金刚石、石墨和C60
二氧化碳制取的研究
撰稿人：魏国福责编：张立
［知识要点］
第一部分
1、同一种元素可以组成不同的单质
金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子在这些物质里的排列方式不同，即结构不同，导致它们在性质尤其是物理性质上有很大的差异。由此可知：物质的组成和结构决定物质的性质。
2、金刚石、石墨和C60的性质比较及用途
（注：人们对C60性质的认识正在不断的深入）
由上表可知，物质的性质决定了物质的用途，其关系为：
物质的组成结构物质的性质物质的用途
3、木炭、活性炭的吸附性
木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的，由于木炭和活性炭均具有疏松多孔的结构，因此它们具有较强的吸附能力，可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。据此，木炭和活性炭在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面有重要的应用。
4、碳和炭的区别
“碳”是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等，这儿不能用“炭”。而“炭”表示由碳元素组成的某种单质——木炭、活性炭、焦炭等。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”“当碳燃烧时”。
5、碳的化学性质
关于碳的化学性质，首先从三个方面把握，即常温下的稳定性、高温时的可燃性和还原性。然后通过具体的实验探究，逐一加以落实。
①稳定性
常温下碳单质很稳定，几乎与所有物质都不发生化学反应。
②可燃性
高温下碳在氧气（或空气）中完全燃烧生成CO2，并放出大量的热。
C＋O2CO2
如果燃烧不充分，则生成CO，同时也放出热。
2C＋O22CO
③还原性
高温下碳能跟某些氧化物反应，夺取某些氧化物中的氧元素，使这些氧化物失去氧而发生还原反应。
例如：
2CuO＋C2Cu＋CO2↑
现象：
黑色固体变红色，并有使澄清的石灰水变浑浊的气体产生
说明：
①在该反应中，碳得到氧、被氧化生成二氧化碳，碳是还原剂。氧化铜失去氧、被还原成铜，是氧化剂
②单质碳的还原性可用于冶炼金属。
2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑
CO2＋C2CO
第二部分
6、实验室制取二氧化碳的原理
①可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：
a.碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2
b.碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C2Cu+CO2↑
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
c.石灰石高温分解：CaCO3CaO+CO2↑
d.大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
e.蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。
……
有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳，这里首先要考虑可操作性，在可操作的前提下，再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。碳单质及含碳物质的燃烧（a、e两类方法）虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需要在氧气（由空气）中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也很困难，所以在实验室里可操作性差。b、c需在高温下进行，d方案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。
②实验室制取二氧化碳的药品选用，还要注意以下几个问题。
a.不能用浓盐酸。因为浓盐酸易挥发，氯化氢气体易混入产生的二氧化碳气体。
b.不能用硫酸。虽然硫酸也能跟碳酸钙反应生成二氧化碳：H2SO4+CaCO3
CaSO4+H2O+CO2↑
但由于产物硫酸钙微溶于水，形成的沉淀会附着在块状大理石或石灰石的表面，阻碍反应继续进行，所以实验室用大理石（或石灰石）制取二氧化碳时，一般都选用稀盐酸。
c.为使实验装置更简化，一般不用粉末状碳酸钙或碳酸钠晶体：Na2CO3+2HCl
2NaCl+H2O+CO2↑
粉末状固体或小粒状晶体物质的表面积大，与酸反应速率太快。
7、装置的设计与选择
①任何实验装置的设计都是由反应物的状态、反应时所需的条件、反应过程和生成物的性质等方面的因素决定的。
②以下装置都可以用来制取二氧化碳。
可根据实验室的条件以及你所要制取气体的量来选择，若制取的量很少，可选用试管；量多时，可选用其他大容量的容器。
③思考并注意以下两个问题：
a.长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉。
b.导气管深入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，气体就无法从导管口排出。
8、收集方法及验满
二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，所以通常采用向上排空气法收集。收集时要注意将导管插到瓶底。
由于二氧化碳是无色气体，是否收集满了观察不到，因而常用燃烧的木条置于集气瓶口来验满。验满后要用玻璃片盖住集气瓶口正放在桌上。
9、掌握操作顺序
在具体操作中要注意下列几点：①按实验要求装配好仪器；②检查装置的气密性；③加入块状大理石（或石灰石）的方法；④由长颈漏斗加入稀盐酸并控制加入的速度；⑤收集气体的正确方法；⑥掌握验满、检验二氧化碳的基本方法。
10、实验室制取氧气、二氧化碳气体的比较
通过分析比较，进一步领悟物质的性质与制法之间的内在联系。
［实例引路］
例1 由同种元素组成的物质不可能是（）。
A、单质
B、化合物
C、纯净物
D、混合物
分析：
单质是由同种元素组成的纯净物，所以A、C都有可能。化合物是由不同种元素组成的纯净物，因此同种元素不可能组成化合物，故B选项符合题意。同一种元素可以形成多种单质，如金刚石和石墨两种不同单质是由同一种碳元素组成的，若放在一起，就组成了混合物；再如红磷和白磷两种不同单质是由同一种磷元素组成的，若放在一起，也组成了混合物，所以D也有可能。
答案：B
例2如图，向盛有二氧化氮气体(呈红棕色)的集气瓶里投入几块木炭，为什么红棕色会消失而漏斗中液面会上升？为什么用漏斗而不用导管直接插入水中？
分析：
木炭具有疏松多孔的结构，有很强的吸附性，能把大量气体或染料等微小粒子吸附在它的表面，所以二氧化氮气体被木炭吸附了，红棕色会消失。二氧化氮气体被吸附后，瓶内气体的压强变小了，漏斗内液面会上升。如果直接用导管插入水中，则烧杯中水会沿着导管进入集气瓶中。
答案：略
例3 根据下列实验现象推断，黑色粉末可能是（）
A、CuO和C
B、Fe2O3和C
C、CuO
D、MnO2
分析：
从该题给出的图示表明，黑色粉末状物质在加热时能反应，且生成物是一种红色粉末（Cu）和能使澄清石灰水变浑浊的气体（CO2），从而推知：反应物中有Cu、C、O三种元素，只有A 符合该条件。
答案：A
例4 某校化学课外活动小组对碳与氧气反应时氧气用量与产物成分的关系进行研究：取12g碳与给定质量的氧气在密闭容器中燃烧，测得以下数据：
从上表数据的变化中，你得出碳与氧气反应时，产物成分与氧气用量的关系是：
（1）。
（2）。
分析:
解答本题的关键是对数据进行分析处理。①当碳与氧气质量比≥时，燃烧产物为CO；②
当碳与氧气质量比≤时，燃烧产物为CO2；③当碳与氧气质量比≤≤时，燃烧产物为CO和CO2共存。
答案：
（1）氧气不足时，生成CO（或CO与CO2共存）
（2）氧气充足时生成CO2。
例5 实验室制取二氧化碳，可选择的试剂组（）
A、石灰石和稀盐酸
B、大理石和稀硫酸
C、碳酸钠和稀盐酸
D、碳和氧化铜
分析：
A中两种药品接触即可发生反应且生成物中只有一种气体，易于收集和纯度高；B的反应生成物CaSO4微溶于水，附着于大理石表面，形成一个保护层，阻碍了H2SO4与CaCO3继续反应，不能选用；C中粉末状的Na2CO3于与稀盐酸反应很剧烈，生成的二氧化碳迅速大量冲出，不利于气体收集；D的反应要在高温下进行，操作不便。
答案：A
例6如图所示，在试管和小气球中分别先加入稀盐酸和一种常见的固体物质，然后将气球中的固体倒入试管中，观察到有气泡产生且气球胀大。请依据上述实验回答下列问题：（1）气球中加入的固体物质可能是。（至少写出两种不同类型的物质）
（2）请用简单的实验方法，证明制得的气体的密度比空气大还是小。
。
分析：
此题不仅考查了盐酸可以和较活泼金属（Zn）反应产生H2，和碳酸盐（一般是CaCO3）和盐酸反应产生CO2的性质掌握情况，而且考查了学生应用所学知识设计实验解决问题的能力。除了盐酸化学性质外再结合课本上对CO2、H2密度大小验证的方法及原理可知：如果是CO2冲胀的气球是升还是降呢？如果是氢气又怎样呢？
答案：
（1）Zn或Na2CO3
（2）将胀大的气球封口抛向空中，若下沉，则密度比空气大；上升则密度比空气小（答案不唯一）
例7玲玲同学在家做实验（如图所示），杯底放一只小蜡烛和碳酸钠粉末，沿杯壁缓缓倒入一定量的醋（含有3％～5％的醋酸）。她能观察到的现象有：
（1）。（2）。
分析：
本题以家庭实验为素材，考查了二氧化碳的制取及性质，由于醋酸与碳酸钠反应会生成大量二氧化碳气体，因此实验中会看到生成大量气泡，且蜡烛火焰熄灭。
答案：
（1）生成大量气泡；
（2）蜡烛火焰熄灭。
例8 （1）实验室制取大量CO2气体，是否能用稀硫酸和大理石为原料？（填“是”或“否”）为什么？
。
（2）上图是实验室制备CO2气体的装置图，该装置的特点是打开弹簧夹，大理石和盐酸接触，发生反应；关闭弹簧夹后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备CO2可以起到节约药品和取用方便的效果。下图装置中哪些可以起到与该图装置相同的效果？（填写编号）
分析：
制取二氧化碳的装置还可以设计出可控制反应开始和停止的。如B中将干燥管放入酸液中，反应就可以开始，若希望反应停止，则只需要将干燥管提升，使固体与液体脱离接触即可。D中打开弹簧夹，固液接触，反应开始，关闭弹簧夹后，仍然产生CO2气体，管内压强增大，盐酸被压回U形管的左管中，与大理石脱离接触，反应即停止。
教材中给出了两种制取二氧化碳的装置并不是标准装置，要有创新意识探究出更好的装置。
答案：
（1）否因为硫酸能和碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙包裹在石灰石的表面阻止反应进一步进行。
（2）BD
［达标自查］
1、碳的下列单质中常用作电极材料的是（）。
A．金刚石B．石墨C．活性炭D．焦炭
2、只含有碳元素的物质（）。
A．一定是纯净物
B．一定是金刚石
C．可能是纯净物，也可能是混合物
D．一定是炭黑
3、按碳元素化合价由高到低顺序排列，正确的是（）。
A．C、CO、CO2 B．CO、C、CO2C．CO2、C、CO D．CO2、CO、C
4、请将下面左列和右列的相关内容用短线连接起来
金刚石硬度大冰箱去味剂
石墨的导电性能好切割玻璃
活性炭的吸附能力强干电池电极
单质碳具有还原性做燃料
常温下碳化学性质不活泼冶炼金属
碳燃烧时放热制油墨
5、要鉴别H2、O2、CO2三瓶气体最简便的方法是（）。
A．分别通入澄清石灰水中
B．分别测定和比较三种气体密度
C．用燃着的木条分别伸入集气瓶中
D．用带火星的木条分别伸入集气瓶中
6、实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检查装置气密性②收集气体③向容器中加入小块大理石④按要求装配好仪器⑤向漏斗中注入盐酸。正确的顺序应该是（）。
A．④①③⑤②B．②⑤③①④C．④③①⑤②D．④①⑤③②
7、指出图中实验室制取二氧化碳装置图有哪些错误？
8、下列物质的用途，既利用了碳的物理性质，又利用了化学性质的是（）。
A．用焦炭炼钢B．用活性炭褪色C．用墨写字保持时间长D．用木炭制燃料
［学力提高］
1、在常温下，碳的化学性质________，在点燃条件下，碳跟充足的氧气反应生成________，化学方程式是
________；当氧气不充足时，碳燃烧生成________，化学方程式是________；这两个反应都属于________反应类型(基本反应类型)。
2、科学家证实了一种具有空心球状结构的分子N60，以下判断不正确的是（）。
A．N60和N2都是氮元素的单质B．N60与N2应具有不完全相同的性质C．N60的相对分子质量是840D．N60中含有30个氮分子
3、除去热水瓶胆内的水垢(主要成分是碳酸钙)，最好采用的方法是（）。
A．猛击后用大量水冲洗B．加入石灰水浸泡
C．加入适量的稀盐酸后用水冲洗D．煅烧
4、为了证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，按下表步骤进行实验，试根据表中要求填空：
5、某初三同学用浓盐酸和大理石反应制取CO2气体，并把制得的气体通入澄清石灰水中，石灰水却没有像预期的那样变浑浊，试分析缘故________。
6、在500mL的烧杯里盛300mL溶质质量分数为20%的盐酸，然后往烧杯里放入一个生鸡蛋，并用硬纸片盖上烧杯，此时鸡蛋慢慢沉入烧杯底。一会儿，蛋壳周围便粘附着许多细小的气泡，随着气泡的增多，鸡蛋逐渐往上浮，直至鸡蛋与空气接触后又慢慢往下沉。如此反复浮沉，直到没有气泡产生，鸡蛋才不会上浮，此时鸡蛋已变成一个软壳蛋。试解释这个实验所发生的现象。
7、选择下列描述物质的词语填空：可燃性、吸附性、导电性、导热性、挥发性。
（1）木炭生火；
（2）活性炭脱去红糖颜色制白糖；
（3）碳纤维制导线；
（4）石墨制坩埚；
（5）人造金刚石代替硅制成计算机芯片。
8、已知空气的平均相对分子质量为29。若某气体的相对分子质量大于29，则这种气体的密度比空气大；若小于29，密度比空气小。根据上述知识可用向下排空气法收集的一组是（）。
A．O2、H2B．CO2、NH3C．H2、CH4D．O2、CO2
［探究升级］
1、某同学将过量的木炭粉与少量氧化铜粉末混合，装入试管中，加热一段时间后，试管里有铜和未反应的木炭。为了得到纯净的铜，该同学把此化合物置于蒸发皿里加强热，以便使木炭与氧气反应而除去。你认为该同学能达到目的吗？（答“能”或“不能”），理由
是。
2、利用图所示发生装置可以制取多种气体。
（1）小倩在实验室用它制取其中一种气体的化学方程式为。
（2）她找来药品在家里用日常生活用品组装成发生装置制取该气体，她选取的用品
有；
（3）用这个装置做实验，成功的关键是。
3、某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，用炉甘石（主要成分为ZnCO3）、赤铜（Cu2O）与木炭粉混合加热到800℃，得到了多种物质，在此过程中发生的化学反应有（用方程式表示）。在锌、铜、金、二氧化碳中，你认为不可能在该过程中得到的是（用化学式），理由是。
4、已知下列实验事实：
a、沿烧杯壁缓缓倾倒二氧化碳，杯中阶梯下层的蜡烛火焰先熄灭，阶梯上层的蜡烛火焰后
b、一个两端（均有纸筒）已平衡的天平，往一端纸筒倾倒二氧化碳，天平向倒入二氧化碳的纸筒一端倾斜。
以上两个事实均证明了二氧化碳的密度比空气的密度大。
请你再简述两个能证明同样结论的实验事实或生活事实：
（1）；
（2）。
［参考答案］
达标自查
1、B
2、C
3、D
4、
5、C
6、A
7、
装置图中的错误共有4处：
（1）长颈漏斗下端没有插入到液面下；
（2）反应物应是稀盐酸和大理石；
（3）集气瓶放置方法不对，应该采用向上排空气法；
（4）插入集气瓶的导管没有伸到集气瓶底部。
8、C
学力提高
1、
稳定CO2C＋O2CO2CO2C＋O22CO化合反应
2、D
3、C
试剂A是稀盐酸产生的气体是二氧化碳
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O
5、
浓盐酸具有较强的挥发性，使得收集到的二氧化碳气体中含有氯化氢影响了实验的结果。
6、
鸡蛋的密度比盐酸溶液的密度大，鸡蛋沉入杯底，一会儿，蛋壳中的碳酸钙跟盐酸反应，生成的CO2小气泡粘附在蛋壳上，它产生的浮力使鸡蛋上浮。鸡蛋和空气接触后，部分CO2逸出到空气中，使鸡蛋的浮力减小而沉入杯底，如此反复浮沉，直至蛋壳中的碳酸钙完全反应，剩下蛋壳中的软皮层。
7、
（1）可燃性（2）吸附性（3）导电性（4）导热性（5）导热性
8、C
探究升级
1、
不能铜在空气中加热能氧化成氧化铜
（提示：铜在加热的情况下能与氧气反应生成氧化铜，方程式为2Cu＋O22CuO）。
2、
（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑(或：2H2O22H2O+O2↑、Zn+H2SO4== ZnSO4+H2↑)（2）软塑料瓶，吸管（或一次性输液管）
（3）装置是否漏气（或装置的气密性是否良好）
3、
ZnCO3ZnO+CO2↑，2ZnO+C2Zn+CO2↑，2Cu2O+C4Cu+CO2↑Au
化学变化前后元素种类不变
4、
（1）可用向上排空气法收集CO2（2）同体积的气球，充入CO2的比充入空气的下沉得快。
第六单元碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60 教学目的；1：了解金刚石、石墨、C60的物理性质，并联系性质了解它们的主要用途。通过单质的性质学习有关实验，培养学生的观察能力和思维能力。思想教育：通过对金刚石、石墨和C60的学习，对学生进行共性、个性关系的认识人和学习方法的培养与教育。 2：使学生初步掌握碳的化学性质——稳定性、可燃性、还原性。进一步培养学生的观察能力和思维能力。思想教育：通过碳与氧在不同条件下反应的产物不同，渗透物质所发生的化学反应既决定于物质本身的性质，又决定于反应条件的学习方法的指导。 重点：金刚石、石墨和C60的重要物性和用途；金刚石和石墨物性差异很大的原因。碳的化学性质---稳定性、可燃性、还原性 难点：金刚石、石墨和C60的重要物性，碳的化学性质---稳定性、可燃性、还原性 教学过程： [提问]我们都见过晶莹璀灿的金刚石，也经常使用铅笔、碳棒，冬日里还可用木炭取暖，可你们知道它们各是由什么成份组成的？它们有什么联系吗？ [讲解]铅笔芯、碳棒的主要成份是石墨，金刚石、石墨、木炭，还有活性炭、焦炭等都是由碳元素组成的不同单质。这节课主要学习金刚石、石墨及木炭的物理性质和用途。 [阅读]课本金刚石和石墨的物理性质。 一、金刚石、石墨和C60的成份、物理性质及用途 [讲解]金刚石和石墨物理性质上的差异决定了用途上的差异。 1．利用金刚石硬度大、耐高温可做钻探机的钻头；利用硬度大，可做玻璃刀；由于金刚石对光有折射散射作用，可做装饰品。 2．利用石墨质软可做铅笔芯；利用石墨滑腻、耐高温，可做耐高温的润滑剂。 3．石墨可导电，可以做电极，又耐高温可做高温电炉的电极。 4．利用石墨传热性能好，并在温度骤然升高时不易炸裂，可做石墨坩埚。 5．利用石墨耐酸碱的耐腐蚀性强，可做化工管道，耐酸槽、耐碱槽等。 [小结]金刚石和石墨都是由碳元素组成的不同单质，性质上有如此大的差异是由于二者中碳原子的排列顺序不同，即结构决定性质，性质决定用途。 [讲解]在碳元素组成的单质中，还有一类单质是无定形碳，包括木炭、焦炭、活性炭及炭黑等。（交待：“炭”与“碳”的不同写法） 下面着重介绍木炭。 [演示]1．将一个装有半瓶带浅红色水的锥形瓶，配上胶塞。把两块木炭放入带红色的水中后，塞上塞子再摇动锥形瓶，注意观察带红色的水中颜色的变化。 2．把木炭放入盛满NO2气体的锥形瓶，塞好塞子，摇动片刻，观察现象。再加热锥形瓶，红棕色气体NO2又重出现，说明什么问题。 （讨论实验后，得出结论） [小结]木炭能吸附红色和棕红色物质，说明木炭具有吸附性，能把大量气体或染料小微粒吸附在其表面。加热后，红棕色又出现，说明以上过程属于物理变化。 为什么活性炭可用作防毒面具？ 木炭、骨炭等的许多用途是它们对于气体或溶解物质吸附性能的利用。具有高吸附能力的炭称为活性炭。吸附性是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸在固体或液体物质表面上的现象。具有吸附性质的物质叫吸附剂，被吸附的物质叫吸附质。吸附作用实际是吸附剂对吸附质质点的吸引作用。吸附性能的大小是由吸附剂的性质、吸附剂表面的大小、吸附质的性质和浓度的大小、温度高低而决定的。因为吸附作用既然是表面作用，所以吸附剂的表
班级组号姓名 一、碳的物理性质 60 ：每个分子由个碳原子构成，相对分子质量是，它的用途有 。 2.比较总结：（1）上述三种单质物理性质相同吗？为什么？ （2）它们的性质和用途之间有什么关系？ 小贴士：碳和炭的区别 碳：指碳元素，只用作化学用语，在表示元素和含碳的化合物时使用。 炭：指具体的物质，如：炭黑、木炭、活性炭等，它们都是由碳元素组成的单质。
班级组号姓名 二、碳的化学性质： 用墨（用碳黑制成）书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色，木桩埋在地下之前，常要把埋入地下的一部分的表面稍稍烤焦，说明常温下化学性质稳定。 1.碳跟氧气的反应（可燃性）（1）反应现象： （2）反应方程式：碳完全燃烧： 碳不完全燃烧： 2.碳跟—某些氧化物的反应（还原性）木炭与氧化铜的反应： （1）反应现象： （2）反应方程式： 这个反应的特点：在这个反应中，氧化铜（含氧化合物）失去氧而变成单质铜；木炭得到氧化铜中的氧而使氧化铜还原为铜。所以木炭具有还原性，木炭的还原性在冶金工业上有广泛的应用。 课堂练习： 1.冬天生煤炉能引起煤气中毒，为什么？ 2.木炭、活性炭有强吸附性，利用这一性质，活性炭会有什么用途? 3.下列物质的用途中，利用了物质的化学性质的是（） A．用CO冶炼金属 B．用二氧化碳作冷冻剂 C．用金刚石切割玻璃 D．用活性炭吸附毒气 4．试管中盛有黑色粉末，将其加热，粉末变为红色，同时产生无色气体，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，则该黑色粉末可能是（） A．木炭粉 B．四氧化三铁 C．氧化铜 D．木炭粉和氧化铜 5.“文房四宝”中的徽墨、宣纸、歙砚是安徽省享誉中外的文化瑰宝。徽墨是由松枝不完全燃烧生成的烟炱（tái）加工制成，用其写字作画永不变色。徽墨中主要成分的化学式是，
第六单元课题1 金刚石石墨和C60 课型：新授课主备人；张小娟 教学目标： 赵志伟 1、知识与技能： （1）了解金刚石和石墨的物理性质和用途。 （2）知道碳单质的化学性质。 （3）知道不同元素可以组成不同的物质，同一种也可以组成不同的物质 2、过程与方法 （1）会对展示或演示的资料分析、归纳。 （2）能认真观察，并会对现象分析归纳，总结出重要的知识点。3、情感与价值观 （1）以发展的观点看待碳的单质 （2）树立物质的性质决定用途的观点。 教学重点： 碳单质的化学性质 教学难点： 碳跟某些氧化物的反应 教学方法： 实验探究 实验准备： 器材：试管铁架台酒精灯带导管的橡皮塞 药品：炭粉氧化铜粉末澄清石灰水 课时：一课时 教学过程： 情景引入 我们知道不同的元素可以组成不同物质，那么，同种元素 可以组成不同物质吗？ 展示：金刚石、石墨、C60的分子模型。
介绍：金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质 讲授新课： 一、碳的单质 1、金刚石（C） 阅读课本第104页 小结： 1）、性质：金刚石是无色、透明、正八面体形状的固体，溶点较高，不导电。 2）、用途：刻划玻璃，切割大理石，做钻头和钻石等。 2、石墨（C） 阅读课本第104页 小结： 1）、性质：石墨是一种深灰色、有金属光泽，不透明细磷片状固体，较软，在纸上划过可留下痕迹，耐高温、导电。 2）、用途：可做润滑剂、铅笔芯、电极等。 介绍：木炭 [实验6-1] 木炭的吸附性 现象：红色褪去 原因：木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附能力。 用途：阅读教材，总结焦炭、炭黑的用途：除臭剂、制油墨等做吸附剂。 讨论：金刚石和石墨都是碳元素组成的，物理性质为什么有这么大的差异？ 讲解：这是因为在金刚石和石墨里碳原子的排列不同。 金刚石 ——碳元素组成 石墨 （两种单质）（一种元素） （1）一种元素可能形成多种不同的单质，由此可知，由同种元素组成的纯净物才叫单质。
较石墨和金刚石的晶体结构、结合键和性能。 答：金刚石晶体结构为带四面体间隙的FCC，碳原子位于FCC点阵的结合点和四个不 相邻的四面体间隙位置，碳原子之间都由共价键结合，因此金刚石硬度高，结构致密。石墨晶体结构为简单六方点阵，碳原子位于点阵结点上，同层之间由共价键结合，邻层之间由范德华力结合，因此石墨组织稀松，有一定的导电性，常用作润滑剂。 1. 单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体~单晶体． 水晶、雪花、食盐小颗粒、单晶硅、晶须 2 多晶体：如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体~多晶体，其中的小晶体叫做晶粒，其边界称为晶界，多晶体有一定的熔点。各向同性 金属及合金等. 3 非晶体：没有规则的几何形状，原子在三维空间内不规则排列。长程无序，各向同性。常见的非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等． 扩散定理 单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的物质量（扩散通量）与该物质在该面积处的浓度梯度成正比。 为扩散通量，表示扩散物质通过单位截面的流量，dC/dx为沿x方向的浓度梯度；D为原子的扩散系数。负号表示扩散由高浓度向低浓度方向进行。 层错能 金属结构在堆垛时，没有严格的按照堆垛顺序，形成堆垛层错。层错是一种晶格缺陷，它破坏了晶体的周期完整性，引起能量升高，通常把单位面积层错所增加的能量称为层错能。 层错能出现时仅表现在改变了原子的次近邻关系，几乎不产生点阵畸变。所以，层错能相对于晶界能而言是比较小的。层错能越小的金属，则层错出现的几率越大。
在层错能较高的金属如铝及铝合金、纯铁、铁素体钢（bcc）等热加工时，易发生动态回复，因为这些金属中易发生位错的交滑移及攀移。而奥氏体钢(fcc)、镁及其合金等由于层错能低，不发生位错的交滑移，所以动态再结晶成为动态软化的主要方式。 面心立方的密排面 晶体中原子的堆垛方面心立方晶格的金属: 铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、γ- 铁( γ-Fe, 912℃～1394℃) 式n面心立方：密排面为{111} A BCABCABC…… 点阵常数与原子半径R的关系 晶胞棱边的长度称为点阵常数或晶格常数。对立方晶系，a=b=c,点阵常数用a表示即可； 对六方晶系，a1=a2=a3?c,需要用a和c两个点阵常数来表示晶胞的大小。 1．面心立方： –最密排方向<110> –即面对角线方向原子半径为
九年级上册化学导学案 主备教师：毛牡雄科组长审核：年级组审核： 学案小主人：班级：组次： 课题金刚石、石墨、和C 60 导学案01（碳的单质）课型预习+展示学习目标 1.了解金刚石、石墨等碳单质的物理性质和用途。 2.知道不同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。 学习重点与难点知道金刚石、石墨、C 60 的结构 学习方法自主预习 学习过程 【自主学习】 知识回顾 ○1、混合物的概念：______________________。 ○2、纯净物的概念：_________________________。 ○3、单质的概念：___________________________。 ○4、化合物的概念：_________________________。 【合作探究】 知识点1：金刚石 ○1、金刚石是______、________形状的固体，天然金刚石经过仔细研磨后，可以成为____--钻石。 ○2、金刚石是天然存在最________的物质，故可用来______、______、加工坚硬的金属。 知识点2：石墨 ○1、石墨是一种_____的有金属光泽而不透明的_______固体。 石墨很软，故可用来制_________； 石墨具有_______性，故可用作石墨电刷和作石墨电极。 ○2、木炭有吸附性，能够吸附_____、_______。木炭有吸附性是由于其具有 _____________的结构。 ○3、活性炭的吸附作用比木炭还强，故可用来制________、_______、环保活性炭包等。
知识点3：C 60 ○ 1、C 60是______（填“单质”或“化合物”），一个C 60分子中含有______个碳原子。C 60其结构与_____相似，这种结构_________（填“稳定”或“不稳定”）。 主要用于材料科学，超导体等方面的研究。 总结：金刚石、石墨、C 60 都是由_______元素组成的不同的单质，但其性质存在着明显地差异，是由于_______________________________不同。 由此知： 物质的组成结构 __________ 物质的用途 【达标检测】 1、金刚石、石墨、木炭和C60都是由碳元素组成的单质，下列关于碳的 单质的叙述正确的是（ ） A 、都是黑色固体 B 、在氧气中充分燃烧时都生成二氧化碳 C 、碳原子的排列方式相同 D 、一定条件下，石墨转化成金刚石是物理变化 2、澳大利亚科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”，每个泡沫含有约4000 个碳原子，直径约6到9nm ，在低于-183℃时，泡沫具有永久磁性．下列叙 述正确的是（ ） A 、“碳纳米泡沫”是碳单质 B 、“碳纳米泡沫”是混合物 C 、“碳纳米泡沫”是一种新型的碳化合物 D 、“碳纳米泡沫”和金刚石的性质相同 3、（1）纯净的金刚石是无色透明、________形状的固体．它是天然存在______ 的物质，可用来裁玻璃． （2）电车与电缆接触的部分称作“电刷”，制作“电刷”的物质是一种碳 的单质，这种碳单质是____（填名称）．该物质应该具备的性质是__（填 序号）。 ①硬度大 ②导热性 ③导电性． （3）活性炭具有_______的结构，具有___________能力，制糖工业利用活 性炭来脱色制白糖。 4、在物质的各大家族中，有一家兄弟多；老大骨头硬，光彩照人，身价百 万；老二又软又滑，生活学习都有它；老三似足球，科研工作者喜欢它。 （1）举出老大的一种用途__________________。 （2）请你猜出老二是_____________，用途有______________________。 （3）请写出老三的化学式__________。 （4）请你写出一个化学方程式说明它们是一家人_____________________。 决定 反映 （ ） （ ）
§6.1 金刚石、石墨和C 60 一、基础知识回顾 1.碳的单质有_______、_______和_______等，其中_______是天然存在的最硬的物质，_______是最软的矿物之一，金刚石和石墨性质的差异是因为_____ __。 2.C 60分子，形如足球。它的一个分子是由_____个_____原子构成的，相对分子质量是_ ___。 3. 选用下列物质：①炭黑、②木炭、③活性炭、④焦炭 填（用序号）在有关用途的空格内：冰箱去味剂_______，制墨汁_______，用于冶金工业_______，用来除去食品和工业产品里的色素_______，制造防毒面具里的滤毒罐_______，加入橡胶里增强轮胎的耐磨性_______。 4.最近中国科技大学陈乾旺教授领导的研究组以二氧化碳和金属钠作原料，在440 ℃和800 atm 的条件下，成功合成了金刚石，同时生成氧化钠，首次实现了从二氧化碳到金刚石的逆转变。该反应的化学方程式是______________________________。 二、选择题 1. 关于金刚石和石墨的下列说法中，不正确的是( ) A.它们都是由碳元素组成的单质 B.它们都是电的良导体 C.金刚石质硬，石墨质软 D.金刚石、石墨里的碳原子排列不同 2. 下列几种情况，能证明“金刚石和石墨是由相同元素组成”的是( ) A. 它们的熔点相同 B. 都不溶于水 C. 燃烧后都得同一产物二氧化碳 D. 石墨在一定条件下可转化为金刚石 3.下列说法中正确的是( ) A. 由一种元素组成的物质，一定是纯净物 B. 吸附是化学变化 C. 一种元素只能形成一种单质 D. 在一定条件下，石墨可转化为人造金刚石，这个变化是化学变化 4.2010年诺贝尔物理奖授予发现石墨烯的开创性研究者。以石墨为原料，先制备氧化石墨, 再经过热还原制备石墨烯。石墨烯硬度大，导电性能好，有韧性，可弯曲。下列关于金刚石、石墨、C 60和石墨烯四种单质的叙述错误的是 （ ） A ．将石墨变成石墨烯发生了化学变化 B ．四种物质碳原子的排列方式不同 C ．四种物质完全燃烧后的产物都是CO 2 D ．石墨烯是一种新型的有机物 5. 以美国为首的北约曾用“石墨炸弹”使南联盟的高压输电线短路，这是因为石墨( ) A. 质软 B. 耐高温 C. 具有导电性 D. 具有润滑性 6.下列物质的用途主要由其化学性质决定的是( ) A.用金刚石做玻璃刀的刀头 B. 焦炭用于金属的冶炼 C.用石墨做铅笔芯写字 D.用钨做电灯泡里的灯丝 7.用墨书写的字或绘的画能保存多年不褪色，是由于常温下碳( ) A.化学性质不活泼 B.具有吸附性 C.具有还原性 D.具有氧化性 8.在2Fe 2O 3+3C 高温 4Fe+3CO 2↑反应中，还原剂是（ ） A.C B.CO 2 C.Fe 2O 3 D.Fe
第六单元碳和碳的氧化物 课题1金刚石、石墨和C60 学习目标 1.知道金刚石和石墨的主要物理性质及相关的用途。 2.记住单质碳的化学性质及对应的用途。 3.知道同种元素可以组成不同的物质,以及物质结构、性质和用途的关系,且能以发展的观点看待碳的单质。 自主研学 1.单质是指。请列举几种常见的单质:。 2.你认为一种元素能形成多种单质吗? 3.木炭燃烧能生成二氧化碳。实验室现需要66 g的CO2,则至少需要燃烧多少克的木炭才能得到? 合作探究 一、碳的单质 [阅读]课本P106~107,补充下方表格:
用途 [实验]通过实验61,你观察到了什么现象? [思考] 1.木炭和活性炭为什么可以作吸附剂? 2.碳元素除了组成金刚石和石墨外,你知道还能组成哪些单质吗? 3.防毒面具的滤毒罐内填充的是什么物质? [交流讨论] 1.金刚石和石墨是同一种物质吗?由石墨制造金刚石是物理变化还是化学变化? 2.一种元素只能组成一种单质吗?这些碳单质的性质和用途为什么不同? 3.结合金刚石、石墨、无定形碳的性质和用途,讨论物质的结构、性质和用途的关系。 [归纳小结] 1.金刚石、石墨(见上表格) 2.无定形碳(属于物) (1)结构:由石墨的微小晶体和少量杂质构成,主要有:焦炭、木炭、活性炭、炭黑等。 (2)性质和用途:①活性炭、木炭具有强烈的,用于;②焦炭用作;③炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的。 ★注意:木炭、活性炭的吸附性属于物理性质。吸附过程中发生的变化属于物理变化。 ●“碳”和“炭”的区别: “碳”是元素名称,指元素;“炭”是指具体的物质,由碳元素组成的部分单质。如:。
二氧化碳由和两种元素组成。 3.新型碳单质 (1)C60分子是由60个构成的分子,形似。 (2)状的碳单质。 二、碳的化学性质 1.碳的性 碳原子的核外电子排布第一层有个电子,第二层(最外层)有个电子,因此常温下碳的化学性质。 2.碳的性 (1)氧气充足时:(填写化学方程式,下同); (2)氧气不充足时:。这两个反应都属于(填反应类型)。 3.碳的性 (1)实验现象 (2)酒精灯加铁丝网罩的目的是。 (3)在此反应中,被还原的物质是,被氧化的物质是。说明木炭具有性,可用来。 (4)化学方程式为,所以,这类反应可表示为:C+金属氧化物+。 [讨论]根据碳的化学性质说出碳有哪些用途? [课堂小结]通过本节课的学习,你收获了什么? 学以致用 1.古代字画能长期保存,是由于单质碳在常温下具有()
中考化学金刚石、石墨和C60测试卷附答案 一、初中化学金刚石石墨和C60选择题 1．在使用燃气热水器时，若通风不畅会产生使人中毒的气体是 A．氧气 B．氮气 C．一氧化碳 D．二氧化碳 2．下列图示中物质的用途与相应的性质不相符的是（） A．金属的导热性B．燃气的可燃性 C．氧气的氧化性D．干冰的升华 3．石墨烯是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，碳纳米管主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，它们的微观结构如图所示。下列说法正确的是（） A．碳元素只能组成碳纳米管和石墨烯两种单质 B．碳纳米管不与其他物质发生反应 C．构成石墨烯的原子间有一定间隔 D．构成碳纳米管的原子不再运动 4．自来水厂生产流程如图所示，下列说法不正确的是（） A．絮凝剂可使悬浮物沉淀 B．过滤池可除去难溶性固体杂质 C．活性炭的吸附性是化学性质 D．投药的目的是消毒杀菌 5．吸烟有害身体健康，香烟的烟气中含有几百种有毒物质，其中易与人体血红蛋白相结合的有毒气体是
A．CO2 B．N2 C．O2 D．CO 6．防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是（） A．炭黑B．活性炭C．金刚石D．石墨7．下列有关碳及其化合物的说法正确的是（） A．C60表示一个C60分子 B．H2CO3中C的化合价为+2价 C．一氧化碳可冶炼金属，因其具有氧化性 D．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 8．下列事实与解释相符的是（） A．干冰用作制冷剂——干冰是冰 B．酸雨是PH＜5.6的雨水——二氧化碳是形成酸雨的主要气体 C．用炭黑墨汁书写的字经久不变色——常温下，碳的化学性质稳定 D．制糖工业用活性炭脱色制白糖——活性炭和有色物质反应 9．下列物质或方式中的“碳”，主要不是针对碳单质的是 A．碳素墨水B．打印碳粉C．低碳生活D．石墨碳棒 10．化学反应C+H2O 高温 H2+CO中的还原剂是 A．C B．H2O C．H2D．CO 11．建立宏观与微观的联系是化学常用的思维方式。下列对宏观事实的微观解释，不正确的是（） A．电解水生成氢气和氧气﹣﹣水中含有氢分子和氧分子 B．干冰升华﹣﹣二氧化碳分子间的间隔变大了 C．夏季在校园里闻到阵阵花香﹣分子在不断地运动 D．硫在氧气中燃烧比空气中更剧烈﹣﹣在氧气中硫接触到氧分子的几率大 12．下列描述错误的是（） A．不同的碳单质物理性质差异大，是因为碳原子的排列方式不同 B．H2O2和H2O化学性质差异大，是因为构成物质的分子不同 C．氢元素和氧元素化学性质差异大，是因为其原子的最外层电子数不同 D．钠元素和镁元素种类不同，是因为中子数不同 13．下列对一些事实的微观解释，其中错误的是 ( )
较石墨和金刚石的晶体 结构 Revised as of 23 November 2020
较石墨和金刚石的晶体结构、结合键和性能。 答：金刚石晶体结构为带四面体间隙的FCC，碳原子位于FCC点阵的结合点和四个不 相邻的四面体间隙位置，碳原子之间都由共价键结合，因此金刚石硬度高，结构致密。石墨晶体结构为简单六方点阵，碳原子位于点阵结点上，同层之间由共价键结合，邻层之间由范德华力结合，因此石墨组织稀松，有一定的导电性，常用作润滑剂。 1. 单晶体：如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体~单晶体． 水晶、雪花、食盐小颗粒、单晶硅、晶须 2 多晶体：如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体~多晶体，其中的小晶体叫做晶粒，其边界称为晶界，多晶体有一定的熔点。各向同性 金属及合金等. 3 非晶体：没有规则的几何形状，原子在三维空间内不规则排列。长程无序，各向同性。 常见的非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等． 扩散定理 单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的物质量（扩散通量）与该物质在该面积处的浓度梯度成正比。
为扩散通量，表示扩散物质通过单位截面的流量，dC/dx为沿x方向的浓度梯度；D为原子的扩散系数。负号表示扩散由高浓度向低浓度方向进行。 层错能 金属结构在堆垛时，没有严格的按照堆垛顺序，形成堆垛层错。层错是一种晶格缺陷，它破坏了晶体的周期完整性，引起能量升高，通常把单位面积层错所增加的能量称为层错能。 层错能出现时仅表现在改变了原子的次近邻关系，几乎不产生点阵畸变。所以，层错能相对于晶界能而言是比较小的。层错能越小的金属，则层错出现的几率越大。 在层错能较高的金属如铝及铝合金、纯铁、铁素体钢（bcc）等热加工时，易发生动态回复，因为这些金属中易发生位错的交滑移及攀移。而奥氏体钢(fcc)、镁及其合金等由于层错能低，不发生位错的交滑移，所以动态再结晶成为动态软化的主要方式。 面心立方的密排面 晶体中原子的堆垛方面心立方晶格的金属: 铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、γ- 铁( γ-Fe, 912℃～1394℃)
人教版初三化学金刚石、石墨和C60测试卷 一、初中化学金刚石石墨和C60选择题 1．下表是元素周期表的部分，其中碳元素部分信息缺失，下列有关该元素认识错误的是 A．该元素对应原子的质子数为6 B．该元素属于金属元素 C．该元素可以组成多种单质 D．该元素化学性质与最外层电子数密切相关 2．下列采取的安全措施中正确的是（） A．发现煤气泄漏，立即打开排气扇 B．为了防止一氧化碳中毒，可在煤炉上放一大壶水 C．易燃物和易爆物存放时要紧密堆积，减少和氧气的授触面积 D．电线着火应立即切断电源，再用水灭火 3．金刚石、石墨、C60都是碳的单质，关于它们的说法正确的是( ) ①碳原子的排列方式不同②化学性质相似，完全燃烧后都生成二氧化碳 ③物理性质相似，硬度大④是同一种物质⑤用途有所不同⑥都是黑色固体 A．①②⑤B．③④⑤C．①④⑥D．①②④⑤ 4．下列变化属于化学变化的是（） A．干冰升华B．活性炭吸附色素C．分离液态空气制氧气D．钢铁生锈 5．根据如图所示实验，不能得到的 ．．．．．结论是 A．CO2不能燃烧B．CO2不支持燃烧 C．CO2密度比空气大D．蜡烛燃烧生成CO2和H2 6．高铁动车与电路连接的是石墨电刷，它没有体现出石墨具有的性质是 A．导电性B．还原性C．滑腻感D．稳定性 7．石墨烯是一种由碳原子组成的六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，碳纳米管主要是由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，它们的微观结构如图所示。下列说法正确的是（）
A．碳元素只能组成碳纳米管和石墨烯两种单质 B．碳纳米管不与其他物质发生反应 C．构成石墨烯的原子间有一定间隔 D．构成碳纳米管的原子不再运动 8．吸烟有害身体健康，香烟的烟气中含有几百种有毒物质，其中易与人体血红蛋白相结合的有毒气体是 A．CO2 B．N2 C．O2 D．CO 9．下列有关碳及其化合物的说法正确的是（） A．C60表示一个C60分子 B．H2CO3中C的化合价为+2价 C．一氧化碳可冶炼金属，因其具有氧化性 D．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 10．物质的结构决定物质的性质，下列关于物质结构与性质的说法不正确的是 A．金刚石和石墨的物理性质不同，是由于碳原子的排列方式不同 B．金属钠和镁的性质不同，是由于钠和镁的原子结构不同 C．生铁和钢的性质不同，是由于含碳量不同 D．一氧化碳和二氧化碳性质不同，是由于一氧化碳和二氧化碳的组成元素不同 11．下列关于空气及其成分的说法错误的是 A．氮气、氩气可以作焊接金属的保护气 B．任何物质都能在氧气中燃烧 C．煤燃烧排放的SO2、NO2等是产生酸雨的主要成分 D．二氧化碳可做大棚温室的气体肥料 12．互为同素异形体的一组物质是 A．氧气与液氧B．CO2与CO C．干冰与冰D．金刚石与石墨13．下列物质或方式中的“碳”，主要不是针对碳单质的是 A．碳素墨水B．打印碳粉C．低碳生活D．石墨碳棒 14．下列有关碳和碳的氧化物的说法，错误的是（） A．CO和CO2组成元素相同，所以它们的化学性质也相同 B．碳在空气中充分燃烧时生成CO2，不充分燃烧时生成CO C．CO用于冶炼金属、做气体燃料：CO2用于做气体肥料、可以灭火 D．古代用墨汁书写的字画能保存至今，是因为在常温下碳单质的化学性质稳定 15．一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量Y随加热时间的变化趋势如右图，其中纵坐标Y表示 A．碳的质量
金刚石石墨C的教学设 计公开课 Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
课题一、金刚石、石墨和C60（第一课时）·教学设计 建水曲江中学杨月娇 一、教材分析 本课题选自人教版义务教育课程标准实验教科书第六单元碳和碳的氧化物课题1《金刚石、石墨、C60》的第一课时，其主旨是学习金刚石和石墨、C60等碳单质的物理性质和用途以及无定形碳的性质和用途，激发学生学习化学的兴趣，使学生认识到化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，知道一种元素可以组成多种单质，为以后学习同素异形体打下基础。教材内容在呈现方式上注意把教学情境和学生生活实际相联系，既介绍了日常生活中常见的含碳物质，如玻璃刀、铅笔芯、电车电刷等，又引入了一些高新科技材料，如纳米碳管等。教材图文并茂，为开展教学提供了良好的依据和条件。 二、学情分析 学生已有的生活经验使他们已经获得了一些有关碳单质的感性认识，通过本节课的学习，使学生建立“结构——性质——用途”三者之间的联系即构成本课题的重要认知目标。在技能方面，学生已有一定的基本操作能力，并能设计简单的实验，通过本课题的学习，可以强化他们已有的知识和技能，激发学习兴趣，提高学生自主、合作、探究学习的能力，使学生真正把化学和生活联系起来。 三、思路整合 本着“温故而知新”的基本理念，本节课的教学从“同种元素可以组成不同的物质”入手引入新课，展开对课题——“金刚石、石墨、C60”的学习。通过师生共同分析金刚石的用途，总结其物理性质；然后联系生活实际，引导学生猜测石墨的物理性质，并通过实验验证，从而得出结论；结合教师提供的金刚石和石墨的模型，解释二者物理性质差异的原因，引导学生认识并建立“结构——性质——用途”之间的联系；通过巩固性练习，加深学生对结构、性质和用途之间联系的理解；通过认识无定形碳的用途，激发学习兴趣，知道化学与社会、生活是紧密相连的；最后通过展示C60分子的结构以及有关碳的新型材料的图片和相关知识的介绍，培养学生获取信息的能力，使学生逐步形成科学的思维方式和创新意识，培养学生学习化学的科学素养。 四、教学流程 据以上分析，将本节课的流程设计如下：
课题1 金刚石、石墨和C 60 第1课时 碳的单质 教学目标 教学过程 情景导入 “碳氏三兄弟” 一天碳氏家族的三个兄弟在表功，老大说：“我是天然矿物质中最硬的，我能破石开山”；老二说：“我是天然矿物质中最软的，我很滑，能导电，但我过后留有痕迹”；老三说：“我在当前社会上具有广泛应用高科技材料”。 合作探究 探究点一 碳的单质 提出问题 金刚石、石墨、C60都是有碳元素组成的单质，为什么它们的物理性质有很大的差异？ 交流讨论 阅读教材归纳总结。 归纳总结 1.碳的几种单质：金刚石 、石墨和C 60
课堂讨论（1）金刚石和石墨是同一种物质吗？由石墨制造金刚石是物理变化还是化学变化？ （2）一种元素只能组成一种单质吗？这些碳单质的性质和用途为什么不同？ 知识拓展（1）一种元素可以组成不同种单质。例如：金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的不同单质；白磷、红磷都是由磷元素组成的不同单质；氧气和臭氧都是由氧元素组成的不同单质；同种元素可以组成不同单质。因此，我们不能说“由同种元素组成的物质叫单质”。 （2）石墨在一定条件下可以转化为金刚石，该变化属于化学变化。 探究点一无定形碳 提出问题无定形碳是碳的单质吗？它是一种物质还是一类物质呢？ 交流讨论阅读教材归纳总结。 归纳总结 木炭、焦炭、活性炭和炭黑主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。因为它们没有固定的几何形状，所以叫无定形碳， ⑴木炭具有吸附能性，可以吸附气体、色素，可用来作冰箱的去味剂。 （2）活性炭的吸附能力比木炭强，可以用在防毒面具中吸收毒气、制糖工业中脱色制白糖、处理水等。 （3）焦炭用于冶金工业，作还原剂。 （4）炭黑用于制造油墨、油漆、鞋油、橡胶工业的填充剂等。 知识拓展 1．木炭、活性炭的吸附性是物理性质，木炭、活性炭的脱色吸附是物理变化。 2.“碳”和“炭”的区别：“碳”是元素的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等。而“炭”指的是具体物质，它表示由碳元素组
金刚石、石墨和C60说课稿 各位评委、各位老师：大家好!我是朝阳市第二中学化学教师刘秀珍，能与在座的各位评委、老师在一起学习交流，我非常高兴。今天，我说课的内容是人教版九年级化学第六单元课题1《金刚石、石墨和C60》第一课时，下面，我从教材分析、学情分析、说教法、说学法、说教学程序、说教学反思以及板书设计七个方面谈谈我的教学设想。 一、教材分析： 1、地位和作用 自从引导学生走进化学世界后，他们就学会了怎样从化学视角去认识身边的化学物质，比如氧气、氢气和水等物质，相继在老师的引领下，他们又闯入了微观世界，初步了解了物质构成的奥秘，学会了一些基本的化学概念和化学技能；在此基础上，本单元将继续引导同学们深入、细致地研究碳和碳的氧化物。本课题包括两部分，分两课时完成本课题的教学内容：第一课时介绍碳单质的物理性质、用途及结构、性质、与用途的关系，第二课时学习碳单质的化学性质。今天我要说的是第一课时的教学思路。这一知识模块主要介绍了金刚石、石墨、C60的重要物理性质和结构特点。在介绍石墨的同时又穿插介绍了木炭、活性炭的吸附性及其用途，使学生树立结构决定性质，性质决定用途，用途体现性质等的观点。掌握了这一重要化学思想后，可以使学生更好的体会学习化学的意义，感受化学世界的魅力之所在。 2、教学目标： [知识与技能] 通过阅读教材与插图，使同学们主要明确以下问题： (1)了解金刚石和石墨的物理性质和用途。 (2)了解C60分子的结构特点。 (3)知道不同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 (4)知道木炭和活性炭的吸附型及其愿因。 (5)理解金刚石和石墨的物理性质差异的根本原因。 [过程与方法] (1)通过比较和归纳，使学生知道物质的结构、性质与用途的关系 (2)利用微观模型让学生认识物质的微观构成。 (3)通过探究实验使主动的获得知识。 [情感态度与价值观] (1)通过物质的性质和用途的讨论，初步形成辩证唯物主义观点 (2)通过知识拓展，学会用发展的观点看待碳的单质。 (3)通过探究实验使学生初步形成科学探究的能力 3、教学重点：金刚石、石墨的物理性质和用途。 4、教学难点：金刚石、石墨等碳单质的物理性质差异的原因。 为了突出重点，突破难点，教学中我利用了大量的图片、课外资料等媒体资源，给学生提供非常直观的感性认识，再经过教师的引导，使其上升为理性认识。 二、学情分析: 1.学生已对氧气性质有所掌握，实验的基本技能已经初步形成并得到发展,并且在水的净化学习中已经知道活性炭碳吸附性。很容易实现从气态非金属到固态非金属单质性质认识的
课题一、金刚石、石墨和C60（第一课时）·教学设计 建水曲江中学杨月娇 一、教材分析 本课题选自人教版义务教育课程标准实验教科书第六单元碳和碳的氧化物课题1《金刚石、石墨、C60》的第一课时，其主旨是学习金刚石和石墨、C60等碳单质的物理性质和用途以及无定形碳的性质和用途，激发学生学习化学的兴趣，使学生认识到化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，知道一种元素可以组成多种单质，为以后学习同素异形体打下基础。教材内容在呈现方式上注意把教学情境和学生生活实际相联系，既介绍了日常生活中常见的含碳物质，如玻璃刀、铅笔芯、电车电刷等，又引入了一些高新科技材料，如纳米碳管等。教材图文并茂，为开展教学提供了良好的依据和条件。 二、学情分析 学生已有的生活经验使他们已经获得了一些有关碳单质的感性认识，通过本节课的学习，使学生建立“结构——性质——用途”三者之间的联系即构成本课题的重要认知目标。在技能方面，学生已有一定的基本操作能力，并能设计简单的实验，通过本课题的学习，可以强化他们已有的知识和技能，激发学习兴趣，提高学生自主、合作、探究学习的能力，使学生真正把化学和生活联系起来。 三、思路整合 本着“温故而知新”的基本理念，本节课的教学从“同种元素可以组成不同的物质？”入手引入新课，展开对课题——“金刚石、石墨、C60”的学习。通过师生共同分析金刚石的用途，总结其物理性质；然后联系生活实际，引导学生猜测石墨的物理性质，并通过实验验证，从而得出结论；结合教师提供的金刚石和石墨的模型，解释二者物理性质差异的原因，引导学生认识并建立“结构——性质——用途”之间的联系；通过巩固性练习，加深学生对结构、性质和用途之间联系的理解；通过认识无定形碳的用途，激发学习兴趣，知道化学与社会、生活是紧密相连的；最后通过展示C60分子的结构以及有关碳的新型材料的图片和相关知识的介绍，培养学生获取信息的能力，使学生逐步形成科学的思维方式和创新意识，培养学生学习化学的科学素养。 四、教学流程
1．C60与现代足球有很相似的结构，它与石墨互为（） A.同位素 B.同素异形体 C.同分异构体 D.同系物 来源：2010·湖南·高一 难度：简单 类型：选择题 答案：B 分析： C60是一种只有碳元素组成的单质，石墨也是只有碳元素组成的单质，且属于不同的单质，则二者互为同素异形体． 解答： 解：A、同位素的分析对象是原子，而C60与石墨属于单质，故A错误； B、C60与石墨是同种元素的不同单质，互为同素异形体，故B正确； C、同分异构体的分析对象是化合物，而C60与石墨属于单质，故C错误； D、同系物是结构相似组成上相差CH2的有机化合物，故D错误； 故选B． 点评： 本题考查基本概念，明确同位素、同素异形体、同分异构体、同系物的概念，理解概念中的要点是解答本题的关键，难度不大． 2．下列物质中，既有可燃性，又有还原性的固体单质是（） A.氢气 B.二氧化碳 C.木炭 D.二氧化硫 来源：2017·乐乐课堂·练习
难度：简单 类型：选择题 答案：C 分析： 根据氢气、木炭既具有可燃性，又具有还原性；二氧化碳与二氧化硫的化学性质进行分析判断． 解答： 解：A、氢气既具有可燃性，又具有还原性，但属于气态单质，故选项错误． B、二氧化碳不能燃烧，不具有可燃性、还原性，故选项错误． C、木炭既具有可燃性，又具有还原性，且属于固态单质，故选项正确． D、二氧化硫不具有可燃性，且属于气体化合物，故选项错误． 故选C． 点评： 本题难度不大，掌握氢气、木炭、二氧化碳与二氧化硫的化学性质即可正确解答本题．3．物质不需要通过化学变化就能体现的性质是（） A.可燃性 B.稳定性 C.溶解性 D.还原性 来源：2017·乐乐课堂·练习 难度：中等 类型：选择题 答案：C 分析： 物质的化学性质是需要通过化学变化才能表现出来的性质，物理性质是不需要发生化学变化
课题1《金刚石、石墨和C60》说课稿 一、教材分析： 1、教材的地位和作用 在引导学生走进化学世界，从化学角度认识了身边的物质，初步了解了物质构成的奥秘，学习了一些基本的化学概念和化学技能之后，本单元开始深入、细致地研究碳和碳的氧化物。前面的内容对本课题起到铺垫作用。第一课题包括两部分，第一部分介绍碳的单质，第二部分介绍碳的化学性质。今天我主要说一说第一部分的教学思路。这部分主要介绍了金刚石、石墨的重要物理性质和C60分子的结构特点。在介绍石墨的同时又穿插介绍了木炭、活性炭的吸附性及其用途，使学生树立性质决定用途，用途体现结构的观点。掌握了这一重要化学思想后，可以使学生更好的体会学习化学的意义，感受化学世界的魅力。 2、确定教学目标： [知识与技能] (1)了解金刚石和石墨的物理性质和用途。 (2) 了解C60分子的结构特点。 (3) 知道不同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 (4) 知道木炭和活性炭具有吸附作用 [过程与方法] (1) 利用计算机网络技术更多更快的获得资料，并会对资料进行整理。 (2) 会对展示或演示的资料分析、归纳。 (3) 利用微观模型认识物质的微观构成。 (4) 通过探究实验主动的获得知识。 [情感态度与价值观] (1)以发展的观点看待碳的单质。 (2)通过探究实验使学生初步形成科学探究的能力 3、教学重点 使学生知道物质的结构与性质、性质与用途的关系。 4、教学难点 使学生知道物质的结构与性质、性质与用途的关系。 为了突破难点，教学中利用了大量的图片、视频资料，给学生提供非常直观的感性认识，通过教师的引导，使学生上升为感性认识。 二、教法和学法 本课题坚持“教与学、知识与能力的辩证统一”的原则，使每个学生都得到充分发展。采用学生网络查找自主学习法、学生分组实验探究法、对比归纳法、课件展示等教学法，努力做到教法与学法的最优组合，并体现以下特点： 1、培养学生通过多种渠道获得知识的能力，尤其是利用计算机网络获得知识。 2、培养学生观察、分析和解决问题的探究能力。 3、充分调动学生的积极性和主观能动性，使学生充分发挥主体作用。通过课件展示，创设问题情境，激发学生的学习兴趣，营造良好的思维环境，使学生迅速融入到学习情景中，并且在学生交流探讨过程中，通过语言的表达，学生的思想互相“碰撞”，又会激发另一部
初中九年级上册化学金刚石、石墨和C60知识点第六单元碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60 一、碳单质 ⒈金刚石、石墨的物理性质和用途的比较 ⒉木炭、活性炭、焦炭、炭黑主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。 ⑴木炭：有吸附作用，用于吸附一些食品和工业产品里的色素，吸附有异味的物质。
点燃 点燃 高温 ⑵活性炭：有较强的吸附作用，用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖、冰箱的除臭剂。 （3）焦炭：用于冶铁 （4）炭黑：加到橡胶里，能够增加轮胎的耐磨性。 注：木炭、活性炭具有强烈的吸附性是因为具有疏松多孔的结构。 吸附性是活性炭、木炭的物理性质。 3. 同一种元素可以组成不同的单质。 二、单质碳的化学性质 ⒈常温下，碳的化学性质不活泼（碳原子最外层有4 个电子） 应用：解释古代字画为什么经历几千年而不变色？档案资料为什么要求用碳素墨水书写？ ⒉碳的可燃性（相同的反应物，因反应物的量不同，生成物不同） 充分燃烧 C + O 2 ===== CO 2 碳在氧气中燃烧的现象：燃烧剧烈，发出白光，放热，生成能使 澄清石灰水变浑浊的气体。 不充分燃烧 2C + O 2 ===== 2CO 3. 碳的还原性（以木炭还原CuO 为例）——用于冶炼金属 ⑴现象：黑色粉末变红色，澄清的石灰水变浑浊。 ⑵化学方程式：C + 2CuO ===== 2Cu + CO 2↑ （3）反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。 （4）在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。 （5）配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。 （6）实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。 （7）C 在反应中得到氧元素，发生氧化反应，是还原剂，具有还原性。
《金刚石、石墨和C60》综合练习 一、选择题 1．下列说法正确的是（） A．分子、原子、离子都能直接构成物质 B．质子数相同的微粒是同种元素 C．金刚石和石墨的原子排列方式不同，则它们的性质不同 D．由同种元素组成的物质一定是单质 2．下列排列顺序正确的是（） A．相对分子质量：二氧化碳＞氢气＞氮气 B．硬度大小：金刚石＞石墨＞玻璃 C．一个分子中所含的原子个数：CH4＞NH3＞N2 D．地壳中元素含量：Al＜Fe＜Si 3．碳还原氧化铜的实验如图所示，实验结束时停止加热，冷却至室温。相关分析正确的是 （） A．装置Ⅲ中出现气泡，说明Ⅰ中反应已开始 B．反应中，装置Ⅰ内壁出现水雾是反应生成的 C．冷却后，装置I减少的固体质量等于生成气体的质量 D．装置Ⅱ中可收集到一瓶二氧化碳气体 4．下列有关金刚石、石墨、C60的说法中，正确的是（） A．C60是一种新型的化合物 B．石墨是天然存在最硬的物质 C．金刚石、石墨、C60在氧气中充分燃烧后的生成物都是二氧化碳 D．金刚石与石墨物理性质不同的原因是碳原子的结构不同 5．2010年诺贝尔物理奖授予发现石墨烯的开创性研究者，石墨烯是首个发现的二维空间材料，从石墨材料中剥离制得．金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图分别如图所示，下列说法正确的是（）
A．将石墨剥离制成石墨烯是物理变化 B．这四种物质碳原子的排列方式相同 C．这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子 D．这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2 6．在隔绝空气情况下，用木炭还原氧化铜．下列叙述正确的是（）A．反应前后固体中氧元素的质量保持不变 B．反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大 C．反应中消耗的氧化铜与碳的质量一定相等 D．反应后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量 7．下列有关化学实验现象的描述错误的是（） A．红磷在空气中燃烧产生大量白烟 B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成白色固体 C．对木炭和氧化铜的粉末加强热，固体由黑色变为红色 D．硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰。产生刺激性气味的气体 8．下列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．用墨书写或绘制的字画能保存很长时间而不变色是因为碳具有还原性C．活性炭常用来制作防毒面具因其具有良好吸附性 D．所有碳单质燃烧一定只生成二氧化碳 9．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（）