河北省2024九年级化学上册第六单元碳和碳的氧化物课题1碳单质的多样性导学案新版新人教版

第六单元碳和碳的氧化物课题1碳单质的多样性第1课时碳的单质素养目标1．知道常见的碳单质的结构、性质和用途。2．学会以发展的眼光看待物质世界，领悟物质的多样性和复杂性；树立结构决定性质，性质决定用途，用途体现性质的物质观。任务碳的单质1．金刚石和石墨性质外观硬度(天然存在的的物质)作饰品、作钻头等温馨提示由同种元素组成的物质不一定是纯净物，也可能是混合物，如金刚石和石墨的混合物。2．木炭、活性炭(1)性质：木炭和活性炭都具有吸附性，原因是二者都具有____________的结构。活性炭的吸附作用比木炭的要强。(2)应用：活性炭常用于____________、防毒面具、红糖脱色、冰箱除臭剂等。3．C60(1)构成：每个C60分子是由____________构成的，分子结构形似足球。(2)用途：可应用于超导、催化、能源及医学等领域。拓展延伸①碳纳米管：直径一般在几纳米(符号为nm)到几十纳米之间，具有尺寸小、机械强度高、导电性好等特点，可用于材料、催化、信息等领域。②石墨烯：目前人工制得的最薄的材料(厚度仅为0．335nm)，具有优异的导电、导热性。北京冬奥会的一些用品就使用了石墨烯发热材料。归纳总结①由于碳原子的排列方式不同，不同的碳单质物理性质有很大差异；②不同的碳单质由于物理性质差异很大，因而用途不同；③对于新形态的碳单质的信息题，要抓住题中给出的主要性质或用途，结合已学过的碳单质的性质来分析。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．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例混合可以制铅笔芯D．金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，因此在物理性质和用途上存在明显差异变式2024秦皇岛期中新型材料、新型能源的应用，是人类共同关注的问题。如图所示分别为金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构。(1)可用于裁玻璃的是________。(2)金刚石、石墨物理性质有很大差异，其原因是碳原子的____________不同。(3)C60是由________(填“分子”或“原子”)构成的。(4)石墨烯属于________(填“单质”或“混合物”)。第2课时碳单质的化学性质素养目标1．了解同一元素可以组成不同的物质，但它们却有相同的化学性质；通过实验增强探究能力和创新精神。2．掌握碳单质的化学性质，能从得失氧的角度判断氧化反应和还原反应。)任务一碳单质的化学性质化学性质实例化学方程式用途稳定性碳单质受日光照射或与空气、水接触，都不易发生变化—制墨水可燃性木炭燃烧________________(充分燃烧)________________(不充分燃烧)作燃料还原性木炭还原氧化铜、焦炭还原氧化铁________________(固体由黑变红)________________(固体由红变黑)冶炼金属归纳总结碳单质的化学性质①可简记为稳定性、可燃性、还原性；②要注意反应条件，碳单质燃烧的条件为点燃，碳单质的还原反应条件为高温。2024保定模拟“碳海绵”具备高弹性和疏松多孔的结构，主要成分是石墨烯和碳纳米管(两者都是碳单质)。下列关于“碳海绵”的说法中不正确的是()A．常温下化学性质活泼B．具有吸附性C．在一定条件下可还原氧化铜D．在氧气中完全燃烧的产物是CO2变式下列有关碳单质的化学性质的描述中正确的是()A．碳单质具有可燃性，燃烧时一定生成二氧化碳 B．碳单质充分燃烧时放热，不充分燃烧时吸热 C．木炭可以燃烧，金刚石不能燃烧 D．C60在氧气中充分燃烧的化学方程式为C60＋60O2eq\o(=,\s\up7(点燃))60CO2任务二探究木炭与氧化铜的反应1．木炭还原氧化铜实验(立足教材)(1)酒精灯加网罩的目的是________________________。(2)反应现象：左侧试管中__________________；右侧试管中澄清石灰水____________。(3)反应原理：左侧试管中发生反应的化学方程式为__________________________。(4)实验结束时，应先________________，再熄灭酒精灯，目的是_____________________________________________________________。注意事项①木炭粉末要烘干，目的是排除水蒸气的干扰，使实验现象更明显。②固定试管时试管口略向下倾斜，防止水蒸气冷凝回流炸裂试管。③开始加热时，导管口处有气泡冒出，但澄清石灰水不变浑浊，这是因为刚开始排出的是试管内的空气。④待装置冷却至室温后再倒出试管中的粉末，防止热的Cu被氧化为CuO。2．反思评价(点亮思维)要保证该实验成功，有以下关键环节：(1)保证较高的温度。实验中对酒精灯进行的改进是______________。(2)两种固体反应物的质量比。①若木炭不足，则氧化铜不能被全部还原；②若木炭过多，则除了生成铜和二氧化碳外，还会生成__________，化学方程式为______________________________。3．实验创新(素养提升)(1)微型装置(如图1)：改为密封装置。优点：收集有毒的一氧化碳，防止污染空气。(2)防倒吸装置(如图2)：将酒精灯更换为酒精喷灯(提高温度)，增加装置Ⅱ。优点：防止反应后冷却到室温时，因操作不当使澄清石灰水倒吸入试管中，炸裂试管。有关2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑的反应，下列说法正确的是()A．C具有还原性B．CuO发生了氧化反应C．反应前后碳元素的化合价没有改变D．反应前后固体质量不变我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜，在化学实验室里模拟炼铜，既可用如图甲所示实验装置，又可用改进的微型实验装置(如图乙)。化学兴趣小组采用图乙微型实验装置(其中长柄V形玻璃管用小玻璃管制成)，开展以下探究活动。(1)图甲试管A中观察到的现象是__________________________，请你写出反应的化学方程式：____________________________，该实验表现出木炭的________性。(2)判断图甲装置中木炭与氧化铜已经发生反应的依据是__________________________。(3)图乙装置与图甲装置相比，其优点是____________(写一条)。在酒精灯上加个网罩的目的是________________。(4)用图甲装置进行实验，若实验结束时先停止加热，可能引起的后果是____________________________________________________________。第六单元碳和碳的氧化物课题1碳单质的多样性第1课时碳的单质任务碳的单质1．无色；灰黑；金属；大；最硬；软；裁玻璃；切割大理石2．(1)疏松多孔(2)水的净化3．(1)60个碳原子例A点拨：金刚石是天然存在的最硬的物质，A错误。变式(1)金刚石(2)排列方式(3)分子(4)单质点拨：(1)金刚石的硬度大，故可用于裁玻璃。(3)C60由C60分子构成，1个C60分子由60个碳原子构成。(4)石墨烯是由碳元素组成的纯净物，属于单质。第2课时碳单质的化学性质任务一碳单质的化学性质C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2；2C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO；C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑；2Fe2O3＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))4Fe＋3CO2↑例1A点拨：常温下碳单质的化学性质稳定，A不正确；根据题目信息可知，“碳海绵”具有疏松多孔的结构，所以具有吸附性，B正确；碳单质具有还原性，可以在高温下还原氧化铜，C正确；碳单质在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，D正确。变式D点拨：若碳单质燃烧不充分，会生成一氧化碳，A错误；碳单质充分燃烧时放热，不充分燃烧时也放热，B错误；金刚石也能燃烧，C错误；C60在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，D正确。任务二探究木炭与氧化铜的反应1．(1)使火焰集中，提高温度(2)黑色固体变红；变浑浊(3)2CuO＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑(4)撤出导管；防止澄清石灰水倒吸入左侧试管，使试管炸裂2．(1)加上网罩(2)②CO；CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO例2A例3(1)固体由黑色变为红色；C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑；还原(2)黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊(3)操作简单(或节约试剂等)；集中火焰，提高温度(4)液体倒吸，使试管A炸