07（九上）第6单元 课题1 碳单质的多样性第1课时 碳的单质（含答案）（导学案4）

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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

名称	金刚石	石墨
结构
物理 性质	外观	_________透明的固体	_________色、有_________光泽的固体
	导电性	无导电性	有优良的导电性
	硬度	硬度 (天然存在的的物质)	质_________
用途	作饰品_________、_________、作钻头等	制成铅笔芯，作电极、润滑剂等

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0．335 nm)，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        
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。
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
例1　A　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
(4)撤出导管；防止澄清石灰水倒吸入左侧试管，使试管炸裂
例2　A
点拨：(1)在高温条件下，木炭与氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，故图甲试管A中观察到的现象是固体由黑色变为红色；该实验中木炭夺取了氧化铜中的氧，表现出木炭的还原性。(2)由于木炭与氧化铜在高温条件下生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以判断木炭与氧化铜已经发生反应的依据是澄清石灰水变浑浊。(4)用图甲装置进行实验，若实验结束时先停止加热，左侧试管内压强迅速减小，液体倒吸，使试管A炸裂。