第17讲碳单质-人教版九年级上册化学学案（机构用）

1、第17讲 碳的几种单质【教学目标】1.知道金刚石和石墨的物理性质和主要用途2.了解碳单质的化学性质3.明白C60分子的结构特点和潜在应用前景4.知道木炭和活性炭的吸附性【教学重点】碳的化学性质【教学难点】碳单质物理性质不同的原因知识点睛知识点一 金刚石、石墨、C60的物理性质和用途1. 金刚石（由碳原子构成）（1）结构：每个碳原子都与四个碳原子相连，在空间构成连续的骨架结构。（2）物理性质：无色透明的正八面体形状的固体，是自然界最硬的物质。几乎不导电。（3）用途：用作钻探机的钻头，用于裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，还可做装饰品。2. 石墨（由碳原子构成）（1）结构：碳原子呈平面层状排列。

2、（2）物理性质：深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体，是最软的矿物之一，有优良的导电性， 润滑性，耐高温。（3） 用途：用作润滑剂、电极、电刷、铅笔芯等。 3. C60（由C60分子构成，又称足球烯）（1）结构：60个碳原子构成一个球状分子。（2）物理性质：形似足球，具有金属光泽的固体，质脆，不导电。（3）用途：有可能广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域。【思考】：金刚石、石墨、C60都是碳单质，为什么物理性质有很大差异？4. 同素异形体：同种元素组成的不同种单质，如金刚石和石墨知识点二 无定形碳在日常生活和农业生产中，我们常常要用到无定形碳，无定形碳包括木炭、焦炭、活性炭、炭黑等

3、，这些物质是人工制造的产物，它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。1. 木炭：灰黑色多孔状固体，由木材隔绝空气加热制得。可做燃料、冶炼金属、制黑火药。因结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附一些工业产品和食品里的色素，也可用其来吸附有异味的物质。2. 活性炭：灰黑色多孔颗粒状固体，木炭经水蒸气高温处理后，可以得到吸附能力更强的活性炭，也具有疏松多孔的结构。由于吸附能力更强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭吸附毒气的，也用作制糖工业中的脱色剂。随着社会的发展，活性炭也被应用在城市污水、工业废水、饮用水的深度净化处理中；人们还利用活性炭来吸附装修产生的对人体有害的气体等等。3. 焦炭：浅灰色多孔状

4、固体，由煤隔绝空气加强热制得，主要用于冶炼金属。4. 炭黑：极细的黑色粉末，由碳物质不完全燃烧生成，可用于制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，也是橡胶制品的填料，能够增加轮胎的耐磨性。【例题讲解】1下列关于碳单质用途的叙述中，错误的是（ ）干电池里的碳棒是石墨制成的 电冰箱的除味剂是活性炭 防毒面具用焦炭吸收有毒气体 制糖工业用炭黑来吸附有色物质 金刚石不仅能刻划玻璃，还能装在钻头上钻凿坚硬的岩层ABCD【答案】C2可用作冰箱去味剂的是（ ）A石墨B焦炭C炭黑D活性炭【答案】D3下列关于金刚石、石墨、C60的说法不正确的是（ ）A石墨是电的良导体，可做电极B石墨质软，可作铅笔芯C金刚石由碳元素组成D

5、C60由碳原子构成【答案】D4中国的高铁走在了世界的前列，机车与电路连接的石墨电刷，其性质不在应用之内的是（ ）A稳定性B润滑性C还原性D导电性【答案】C5金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）金刚石 石墨 C60 碳纳米管A这四种物质完全燃烧后的产物是不同的B这四种物质的物理性质有较大差异的原因是碳原子的排列方式不同C常温下C60和碳纳米管的化学性质很活泼D这四种物质都是碳元素组成的单质，虽然名称不同，但是同一种物质【答案】B【变式训练】1下列属于同素异形体的是（ ）A金刚石与C60B二氧化碳与干冰C氧气与液氧D水与双氧水【答案】A2科学家对石墨进行处理使得

6、石墨片的厚度逐渐变薄，最终获得目前已知的最薄的材料石墨烯（如下图）。石墨烯作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好。下列关于石墨烯的说法正确的是 （ ）A石墨烯是一种新型的纳米化合物B石墨烯与C60互为同素异形体C石墨烯与有机物烯烃一样，是一种有机化合物D石墨制取石墨烯的过程是化合反应【答案】B3的发现使人类了解到一个全新的碳世界，的分子结构与足球相似，下列说法正确的是（ ） A足球由构成B这种物质由碳原子直接构成C是一种新型的化合物D在氧气中完全燃烧生成【答案】D4下列有关金刚石和石墨的说法中，正确的是（ ）A硬度都比较大B都具有良好的

7、导电性C完全燃烧都生产二氧化碳D常温下化学性质都活泼【答案】C知识点三 单质碳的化学性质常温下碳具有稳定性我国古代用墨书写或绘制的画，年深日久不褪色碳在常温下化学性质稳定，现在填写档案，用碳素笔高温下可燃性反应经常发生在以煤为燃料的火炉里相同反应物在不同的条件反应产物可能不同还原性碳和CuO反应：2CuO+C2Cu+CO2现象：黑色的CuO变成红色，有使澄清石灰水变浑浊的气体产生碳和CO2反应：CO2+C2CO【例题讲解】1如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（ ）A该实验需要较高温度B木炭发生了还原反应C实验前应把木炭粉充分烘干D该实验中的木炭粉可以换成活性炭【答案】B2下列

8、有关碳单质的性质和结构，说法正确的是（ ）A金刚石和石墨的物理性质有很大差异是因为构成它们的原子大小不同B用墨绘制的字画能保存很长时间而不变色是因为碳的化学性质任何时候都不活泼CC60可以表示一个C60分子D所有碳单质燃烧只生成二氧化碳【答案】C3碳与氧化铜恰好完全反应，有关量的变化见下图，分析正确的是（ ）A（a-b）表示反应消耗的碳的质量B（a-b）表示反应前后固体中氧元素的质量Cb表示生成的铜的质量Db表示生成的二氧化碳的质量【答案】C4用木炭还原氧化铜的实验如图。（1）标出仪器的名称：_（2）酒精灯加灯罩的目的_；（3）刚开始预热，试管中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原 因是_；（4

9、）继续加热，观察到澄清石灰水_，黑色粉末中出现_物质。（5）停止加热时，应先将导管从试管中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是_。【答案】试管 提高温度 试管里的空气受热膨胀逸出，不是生成的二氧化碳 变浑浊 红色 防止生成的铜又被氧化成氧化铜 【变式训练】1下列碳单质的用途中，利用碳的化学性质的是（ ）做电极做滤毒剂制作固体润滑剂做燃料制作装饰品冶炼金属制作染料ABCD【答案】D2我国古代某些画家、书法家用墨（用炭黑等制成）绘制或书写的字画能够保存至今而不变色的原因是（ ）A碳在常温下化学性质不活泼B炭黑具有很强的吸附能力C部分炭黑转变成了更稳定的物质

10、D碳单质不溶于水【答案】A3下列关于碳的化学性质的叙述中，错误的是（ ）A碳的化学性质很活泼B碳与O2反应可生成CO2也可生成COC炽热的碳与CO2反应生成CO，这个反应需要吸热D碳在空气中燃烧时放出热量，是一种重要的能量【答案】A4化学是一门以实验为基础的学科，根据下图回答有关问题：（1）上图是木炭还原氧化铜的反应，写出该反应的化学方程式_；实验结束后要等冷却后再把试管里的粉末倒出，这样操作目的是_；（2）上图为探究质量守恒定律的实验，该过程观察到的实验现象是_，请从微观角度解释反应前后天平平衡的的原因_；（3）上图中玻璃棒的作用是_；实验得到的滤液仍然浑浊，原因是_（答一点即可）；（4）上

11、图为电解水装置，判断所接电源的正负极，图中A点表示_极，该反应的化学方程式为_。【答案】 防止生成的铜重新被氧化 白磷燃烧产生大量白烟，放出热量，气球先变大后变小，天平平衡 化学反应前后，原子的种类、数目、质量保持不变 引流，防止液体飞溅 滤纸破损/仪器不干净/滤液高于滤纸边缘 负 2H2O2H2O2 巩固提升1下列关于碳的化学性质的叙述中，错误的是（ ）A碳的化学性质很活泼B碳与O2反应可生成CO2也可生成COC炽热的碳与CO2反应生成CO，这个反应需要吸热D碳在空气中燃烧时放出热量，是一种重要的能量【答案】A2同学们填写的“毕业登记册表”需要长期保存，因此填写时必须使用（ ）A铅笔B圆珠笔

12、C碳素笔D红墨水笔【答案】C3下列对一些事实的解释错误的是（ ）A书写档案规定必须使用碳素墨水-常温下碳的化学性质稳定B石墨可用于制铅笔芯-石墨很软，有导电性C夏天烧烤时常用木炭作燃料-木炭具有可燃性D金刚石切割玻璃-金刚石硬度大【答案】B4炭雕是一种集观赏、空气净化于一体的工艺品。其主要成分是碳。下列关于炭雕的说法错误的是（ ）A炭雕作为艺术品可长久保存B将制炭雕的下脚料粉末与氧化铜粉末共热，不能发生反应C摆放炭雕时必须远离火种D炭雕能吸附室内微量有害气体【答案】B5下列关于金刚石、石墨和C60的说法中，不正确的是（ ）A三种物质在氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳B石墨在一定条件下可转化为金

13、刚石，该变化属于化学变化CC60是一种新型的化合物D金刚石与石墨物理性质差异大，是因构成两物质碳原子排列方式不同【答案】C6在木炭还原氧化铜的实验中（如图所示），下列有关说法错误的是（ ）A实验中澄清石灰水变浑浊是因为生成二氧化碳B实验中发现试管中的黑色固体变红，是因为生成了铜C酒精灯上的网罩的作用：集中火焰，提高温度D该反应的化学方程式为：CuO+CCu+CO2【答案】D7福建泉港“碳九”化学品泄漏，造成人员受伤，渔排泡沫被腐蚀，污染严重，事故处理中用到我国研制岀的固体碳海绵。碳海绵由碳元素组成，其主要成分是石墨烯和碳纳米管（两者都是单质），具有高弹性和疏松多孔的结构。下列关于“碳海绵”的说

14、法不正确的是（ ）A常温下化学性质不活泼B具有较强的吸附性C燃烧会产生CO2D易溶于水【答案】D8金刚石，石墨，C60的化学性质相似，但物理性质相差甚远，这是因为（ ）A构成它们的原子大小不同B构成它们的原子数目不同C构成它们的原子种类不同D构成它们的原子排列方式不同【答案】D9商店出售的黑底橡胶运动装，其鞋底具有良好的耐磨性能这是因为在橡胶中加入了一种耐磨的填料，这种填料是（ ）A石墨粉B活性炭C木炭粉D炭黑【答案】D10某同学进行木炭还原氧化铜实验操作，其中正确的是（ ）A装药品时先装氧化铜再装木炭粉B反应结束时，先熄灭酒精灯C用酒精灯先预热，然后再集中加热D盛放药品的试管口向上倾斜【答案

15、】C11两份质量相等的碳,一份与足量的氧气完全反应生成二氧化碳,另一份与氧气反应全部生成一氧化碳,则前者与后者消耗氧气的质量比为（ ）A2:1B1:2C3:4D3:8【答案】A12生活中许多物质中均含有碳元素。（1）透明的金刚石、深灰色的石墨，都是由碳元素组成的_ （填“单质”或“化合物”），金刚石和石墨的物理性质差异很大，主要原因是_，但它们的化学性质相似，如都具有可燃性，试写出碳在氧气中不充分燃烧的化学方程式_。（2）形似足球的石墨烯（C60）可以用于超导、催化领域，它是由_（填“原子”或“分子”）构成的。（3）木炭、活性炭都具有_的结构，因此都具有吸附能力，请写出活性炭的一种用途_。【答

16、案】单质 碳原子的排列方式不同 2C+O2 2CO 分子 疏松多孔 防毒面具、冰箱除味剂、除装修甲醛（合理即可） 13用下列所给物质的序号按要求填空：石墨；金刚石；活性炭；（1）可用于切割玻璃的是 _ ；（2）可用于制铅笔芯的是 _ ；（3）可用于冰箱除味的是 _ （4）三者之间物理性质有很大的差异，原因是： _ 【答案】 碳原子的排列方式不同 14在实验室中，老师用如图所示的装置进行实验（图中固定试管的仪器已略去），加热一段时间后，观察到木炭粉减少，氧化铜下部出现一层红亮的铜，澄清的石灰水变浑浊，停止加热并冷却到室温。（1）为了保证实验成功，采用超细炭粉与氧化铜粉末放入大试管中进行实验，你认

17、为这样做的目的是_，硬质大试管中发生的化学方程式为_。（2）澄清石灰水变浑浊，_（填“能”或“不能”）证明还原氧化铜的反应已经发生，原因是_。（3）装置B的作用是_，尾管处系一个气球，说明该反应还有可能生成_气体。（4）加热一段时间后即可看到固体粉末底部变红热，停止加热后，还能看到红热现象自下而上蔓延，这个现象说明该反应是_（填“吸”或“放”）热反应。【答案】使用颗粒更小的反应物，可以增大反应物的接触面积，有利于反应的进行 ， 不能 可能是木炭与氧气反应生成的二氧化碳 防止A装置温度降低，C中液体倒吸 一氧化碳 放 15某兴趣小组在做完碳还原氧化铜实验后，进行了如图所示的探究：（猜想）把氧化铜还原成铜的物质是：石墨棒；_（实验）用天平称量1.5g氧化铜粉末，直接用铝箔纸包裹按上述操作步骤实验，黑色粉末_，那么猜想不成立（结论）