課題1第1課時(shí)碳的單質(zhì)備課素材

1、新課標(biāo)(RJ) 化學(xué) 九年級(jí)上冊(cè)全拈新教案課題1金剛石、石墨和C60第1課時(shí)碳的單質(zhì)版權(quán)歸全品公司所有，違者必究備課素材助力課堂書顯您的個(gè)性給課堂添彩!索材一新課存入情景導(dǎo)入師問物質(zhì)是由元素組成的。例如氧氣是由氧元素組成的，氫氣是由氫元素 組成的，水是由氫、氧兩種元素組成的。不同的元素組成不同的物質(zhì)。那么，有沒有同一種 元素組成不同種物質(zhì)的例子呢？師問氧元素能組成哪些單質(zhì)？生答氧氣和臭氧師問磷元素能組成哪些單質(zhì)？生答白磷和紅磷師問由此說明什么？生答同種元素可以組成不同的單質(zhì)。師講解碳元素能不能組成不同的單質(zhì)呢？研究表明：金剛石、石墨和C60都是由碳元 素組成的單質(zhì)。今天，我們就來學(xué)習(xí)金剛石、石

2、墨和C60。問題導(dǎo)入通過前面的學(xué)習(xí)我們知道，目前已發(fā)現(xiàn)的一百多種元素能構(gòu)成幾千萬種物質(zhì), 但是你們知道哪種元素組成的物質(zhì)種類最多嗎？是碳元素。碳在地殼中的含量只占0.087%, 但含碳元素的單質(zhì)和化合物達(dá)到90%以上，以碳元素為主要成分的煤和石油，仍然是人類社 會(huì)最主要的燃料。因此研究碳和碳的化合物有很重要的意義。今天我們就來認(rèn)識(shí)一些碳 的單質(zhì)。【復(fù)習(xí)導(dǎo)入復(fù)習(xí)提問由同種元素組成的純凈物叫作什么？同種元素可以組成不 同的單質(zhì)嗎？氧元素能組成氧氣和臭氧，磷元素能組成紅磷和白磷，碳元素也可以組成 不同的單質(zhì)。展示金剛石、石墨、C60分子的結(jié)構(gòu)模型。紫材二教學(xué)建言【建言1有關(guān)金剛石、石墨、C60等碳單

3、質(zhì)的物理性質(zhì)和用途的處理策略問題1：同學(xué)們，你們知道金剛石、石墨和C6O嗎？它們?cè)谏钪杏心男┯猛荆?學(xué)生觀 看視頻資料并結(jié)合教材回答問題)問題2：通過觀看視頻資料，總結(jié)一下金剛石、石墨和Ca)的物理性質(zhì)和用途，并認(rèn)真填 寫下表。物理性質(zhì)用途組成元素顏色形狀硬度導(dǎo)電性金剛石石墨C4)問題3：同學(xué)們，為什么家庭冰箱中要放一小包活性炭？閱讀教材P107，想一想活性炭 在生產(chǎn)、生活中有哪些用途，木炭和活性炭為什么具有吸附性，i隹的吸附性較強(qiáng)一些？【建言2有關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、性質(zhì)與用途的處理方法(1)觀察下列圖片，總結(jié)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。(2)石墨為什么能作干電池的電極？石墨為什么可制鉛筆芯？用

4、金剛石制玻璃刀利用了 它的什么性質(zhì)？(3)通過對(duì)問題(2)的理解，請(qǐng)你總結(jié)一下物質(zhì)的性質(zhì)和用途的關(guān)系。(4)你知道為什么食品包裝用氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，金屬銅能作導(dǎo)線，H2O和H2O2的組成元素 相同而性質(zhì)卻不同嗎？建言3比較木炭和活性炭吸附性強(qiáng)弱教師演示木炭吸附性實(shí)驗(yàn)何時(shí)做一個(gè)活性炭吸附性的對(duì)比實(shí)驗(yàn):取兩個(gè)50 mL的燒杯， 各加入20 mL蒸馀水，然后各滴入2滴紅墨水，分別放入相同質(zhì)量的木炭和活性炭，比較溶 液紅色褪去所需的時(shí)間，進(jìn)而確定兩者吸附性的強(qiáng)弱。問題：活性炭在生產(chǎn)生活中有哪些用途？物質(zhì)的性質(zhì)和用途有何關(guān)系？生活中：防毒而具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的1 用途，生活中：冰箱的除味劑

5、.工業(yè)生產(chǎn)中：制糖工業(yè)的脫色劑2.性質(zhì)體現(xiàn)用途縈材三/視頻資源視頻1用玻嘀刀劃玻璃視頻2木炭吸附溶液中的色素詳見云資源.素材四板書設(shè)計(jì)一、碳的幾種單質(zhì)1.金剛石、石墨和Cso物理性質(zhì)用途組成元素顏色形狀硬度導(dǎo)電性金剛石無色透明正八而體最硬不導(dǎo)電鉆探機(jī)的鉆頭，裁玻璃身!碳石墨深灰色不透明細(xì)鱗片狀固體質(zhì)軟潤(rùn)滑劑、鉛筆芯、電極等碳C&)足球狀質(zhì)脆臥導(dǎo)電材料科學(xué)、超導(dǎo)體碳2.其他含雜質(zhì)的碳單質(zhì)木炭：疏松多孔，具有吸附能力，可作燃料和吸附劑等焦炭：冶煉金屬活性炭：吸附性比木炭的還要強(qiáng)，可用于凈化氣體和液體，制作防毒而具里的濾毒罐等炭黑：黑鞋油、墨汁等二、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途的關(guān)系結(jié)構(gòu)彘性質(zhì)決定用途素

6、材五課后“練習(xí)與應(yīng)用“變式題1. 2題(1)(2)變式多彩的“碳”，多姿的生活，讓我們一起走進(jìn)“碳”的世界。根據(jù)表中提供的信息，填寫有關(guān)含碳物質(zhì)的對(duì)應(yīng)特性。物質(zhì)用途金剛石切割玻璃石墨作電極活性炭?jī)羲畬?duì)應(yīng)特性0答案硬度大 導(dǎo)電性優(yōu)良 具有吸附性2. 2題(2) (4)變式根據(jù)“性質(zhì)決定用途，用途體現(xiàn)性質(zhì)”，請(qǐng)回答下列問題。(1)焦炭可冶煉生鐵，體現(xiàn)了焦炭的 性。(2)石墨可作電極，是利用了石墨的 性。答案(1)還原(2)導(dǎo)電3. 2題(3) (4) (5) (6)變式浙江大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里誕生了世界上最輕的材料一一碳海綿。 “碳海綿”具備高彈性和疏松多孔的結(jié)構(gòu)，主要成分是石墨烯和碳納米管(兩者都是碳單

7、質(zhì))。下列關(guān)于“碳海綿”的說法錯(cuò)誤的是()A.具有吸附性.可處理海上石油泄漏B.常溫下化學(xué)性質(zhì)活潑C.在一定條件下可以還原氧化銅D.在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物是二氧化碳解析B “碳海綿”的主要成分是石墨烯和碳納米管(兩者都是碳單質(zhì))，碳具有還原 性，所以在一定條件下可以還原氧化銅；碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不活潑：碳完全燃燒生 成二氧化碳，不完全燃燒生成一氧化碳。4. 3題變式下圖是金剛石、石墨、心、碳納米管的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是 () /11 I I 金剛石石攀Go碳納米管A.這四種物質(zhì)都很軟，可作潤(rùn)滑劑B.這四種物質(zhì)碳原子的排列方式不同C.這四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是COD.這四種物質(zhì)

8、的結(jié)構(gòu)中都是每個(gè)碳原子連接4個(gè)碳原子答案B5. 4題變式中考實(shí)行網(wǎng)上閱卷，考生答題時(shí)必須用2B鉛筆填涂答題卡，2B鉛筆芯的主要成分是()A.木炭B.石墨C.焦炭D.鉛答案B新課標(biāo)（RJ） 化學(xué) 九年級(jí)上冊(cè)全品新教案6. 5題變式在書寫具有保存價(jià)值的檔案時(shí)，最好使用（）A.鉛筆 B.純藍(lán)墨水筆C.碳素墨水筆 D.圓珠筆答案C7. 6題變式如圖，向盛有NO：氣體（紅棕色）的集氣瓶?jī)?nèi)投入若干小木炭，連接好裝置，稍待片刻，能看到的現(xiàn)象是,原因是版權(quán)歸全品公司所有，違者必究答案集氣瓶?jī)?nèi)紅棕色的氣體逐漸變淺，甚至消失：漏斗內(nèi)的液面上升 木炭具有吸附性, 將有色氣體（NOJ吸附到木炭表面，所以瓶?jī)?nèi)氣體顏色變

9、淺，甚至消失：外界大氣壓大于集氣瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)，使漏斗內(nèi)液而上升素材江教材參號(hào)答案教材P107實(shí)驗(yàn)61參考答案現(xiàn)象液體顏色由紅色逐漸變淺，最終褪為無色分析木炭具有吸附性，吸附了水中的色素：色素減少，水的顏色變淺直至無色教材P108討論參考答案性質(zhì)|用途反映教材P110實(shí)驗(yàn)62參考答案現(xiàn)象開始加熱時(shí)，導(dǎo)管口有無色氣泡逸出；過一會(huì)兒，黑色粉末變?yōu)榧t色且澄 清石灰水變渾濁分析開始加熱時(shí)，試管中的空氣因受熱體積膨脹而逸出：溫度達(dá)到高溫后，木 炭與氧化銅開始反應(yīng)，生成的銅為紅色固體，另一種生成物二氧化碳為無 色氣體，能使澄清石灰水變渾濁教材P112課外實(shí)驗(yàn)參考答案1 燈泡發(fā)光，此實(shí)驗(yàn)說明石墨具有導(dǎo)電性。2

10、蠟燭的成分中含有碳元素，用冷的碟子放在蠟燭火焰上方，會(huì)造成火焰附近空氣中的 氧氣含量降低，且不易得到補(bǔ)充，碳元素因不完全燃燒而生成炭黑。用冷碟子可以給新制得 的炭黑降溫，防止其因溫度過高而繼續(xù)燃燒。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明，在氧氣不足的條件下可以用含 碳元素的物質(zhì)制得炭黑。教材P112練習(xí)與應(yīng)用參考答案1 碳2 (1)作鉆頭(2)作電極(3)作冰箱除臭劑或防毒而具(4)冶煉金屬(5)制墨(6)取曖3 D4 .鉛筆芯的主要成分石墨很軟且為深灰色。5碳素墨水中含有的碳元素在常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。6木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，可以吸附二氧化氮，因此集氣瓶中的紅棕色會(huì)消失。7 C+2CuO=2Cu+CO2 t解：設(shè)要使

11、80 g氧化銅完全還原，需要碳的質(zhì)量至少是人c+2CuO=2Cu+CO2 t12 160x 80 g12 x ,160 = 80'=6 g答：需要碳的質(zhì)量至少是6 g,素材七化學(xué)與生活石墨炸彈這種炸彈在500米高空爆炸，其有效范圍可以達(dá)到卜3平方千米。每枚炸彈中有50個(gè)像汽水 罐大小的小盒子，起到絕緣的作用，每個(gè)小盒子中有一個(gè)小降落傘，在電網(wǎng)的上空如同飛舞 的雪花。當(dāng)它們碰到電線時(shí)，小盒子就會(huì)爆炸，爆炸后果是石墨的高級(jí)碳纖維就會(huì)迸出，落 到電線上切斷供電?！罢ā背鰜淼慕饎偸?989年9月22日，日本工業(yè)新聞報(bào)道了一條用炸藥和碳粉炸出金剛石的消息，引起了許多人的興趣，認(rèn)為這種方法很新鮮。

12、用爆炸法生產(chǎn)金剛石是日本工業(yè)技術(shù)院化學(xué)研究所發(fā) 明的。因?yàn)樵谡ㄋ幈ǖ乃查g，可以產(chǎn)生40萬個(gè)大氣壓的超高壓和5000C的超高溫。按以往 用石墨在2000C加2萬個(gè)大氣壓就能“壓”出金剛石的情況，爆炸時(shí)產(chǎn)生的超高壓和超高溫條 件應(yīng)該說完全可以“壓”出金剛石?？蒲腥藛T把裝有炸藥和碳粉的鋼制敞口容器，沉入到一個(gè) 直徑8米、深約5米的混凝土制成的水槽內(nèi)。這樣在爆炸時(shí)，其中的碳粉就基本上處于缺氧的 條件下（深水中當(dāng)然也有少量的氧，但微不足道），不會(huì)使碳燃燒成二氧化碳或一氧化碳。操 作員一按電鈕，只聽水槽內(nèi)轟的一聲悶響，爆炸就算完成了。然后，將容器里的水取出來靜 置，讓炸出的金剛石自然沉淀。金剛石在工業(yè)上

13、的用途很大，可以做研磨劑和切削工具的涂層等，因此用爆炸方法生產(chǎn)金剛 石粉的技術(shù)受到許多國(guó)家的重視。4%素材八了能力培優(yōu)【培優(yōu)訓(xùn)練題】產(chǎn)向¥參1 .（黑龍江初賽）化學(xué)上把同種元素組成的不同單質(zhì)互稱為同素導(dǎo)形體，例如白磷和紅磷, 下列各組物質(zhì)互為同素異形體的是（）A. CO 和 CO?B.金剛石和石墨C,冰和干冰D.液氧和氧氣2 .（全國(guó)復(fù)賽）一定量的木炭在盛有氮?dú)夂脱鯕饣旌蠚怏w的密閉容器中燃燒后生成CO和 CO2,且測(cè)得反應(yīng)后所得CO、CO2. N2的混合氣體中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%,則其中氮 氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能為（）7A. 10%B. 30%C. 50%D. 70%3 .（全國(guó)復(fù)賽）

14、某同學(xué)為了探究木炭還原氧化銅所生成的氣體產(chǎn)物是什么，提出了以下猜想： a.可能是二氧化碳：b.可能是一氧化碳。并設(shè)計(jì)如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及 結(jié)論如下：若澄清的石灰水變渾濁，則氣體為二氧化碳：若澄清的石灰水不變渾濁，則氣體為一氧化碳0請(qǐng)你回答：（1）該同學(xué)的猜想是否嚴(yán)謹(jǐn)？若不嚴(yán)逆，請(qǐng)作補(bǔ)充。（2）請(qǐng)你對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置予以評(píng)價(jià)?！厩榫皠?chuàng)新題】4 .（原創(chuàng)題）日本工業(yè)新聞報(bào)道了一條用炸藥和碳粉炸出金剛石的消息，引起了許多人 的興趣，認(rèn)為這種方法很新鮮。用爆炸法生產(chǎn)金剛石是日本工業(yè)技術(shù)院化學(xué)研究所發(fā)明的。 因?yàn)樵谡ㄋ幈ǖ乃查g，可以產(chǎn)生40萬個(gè)大氣壓的超高壓和5000C的超高溫。按以往用

15、石 墨在2000C加2萬個(gè)大氣壓就能“壓”出金剛石的情況，爆炸時(shí)產(chǎn)生的超高壓和超高溫條件 應(yīng)該說完全可以“壓”出金剛石?？蒲腥藛T把裝有炸藥和碳粉的鋼制敞口容器，沉入到一個(gè) 直徑8 m、深約5 m的混凝上制成的水槽內(nèi)。這樣在爆炸時(shí)，其中的碳粉就基本上處于缺氧 的條件下（深水中當(dāng)然也有少量的氧，但微不足道），不會(huì)使碳燃燒成二氧化碳或一氧化碳。 操作員一按電鈕，只聽水槽內(nèi)轟的一聲悶響，爆炸就算完成了。然后，將容器里的水取出來 靜置，讓炸出的金剛石自然沉淀。請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合上述材料回答下列有關(guān)問題：（1）下列敘述不屬于金剛石用途的是新課標(biāo)（RJ） 化學(xué) 九年級(jí)上冊(cè)全品新教案A.用來裁玻璃B.琢磨成璀璨奪目

16、的鉆石C.潤(rùn)滑劑D.用作鉆探機(jī)鉆頭（2 ） 日本科研人員用來制金剛石的原料是 （填“碳粉”或“石墨”），所發(fā)生的變化屬于 （填“物理”或“化學(xué)”）變化。（3）我們知道單質(zhì)碳在高溫下極易與氧氣反應(yīng)生成CO?或CO,不可能制出金剛石，清根據(jù) 上述資料說說科研人員是怎樣克服這一問題的。（4）中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)家在440和高壓下，利用金屬鈉與二氧化碳作用得到了金剛石 和碳酸鈉，且金剛石的顆粒有望達(dá)到寶石級(jí)大小，它將給天然金剛石開采業(yè)帶來極大挑戰(zhàn)。 請(qǐng)寫出這一反應(yīng)化學(xué)方程式>參考答案1. B解析：CO和CO?雖然組成元素相同，但它們不是單質(zhì)：冰和干冰組成元素不同，且均 是化合物，不是單質(zhì)：液氧和

17、氧氣雖然是同種元素組成單質(zhì)，但它們是同一種物質(zhì)，只是狀 態(tài)不同而已。2. B解析：假設(shè)混合氣體是CCh和N?,則說明24%的碳元素均來自CO?，求得混合氣體中12二氧化碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：24% ?丞xl00%=88%,推知氮?dú)獾馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%；假設(shè)混合氣 體是CO和N?,則說明24%的碳元素均來自CO,求得混合氣體中二氧化碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1224%：加xl00%=56%,推知氮?dú)獾馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)為44%。因混合氣體是CO、CO2, N2三種物質(zhì)組 成的，故混合氣體中氮?dú)赓|(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)該在12% 44%之間。3. （1）不嚴(yán)謹(jǐn)還可能是二氧化碳和一氧化碳的混合氣體（2）該裝置的缺陷是：若產(chǎn)生的氣體中有一氧化碳，則會(huì)造成空氣污染解析：本題對(duì)生成氣體只作出兩種猜想，遺漏了生成氣體還可能是一氧化碳和二氧化碳混合 氣這一猜想，導(dǎo)致題給裝置無法驗(yàn)證CO存在，再有從環(huán)保角度思考，該裝置對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的 有毒的CO氣體，沒有作燃燒處理，會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。4. （1） C （2）碳粉化學(xué)（3）使碳粉在缺氧條件下合成金剛石（4） 4Na+3CO2 =C （金剛石）+2Na2CO3解析：金剛石最大用途體