科粤版九年级上册化学教案 5.2 组成燃料的主要元素——碳（课时1）

第五章燃料

5.2组成燃料的主要元素——碳（课时1）

一、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。

3.知道木炭和活性炭具有吸附作用。

二、过程与方法

1.通过对金刚石、石墨和C60中碳原子排列方式的分析，了解物质结构、性质和用途之间的关系。

2.活性炭对红墨水的吸附实验，学会用对比实验的方法来解决实际问题。

金刚石、石墨、木炭和活性炭的物理性质和用途。

使学生知道物质的结构与性质、性质与用途之间的关系。

［思考］我们知道不同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分子模型

［介绍］金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。

［提问］你能得到什么结论?

［回答］同种元素可以组成不同的物质。

［实验探究］请同学们用小刀将玻璃片割开。

［提问］为什么用小刀割不开玻璃片？谁知道可用什么工具能将玻璃片割开？

［实验探究］请两位学生用玻璃刀进行玻璃切割，注意安全，教师指导操作。

［讨论］为什么玻璃刀能够切割玻璃片？玻璃刀上是一种什么物质？

［回答］玻璃刀上有金刚石，硬度比玻璃大。

［总结］金刚石是一种碳单质，今天我们就来认识一些碳的单质。

（1）金刚石

引导学生观察玻璃刀头上镶的金刚石。通过观察、亲身实验和阅读教材完成下表：

物理性质

用途

金刚石

颜色

形状

硬度

导电性

（2）石墨

［问题］同样是由碳元素组成的石墨，会有哪些不同的性质呢？同学们请用铅笔刀削点铅笔芯粉末，用手触摸一下有何感觉？

课堂实验：验证石墨的导电性。

提供器材：利用实验材料(6B铅笔芯、干电池、导线、小灯泡)

设计实验，探究石墨的导电性。

［学生实验］学生触摸铅笔屑，感知石墨的滑腻感和质软。学生分组实验，记录实验现象。

思考：通过实验和阅读教材，完成下表。

物理性质

用途

石墨

颜色

形状

硬度

导电性

无定形碳主要包括木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。

［讨论］结合金刚石、石墨和木炭的性质和用途，讨论物质的性质和用途之间有什么关系。

［视频播放］焦炭、木炭、活性炭、炭黑的物理性质和用途

（3）C60

投影：C60分子模型。

教师介绍：这是一个C60分子，它由60个碳原子构成，分子形似足球，故其又名“足球烯”。它在材料科学、超导体等方面有重要应用。

［介绍］随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是C60，另外还有碳纳米管。

(教师介绍C60、碳纳米管的应用)

［思考］为什么金刚石、石墨、C60都是碳的三种单质，但物理性质却存在很大的差异呢？

［视频播放］观看碳的几种单质结构图。

［回答］因为碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质有很大差异。

［总结］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。金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质存在很大差异，是因为碳原子排列方式不同。

1.金刚石是天然存在的最硬的物质。

2.石墨很软，有滑腻感，有导电性。

3.木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性。

4.每个C60分子是由60个碳原子构成的，C60分子形似足球。

5.金刚石、石墨、C60的物理性质各不相同，是因为碳原子排列方式不同。

一、碳的几种单质

1.金刚石、石墨和C60

物理性质

用途

组成元素

颜色

形状

硬度

导电性

金刚石

无色透明

正八面体

最硬

不导电

钻探机的钻

头、裁玻璃

碳

石墨

深灰色不透明

细鳞片状固体

质软

导电

润滑剂、铅笔芯、电极等

碳

C60

足球状

质脆

不导电

材料科学、超导体

碳

2.其他含杂质的碳单质

木炭：疏松多孔，具有吸附能力，可作燃料和吸附剂等

焦炭：冶炼金属

活性炭：吸附性比木炭的还要强，可用于净化气体和液体，制作防毒面具里的滤毒罐等

炭黑：黑鞋油、墨汁等

二、结构、性质与用途的关系

联系实际生活、科学研究进行教学，提高学生的学习兴趣，运用网上资料拓展学生的学习空间，激发学生学习兴趣，引导学生关注生活、关注社会。学生应善于观察身边的生活，从生活中学习化学，同时将所学化学运用于社会中解决科学问题。

例1石墨烯是首个发现的二维空间材料，是由石墨制成的。金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质，如图是四种单质的结构示意图，下列关于四种物质的叙述正确的是(C)

A.都是黑色固体

B.它们都质软

C.碳原子的排列方式不同

D.将石墨剥离制成石墨烯发生了物理变化

解析：金刚石、石墨、C60和石墨烯都是由碳元素组成的单质，其碳原子的排列方式不同，故物理性质不同。金刚石是无色透明的正八面体形状的固体，是天然存在的最硬的物质；石墨质软；石墨和石墨烯是由同种元素组成的不同单质，由石墨制成石墨烯发生的是化学变化。

例2下列有关金刚石、石墨、C60、木炭的说法错误的是(B)

A．金刚石是天然存在最硬的物质

B．C60是一种新型的化合物

C．石墨具有优良的导电性，可用作电极材料

D.木炭疏松多孔，具有吸附能力

解析：C60是由碳分子构成的单质。

例3碳单质存在形式有多种，用途各不相同。下列各图中体现活性炭用途的是(D)

解析:本题主要考查碳单质的性质与用途。活性炭的用途主要是利用其吸附性吸附物质。净水器中用于净水体现了活性炭的用途。

1.某市中考实行网上阅卷，答题时必须用2B铅笔填涂答题卡，2B铅笔芯的主要成分是(A)

A.石墨

B.金刚石

C.木炭D.C60

2.下列说法正确的是(D)

A.目前人们已经发现了109种元素，这些元素组成的单质只有109种

B.只含有一种元素的物质一定是纯净物

C.金刚石和石墨的物理性质不同，是因为构成它们的原子不同

D.金刚石和石墨都是碳元素组成的单质

3.竹炭制品深受消费者欢迎，竹炭是竹子经过炭化处理后形成的多孔性材料，竹炭不具有的性质是(B)

A.黑色固体

B.易溶于水

C.有吸附性

D.能够燃烧

4.碳的单质中，质地较软，常用作电极的是(D)

A.金刚石B.活性炭

C.炭黑

D.石墨

5.下列物质中，硬度最大的是(A)

A.金刚石

B.石墨

C.焦炭

D.活性炭

6.下列物质均含有碳元素，其中属于单质的是(A)

A.C60B.COC.C2H2D.CO2

7.防毒面具的滤毒罐中用来吸附毒气的物质是(B)

A.炭黑

B.活性炭

C.木炭

D.石墨

8.下列关于碳的单质的叙述正确的是(B)

A.都是黑色固体

B.金刚石呈正八面体，石墨呈细鳞片状

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

9.下列说法正确的是(C)

A.金刚石和石墨都是由碳元素组成的，所以两者混合在一起形成的是纯净物

B.金刚石和石墨的结构相同

C.石墨能导电，活性炭有吸附能力

D.金刚石和石墨的物理性质的差异是由于两物质的组成元素不同

10.下表中列出了一定压强和温度下每立方厘米活性炭所能吸附的常见气体的体积，分析表中数据与气体的组成、性质的关系，你认为下列结论正确的是(D)

气体性质

H2

CO2

O2

N2

Cl2

气体的沸点/℃

-252

-78

-183

-196

被吸附体积/mL

4.5

494

A.每个气体分子所含原子个数越多，越容易被吸附

B.沸点越低的气体，越易被吸附

C.气体是化合物时，易被吸附

D.气体的相对分子质量越大，越易被吸附

11.请从①石墨；②活性炭；③氧气；④金刚石中，选取相应物质的序号填空。

（1）可做干电池电极的是①；

（2）可用来做钻探机钻头的是④；

（3）可用于冰箱除异味的是②；

（4）用于急救病人的气体是③。