6.1碳单质的多样性 课件-2026-2027学年九年级化学人教版上册

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。 I like see you, so happy days. China futures. I liking you some of the days. Thank you, will listen在and other and do help with your own。Who was right? right? Follow吗？Here you just follow吗？Follow吗？Follow, 不和我去随。Who should rise and feel the free? It's supposed to be hand your hand, make you. 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 碳单质的多样性 素养锚定·课标定位 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。 金刚石 石墨 C60 氧气O2 臭氧O3 白磷 红磷 以上物质有什么区别和联系？ 不同物质 同种元素组成 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(单质)。 P O C 交流讨论：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？ 情境启思·问题缘起 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 几种由碳元素组成的不同单质的微观结构 金刚石 石墨 C60 从微观角度观察，这三种单质有什么区别？ 原子的排列方式不同。 物质 金刚石 石墨 外观及结构 无 色透明固体，结构稳定 灰黑 色、有金属光泽的固体，，结构不稳定 硬度 天然存在的 最硬 物质 质软或硬度小 导电性 不导电 有优良的导电性 导热性 导热 导热 用途 做钻石、裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、做钻头等、透镜等光学仪器的涂层、集成电路基板散热 制铅笔芯、电极、电刷、润滑剂 【任务活动1】自读课本128-131页内容和图片，完成导学案上的自主学习部分 2.碳60是由 （填“分子”或“原子”）构成的物质，一个C60分子是由 个碳原子构成的分子，它形似 （又名足球烯），这种结构的碳分子很稳定。可应用超导、催化、能源及医学等领域。 分子 60 足球 分层研学·模型建构 一、金刚石 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 用途 性质 决定 结构 决定 硬核岗 分层研学·模型建构 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 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 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 结构 决定 分层研学·模型建构 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 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 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 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 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 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 【思考】 1.金刚石和石墨是同种物质吗？为什么属于不同物质？ （1）金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，为什么他们的物理性质却差异很大，其原因是由于构成它们的 不同。 （2）利用石墨可以制成金刚石，试判断该变化是物理变化还是化学变化，： 。 化学变化 原子排列方式； 宏观解释为 微观解释为 金刚石和石墨是碳元素组成的两种单质，此反应有了新物质的生成。 原子排列方式发生了改变 不是同种物质，因为它们结构不同 通过改变物质结构实现物质的转化 金刚石 大鹿化学 指碳元素，只用作化学用语，在表示元素和含碳的化合物时使用。 碳 碳的单质 碳和炭的区别 指具体的物质，如：炭黑、木炭、活性炭等，它们都是由碳元素组成的单质。 炭 注意区分：碳和炭的区别 【思考与讨论】：结合金刚石、石墨、木炭和活性炭的性质和用途，讨论物质的性质和用途之间有什么关系。 物质的结构决定了物质的性质，物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，而物质的用途在一定程度上反映了物质的性质。 物质的结构 物质的性质 物质的用途 决定 决定 反映 反映 例如： 活性炭具有 的结构，具有 性，可以吸附色素和异味。 石墨做电极反映了石墨的 性。 导电 疏松多孔 吸附 分层研学·模型建构 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 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 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 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 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 总结：金刚石、石墨和 C60 都是由碳元素组成的不同单质。因为它们的原子排列方式不同，所以它们的性质存在差异 1.同一种元素可以形成不同的 （填物质类别）。如 。 2.物质的结构 物质的性质，物质的性质 物质的用途。 3.金刚石、石墨、C60，它们是由一种元素（碳元素）组成的不同种 ，其化学性质相似，但物理性质有较大 。 （高中教材中称为同素异形体） 4.金刚石和石墨是由 碳原子 直接构成的，它们的化学式是 ，碳-60是由分子构成的，其化学式是C60。 单质 金刚石、石墨、C60 决定 决定 单质 差异 C 【归纳】 碳元素组成的单质 C60 60个碳原子组成形似足球的分子 金刚石 立体网状结构 无色透明 硬度大 装饰品 裁玻璃等 石墨 层状结构 灰黑色、硬度小 有滑腻感 优良的导电性能 铅笔芯 润滑剂 导电部件 木炭、活性炭 疏松多孔 吸附能力 吸附、净水等 体系梳整·认知升华 1.下列有关碳单质的说法错误的是（ ） A.金刚石是最硬的物质 B.石墨和C60是由同种元素组成 C.金刚石和石墨的物理性质差异很大 D.活性炭包可放在冰箱中除异味 A 2.澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4000个碳原子，直径约6到9nm，在低于-183°时，泡沫具有永久磁性。下列叙述正确的是（ ） A.“碳纳米泡沫”是碳单质 B.“碳纳米泡沫”是混合物 C.“碳纳米泡沫”是一种新型含碳化合物 D.“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同 3.下列变化中，属于化学变化的是（ ） A.用石墨粉打开生锈的铁锁 B.金刚石刻划玻璃 C.石墨转化为金刚石 D.铅笔芯折断 4.下列说法正确的是（ ） A.一种元素只能形成一种单质 B.一种元素可能形成几种单质 C.同种元素组成的不同种单质性质相同D.由碳元素形成的单质都是黑色的　　 A B C 5.石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，自2004年发现以来，一直是世界各国竞相发展的新材料，其在电子、航天、光学、日常生活等大量领域有着较大的应用前景。下面关于石墨烯的说法错误的是（    ） A.石墨烯是单质 B.石墨烯是一种由分子构成的物质 C.石墨烯充分燃烧生成二氧化碳 D.石墨烯具有导电性 B 6.下表列出了不同温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体的体积。分析表中数据与气体组成、性质等的关系，你认为下列结论正确的是( ) H2 CO2 O2 N2 Cl2 相对分子质量 2 44 32 28 71 气体的沸点 －252 －78 －183 －196 －34 被吸附的体积 4.5 97 35 11 494 A.气体分子所含原子个数多时，气体易被吸附 B.沸点越低的气体，越易被吸附 C.气体是化合物时，易被吸附 D.气体的相对分子质量越大，越易被吸附 D 7.全球海水淡化水用途如图1所示。海水淡化技术主要有热分离法和膜分离法，热分离法利用热发和冷凝分离水与非挥发性物质，能耗大，成本高；膜分离法利用薄膜的选择透过性实现海水淡化，但现有薄膜的水通量低，应用受到限制，有科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔二维薄膜。可进行海水淡化。石墨烯海水淡化膜工作原理如图2所示。依据上文，回答下列问题。 (1)全球海水淡化水用途排在首位的是________。 (2)热分离法中，水发生了__________(填“物理变化”或“化学变化”)。限制热分离法大规模应用的原因是________________________________ 。 (3)石墨烯海水淡化膜允许___ ___通过。 (4)石墨烯、金刚石和 C60属于碳单质，下列说法正确的是____（填字母）。 a.都由碳元素组成  b.都由碳原子构成  c.物理性质相似 市政供水 物理变化 能耗大，成本高 水分子 A 8.认真阅读下列科普短文。 “人才济济”的碳家族 墨是文房四宝之一，在我国书法和绘画中发挥了重要作用。《天工开物》中就有制墨的记载：将桐油、猪油、松枝等进行不完全燃烧，取其产生的黑色粉状物质（主要成分是碳）加水、加胶制成液体，浇注在模具中，干燥后即成墨。 墨的主要成分是炭黑，结构与石墨类似。从石墨中剥离得到的单层石墨片即石墨烯，它被喻为“改变世界的神奇材料”，有优异的导电导热性、超出钢铁数十倍的强度和极佳的透光特性。如果我们把石墨（结构如图所示）当作一本书，其中的每一页纸都可以被认为是石墨烯。 石墨的碳层间距是0.335nm（ ），能够嵌入锂离子，目前被广泛应用于锂离子电池负极材料。但地球上锂资源有限，钠资源更为丰富，现在正不断加大钠离子电池的研发。石墨的碳层难以嵌入钠离子，与石墨结构相似的物质——硬碳，其结构中存在相互扭曲的碳层，碳层间距约为0.37~0.40nm，能够嵌入钠离子，因此硬碳成为钠离子电池负极材料的优秀候选者。依据短文内容，回答问题： (1)推测桐油、猪油、松枝中一定含 元素。 (2)写出石墨烯的一条物理性质 。 (3)钠离子电池负极材料的优秀候选者是硬碳而不是石墨，原因是 （从结构角度分析）。 C 有优异的导电导热性 硬碳的碳层间距大于石墨 12.如右图所示三种物质的物理性质存在差异的原因是 。 它们的化学性质 。你在初中化学中先后接触到以下几组物质：O2和O3；红磷和白磷；金刚石、石墨和C60。由此可以得出的结论是 。 原子构成不同 相似 同种元素可以形成不同物质 1.金刚石和石墨的性质与对应的用途： 金刚石硬度大 ；石墨能导电 ； 很软，划过留下痕迹 ；具有润滑性 。 2.金刚石、石墨和C60都是由 元素组成的三种不同的 。他们具有不同的 性质，而具有相似的 性质。 3.木炭和 具有 性，是因为它们具有 的结构。 4.同种元素可以形成不同单质（即同素异形体），不同单质可以由同种元素组成。 【核心知识要点小结】 可划玻璃 做电极 做铅笔芯 做润滑剂 碳 单质 物理 化学 活性炭 吸附 疏松多孔 石墨的主要用途 制造铅笔芯 制造石墨电极 石墨耐高温，可以制 成坩埚来熔炼金属。 石墨坩埚 1.某物质经检测只含有一种元素，下列说法正确的是（ ） A.该物质一定是混合物 B.该物质一定是单质 C.该物质可能是化合物 D.该物质可能是混合物，也可能是单质 2.在自来水的净化过程中，活性炭的作用是_______________________________。 D 吸附水中的色素和异味 【课前回顾】 【任务活动1】自读课本128-131页内容和图片，完成导学案上的自主学习部分 1.比较金刚石、石墨、C60的结构、物理性质和用途 石墨 C60 碳的几种单质 物质 金刚石 石墨 C60 外观及结构 无 色透明固体，结构稳定 灰黑 色、有金属光泽的固体，，结构不稳定 室温下是紫红色固体，C60分子形似足球，结构稳定 硬度 天然存在的 最硬 物质 质软或硬度小 质脆 导电性 不导电 有优良的导电性 几乎不导电 导热性 导热 导热 不导热 用途 做钻石、裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、做钻头等 制铅笔芯、电极、电刷、润滑剂 材料科学，超导领域 2.碳60是由 （填“分子”或“原子”）构成的物质，一个C60分子是由 个碳原子构成的分子，它形似 （又名足球烯），这种结构的碳分子很稳定。 【思考】 1.金刚石和石墨是同种物质吗？为什么属于不同物质？ （1）金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，为什么他们的物理性质却差异很大，其原因是由于构成它们的 不同。 （2）利用石墨可以制成金刚石，试判断该变化是物理变化还是化学变化，： 。 分子 60 足球 化学变化 原子排列方式； 宏观解释为 微观解释为 金刚石和石墨是碳元素组成的两种单质，此反应有了新物质的生成。 原子排列方式发生了改变 结构不同 【任务活动1】自读课本128-131页内容和图片，完成导学案上的自主学习部分 1.比较金刚石、石墨、C60的结构、物理性质和用途 石墨 C60 碳的几种单质 物质 金刚石 石墨 C60 外观及结构 无 色透明固体，结构稳定 灰黑 色、有金属光泽的固体，，结构不稳定 室温下是紫红色固体，C60分子形似足球，结构稳定 硬度 天然存在的 最硬 物质 质软或硬度小 质脆 导电性 不导电 有优良的导电性 几乎不导电 导热性 导热 导热 不导热 用途 做钻石、裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属、做钻头等 制铅笔芯、电极、电刷、润滑剂 材料科学，超导领域 2.碳60是由 （填“分子”或“原子”）构成的物质，一个C60分子是由 个碳原子构成的分子，它形似 （又名足球烯），这种结构的碳分子很稳定。 【思考】 1.金刚石和石墨是同种物质吗？为什么属于不同物质？ （1）金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，为什么他们的物理性质却差异很大，其原因是由于构成它们的 不同。 （2）利用石墨可以制成金刚石，试判断该变化是物理变化还是化学变化，： 。 分子 60 足球 化学变化 原子排列方式； 宏观解释为 微观解释为 金刚石和石墨是碳元素组成的两种单质，此反应有了新物质的生成。 原子排列方式发生了改变 结构不同 1.关于金刚石、石墨、C60的叙述，正确的是（ ） A.都由碳原子构成 B.都属于碳单质 C.都具有导电性 D.性质相似 2.下列有关碳单质的说法错误的是（ ） A.金刚石是最硬的物质 B.石墨和C60是由同种元素组成 C.金刚石和石墨的物理性质差异很大 D.活性炭包可放在冰箱中除异味 3.科学家发现由C60制取的化合物M有抑制艾滋病毒的作用，下列叙述不正确的是（ ） A.厦大化学家制得了C50，它与C60都是单质 B.某物质含有C50分子和C60分子，该物质是化合物 C.由C60制取化合物M的过程，发生了化学变化 D.C60在空气中燃烧生成二氧化碳的反应是化合反应 B A B 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf61.7.100 学科网版权所有 Lavf61.7.100 $玻璃刀是用什么东西做的如此锋利，原来上面镶有金刚石，金刚石可是天然矿物中最硬的物质，要不然玻璃刀怎么会有这种神功？金刚石是它的矿物名称，它是由碳元素组成的单质。金刚石经过加工后得到钻石，钻石可称之为天之骄子、宝石之王。因为它坚硬无比，折最高，色散最强，晶莹剔透，光彩夺目。它有着高贵的身价，令世人瞩目。这颗金刚石叫库里南，是迄今发现的世界上最大宝石级的金刚石，重3106.75克拉，堪称无价之宝。金刚石为什么会有如此高的身价呢？首先，金刚石的性能优良。金刚石具有最好的折光性，有良好的化学稳定性，是当之无愧的宝石。第二是稀少。金刚石在自然界的储藏量是非常少的，主要产地有南非、扎伊尔、澳大利亚、前苏联、印度、巴西、中国。我国的主要产地在山东、辽宁、湖南，这是我国发现的最大的金刚石，叫长林钻石，它是宝石级金刚石，重158.786克拉，我国迄今发现超过100克拉的金刚石只有四颗。金刚石非常坚硬，它除了可以做玻璃刀以外，还可以把它装在钻探机的钻头上。有金刚石打头阵，再硬的岩石也不怕，会大大的加快钻探进度。金刚石还可以加工大理石。坚硬的花岗岩也被坚硬的金刚石锯片锯开了。用小颗粒的金刚石可以制成砂轮，用它可以打磨同等硬度的金刚石。那么它为什么会如此坚硬呢？让我们来看一看它的结构，这个结构的特点是无论来自何方的力都不能使结构破坏，从而。 现在是三点钟左右，那就是你开始这是适合的这个关系产业才是非常的产业的产品，可能感谢你三年。 是不是？足球作为主角机。哪里还就说这些是。人体非常的鲜美，这也是好的。在我这里只有。就是。 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。 在碳单质家族中，还存在一种神奇独特的碳单质碳60。其结构形式足球也称足球西。每个碳60分子由60个碳原子构成，独特的结构是碳60广泛应用于超导、催化、材料、医学以及生物的领域。