第1课时 碳的单质

九年级化学上册·人教版第六单元碳和碳的化合物第1节金刚石石墨和C60通过前面的学习我们知道了丰富多彩的物质世界是由各种元素组成的。那么，同一种元素可以组成不同物质吗?石墨金刚石足球烯（C60）

研究发现，透明的金刚石、灰色的石墨和足球状的C60都是由碳元素组成的单质。

虽然都是由碳元素组成的，但是由于原子的排列方式不同，它们之间存在着极大的差异。现在就让我们来探究金刚石、石墨和C60有何不同吧。金刚石结构用途作钻头、刻刀；作装饰品结构：正八面体性质：坚硬（天然存在的最硬物质）；

知识点1碳的几种单质的物理性质及用途用途性质质软（最软的矿物之一）熔点高导电作铅笔芯、润滑剂作高温润滑剂作电极石墨的结构、特征深灰色有金属光泽

不透明细鳞片状固体层状结构

C60分子结构模型用途性质固体，质脆、有金属光泽几乎不导电导热性很差，很稳定广泛应用于超导、催化、材料、医学及生物等领域制备新材料、器件

结构：足球状例有关金刚石、石墨和C60的说法正确的是（）A.都属于单质B.元素组成不同C.硬度相同D.碳原子排列方式相同都是由碳元素构成的单质。A√×硬度不同，金刚石是天然存在的最硬的单质。××

我们生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑，它们都是由石墨微小晶体和少量杂质组成的。木炭活性炭

知识点2木炭和活性炭的吸附性它们没有固定的几何形状，所以我们称之为无定形炭。想知道它们有什么性质吗?下面我们一起来探究一下。炭黑焦炭

【实验6-1】在盛有半瓶水的小锥形瓶中，加入一滴红墨水，使水略显红色。投入几块烘烤过的木炭（或活性炭），轻轻振荡锥形瓶。

淡红色的水颜色褪去。木炭具有疏松多孔的结构，具有吸附能力，色素被吸附在孔的表面。

现象

分析

木炭、活性炭的吸附性是物理性质，吸附中发生的是物理变化。活性炭结构孔内表面积比木炭大，吸附能力比木炭强。吸附能力与物质的表面积有关，表面积越大，吸附能力越强。123知识拓展

应用随着社会的发展，活性炭的应用范围也不断扩大。现在人们还可以用活性炭处理污水、吸附甲醛等等。

如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块木炭，最终观察到红棕色

（填“变深”或“消失”或“不变”），漏斗中液面

（填“上升”或“下降”或“不变”）。其原因为木炭具有

作用，使瓶中气体压强

外界大气压。提示：木炭会吸附NO2，故瓶内气体会变为无色，压强减小，液面上升。消失上升吸附小于

课堂练习：碳的单质金刚石

石墨木炭、活性炭C60有吸附性，可作吸附剂天然存在的最硬物质，可用来裁玻璃、切割大理石质软、有滑腻感、导电，可用来作铅笔芯、电极有特殊的性质，可用于材料科学，超导体等方面

课堂小结

用墨绘制的字画可以历经千年而不褪色，为什么字画能保存这么长时间？

知识点3碳的化学性质现在就让我们一起来了解一下碳的化学性质，在学习中寻找答案。1、在常温下，碳的化学性质不活泼。前面的现象与碳的化学性质有关，它说

明了什么？思考

碳原子最外层有4个电子，它要成为稳定结构，得4个电子或失4个电子都不容易，所以化学性质不活泼。为什么碳在常温下化学性质不活泼呢？思考

在常温下，碳的化学性质不活泼。如果升高温度，碳能否发生反应呢？木炭在氧气中燃烧

2、碳与氧气反应发出白光，放出热量，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。回忆木炭在氧气中燃烧的实验，写出反应的化学方程式，说出反应的现象。提问化学方程式现象

当碳燃烧不充分就会生成一氧化碳，请写出此时反应的化学方程式。思考一般情况下，未特殊说明碳是否充分燃烧，通常默认为碳充分燃烧，生成物是二氧化碳。特别提醒化学方程式

3、碳与某些氧化物的反应【实验6-2】1组装装有木炭和氧化铜粉末的试管固定在铁架台上，试管口装有通入澄清石灰水的导管。用酒精灯加热混合物几分钟。先撤出导气管，待试管冷却后再把管内粉末倒在纸上。2反应3观察

实验中为什么要先撤导管后撤酒精灯？思考若先撤酒精灯，试管中的气体冷却，试管内压强变小，冷的石灰水倒流入管内，可能引起试管炸裂。

从分子组成上看CuO转变为Cu，发生了什么变化?是什么导致了这种变化?思考CuO转变为Cu失去了氧，是碳夺走了CuO中的氧。澄清石灰水变浑浊，试管粉末中有红色物质。现象生成了二氧化碳、铜。分析结论

含氧化合物里的氧被夺去的反应叫做还原反应。能夺得氧的物质是还原剂，还原剂具有还原性。碳、氢气、一氧化碳都是具有还原性的物质，可以用于冶金工业的还原剂。123小结

拓展12单质碳还能夺取某些非金属氧化物中的氧。工业上可用焦炭来炼铁。

特别提醒氧化反应与还原反应是从得氧失氧的角度研究化学反应的，不属于基本反应类型。氧化剂是指能够供给氧的物质，还原剂是指能够得到氧的物质。氧化剂、还原剂指的都是反应物。12

例下图是木炭还原氧化铜的实验，该反应体现了碳的还原性。

试管内的空气受热膨胀产生气泡氧化铜（1）刚开始预热，试管②中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是

。

（2）继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质。请你写出试管①中反应的化学方程式

，②中发生反应的化学方程式是

。在这个反应中

（填“木炭”或“氧化铜”）发生还原反应，

（填“木炭”或“氧化铜”）具有还原性。木炭

碳的化学性质常温下,碳的化学性质不活泼碳的燃烧高温下，碳能与某些氧化物发生反应：充分燃烧时，不充分燃烧时，

课堂小结还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。还原性：能夺走含氧化合物里的氧的物质具

具有还原性，碳具有还原性。1.金刚石、石墨和C60都是由

元素组成的单质。2.根据下列物质的性质，写出其对应的一种或几种用途：(1)金刚石的硬度很大：

；(2)石墨的导电性能好：

；(3)活性炭的吸附性强：

；(4)单质碳具有还原性：

；碳金刚石可用来裁玻璃、作刀具等石墨可作电极、电刷等活性炭可用于防毒面具及制糖焦炭可以从铁的氧化物矿石中还原出铁工业等

课堂练习：(5)常温下碳的化学性质不活泼：

；(6)碳燃烧时放出大量的热：

。3.金刚石、石墨和C60的化学性质相似，物理性质却有很大差异。其原因是（）。A.构成它们的原子大小不同B.构成它们的原子数目不同C.金刚石、石墨和C60由不同种原子构成D.金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同D可用墨书写或绘制字画可用煤(主要成分是碳)燃烧放出的热来取暖、发电等

4、在书写具有保存价值的档案时，规定应使用碳素墨水。为什么？5、如右图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭，为什么红棕色会消失？答：由于碳素墨水的主要成分是碳，碳在常温下化学性质稳定，因此用碳素墨水书写的字不易褪色，能长时间保存。答：由