的成员很多，下列物质中，硬度最大的是（ ） A．金刚石 B．石墨 C．C60 D．活性炭 A 当堂诊学·成效校验 2.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 当堂诊学·成效校验 3.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 当堂诊学·成效校验 4.判断下列说法是否正确： （1）同种元素组成的物质一定是单质。 （2）一种元素可以组成多种物质。 （3）石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属。　　 （4）金刚石、石墨和 C60 都是由碳原子直接构成的。 × √ × × 当堂诊学·成效校验 感谢观看 人教版九年级上册 35 $今天为大家示范的是石墨的导电实验。首先，大家要了解本次实验所需要的实验用品、实验仪器有。导线、电池、小灯泡、石墨电极。小灯泡。电池。石墨电极。导线。依次放置实验台。将导线连接至灯泡。接着将导线连接至电池。接通电源后，观察灯泡是否发亮。断开石墨电极连接处，观察灯泡是否发亮。连上石墨电极，观察灯泡是否发亮。实验回顾。可以看到，接通电源后灯泡发亮，断开石墨电极后灯泡不亮，连接上石墨电极后灯泡重新亮起了。由实验可知，石墨具有导电性。 今天为大家示范的是活性炭吸附性实验。首先大家要了解本次实验所需要的实验用品，实验仪器有锥形瓶、胶头滴管、烧杯、钥匙。实验药品有活性炭、红墨水、水。在盛有半瓶水的锥形瓶里加入一滴红墨水。轻轻震荡，使水略显红色。加入适量活性炭。轻轻振荡锥形瓶，观察现象。可以看到，液体颜色由红色逐渐变浅，最终变为无色。由实验可知，活性炭具有吸附性。