人教版九年級化學(xué)上冊導(dǎo)學(xué)案 第六單元碳和碳的化合物 課題1 金剛石、石墨和C60

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1、人教版九年級化學(xué)上冊導(dǎo)學(xué)案 第六單元碳和碳的化合物 課題1 金剛石、石墨和C60 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.掌握金剛石和石墨的主要物理性質(zhì)及相關(guān)的用途。 2.掌握單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)及對應(yīng)的用途。 3.理解同種元素可以組成不同的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的關(guān)系，且能以發(fā)展的觀點(diǎn)看待碳的單質(zhì)。 【課前預(yù)習(xí)】 1．竹炭制品深受消費(fèi)者歡迎，竹炭是竹子經(jīng)過炭化處理后形成的多孔性材料，竹炭不具有的性質(zhì)是 A．黑色固體 B．易溶于水 C．有吸附性 D．能夠燃燒 2．C60擁有十分完美和理想的對稱球形結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)模型如圖），被美國《時代周刊》評為“明星分子”，發(fā)現(xiàn)該分子的三位科學(xué)家因此榮獲諾貝爾化學(xué)獎．C60

2、有著奇特的性能和廣泛應(yīng)用，下列應(yīng)用中利用了C60化學(xué)性質(zhì)的是（ ） A．光導(dǎo)體 B．潤滑劑 C．抗癌藥物 D．高強(qiáng)度碳纖維 3．某同學(xué)進(jìn)行木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)操作，其中正確的是 A．裝藥品時先裝氧化銅再裝木炭粉 B．反應(yīng)結(jié)束時，先熄滅酒精燈 C．用酒精燈先預(yù)熱，然后再集中加熱 D．盛放藥品的試管口向上傾斜 4．某物質(zhì)中只含有一種元素，該物質(zhì)（ ） A．一定是一種單質(zhì) B一定是純凈物 C一定是化合物 D可能是純凈物也可能是混合物 5．下列關(guān)于石墨、金剛石、木炭性質(zhì)和用途的說法中，正確的是 。 A．石墨熔點(diǎn)高，有滑膩感，可制作劃玻璃的工

3、具 B．石墨有良好的導(dǎo)電性，可用于制干電池中的電極 C．金剛石耐高溫，可用于制鉛筆芯 D．木炭具有吸附能力，可與品紅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使紅色褪去 6．最近科學(xué)家確認(rèn)，存在著一種具有空心，且類似足球結(jié)構(gòu)的分子N60。這一發(fā)現(xiàn)將開辟世界能源的新領(lǐng)域，它可能成為一種優(yōu)秀的火箭燃料。下列關(guān)于N60的說法不正確的是 。 A．N60中氮元素的化合價為0 B．N60的相對分子質(zhì)量為840 C．N60和 N2都是氮元素的單質(zhì) D．N60這種物質(zhì)是由氮原子構(gòu)成的 7．關(guān)于水的凈化，正確的是 。 A．活性炭的吸附性屬于化學(xué)性質(zhì) B．過濾可以除去所有雜質(zhì)

4、 C．蒸餾對水的凈化程度最高 D．明礬凈水的作用是殺菌消毒 8．電腦芯片的制作要用到高純度的硅。目前廣泛采用石英砂（主要成分是SiO2）為原料制取，其中一步反應(yīng)為：。對該反應(yīng)分析正確的是 。 A．該反應(yīng)屬于化合反應(yīng) B．碳在該反應(yīng)中表現(xiàn)出還原性 C．碳元素化合價由 0 價變?yōu)?4價 D．碳還原氧化物后生成的氣體均為CO2 9．在隔絕空氣的情況下，用C還原CuO。下列敘述正確的是 。 A．反應(yīng)前后固體中氧原子的數(shù)目保持不變 B．反應(yīng)前后固體減輕的質(zhì)量等于氧化銅中氧元素的質(zhì)量 C．反應(yīng)中消耗的氧化銅分子與碳原子的數(shù)目一定相等 D．反應(yīng)中

5、銅元素的質(zhì)量保持不變 10．關(guān)于“C在O2中充分燃燒”反應(yīng)的說法中，正確的是 。 A．產(chǎn)生藍(lán)色火焰 B．化學(xué)反應(yīng)方程式為： C．生成有刺激性氣味的氣體 D．各物質(zhì)之間的質(zhì)量比為12∶32∶44 【學(xué)習(xí)探究】 自主學(xué)習(xí) 閱讀課本，完成下列問題 1.（1） ? 金剛石 石墨 物理性質(zhì) 外觀 ? ? 光澤 ? ? 硬度 ? ? 導(dǎo)電性 ? ? 用途 ? ? （2）碳元素除了組成金剛石和石墨外，你知道還能組成哪些單質(zhì)嗎？由石墨制造金剛石是物理變化還是化學(xué)變化？ 2．碳的化學(xué)性質(zhì) 在點(diǎn)燃的條件下

6、，當(dāng)氧氣充足時，碳跟氧氣反應(yīng)生成 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；當(dāng)氧氣不充足時，則生成 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 這兩個反應(yīng)都屬于 互學(xué)探究 一、金剛石（C）、石墨（C）和C60 問題情境：金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì)，它們的結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和用途各如何呢？是否相同？為什么？ 1.金剛石的化學(xué)式是_____、石墨的化學(xué)式是 。 金剛石和石墨都是由_____元素組成的，但是由于它們的_______________不同，因此它們的物理性質(zhì)存在很大的

7、差異。它們的化學(xué)性質(zhì)相同，原因是______________________________。 2. 金剛石、石墨和C60的組成、結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)及用途的比較 物質(zhì) 金剛石 石墨 C60 組成 都是由_____組成的單質(zhì) 結(jié)構(gòu) 碳原子排列方式 四面體網(wǎng)狀排列 層狀排列 ___個碳原子構(gòu)成1球狀分子 物 理 性 質(zhì) 外觀 _____透明的正八面體體形狀的固體 _____片狀固體，有金屬光澤、有__________ 分子為足球狀（又稱足球烯） 硬度 最 （天然存在） 很_____ 質(zhì)脆 導(dǎo)電性 不導(dǎo)電 導(dǎo)熱性 不

8、良 不良 用途 鉆頭、刻刀、裝飾品等 電極、鉛筆芯、潤滑劑 材料科學(xué)、超導(dǎo)體 注意：“碳”是指碳元素，在表示碳元素和含碳的化合物時使用，如，二氧化碳、一氧化碳等；“炭”是指具體的物質(zhì)，如：炭黑、木炭、活性炭等，它們都是混合物，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_____的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，具有__________的結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用：利用木炭、活性炭的吸附性來___________________________________。 4. 想一想，議一議： 結(jié)合金剛石、石墨和木炭的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途，討論物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與

9、用途之間的關(guān)系。 _____ _____ 物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 物質(zhì)的性質(zhì) 物質(zhì)的用途 _____ _____ 5. 碳的化學(xué)性質(zhì) 1.我國古代一些書法家、畫家用墨書寫或繪制的字畫能保存很長時間而不變色。 這說明了什么? 2. 常溫下，碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。 若升高溫度，又如何呢?寫出木炭在氧氣中充分燃燒時的化學(xué)方程式?_________

10、___________________________ 當(dāng)碳不充分燃燒時，生成—氧化碳。(如室內(nèi)通風(fēng)不良燃燒煤,形成煤氣中毒現(xiàn)象)學(xué)生寫出碳不充分燃燒時的化學(xué)方程式 :________________________________________________________________________ 碳的質(zhì)量為ag，氧氣的質(zhì)量為bg，發(fā)生反應(yīng)時： ①若＜時，生成 ，O2有剩余,所得氣體為 。 ②若＝時，生成 ，C和O2恰好反應(yīng)完,所得氣體為 。 ③若＞時

11、，生成 ，C有剩余,所得氣體為 。 ④若＝時，生成 ，C和O2恰好反應(yīng)完,所得氣體為 。 ⑤若＞＞時，生成 ,所得氣體為 。 3.[活動與探究](教材P110實(shí)驗(yàn)6-2)把經(jīng)過烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻，小心地鋪放進(jìn)試管，并將試管固定在鐵架臺上．試管口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)管(如圖)，用酒精燈(可加網(wǎng)罩以使火焰集中并提高溫度)加熱混合物幾分鐘。然后先撤出導(dǎo)氣管，待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。

12、觀察現(xiàn)象并分析 現(xiàn)象 分析 請寫碳和氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________ [分析]從分子組成上看CuO轉(zhuǎn)變?yōu)镃u，發(fā)生了什么變化?是誰導(dǎo)致了這種變化? [討論回答] 小結(jié)：還原反應(yīng)和還原劑 （1）反應(yīng)中得氧的物質(zhì)——被氧化——發(fā)生氧化反應(yīng)——作還原劑——具有還原性 （2）反應(yīng)中失氧的物質(zhì)——被還原——發(fā)生還原反應(yīng)——作氧化劑——具有氧化性 [練習(xí)] 1.焦炭在工業(yè)上可用來煉鐵：2Fe2O3+3C4Fc+3CO2↑ 請問那種元素化合價變化最大?這個反應(yīng)是否是還原反應(yīng)?若屬于還原反應(yīng)，

13、哪種物質(zhì)具有還原性? 2.碳在高溫下還能使二氧化碳轉(zhuǎn)變成一氧化碳:請寫出該反應(yīng)的化學(xué)程式:__________________________ 請問：這個反應(yīng)是否是還原反應(yīng)?若屬于還原反應(yīng)，哪種物質(zhì)具有還原性? 哪種物質(zhì)是還原劑? 拓展:①猜想高溫加熱”C”與” CuO”混合后所得氣體的組成及說明理由? ②在煤爐燃燒過程中添加新煤,爐溫降低的原因? 【課后練習(xí)】 1．當(dāng)改變有關(guān)反應(yīng)物的相對用量時，下列反應(yīng)的產(chǎn)物可能發(fā)生改變的是 。 A．H2在O2中燃燒 B．Mg在O2中燃燒 C．C在O2中燃燒 D．Fe在O2中燃燒 2．被譽(yù)為“21

14、世紀(jì)神奇材料”的石墨烯以其神奇特性承載著人們的無數(shù)想象。石墨烯是從石墨中分離出來的一層或幾層碳原子構(gòu)成的石墨片，用石墨烯和鋁合金可制出一種具備特殊性能的烯合金，下列對石墨烯和烯合金的說法錯誤的是（ ） A．石墨烯在一定條件下能與氧氣反應(yīng) B．石墨烯是一種新型的化合物 C．烯合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性 D．烯合金是一種新型材料 3．在一定條件下，一氧化碳、木炭都能與氧化銅發(fā)生反應(yīng)，下列敘述正確的是 A．反應(yīng)產(chǎn)生的氣體都有毒 B．反應(yīng)中都有紅色固體生成 C．反應(yīng)類型都是置換反應(yīng) D．反應(yīng)的生成物不同 4．碳在充足的氧氣中燃燒，則參加反應(yīng)的碳和生成物的質(zhì)量比為（???） A．1∶1 B．

15、1∶2 C．3∶8?? D．3∶11 5．關(guān)于金剛石和石墨的下列說法中，不正確的是（　?。? A．它們都是由碳元素組成的單質(zhì) B．它們都是電的良導(dǎo)體 C．金剛石質(zhì)硬，石墨質(zhì)軟 D．金剛石、石墨里的碳原子排列方式不同 6．如圖是碳和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，相關(guān)說法錯誤的是 A．燈罩的作用是：集中火焰提高溫度 B．反應(yīng)過程中可觀察到b中澄清石灰水變渾濁 C．反應(yīng)結(jié)束后立即把a(bǔ)中的粉末倒出觀察生成物的顏色 D．該實(shí)驗(yàn)說明碳具有還原性 7．下列說法正確的是（　?。? ①用活性炭吸附的方法能使硬水轉(zhuǎn)化為軟水；②為防止水污染，應(yīng)禁止使用化肥和農(nóng)藥；③用肥皂水可以鑒別硬水和軟水；④電解水生成

16、氫氣和氧氣說明水由氫、氧元素組成；⑤液態(tài)水變成水蒸氣時，水分子變大． A．①② B．③④ C．①⑤ D．②③ 8．科研中的化學(xué)。研究人員發(fā)明了世界上最黑的物質(zhì)“超級黑”，它是用比頭發(fā)絲細(xì)一萬倍的碳納米管制造的碳單質(zhì)，其傳導(dǎo)熱的效率為銅的 7 倍，堅固程度為鋼的 10 倍。下列說法正確的是（　?。? A．“超級黑”說明碳單質(zhì)都是黑色 B．“超級黑”是天然存在的最硬物質(zhì) C．“超級黑”在一定條件下能夠燃燒 D．“超級黑”是一種新型的金屬材料 9．下列有關(guān)碳單質(zhì)的說法錯誤的是 A．金剛石、石墨均為碳單質(zhì)，它們充分燃燒的產(chǎn)物都是二氧化碳 B．金剛石和石墨的物理性質(zhì)不同的原因是碳原

17、子的排列方式不同 C．書寫檔案時規(guī)定使用碳素墨水，是因?yàn)槌叵绿嫉幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑 D．石墨在一定條件下轉(zhuǎn)化成金剛石是物理變化 10．金剛石、石墨和C60都是由碳元素組成的單質(zhì),下列說法正確的是（ ） A．它們是同一種物質(zhì) B．它們碳原子的排列方式不同 C．它們的化學(xué)性質(zhì)不同 D．它們的物理性質(zhì)相同 11．“史上最貴”的實(shí)驗(yàn)： 步驟Ⅰ．讓金剛石在充足的氧氣中燃燒，收集生成的氣體； 步驟Ⅱ．讓足量鎂條在步驟Ⅰ生成的氣體中燃燒，生成黑色的炭粉和白色的固體氧化物。 （1）步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____． （2）若金剛石質(zhì)量為m1，按上述步驟反應(yīng)且轉(zhuǎn)化完全，生成的炭

18、粉質(zhì)量為m2，則m1_____m2（填“＜”、“＝”、“＞”），理由為_____． 12．碳及其化合物與人類關(guān)系密切，在生活中應(yīng)用廣泛。請?zhí)顚懴铝锌崭瘢? （1）下列含碳元素的物質(zhì)：①碳酸鈉 ②甲烷 ③一氧化碳 ④碳酸，屬于有機(jī)物的 是______（填序號，下同），汽水中含有的一種酸是______。 （2）木炭可以做燃料，它在空氣中充分燃燒的化學(xué)方程式是______________________。 （3）倡導(dǎo)“低碳”生活，主要是為了減少_____________的排放量。請寫出一例符合這一主題的做法___________________________________________

19、_____。 13．世界上的幾千萬種物質(zhì)都是由一百多種元素組成的，同一種元素能夠形成不同種單質(zhì)，如碳元素能形成的單質(zhì)有_________、_________和C60等，這幾種碳單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)_________（填“相似”或“不同”），物理性質(zhì)_________（填“相似”或“不同”），其原因是_________；相同的元素能組成不同的物質(zhì)，如氫元素和氧元素能組成水和_________（填化學(xué)式）． 14．通過學(xué)習(xí)化學(xué)，同學(xué)們明白了很多道理，請從微觀（分子或原子）角度來解決下列化學(xué)問題。 ⑴一氧化碳和二氧化碳化學(xué)性質(zhì)不同的原因是 ⑵混合物和純凈物的不同之處是 ⑶打氣筒能將空氣壓入足球內(nèi)

20、 15．化學(xué)是與我們的生產(chǎn)和生活緊密相關(guān)的學(xué)科． （1）請從石墨、究竟、氮?dú)?、一氧化碳、活性炭、氧氣中，選擇與下列敘述相對應(yīng)的物質(zhì)，填寫在空白處． ①供給動植物呼吸的是________?． ②用于制作鉛筆芯的是________?． ③食品包裝袋中可填充的是________?． ④可用于除去冰箱中異味的是________ ． （2） 煤、________?和天然氣常稱為化石燃料．燃燒發(fā)電時，將煤塊粉碎成煤粉，其目的是________?．化石燃料燃燒都會產(chǎn)生二氧化碳，它是空氣中含量最多的溫室氣體，為減少它的排放，科學(xué)家致力于研究將過多的二氧化碳和氫氣在催化劑和加熱的條件下反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為

21、水和甲烷．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　________ 【參考答案】 【課前預(yù)習(xí)】 1．B 2．C 3．C 4．D 5．B 6．D 7．C 8．B 9．D 10．D 【課后練習(xí)】 1．C 2．B 3．B 4．D 5．B 6．C 7．B 8．C 9．D 10．B 11．2Mg+CO22MgO+C = 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)量不變 12．② ④ CO2 綠色出行 13．金剛石；石墨；相似；不同；碳原子排列不同；H2O2。 14．（1） 分子構(gòu)成不同 （2）混合物是由不同種分子（或原子）構(gòu)成，純凈物是由同種分子（或原子）構(gòu)成 （3） 分子之間有間隔 15．氧氣；石墨；氮?dú)猓换钚蕴?；石油；增大與氧氣的接觸面積，使燃燒更充分；CO2+4H22H2O+CH4 9 / 9