人教版化学-九年级上册-课题1金刚石、石墨和c60 导学案

课题1金刚石、石墨和C 60
学习目标、重点、难点
【学习目标】
1．知道几种碳单质组成、结构、性质、用途的异同。

2．知道同一种元素可以组成不同的物质，认识物质的多样性。

【本节重点】
1、了解金刚石和石墨的性质及用途；
2、C 和CuO 的化学反应 【本节难点】
1、了解金刚石和石墨的性质及用途；
2、C 和CuO 的化学反应
本节知识概览图
种类：金刚石、石墨、C 60、无定形碳等 物理性质：由于碳原子的排列方式不同而不同 常温下：稳定性
22CO 点燃O C + 性质 点燃时：可燃性
碳单质 化学性质 2CO 点燃O 2C 2+
↑++22CO 2Cu 点燃2CuO C
高温下：还原性
2CO O C 2高温+
用途：切割玻璃、作电极、作吸附剂、作燃料、冶炼金属等
新课导引
金刚石是目前天然存在的最硬的物质，而石墨却是很软的物
质．石墨和金刚石的硬度差别如此之大，但人们还是希望能够用人
工合成的方法来获取金刚石，因为自然界中石墨(碳)的蕴藏量是很
丰富的．但是要使石墨中的碳原子排列方式变成金刚石那样的排列
方式，不是那么容易的．十八世纪后期，人们就开始寻找合成的途径，直至二十世纪中叶．1938年，学者罗西尼通过热力学计算，奠定了合成金刚石的理论基础，计算出要使石墨变成金刚石，至少要在15000个大气压、摄氏1500度的高温条件下才可以，到二十世纪50～60年代建成了能达到上述条件的仪器装置．石墨在5～6万个大气压及摄氏1000至2000度高温下，再用金属铁、钴、镍等作催化剂，可使石墨转变成金刚石．·
你能想象得到吗，石墨和金刚石这两种物质竟然是由同种元素组成的，它们之间究竟有着怎样的区别与联系呢?
金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，它们的物理性质有很大差异，石墨在一定条件下可转化为金刚石．
教材精华
知识点1碳的单质
知道金刚石和石墨的物理性质与用途．
金刚石和石墨的物理性质与用途的比较
颜色、状态硬度导电性导热性润滑性用途
金刚石无色、透明的正
八面体形状的固
体
最硬不导电无无
划玻璃、切割金：
属、作钻探机钻头、
制装饰品等
石墨
深灰色有金属光
泽，不透明的细质软导电性
优良
良好有
作电极、制铅笔芯、
作润滑剂等
鳞片状固体
几种无定形碳的比较
颜色、状态制法用途
木炭灰黑色的多孔状固体木材隔绝空气加强热
作燃料、冶炼金属、制黑
火药、制活性炭等
活性炭灰黑色多孔颗粒状固体
木炭在高温下用水蒸气
处理可净化多种气体和液体、作防毒面具等
焦炭
浅灰色多孔状固体烟煤隔绝空气加强热冶炼金属等
炭黑极细的黑色粉末含碳物质不完全燃烧
制造油墨、油漆、鞋油、
颜料等，作橡胶制品料等
其他的碳单质．
C60分子．C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它
形似足球，这种足球结构的碳分子很稳定(如图6—2所示)．
20世纪90年代，一些以新的形态(如管状)存在的单质
碳又相继被发现．随着科学技术的发展，单质碳的用途也将不断扩大．
知识点2 吸附性
焦炭、活性炭、炭黑等的构成与木炭类似．木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质组
成的，具有疏松多孔的结构，能吸附色素及有异味的物质．
探究实验
【实验名称】木炭的脱色．
【实验操作】在小烧杯中注入30mL～40mL蒸馏水，加入少许红墨水至呈现浅红色为止，
将其均分注入两个小锥形瓶里，取0．5g干燥木炭，在研钵中研细后，倒入其中一个小锥形
瓶里，充分振荡后过滤，可以得到无色溶液，再与另一个小锥形瓶中未加木炭的原溶液相比．【实验现象】加入木炭的红墨水褪色了．
【实验结论】木炭有吸附能力，具有吸附性(属于物质的物理性质)．
知识点3 碳的化学性质
在常温下，碳的化学性质具有稳定性．
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． 碳跟氧气的反应．
22
O +C CO 点燃 充分燃烧
碳的可燃性 放出热量 222O +2C CO 点燃 不充分燃烧
碳跟某些氧化物的反应． (1)木炭还原氧化铜．
在加热的条件下，木炭能与氧化铜反应生成红色的铜和能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体．
探究实验
【实验名称】木炭还原氧化铜．
【实验操作】①装药品：把氧化铜和木炭粉的质量比限制在(9～13)：1的范围内，并且混合均匀斜铺入试管底部；②固定装置：将带有导管的试管固定在铁架台上；③集中加热；④观察现象．
【实验现象】导出的气体能使澄清石灰水变浑浊；黑色粉末中有红色固体生成． 【实验结论】碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳． 【化学方程式】C+2CuO 高温2Cu+CO 2↑ (2)碳与氢气的化学性质及用途的比较．
碳与氢气的化学性质及用途的比较
(3)碳与氧化物的反应．
C+2CuO 高温2Cu+CO 2↑ 3C+2Fe 2O 3高温4Fe+3CO 2↑
2C CO 2CO
+高温
2C H2O CO+H +高温
知识点4 还原反应
在↑C02+2Cu 2Cu +C 高温 反应中，氧化铜失去了氧而变成了单质铜，氧化铜被还原，这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应．木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，是还原剂．而木炭跟氧化铜里的氧起反应生成了二氧化碳，又发生了氧化反应．
在上述反应中既发生了氧化反应，又发生了还原反应．像这样一种物质被氧化，同时另一种物质被还原的反应，叫做氧化还原反应．在这个反应中，木炭是还原剂，氧化铜是氧化剂．
课堂检测
1 简易净水器中有一层是用木炭来填充的，应用的性质是( ) A ．可燃性 B ．还原性 C ．氧化性 D ．吸附性
2 下列变化中，属于化学变化的是( ) A ．活性炭吸附毒气 B ．木炭燃烧 C ．石墨导电 D ．金刚石切割玻璃
3 单质硅是制作电子集成电路的基础材料．工业上通过以下反应将自然界中的二氧化硅(SiO 2)转化为硅(Si)：SiO+2C 高温 Si+2CO ↑．下列分析正确的是( )
A ．二氧化硅发生了氧化反应
B ．碳发生了还原反应
C ．碳表现出了还原性
D ．该反应是化合反应
4现有五种物质(A 栏)，请从B 栏中选出各物质所具有的用途，将正确答案填在表中的空格内．
5. 1985年科学家发现了一种组成为C60的物质，下列说法正确的是( )
A．它的1个分子中含有60个碳原子 B．它是一种新型化合物
C．它是一种共价化合物 D．它是一种单质
6 有一包黑色粉末状混合物，高温受热后变为紫红色，同时产生一种无色气体，该气体可使澄清石灰水变浑浊．试回答：
(1)黑色粉末状混合物由哪些物质组成．
(2)写出有关反应的化学方程式．
7 我国古代用墨绘制的字画能够保存多年而不褪色，这是因为( )
A．碳具有还原性 B．碳具有可燃性
C．常温下碳的化学性质稳定 D．碳不溶于水
8 某物质中只含有一种元素，该物质不可能是( )
A．混合物 B．纯净物 C．单质 D．化合物
体验中考
1 下列关于碳单质的用途的叙述中，错误的是（）
①橡胶里添加炭黑能增加耐磨性；②干电池里的碳棒是石墨制成的；③电冰箱除味剂可用活性炭；④防毒面具用焦炭来吸附有毒气体；⑤制糖工业用炭黑来吸附有色物质；⑥金刚石不仅能刻划玻璃，还可以制成钻头．
A．①②③ B．②③④ C．③④ D．④⑤
2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（）
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
3在2000℃，压强为5×10kPa～1×10kPa，并有催化剂存在的条件下，石墨可以转化为金刚石，下列有关说法不正确的是( )
A．金刚石和石墨都是单质
B．金刚石和石墨化学性质相同
C．金刚石和石墨都是由碳元素组成的
D．该变化是物理变化
学后反思
附：课堂检测及体验中考答案
课堂检测
1 答案：D．
2 答案：B．
3 答案：C.
4 答案：(1)e (2)b (3)a (4)d (5)c
5 答案：AD．
6 答案：(1)黑色粉末状混合物由木炭粉和氧化铜组成．(2)2CuO+C高温2Cu+C02↑；C02+Ca(OH)2=CaC03↓++H20．
7答案：C．
8答案：D．
体验中考
1答案：D．
2答案：D．
3答案：D．。