資源簡介

(共34張PPT)
1.化學反應前后六個不變：原子個數、原子質量、原子種類、元素種類、元素的質量，物質質量總和。
兩個一定變：分子種類、物質種類。
兩個可能改變：分子個數、元素的化合價。
2.對于有氣體參加或生成的化學反應，要證明符合質量守恒定律，要在密封裝置中進行。
3.化學方程式的含義：
（1）物質角度:硫和氧氣在點燃的條件下反應生成二氧化硫。
（2）粒子角度:1個硫原子和1個氧分子在點燃的條件下恰好完全反應生成1個二氧化硫分子。
（3）質量角度:每32份質量的硫和32份質量的氧氣在點燃的條件下完全反應生成64份質量的二氧化硫。
鈴聲伴讀
第六單元
碳和碳的氧化物
碳單質的多樣性
碳的氧化物
二氧化碳的實驗室制取
碳是一種常見的非金屬元素，以多種形式存在于大氣、地殼和生物體中。碳及其氧化物在生產、生活和科學技術領域有著廣泛的應用。
科學家發現了多種由碳元素組成的單質，這充分體現了物質的多樣性。人們基于碳及其氧化物的變化認識其性質，又利用碳及其氧化物的性質探索其應用。與碳有關的化學研究正在不斷深入和發展。
第六單元　碳和碳的氧化物
課題1　碳單質的多樣性
第1課時　碳的單質
2022版課標要求：
1.內容要求：①認識物質是多樣的，知道物質既有天然存在的也有人工創造的。②認識物質的性質與用途的關系。③認識物質性質在生活、生產、科技發展等方面的廣泛應用，體會科學地利用物質性質對提高人們的生活質量具有重要作用。
2.學業要求：①能舉例說明物質性質的廣泛應用及性質與用途的關系。②能利用常見物質的性質，分析、解釋一些簡單的化學現象和事實。
通過前面的學習，我們已經知道單質是由一種元素組成的純凈物。那么一種元素只能形成一種單質嗎？
顯然不是，如：氧元素可以組成O2和O3，磷元素可以形成白磷和紅磷；今天我們來學習碳元素形成的幾種常見單質：
金剛石 石墨 C60
物質 金剛石 石墨 C60
結構模型
知識點1　金剛石、石墨和C60的結構、性質及用途
閱讀課本第128～131頁，了解金剛石、石墨和C60的結構、物理性質及性質存在差異的原因，填寫下表：
分子結構與足球相似，又稱“足球烯”
物質 金剛石 石墨 C60
結構模型
宏觀組成 都是由______元素組成的單質
構成物質的粒子
化學式
碳
碳原子
碳原子
C60分子
C
C
C60
【思考與討論】
如何描述C60的組成與構成？
組成：C60是由碳元素組成的。
構成：C60是由C60分子構成的 ；
1個C60分子是由60個碳原子構成的。
其相對分子質量如何計算？
C60的相對分子質量=12×60=720。
物質 金剛石 石墨 C60
物理性質 外觀 無色透明的固體 灰黑色的固體
光澤 加工后璀璨奪目
硬度 天然存在的_____的物質
導電性 不導電
有金屬光澤
優良
很軟
最硬
物質 金剛石 石墨 C60
物理性質存在差異的原因
碳原子的排列方式不同
碳原子在空間構成立體網狀結構，所以其質地堅硬。
碳原子呈層狀結構，層與層之間作用力小，所以其質軟有滑感。
【思考與討論】 一定條件下，石墨轉化成金剛石是物理變化還是化學變化？
化學變化
根據金剛石、石墨和C60的性質及用途填寫下表：
物質 性質 用途
金剛石 加工后璀璨奪目
裁玻璃、切割大理石、作鉆機的鉆頭等
金剛石薄膜透光性好、硬度大 作透鏡等光學儀器的涂層
金剛石薄膜導熱性好 用于集成電路基板散熱，提高芯片性能
作裝飾品
硬度大
鉆戒
玻璃刀
鉆機鉆頭
金剛石熱沉片（散熱材料）
人造金剛石
人造金剛石，是在20世紀50年代通過高壓研究和高壓實驗技術的進展成功合成的一種材料。這種材料的開發使得金剛石成為一種可以通過人工手段大量生產的材料。
中國是世界上最大的人造金剛石生產國， 其產量占全球總產量的90%以上。
物質 性質 用途
石墨 很軟、有滑膩感，且為灰黑色
作電極
導電性好、有滑膩感、熔點高 制高鐵列車的受電弓滑板
制鉛筆芯
導電性好
鉛筆芯
石墨電極
石墨坩堝
高鐵受電弓滑板
生活小竅門
把鉛筆芯用小刀刮成碎末，倒入生銹打不開的鐵鎖鎖孔里，搖一搖。生銹的鎖就能輕易打開。
原理：鉛筆芯的主要成分是石墨，石墨具有潤滑性。
石墨的導電性實驗
把一根石墨電極或6B的鉛筆芯用導線接入如圖電路中，接通電源，觀察燈泡是否發光？
物質 性質 用途
C60 具有一些特殊的物理和化學性質 可應用于超導、催化、能源及醫學等領域
【思考與討論】
結合金剛石、石墨、C60的結構、性質和用途，討論物質的結構、性質與用途之間有什么關系。
性質
決定
反映
結構
用途
決定
反映
知識點2　木炭、活性炭等的性質及用途
木炭、焦炭、活性炭和炭黑等，它們的主要成分也是碳單質，結構與石墨類似。
木炭
焦炭
活性炭
炭黑
注意：它們均是混合物
觀察課本第130頁【實驗6－1】，記錄實驗現象并分析 原因：
實驗 現象 分析
向盛有半瓶水的小錐形瓶中，先滴入一滴紅墨水，再投入幾塊烘烤過的木炭(或活性炭)，振蕩
水中的紅色逐漸褪去
木炭（或活性炭）具有吸附性，吸附了水中的色素
木炭(或活性炭)具有____________的結構，因此具有________能力。活性炭的吸附作用比木炭強，可用于吸附毒氣、制糖工業中脫色制白糖、污水和飲用水的深度凈化處理及吸附室內裝修產生的有害氣體等。
疏松多孔
吸附
活性炭疏松多孔結構
活性炭包
防毒面具
活性炭凈水器
單質碳
金剛石
石墨
C60
能否通過改變物質結構，創造新物質？
性質
決定
反映
結構
用途
決定
反映
知識點3　碳單質的研究進展
閱讀課本第131頁“資料卡片”，找出研究取得進展的碳單質：_____________________________________________。
碳納米管、單層石墨片(即石墨烯)、石墨炔、T－碳等
碳納米管的結構
石墨烯的結構
石墨炔的結構
T-碳的結構
現在還發現了C28、C32、C70、C240、C540等碳單質
C70
C240
C540
我國科研成果
2010年，我國科學家通過化學方法合成了石墨炔。
2017年，中外科學家聯合團隊合成了T-碳。
2019年，我國科學家首次實現世界上最小尺寸的石墨烯折疊。
2021年，我國科研團隊合成出極硬非晶碳。
……
碳單質的應用
例1　（2023德州中考）如圖為金剛石、石墨和C60的結構模型圖（圖中的小球表示碳原子）。下列有關這三種物質的說法正確的是 （　　）
A．都是由碳原子直接構成的物質
B．碳原子排列方式都不相同
C．都是灰黑色固體
D．組成元素相同，性質也相同
課堂精練
B
例2　下列有關“碳家族”成員的說法中，正確的是（　　）
A．金剛石硬度大，因此可制成鉛筆芯
B．石墨質軟，因此可制成電極
C．活性炭具有吸附性，因此可用于凈水
D．C60用途廣泛，是一種新型化合物
1.（教材習題）我國高速鐵路的發展走在了世界前列。高鐵列車依靠由石墨制造的受電弓滑板與接觸網持續摩擦獲取電力，該用途與石墨的下列性質無關的是 （　　）
A．灰黑色 B．滑膩感
C．導電性 D．熔點高
C
A
2．如圖，向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里放入幾小塊剛烘烤過的木炭。下列有關說法錯誤的是 （　　）
A．一段時間后，觀察到集氣瓶中紅棕色變淺
B．打開彈簧夾，觀察到導管中液面上升
C．二氧化氮被木炭吸附
D．二氧化氮與木炭發生了化學反應
3.（2023秋佛山期末）石墨烯是從石墨中分離出的單層材料（結構如圖），是目前人工制得的最薄的材料，具有優異的導電、導熱性能。下列關于石墨烯的說法錯誤的是 （　　）
A．構成：由碳原子構成
B．分類：屬于非金屬單質
C．結構：碳原子排列方式與金剛石不同
D．用途：可用作超輕絕緣材料
D
D
1． 下列可用于制造玻璃刀頭的是 （　　）
A．C60 B．活性炭 C．石墨 D．金剛石
2． 金剛石和石墨的物理性質有很大的差異，主要原因是（　　）
A．組成的元素不同 B．原子的排列方式不同
C．構成的原子不同 D．原子的結構不同
3． 木炭、活性炭都具有吸附性，是因為它們 （　　）
A．都是黑色固體 B．密度都很小
C．都具有疏松多孔的結構 D．主要成分都是碳單質
D
C
B
4.（科普閱讀）閱讀短文并回答問題。
碳元素是人類接觸和利用最早的元素之一。由碳元素組成的單質分類如圖1。
石墨曾被誤認為是含鉛的物質。直到18世紀，化學家將石墨與KNO3共熔后產生CO2，才確定了它是含碳的物質。
天然金剛石資源稀少。早期，人們用石墨在高溫、高壓及催化劑條件下合成金剛石。最近，科學家發現了一種向金剛石晶種中通入甲烷氣體，在較低能量作用下培育金剛石的新方法，如圖2。
新型碳材料不斷面世。如圖3，靜止在花朵上的“全碳氣凝膠”是科學家迄今為止研制出的世界上最輕的固體材料。它也是吸油能力最強的材料之一，吸收量可高達自身質量的900倍。
（1）金剛石屬于_________（填序號）。
a．無定形碳 b．過渡態碳 c．晶形碳
（2）通過石墨與KNO3共熔生成CO2判斷石墨是含碳的物質，依據的原理是______________。石墨可用于_______（填序號）。
a．制鉛筆芯 b．作電池的電極
c．脫色制白糖　　　　 d．作耐高溫材料
c
質量守恒定律
abd
（3）石墨合成金剛石的過程中發生_______變化（填“物理”或“化學”）。甲烷（CH4）在一定條件下培育生成金剛石的同時還會生成另一種單質，反應的化學方程式為________________，該方法的優點是_____________。
（4）“全碳氣凝膠”能夠靜止在花朵上，說明它具有_________的性質。根據文中信息推測“全碳氣凝膠”的一種合理應用： ____________________________________。
化學
CH4 C＋2H2
節約能源
密度小
作海上漏油的吸收材料（合理即可）
5．易錯辨析。判斷下列說法是否正確，對的打“√”，錯的打“×”。
（1）一種元素只能組成一種單質。 （　 ）
（2）往生銹鎖芯中加鉛筆芯粉末后容易打開，是因為石墨具有滑膩感。 （　　）
（3）C60是由60個碳原子直接構成的物質。 （　　）
（4）C60的相對分子質量為720。 （　　）
（5）石墨具有導電性，所以碳的單質都具有導電性。（　　）
√
√
×
×
×
寫出下列反應的化學方程式：
1．紅磷在氧氣中燃燒 　　
2．硫粉在氧氣中燃燒
S＋O2 SO2
4P＋5O2 2P2O5

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