人教版化學(xué)九上學(xué)案：6.1 金剛石、石墨和C60（第1課時）

6.1金剛石、石墨和C60課時1碳的單質(zhì)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解金剛石、石墨等碳單質(zhì)的一些重要物理性質(zhì)及其在生活中的用途；2．知道同一元素可以組成不同的物質(zhì)，認(rèn)識物質(zhì)的多樣性；3．通過對金剛石、石墨和C60的了解，初步認(rèn)識結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途之間的關(guān)系。二、學(xué)習(xí)重難點重點：碳單質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途之間的關(guān)系。難點：碳的不同單質(zhì)在物理性質(zhì)上差異是微粒空間排布的不同造成的。三、學(xué)習(xí)過程【課堂探究】一、金剛石1．物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)用途金剛石______色透明、_________形狀的固體

做_________硬度______（自然界存在的______的物質(zhì)）①用來______、切割大理石、加工堅硬的金屬；②裝在鉆探機鉆頭上鉆鑿堅硬的巖層等?！敬鸢浮繜o、正八面體；鉆石飾品；大、最硬；裁玻璃。2．結(jié)構(gòu)正四面體結(jié)構(gòu)【思考】為什么金剛石的硬度這么高呢？【答案】經(jīng)研究表明：金剛石之所以硬度這么高，主要是因為碳原子按正四面體的結(jié)構(gòu)排列而造成的?？偨Y(jié)：二、石墨1．物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)用途石墨外觀______色不透明______狀固體，有金屬光澤鉛筆芯硬度質(zhì)_________導(dǎo)電性_________電極手感_________潤滑劑【答案】深灰、鱗片；軟；導(dǎo)電；滑膩。2．結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)【交流討論】金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，但物理性質(zhì)差別卻很大，原因是什么？【答案】是由碳原子的排列方式不同造成的，金剛石的碳原子碳原子按正四面體的結(jié)構(gòu)排列，而石墨的碳原子呈層狀結(jié)構(gòu)。物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)，性質(zhì)決定其用途。3．在日常生活中，還有一些物質(zhì)如________________等的主要成分也是碳的單質(zhì)，而它們的結(jié)構(gòu)則與石墨類似?！緦嶒炋骄俊磕咎课郊t墨水實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論總結(jié)：活性炭、木炭等具有______________的結(jié)構(gòu)，可以吸附異味、色素等，具有吸附作用。【答案】木炭、焦炭、活性炭、炭黑；溶液由紅色逐漸變?yōu)闊o色；木炭具有吸附性；疏松多孔。三、C60C60分子結(jié)構(gòu)1．C60是一種___________；2．每個C60的分子是由______________________構(gòu)成；3．分子結(jié)構(gòu)形似足球，非常____________；4．C60的性質(zhì)非常穩(wěn)定，未來可能廣泛應(yīng)用于___________、催化、材料、科學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域。【答案】分子；60個碳原子；穩(wěn)定；超導(dǎo)體。四、其它新型碳單質(zhì)1．碳納米管碳納米管實際上就是石墨烯卷成了筒狀，碳納米管具有尺寸小、機械強度高、導(dǎo)電性極強的特點。2．石墨烯石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。石墨烯是世上最薄、最堅硬的納米材料，它幾乎是完全透明的。具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能?？偨Y(jié)：同一種元素可以組成性質(zhì)不同的多種單質(zhì)?！揪氁痪殹咳鐖D為金剛石、石墨、C60結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是（）A．金剛石、石墨屬于單質(zhì)，C60屬于化合物 B．它們都是由碳元素組成的，屬于同一種物質(zhì) C．這三種物質(zhì)中碳原子的排列方式不同 D．石墨在一定條件下轉(zhuǎn)化為金剛石屬于物理變化【答案】C【學(xué)后反思】通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你收獲了什么？【測評反饋】1．下列關(guān)于金剛石與石墨的說法中正確的是（

）A．都能導(dǎo)電

B．都是黑色固體

C．硬度都很小

D．都由碳元素組成【答案】D【解析】A．金剛石不能導(dǎo)電，石墨具有良好的導(dǎo)電性，不符合題意；B．石墨是灰黑色固體，金剛石是無色透明的固體，不符合題意；C．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，石墨是自然界中最軟的物質(zhì)之一，不符合題意；D．金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，符合題意。故答案為：D。2．下列物質(zhì)能用于除去水中異味和色素的是（

）A．明礬

B．活性炭

C．石子

D．細(xì)沙【答案】B【解析】A．明礬的作用是吸附較大顆粒，加速沉降，故A選項不合題意；B．活性炭具有吸附性，能吸附異味和色素，可用于除去水中異味，故B選項符合題意；C．小石子起過濾作用，除去水中固體雜質(zhì)，故C選項不合題意；D．細(xì)沙可起過濾作用，除去水中固體雜質(zhì)，故D選項不合題意。故答案為：B。3．兩位英國科學(xué)家因在石墨烯材料方面的開創(chuàng)性研究獲得2020年諾貝爾獎。石墨烯是由碳元素組成的單質(zhì)，下列關(guān)于碳單質(zhì)的說法正確的是（

）A．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可用來裁玻璃B．石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，所以是一種金屬C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物質(zhì)D．金剛石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接構(gòu)成的【答案】A【解析】A．金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)，可以做鉆頭，切割玻璃大理石等，符合題意；B．石墨有金屬光澤，有導(dǎo)電性，但不是金屬，不符合題意；C．活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物質(zhì)，不符合題意；D．金剛石、石墨是由碳原子直接構(gòu)成的，但足球烯（C60）是由C60分子構(gòu)成的，不符合題意。故答案為：A。4．金剛石、石墨、C60的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)卻有很大差異。其原因是（

）A．構(gòu)成它們的原子大小不同

B．構(gòu)成它們的原子數(shù)目不同C．金剛石、石墨是單質(zhì)，C60是化合物

D．金剛石、石墨、C60里碳原子的排列方式不同【答案】D【解析】金剛石、石墨和、C60中碳原子的排列方式不同，因而物理性質(zhì)不同；故答案為：D。5．“歸納與比較”是化學(xué)學(xué)習(xí)常用的方法。如圖是金剛石、石墨、C60、碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖，對金剛石、石墨、C60、碳納米管進(jìn)行比較，下列說法正確的是（

）A．構(gòu)成：四種物質(zhì)都由原子直接構(gòu)成

B．結(jié)構(gòu)：四種物質(zhì)里碳原子的排列方式相同C．性質(zhì)：四種物質(zhì)完全燃燒后的產(chǎn)物都是CO2

D．用途：四種物質(zhì)都很軟，可作潤滑劑【答案】C【解析】A．C60是由C60分子構(gòu)成的，故不符合題意；B．由金剛石、石墨、C60和碳納米管的結(jié)構(gòu)示意圖，這四種物質(zhì)中碳原子的排列方式不同，故不符合題意；C．金剛石、石墨、C60、碳納米管都是碳元素組成的單質(zhì)，完全燃燒時的產(chǎn)物都是二氧化碳，故符合題意；D．金剛石是自然界中硬度最大的物質(zhì)，不能用作潤滑劑，故不符合題意。故答案為：C。6．閱讀下列短文，回答問題。碳元素是最早被人類認(rèn)識和利用的元素。碳元素在地球上的含量雖然不足0．03%，但分布廣泛，且由碳元素組成的單質(zhì)及化合物有很多。石墨在超高壓和高溫的條件下某些碳原子受到擠壓，凸出到層間的空間中，與上層正六邊形的碳原子形成正四面體的排列形式，就得到金剛石。1985年，英國科學(xué)家克羅托發(fā)現(xiàn)C60，C60在常溫下是紫紅色晶體，具有金屬光澤。（1）碳元素在元素周期表中位于第

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周期。（2）碳單質(zhì)有多種，具有下列結(jié)構(gòu)圖的碳單質(zhì)中，由分子構(gòu)成的是

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（填序號）。（3）由石墨制取金剛石是

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變化。（填“化學(xué)”或“物理”）（4）結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途。從微觀角度分析，金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，但具有不同的物理性質(zhì)，其原因是

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；一氧化碳和二氧化碳具有不同的化學(xué)性質(zhì)，其原因是

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?！敬鸢浮浚?）二（2）C（3）化學(xué)（4）原子的排列方式不同；分子構(gòu)成不同【解析】（1）原子的電子層數(shù)決定元素的周期數(shù)，碳原子有2個電子層，碳元素在元素周期表中位于第二周期；（2）金剛石和石墨都是由原子直接