课题1 第1课时 碳的单质备课素材

课题1 金刚石、石墨和C60

第1课时碳的单质

[情景导入] [师问] 物质是由元素组成的。例如氧气是由氧元素组成的，氢气是由氢元素组成的，水是由氢、氧两种元素组成的。不同的元素组成不同的物质。那么，有没有同一种元素组成不同种物质的例子呢？

[师问] 氧元素能组成哪些单质？

[生答] 氧气和臭氧

[师问] 磷元素能组成哪些单质？

[生答] 白磷和红磷

[师问] 由此说明什么？

[生答] 同种元素可以组成不同的单质。

[师讲解] 碳元素能不能组成不同的单质呢？研究表明：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。今天，我们就来学习金刚石、石墨和C60。

[问题导入] 通过前面的学习我们知道，目前已发现的一百多种元素能构成几千万种物质，但是你们知道哪种元素组成的物质种类最多吗？是碳元素。碳在地壳中的含量只占0.087%，但含碳元素的单质和化合物达到90%以上，以碳元素为主要成分的煤和石油，仍然是人类社会最主要的燃料。因此研究碳和碳的化合物有很重要的意义。今天我们就来认识一些碳的单质。

[复习导入] [复习提问] 由同种元素组成的纯净物叫作什么？同种元素可以组成不

同的单质吗？氧元素能组成氧气和臭氧，磷元素能组成红磷和白磷，碳元素也可以组成不同的单质。

[展示] 金刚石、石墨、C60分子的结构模型。

[建言1] 有关金刚石、石墨、C60等碳单质的物理性质和用途的处理策略

问题1：同学们，你们知道金刚石、石墨和C60吗？它们在生活中有哪些用途？(学生观看视频资料并结合教材回答问题)

问题2：通过观看视频资料，总结一下金刚石、石墨和C 60的物理性质和用途，并认真填写下表。

物理性质

用途

组成元素

颜色

形状 硬度 导电性 金刚石 石墨 C 60

问题3：同学们，为什么家庭冰箱中要放一小包活性炭？阅读教材P107，想一想活性炭在生产、生活中有哪些用途，木炭和活性炭为什么具有吸附性，谁的吸附性较强一些？

[建言2] 有关物质的结构与性质、性质与用途的处理方法 (1)观察下列图片，总结物质的结构与性质的关系。

(2)石墨为什么能作干电池的电极？石墨为什么可制铅笔芯？用金刚石制玻璃刀利用了它的什么性质？

(3)通过对问题(2)的理解，请你总结一下物质的性质和用途的关系。

(4)你知道为什么食品包装用氮气作保护气，金属铜能作导线，H 2O 和H 2O 2的组成元素相同而性质却不同吗？

[建言3] 比较木炭和活性炭吸附性强弱

教师演示木炭吸附性实验，同时做一个活性炭吸附性的对比实验：取两个50 mL 的烧杯，各加入20 mL 蒸馏水，然后各滴入2滴红墨水，分别放入相同质量的木炭和活性炭，比较溶液红色褪去所需的时间，进而确定两者吸附性的强弱。

问题：活性炭在生产生活中有哪些用途？物质的性质和用途有何关系？ 1．用途⎩⎪⎨⎪

⎧生活中：防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的生活中：冰箱的除味剂工业生产中：制糖工业的脱色剂

[视频1] 用玻璃刀划玻璃 [视频2] 木炭吸附溶液中的色素 详见云资源。

一、 碳的几种单质 1．金刚石、石墨和C 60

物理性质

用途

组成元素

颜色

形状 硬度 导电性

金刚石

无色透明 正八面体 最硬

不导电

钻探机的钻头，

裁玻璃 碳

石墨

深灰色

不透明

细鳞片

状固体 质软

导电

润滑剂、铅笔芯、

电极等 碳 C 60

足球状

质脆

不导电

材料科学、

超导体

碳

2．其他含杂质的碳单质

木炭：疏松多孔，具有吸附能力，可作燃料和吸附剂等 焦炭：冶炼金属

活性炭：吸附性比木炭的还要强，可用于净化气体和液体，制作防毒面具里的滤毒罐等 炭黑：黑鞋油、墨汁等 二、 结构、性质与用途的关系

1．[2题(1)(2)(3)变式] 多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界。根据表中提供的信息，填写有关含碳物质的对应特性。

物质用途金刚石切割玻璃石墨作电极活性炭净水

对应特性①________②________③________ [答案] ①硬度大②导电性优良③具有吸附性

2．[2题(2)(4)变式] 根据“性质决定用途，用途体现性质”，请回答下列问题。

(1)焦炭可冶炼生铁，体现了焦炭的________性。

(2)石墨可作电极，是利用了石墨的________性。

[答案] (1)还原(2)导电

3．[2题(3)(4)(5)(6)变式] 浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——碳海绵。“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。下列关于“碳海绵”的说法错误的是( )

A．具有吸附性，可处理海上石油泄漏 B．常温下化学性质活泼

C．在一定条件下可以还原氧化铜 D．在氧气中完全燃烧的产物是二氧化碳

[解析] B “碳海绵”的主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)，碳具有还原性，所以在一定条件下可以还原氧化铜；碳在常温下化学性质稳定，不活泼；碳完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳。

4．[3题变式] 下图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管的结构示意图，下列说法正确的是( )

A．这四种物质都很软，可作润滑剂

B．这四种物质碳原子的排列方式不同

C．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO

D．这四种物质的结构中都是每个碳原子连接4个碳原子

[答案] B

5．[4题变式] 中考实行网上阅卷，考生答题时必须用2B铅笔填涂答题卡。2B铅笔芯的主要成分是( )

A．木炭 B．石墨 C．焦炭 D．铅

[答案] B