1、新課標(RJ) 化學 九年級上冊全拈新教案課題1金剛石、石墨和C60第1課時碳的單質版權歸全品公司所有，違者必究備課素材助力課堂書顯您的個性給課堂添彩!索材一新課存入情景導入師問物質是由元素組成的。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。那么，有沒有同一種 元素組成不同種物質的例子呢？師問氧元素能組成哪些單質？生答氧氣和臭氧師問磷元素能組成哪些單質？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。師講解碳元素能不能組成不同的單質呢？研究表明：金剛石、石墨和C60都是由碳元 素組成的單質。今天，我們就來學習金剛石、石

2、墨和C60。問題導入通過前面的學習我們知道，目前已發現的一百多種元素能構成幾千萬種物質, 但是你們知道哪種元素組成的物質種類最多嗎？是碳元素。碳在地殼中的含量只占0.087%, 但含碳元素的單質和化合物達到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。今天我們就來認識一些碳 的單質。【復習導入復習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。展示金剛石、石墨、C60分子的結構模型。紫材二教學建言【建言1有關金剛石、石墨、C60等碳單

3、質的物理性質和用途的處理策略問題1：同學們，你們知道金剛石、石墨和C6O嗎？它們在生活中有哪些用途？(學生觀 看視頻資料并結合教材回答問題)問題2：通過觀看視頻資料，總結一下金剛石、石墨和Ca)的物理性質和用途，并認真填 寫下表。物理性質用途組成元素顏色形狀硬度導電性金剛石石墨C4)問題3：同學們，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、生活中有哪些用途，木炭和活性炭為什么具有吸附性，i隹的吸附性較強一些？【建言2有關物質的結構與性質、性質與用途的處理方法(1)觀察下列圖片，總結物質的結構與性質的關系。(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？(3)通過對問題(2)的理解，請你總結一下物質的性質和用途的關系。(4)你知道為什么食品包裝用氮氣作保護氣，金屬銅能作導線，H2O和H2O2的組成元素 相同而性質卻不同嗎？建言3比較木炭和活性炭吸附性強弱教師演示木炭吸附性實驗何時做一個活性炭吸附性的對比實驗:取兩個50 mL的燒杯， 各加入20 mL蒸馀水，然后各滴入2滴紅墨水，分別放入相同質量的木炭和活性炭，比較溶 液紅色褪去所需的時間，進而確定兩者吸附性的強弱。問題：活性炭在生產生活中有哪些用途？物質的性質和用途有何關系？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、.工業生產中：制糖工業的脫色劑2.性質體現用途縈材三/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.素材四板書設計一、碳的幾種單質1.金剛石、石墨和Cso物理性質用途組成元素顏色形狀硬度導電性金剛石無色透明正八而體最硬不導電鉆探機的鉆頭，裁玻璃身!碳石墨深灰色不透明細鱗片狀固體質軟潤滑劑、鉛筆芯、電極等碳C&)足球狀質脆臥導電材料科學、超導體碳2.其他含雜質的碳單質木炭：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，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、結構、性質與用途的關系結構彘性質決定用途素

6、材五課后“練習與應用“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“碳”的世界。根據表中提供的信息，填寫有關含碳物質的對應特性。物質用途金剛石切割玻璃石墨作電極活性炭凈水對應特性0答案硬度大 導電性優良 具有吸附性2. 2題(2) (4)變式根據“性質決定用途，用途體現性質”，請回答下列問題。(1)焦炭可冶煉生鐵，體現了焦炭的 性。(2)石墨可作電極，是利用了石墨的 性。答案(1)還原(2)導電3. 2題(3) (4) (5) (6)變式浙江大學實驗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構，主要成分是石墨烯和碳納米管(兩者都是碳單

7、質)。下列關于“碳海綿”的說法錯誤的是()A.具有吸附性.可處理海上石油泄漏B.常溫下化學性質活潑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)，碳具有還原 性，所以在一定條件下可以還原氧化銅；碳在常溫下化學性質穩定，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、碳納米管的結構示意圖，下列說法正確的是 () /11 I I 金剛石石攀Go碳納米管A.這四種物質都很軟，可作潤滑劑B.這四種物質碳原子的排列方式不同C.這四種物質完全燃燒后的產物都是COD.這四種物質

8、的結構中都是每個碳原子連接4個碳原子答案B5. 4題變式中考實行網上閱卷，考生答題時必須用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（RJ） 化學 九年級上冊全品新教案6. 5題變式在書寫具有保存價值的檔案時，最好使用（）A.鉛筆 B.純藍墨水筆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）的集氣瓶內投入若干小木炭，連接好裝置，稍待片刻，能看到的現象是,原因是版權歸全品公司所有，違者必究答案集氣瓶內紅棕色的氣體逐漸變淺，甚至消失：漏斗內的液面上升 木炭具有吸附性, 將有色氣體（NOJ吸附到木炭表面，所以瓶內氣體顏色變

9、淺，甚至消失：外界大氣壓大于集氣瓶內氣體壓強，使漏斗內液而上升素材江教材參號答案教材P107實驗61參考答案現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|用途反映教材P110實驗62參考答案現象開始加熱時，導管口有無色氣泡逸出；過一會兒，黑色粉末變為紅色且澄 清石灰水變渾濁分析開始加熱時，試管中的空氣因受熱體積膨脹而逸出：溫度達到高溫后，木 炭與氧化銅開始反應，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課外實驗參考答案1 燈泡發光，此實驗說明石墨具有導電性。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，會造成火焰附近空氣中的 氧氣含量降低，且不易得到補充，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燃燒。這個實驗說明，在氧氣不足的條件下可以用含 碳元素的物質制得炭黑。教材P112練習與應用參考答案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性質穩定。6木炭具有疏松多孔的結構，可以吸附二氧化氮，因此集氣瓶中的紅棕色會消失。7 C+2CuO=2Cu+CO2 t解：設要使

11、80 g氧化銅完全還原，需要碳的質量至少是人c+2CuO=2Cu+CO2 t12 160x 80 g12 x ,160 = 80'=6 g答：需要碳的質量至少是6 g,素材七化學與生活石墨炸彈這種炸彈在500米高空爆炸，其有效范圍可以達到卜3平方千米。每枚炸彈中有50個像汽水 罐大小的小盒子，起到絕緣的作用，每個小盒子中有一個小降落傘，在電網的上空如同飛舞 的雪花。當它們碰到電線時，小盒子就會爆炸，爆炸后果是石墨的高級碳纖維就會迸出，落 到電線上切斷供電。“炸”出來的金剛石1989年9月22日，日本工業新聞報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，認為這種方法很新鮮。

12、用爆炸法生產金剛石是日本工業技術院化學研究所發 明的。因為在炸藥爆炸的瞬間，可以產生40萬個大氣壓的超高壓和5000C的超高溫。按以往 用石墨在2000C加2萬個大氣壓就能“壓”出金剛石的情況，爆炸時產生的超高壓和超高溫條 件應該說完全可以“壓”出金剛石。科研人員把裝有炸藥和碳粉的鋼制敞口容器，沉入到一個 直徑8米、深約5米的混凝土制成的水槽內。這樣在爆炸時，其中的碳粉就基本上處于缺氧的 條件下（深水中當然也有少量的氧，但微不足道），不會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金剛 石粉的技術受到許多國家的重視。4%素材八了能力培優【培優訓練題】產向¥參1 .（黑龍江初賽）化學上把同種元素組成的不同單質互稱為同素導形體，例如白磷和紅磷, 下列各組物質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 .（全國復賽）一定量的木炭在盛有氮氣和氧氣混合氣體的密閉容器中燃燒后生成CO和 CO2,且測得反應后所得CO、CO2. N2的混合氣體中碳元素的質量分數為24%,則其中氮 氣的質量分數可能為（）7A. 10%B. 30%C. 50%D. 70%3 .（全國復賽）

14、某同學為了探究木炭還原氧化銅所生成的氣體產物是什么，提出了以下猜想： a.可能是二氧化碳：b.可能是一氧化碳。并設計如下圖所示裝置進行實驗，預期的實驗現象及 結論如下：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請你回答：（1）該同學的猜想是否嚴謹？若不嚴逆，請作補充。（2）請你對該實驗裝置予以評價。【情景創新題】4 .（原創題）日本工業新聞報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，認為這種方法很新鮮。用爆炸法生產金剛石是日本工業技術院化學研究所發明的。 因為在炸藥爆炸的瞬間，可以產生40萬個大氣壓的超高壓和5000C的超高溫。按以往用

15、石 墨在2000C加2萬個大氣壓就能“壓”出金剛石的情況，爆炸時產生的超高壓和超高溫條件 應該說完全可以“壓”出金剛石。科研人員把裝有炸藥和碳粉的鋼制敞口容器，沉入到一個 直徑8 m、深約5 m的混凝上制成的水槽內。這樣在爆炸時，其中的碳粉就基本上處于缺氧 的條件下（深水中當然也有少量的氧，但微不足道），不會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。請同學們結合上述材料回答下列有關問題：（1）下列敘述不屬于金剛石用途的是新課標（RJ） 化學 九年級上冊全品新教案A.用來裁玻璃B.琢磨成璀璨奪目

16、的鉆石C.潤滑劑D.用作鉆探機鉆頭（2 ） 日本科研人員用來制金剛石的原料是 （填“碳粉”或“石墨”），所發生的變化屬于 （填“物理”或“化學”）變化。（3）我們知道單質碳在高溫下極易與氧氣反應生成CO?或CO,不可能制出金剛石，清根據 上述資料說說科研人員是怎樣克服這一問題的。（4）中國科學技術大學化學家在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到寶石級大小，它將給天然金剛石開采業帶來極大挑戰。 請寫出這一反應化學方程式>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：冰和干冰組成元素不同，且均 是化合物，不是單質：液氧和

17、氧氣雖然是同種元素組成單質，但它們是同一種物質，只是狀 態不同而已。2. B解析：假設混合氣體是CCh和N?,則說明24%的碳元素均來自CO?，求得混合氣體中12二氧化碳的質量分數為：24% ?丞xl00%=88%,推知氮氣的質量分數為12%；假設混合氣 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量分數為：1224%：加xl00%=56%,推知氮氣的質量分數為44%。因混合氣體是CO、CO2, N2三種物質組 成的，故混合氣體中氮氣質量分數應該在12% 44%之間。3. （1）不嚴謹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：若產生的氣體中有一氧化碳，則會造成空氣污染解析：本題對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，導致題給裝置無法驗證CO存在，再有從環保角度思考，該裝置對反應產生的 有毒的CO氣體，沒有作燃燒處理，會對環境造成影響。4. （1） C （2）碳粉化學（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