人教版九年级化学上册导学案 第六单元碳和碳的化合物 课题1 金刚石、石墨和C60

人教版九年级化学上册导学案
第六单元碳和碳的化合物
课题1
金刚石、石墨和C60
【学习目标】
1.掌握金刚石和石墨的主要物理性质及相关的用途。
2.掌握单质碳的化学性质及对应的用途。
3.理解同种元素可以组成不同的物质，结构、性质和用途的关系，且能以发展的观点看待碳的单质。
【课前预习】
1．竹炭制品深受消费者欢迎，竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料，竹炭不具有的性质是
A．黑色固体
B．易溶于水
C．有吸附性
D．能够燃烧
2．C60拥有十分完美和理想的对称球形结构（结构模型如图），被美国《时代周刊》评为“明星分子”，发现该分子的三位科学家因此荣获诺贝尔化学奖．C60有着奇特的性能和广泛应用，下列应用中利用了C60化学性质的是（
）
A．光导体
B．润滑剂
C．抗癌药物
D．高强度碳纤维
3．某同学进行木炭还原氧化铜实验操作，其中正确的是
A．装药品时先装氧化铜再装木炭粉
B．反应结束时，先熄灭酒精灯
C．用酒精灯先预热，然后再集中加热
D．盛放药品的试管口向上倾斜
4．某物质中只含有一种元素，该物质（
）
A．一定是一种单质
B一定是纯净物
C一定是化合物
D可能是纯净物也可能是混合物
5．下列关于石墨、金刚石、木炭性质和用途的说法中，正确的是
。
A．石墨熔点高，有滑腻感，可制作划玻璃的工具
B．石墨有良好的导电性，可用于制干电池中的电极
C．金刚石耐高温，可用于制铅笔芯
D．木炭具有吸附能力，可与品红发生化学反应而使红色褪去
6．最近科学家确认，存在着一种具有空心，且类似足球结构的分子N60。这一发现将开辟世界能源的新领域，它可能成为一种优秀的火箭燃料。下列关于N60的说法不正确的是
。
A．N60中氮元素的化合价为0
B．N60的相对分子质量为840
C．N60和
N2都是氮元素的单质
D．N60这种物质是由氮原子构成的
7．关于水的净化，正确的是
。
A．活性炭的吸附性属于化学性质
B．过滤可以除去所有杂质
C．蒸馏对水的净化程度最高
D．明矾净水的作用是杀菌消毒
8．电脑芯片的制作要用到高纯度的硅。目前广泛采用石英砂（主要成分是SiO2）为原料制取，其中一步反应为：。对该反应分析正确的是
。
A．该反应属于化合反应
B．碳在该反应中表现出还原性
C．碳元素化合价由
0
价变为+4价
D．碳还原氧化物后生成的气体均为CO2
9．在隔绝空气的情况下，用C还原CuO。下列叙述正确的是
。
A．反应前后固体中氧原子的数目保持不变
B．反应前后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量
C．反应中消耗的氧化铜分子与碳原子的数目一定相等
D．反应中铜元素的质量保持不变
10．关于“C在O2中充分燃烧”反应的说法中，正确的是
。
A．产生蓝色火焰
B．化学反应方程式为：
C．生成有刺激性气味的气体
D．各物质之间的质量比为12∶32∶44
【学习探究】
自主学习
阅读课本，完成下列问题
1.（1）
?
金刚石
石墨
物理性质
外观
?
?
光泽
?
?
硬度
?
?
导电性
?
?
用途
?
?
（2）碳元素除了组成金刚石和石墨外，你知道还能组成哪些单质吗？由石墨制造金刚石是物理变化还是化学变化？
2．碳的化学性质
在点燃的条件下，当氧气充足时，碳跟氧气反应生成
，反应的化学方程式为
；当氧气不充足时，则生成
，反应的化学方程式为
这两个反应都属于
互学探究
一、金刚石（C）、石墨（C）和C60
问题情境：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，它们的结构、物理性质和用途各如何呢？是否相同？为什么？
1.金刚石的化学式是_____、石墨的化学式是
。
金刚石和石墨都是由_____元素组成的，但是由于它们的_______________不同，因此它们的物理性质存在很大的差异。它们的化学性质相同，原因是______________________________。
2.
金刚石、石墨和C60的组成、结构、物理性质及用途的比较
物质
金刚石
石墨
C60
组成
都是由_____组成的单质
结构
碳原子排列方式
四面体网状排列
层状排列
___个碳原子构成1球状分子
物
理
性
质
外观
_____透明的正八面体体形状的固体
_____片状固体，有金属光泽、有__________
分子为足球状（又称足球烯）
硬度
最
（天然存在）
很_____
质脆
导电性
不导电
导热性
不良
不良
用途
钻头、刻刀、装饰品等
电极、铅笔芯、润滑剂
材料科学、超导体
注意：“碳”是指碳元素，在表示碳元素和含碳的化合物时使用，如，二氧化碳、一氧化碳等；“炭”是指具体的物质，如：炭黑、木炭、活性炭等，它们都是混合物，主要成分是石墨。
3.
木炭、活性炭、焦炭、炭黑
木炭、活性炭、焦炭、炭黑都是由_____的微小晶体和少量杂质构成的，具有__________的结构。
应用：利用木炭、活性炭的吸附性来___________________________________。
4.
想一想，议一议：
结合金刚石、石墨和木炭的结构、性质和用途，讨论物质的结构、性质与用途之间的关系。
_____
_____
物质的结构
物质的性质
物质的用途
_____
_____
碳的化学性质
1.我国古代一些书法家、画家用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色。
这说明了什么?
2.
常温下，碳的化学性质不活泼。
若升高温度，又如何呢?写出木炭在氧气中充分燃烧时的化学方程式?____________________________________
当碳不充分燃烧时，生成—氧化碳。(如室内通风不良燃烧煤,形成煤气中毒现象)学生写出碳不充分燃烧时的化学方程式
:________________________________________________________________________
碳的质量为ag，氧气的质量为bg，发生反应时：
①若＜时，生成
，O2有剩余,所得气体为
。
②若＝时，生成
，C和O2恰好反应完,所得气体为
。
③若＞时，生成
，C有剩余,所得气体为
。
④若＝时，生成
，C和O2恰好反应完,所得气体为
。
⑤若＞＞时，生成
,所得气体为
。
3.[活动与探究](教材P110实验6-2)把经过烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上．试管口装有通入澄清石灰水的导管(如图)，用酒精灯(可加网罩以使火焰集中并提高温度)加热混合物几分钟。然后先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析
现象
分析
请写碳和氧化铜反应的化学方程式:________________________________________________
[分析]从分子组成上看CuO转变为Cu，发生了什么变化?是谁导致了这种变化?
[讨论回答]
小结：还原反应和还原剂
（1）反应中得氧的物质——被氧化——发生氧化反应——作还原剂——具有还原性
（2）反应中失氧的物质——被还原——发生还原反应——作氧化剂——具有氧化性
[练习]
1.焦炭在工业上可用来炼铁：2Fe2O3+3C4Fc+3CO2↑
请问那种元素化合价变化最大?这个反应是否是还原反应?若属于还原反应，哪种物质具有还原性?
2.碳在高温下还能使二氧化碳转变成一氧化碳:请写出该反应的化学程式:__________________________
请问：这个反应是否是还原反应?若属于还原反应，哪种物质具有还原性?
哪种物质是还原剂?
拓展:①猜想高温加热”C”与”
CuO”混合后所得气体的组成及说明理由?
②在煤炉燃烧过程中添加新煤,炉温降低的原因?
【课后练习】
1．当改变有关反应物的相对用量时，下列反应的产物可能发生改变的是
。
A．H2在O2中燃烧
B．Mg在O2中燃烧
C．C在O2中燃烧
D．Fe在O2中燃烧
2．被誉为“21世纪神奇材料”的石墨烯以其神奇特性承载着人们的无数想象。石墨烯是从石墨中分离出来的一层或几层碳原子构成的石墨片，用石墨烯和铝合金可制出一种具备特殊性能的烯合金，下列对石墨烯和烯合金的说法错误的是（
）
A．石墨烯在一定条件下能与氧气反应
B．石墨烯是一种新型的化合物
C．烯合金具有优良的导电性
D．烯合金是一种新型材料
3．在一定条件下，一氧化碳、木炭都能与氧化铜发生反应，下列叙述正确的是
A．反应产生的气体都有毒
B．反应中都有红色固体生成
C．反应类型都是置换反应
D．反应的生成物不同
4．碳在充足的氧气中燃烧，则参加反应的碳和生成物的质量比为（???）
A．1∶1
B．1∶2
C．3∶8??
D．3∶11
5．关于金刚石和石墨的下列说法中，不正确的是（　　）
A．它们都是由碳元素组成的单质
B．它们都是电的良导体
C．金刚石质硬，石墨质软
D．金刚石、石墨里的碳原子排列方式不同
6．如图是碳和氧化铜反应的实验装置，相关说法错误的是
A．灯罩的作用是：集中火焰提高温度
B．反应过程中可观察到b中澄清石灰水变浑浊
C．反应结束后立即把a中的粉末倒出观察生成物的颜色
D．该实验说明碳具有还原性
7．下列说法正确的是（　　）
①用活性炭吸附的方法能使硬水转化为软水；②为防止水污染，应禁止使用化肥和农药；③用肥皂水可以鉴别硬水和软水；④电解水生成氢气和氧气说明水由氢、氧元素组成；⑤液态水变成水蒸气时，水分子变大．
A．①②
B．③④
C．①⑤
D．②③
8．科研中的化学。研究人员发明了世界上最黑的物质“超级黑”，它是用比头发丝细一万倍的碳纳米管制造的碳单质，其传导热的效率为铜的
7
倍，坚固程度为钢的
10
倍。下列说法正确的是（　　）
A．“超级黑”说明碳单质都是黑色
B．“超级黑”是天然存在的最硬物质
C．“超级黑”在一定条件下能够燃烧
D．“超级黑”是一种新型的金属材料
9．下列有关碳单质的说法错误的是
A．金刚石、石墨均为碳单质，它们充分燃烧的产物都是二氧化碳
B．金刚石和石墨的物理性质不同的原因是碳原子的排列方式不同
C．书写档案时规定使用碳素墨水，是因为常温下碳的化学性质不活泼
D．石墨在一定条件下转化成金刚石是物理变化
10．金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,下列说法正确的是（
）
A．它们是同一种物质
B．它们碳原子的排列方式不同
C．它们的化学性质不同
D．它们的物理性质相同
11．“史上最贵”的实验：
步骤Ⅰ．让金刚石在充足的氧气中燃烧，收集生成的气体；
步骤Ⅱ．让足量镁条在步骤Ⅰ生成的气体中燃烧，生成黑色的炭粉和白色的固体氧化物。
（1）步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式：_____．
（2）若金刚石质量为m1，按上述步骤反应且转化完全，生成的炭粉质量为m2，则m1_____m2（填“＜”、“＝”、“＞”），理由为_____．
12．碳及其化合物与人类关系密切，在生活中应用广泛。请填写下列空格：
（1）下列含碳元素的物质：①碳酸钠
②甲烷
③一氧化碳
④碳酸，属于有机物的
是______（填序号，下同），汽水中含有的一种酸是______。
（2）木炭可以做燃料，它在空气中充分燃烧的化学方程式是______________________。
（3）倡导“低碳”生活，主要是为了减少_____________的排放量。请写出一例符合这一主题的做法________________________________________________。
13．世界上的几千万种物质都是由一百多种元素组成的，同一种元素能够形成不同种单质，如碳元素能形成的单质有_________、_________和C60等，这几种碳单质化学性质_________（填“相似”或“不同”），物理性质_________（填“相似”或“不同”），其原因是_________；相同的元素能组成不同的物质，如氢元素和氧元素能组成水和_________（填化学式）．
14．通过学习化学，同学们明白了很多道理，请从微观（分子或原子）角度来解决下列化学问题。
⑴一氧化碳和二氧化碳化学性质不同的原因是
⑵混合物和纯净物的不同之处是
⑶打气筒能将空气压入足球内
15．化学是与我们的生产和生活紧密相关的学科．
（1）请从石墨、究竟、氮气、一氧化碳、活性炭、氧气中，选择与下列叙述相对应的物质，填写在空白处．
①供给动植物呼吸的是________?．
②用于制作铅笔芯的是________?．
③食品包装袋中可填充的是________?．
④可用于除去冰箱中异味的是________
．
煤、________?和天然气常称为化石燃料．燃烧发电时，将煤块粉碎成煤粉，其目的是________?．化石燃料燃烧都会产生二氧化碳，它是空气中含量最多的温室气体，为减少它的排放，科学家致力于研究将过多的二氧化碳和氢气在催化剂和加热的条件下反应，转化为水和甲烷．该反应的化学方程式为　________
【参考答案】
【课前预习】
1．B
2．C
3．C
4．D
5．B
6．D
7．C
8．B
9．D
10．D
【课后练习】
1．C
2．B
3．B
4．D
5．B
6．C
7．B
8．C
9．D
10．B
11．2Mg+CO22MgO+C
=
根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数量不变
12．②
④
CO2
绿色出行
13．金刚石；石墨；相似；不同；碳原子排列不同；H2O2。
14．（1）
分子构成不同
（2）混合物是由不同种分子（或原子）构成，纯净物是由同种分子（或原子）构成
（3）
分子之间有间隔
15．氧气；石墨；氮气；活性炭；石油；增大与氧气的接触面积，使燃烧更充分；CO2+4H22H2O+CH4