《碳单质的多样性（第一课时）》课件

《碳单质的多样性（第一课时）》1.了解金刚石、石墨的物理性质和主要用途，知道它们物理性质存在明显差异的原因；2.知道不同的元素可以组成不同的物质，同一种元素也可以组成不同的物质，认识物质的多样性；3.初步认识“用途-性质-结构”三者之间的关系，并意识到科学的发展是无止境的。学习目标课堂导入由同种元素组成的纯净物叫单质，同种元素可以组成不同的单质吗？金刚石石墨C60氧气O2臭氧O3白磷红磷POC新知探究知识点

碳的单质石墨C60金刚石金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质海洋之心南非之星噩运之钻这些璀璨夺目的钻石都是碳的一种单质——金刚石金刚石组成碳元素外观无色透明的固体硬度天然存在的最硬的物质熔点很高导电性几乎不导电金刚石的物理性质及用途金刚石用途①裁玻璃、切割大理石、加工坚硬的金属，以及装在钻机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等；金刚石的物理性质及用途②作装饰品——钻石；③在特殊条件下制备的金刚石薄膜：透光性好、硬度大，可用作光学窗口和透镜的涂层；导热性好，用于集成电路基板散热加工坚硬的金属裁玻璃切割大理石装在钻机的钻头上，钻凿坚硬的岩石金刚石一个小球代表一个碳原子，原子的排列成网状，每一个节点处有一个碳原子。立体网状结构，硬度大。金刚石的结构制作电极作铅笔芯石墨坩埚火箭的通风管碳的另一种单质——石墨石墨的物理性质及用途石墨组成碳元素外观灰黑色、有金属光泽的固体硬度很软熔点高（耐高温）导电性优良的导电性用途铅笔芯（质软），高铁列车的受电弓滑板、电极（优良的导电性），润滑剂（有滑腻感）等石墨碳原子的排列结构是一层一层的，是平面层状的结构，层与层之间作用力很小，容易滑动。故石墨很软，有滑腻感。石墨的结构交流讨论：金刚石和石墨均由碳元素组成，为什么物理性质却有很大差异呢？因为碳原子排列方式不同金刚石：立体网状结构石墨：层状结构微观结构结构决定体现立体网状结构层状结构金刚石石墨硬度大的固体质软、有滑腻感的固体物理性质物质结构与性质的关系木炭、焦炭、活性炭、炭黑等无定形碳的主要成分是碳单质，结构与石墨类似。木炭焦炭活性炭炭黑无定形碳木炭（或活性炭）具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性，能吸附水中的色素。显微镜下木炭的结构美丽的炭雕可以吸附有害气体活性炭的用途防毒面具活性炭净水器炭黑的用途焦炭的用途木炭吸附一些食品和工业产品里的色素、有异味的物质活性炭吸附能力比木炭强，可用于吸附毒气、制糖工业中脱色制白糖炭黑制造油墨、油漆、鞋油、颜料、橡胶工业的填充剂等焦炭冶炼金属总结归纳结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，想一想物质的结构、性质和用途之间有什么关系？结构用途性质决定决定C60一个C60分子是由60个碳原子构成的，分子结构形似足球，又名足球烯。具有特殊的物理和化学性质，可应用于超导、催化、能源及医学等领域。碳家族的其他成员——石墨烯用途决定体现结构物理性质决定体现电动车导热性厚度碳家族的其他成员——碳纳米管高强度材料用途决定体现柔韧性结构物理性质碳管决定体现石墨烯“碳”和“炭”有什么不同？“碳”是元素名称，是核电荷数（或质子数）为6的一类原子的总称，并不具体指某种物质，在化合物名称中用“碳”表示碳元素。如二氧化碳、一氧化碳、碳酸钙等。“炭”是由碳元素组成的具体物质的名称，如木炭、焦炭、活性炭和炭黑等。典例1下列是有关物质的性质与用途的说法，错误的是（）A．金刚石的硬度很大，可用来切割玻璃B．石墨有滑腻感，可用来作电极C．活性炭有吸附性，可用来吸附异味D．焦炭有还原性，可用于冶金工业B课堂小结碳的单质金刚石石墨无色透明、硬度大质软，有滑腻感，有良好的导电性无定形碳C60一个C60分子由60个碳原子构成结构与石墨类似物理性质不同原因：碳原子的排列方式不同其他碳单质石墨烯、碳纳米管等随堂练习1.下列有关金刚石、石墨的说法正确的是（）A．都由碳元素组成B．都是黑色固体C．都能导电

D．硬度都很大A

解析：金刚石是无色透明的固体，石墨是灰黑色的固体；石墨具有优良的导电性，金刚石不能导电；金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨很软。2.下列有关碳单质的说法错误的是（）A．金刚石是自然界最硬的物质，可作钻头 B．石墨有导电性，可制作电极 C．C60是由60个碳原子构成的 D．活性炭疏松多孔，具有吸附性，可用于净水C

3.在丰富多彩的物质世界里，碳及其化合物占有重要地位。（1）金刚石和石墨均是由碳元素组成的单质，但两者

物理性质差异较大，其原因是构成它们的碳原子

不同。（2）活性炭有较强的吸附能力，从结构的角度分析是

因为活性炭具有

的结构。排列方式疏松多孔

1.填涂答题卡需要用2B铅笔，铅笔芯中含有石墨。下列不属于石墨物理性质的是(

D

)A.金属光泽B.质软C.导电性D.可燃性D12345678910111213142.下列关于碳的各种模型(如图所示)的说法，正确的是(

C

)A.图中三种物质物理性质都相同B.钻石的微观模型可用乙表示C.图中三种物质都是单质D.图中石墨在一定条件下转化为金刚石，发生的是物理变化C12345678910111213143.(沧州青县模拟)C60的发现使人类了解到一个全新的碳世界，下列说法正确的是(

A

)A.C60是由碳元素组成的B.C60由60个碳原子构成C.C60是一种新型化合物D.C60与金刚石的物理性质相同A12345678910111213144.如图所示的是金刚石、石墨、C60、碳纳米管的结构示意图，请回答

下列问题。(1)金刚石是立体网状结构，金刚石是自然界中存在的最

⁠的

物质。(2)石墨为层状结构，层与层之间能滑动，因此石墨有

⁠。硬

滑腻感

1234567891011121314(3)在一定条件下，石墨能转化成金刚石，该变化是

变化，碳

纳米管的物理性质与金刚石、石墨

(填“相同”或“不同”)，

是因为

⁠。化学

不同

碳原子排列方式不同

1234567891011121314

5.下列关于碳单质用途的叙述错误的是(

A

)A.橡胶里添加炭黑能增加绝缘性B.干电池里的碳棒是石墨制成的C.活性炭可用作制糖工业的脱色剂D.金刚石能用于裁玻璃A12345678910111213146.(黑龙江大庆中考)近年来研究发现，以新形态存在的碳单质在诸

多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是(

A

)A.石墨具有金属光泽，有优良的导电性能，是天然存在的最硬的物质B.石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用C.石墨粉和黏土粉末按一定比率混合可以制铅笔芯D.金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同，因此在性质和用途上

存在明显差异A12345678910111213147.(教材第134页2题改编)请从下列选项中选择适当的物质填空(均填字母)。A.活性炭B.C60C.石墨D.金刚石(1)可用于制作电极的是

⁠。(2)可用来吸附异味的是

⁠。(3)可用于超导材料的是

⁠。(4)可用于制作钻头的是

⁠。C

A

B

D

1234567891011121314

8.宣传科学知识，反对伪科学是我们应尽的义务。下列说法具有科学道理的是(

A

)A.铅笔芯不含铅B.水银就是金属银C.人可以用肉眼看到硅原子D.金刚石含有金A12345678910111213149.“超级黑”是一种用比头发细一万倍的碳纳米管制造的新型材料，它

只吸收0.035％的光线，其传导热的效率为铜的7倍，坚固程度为钢的10

倍。下列说法正确的是(

B

)A.“超级黑”是一种新型的化合物B.在一定条件下，“超级黑”能够燃烧C.“超级黑”是天然存在的最硬的物质D.“超级黑”中碳元素的化合价为＋4价B123456789101112131410.下列说法正确的是(

C

)①由同种元素组成的物质可能是混合物②由一种反应物生成其他物质的反应叫作分解反应③电解水时正极和负极所得气体质量比为8∶1④木炭和活性炭都具有吸附性，木炭比活性炭的吸附性更强⑤一种元素可能在同一种物质中显示不同的化合价A.①②③④B.②④⑤C.①③⑤D.①③④C123456789101112131411.某热电厂排出的烟气经过补集加工成为高纯度液态二氧化碳，最终

转化为碳纳米管，它是汽车锂电池的电极材料。关于碳纳米管的说法正

确的是(

D

)A.提炼过程发生物理变化B.是一种新型化合物C.完全燃烧生成二氧化碳和水D.由碳原子构成D123456789101112131412.

为了探究不同种类活性炭的吸附能力，

科学小组进行了探究实验。(1)实验过程：①将三个锥形瓶分别贴上1号(花生壳炭)、2号(核桃壳炭)、3号(竹炭)的标签。②在三个锥形瓶中对应装入3g自制的花生壳炭、3g自制的核桃壳炭、3g超市买来的竹炭。1234567891011121314③往三个锥形瓶中各充入等量的二氧化氮气体(呈红棕色)，用胶塞盖好

密封。④完成步骤③后，观察并记录

⁠。瓶内气体红色褪去的时间

1234567891011121314(2)实验分析：三个锥形瓶中分别放入等量的炭和二氧化氮的目的

是

⁠。(3)实验结论：根据如图所示的实验数据可以得出的结论是

⁠

⁠。控制变量，排除炭和二氧化氮的质量不同对实验的干扰

不同种类

的活性炭吸附能力不同，其中竹炭的吸附能力最强

1234567891011121314

13.“二氧化碳跨临界直冷制冰技术”可以将水快速制成冰。(1)液态二氧化碳汽化的过程

(填“放出”或“吸收”)热量。(2)干冰和氟利昂都可作制冷剂。化学式为CCl2F2的氟利昂中含

有