人教版化学九上学案：6.1 金刚石、石墨和C60（第1课时）

6.1金刚石、石墨和C60课时1碳的单质一、学习目标1．了解金刚石、石墨等碳单质的一些重要物理性质及其在生活中的用途；2．知道同一元素可以组成不同的物质，认识物质的多样性；3．通过对金刚石、石墨和C60的了解，初步认识结构、性质与用途之间的关系。二、学习重难点重点：碳单质的结构、性质与用途之间的关系。难点：碳的不同单质在物理性质上差异是微粒空间排布的不同造成的。三、学习过程【课堂探究】一、金刚石1．物理性质和用途物理性质用途金刚石______色透明、_________形状的固体

做_________硬度______（自然界存在的______的物质）①用来______、切割大理石、加工坚硬的金属；②装在钻探机钻头上钻凿坚硬的岩层等。【答案】无、正八面体；钻石饰品；大、最硬；裁玻璃。2．结构正四面体结构【思考】为什么金刚石的硬度这么高呢？【答案】经研究表明：金刚石之所以硬度这么高，主要是因为碳原子按正四面体的结构排列而造成的。总结：二、石墨1．物理性质和用途物理性质用途石墨外观______色不透明______状固体，有金属光泽铅笔芯硬度质_________导电性_________电极手感_________润滑剂【答案】深灰、鳞片；软；导电；滑腻。2．结构层状结构【交流讨论】金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质差别却很大，原因是什么？【答案】是由碳原子的排列方式不同造成的，金刚石的碳原子碳原子按正四面体的结构排列，而石墨的碳原子呈层状结构。物质的组成、结构决定其性质，性质决定其用途。3．在日常生活中，还有一些物质如________________等的主要成分也是碳的单质，而它们的结构则与石墨类似。【实验探究】木炭吸附红墨水实验现象实验结论总结：活性炭、木炭等具有______________的结构，可以吸附异味、色素等，具有吸附作用。【答案】木炭、焦炭、活性炭、炭黑；溶液由红色逐渐变为无色；木炭具有吸附性；疏松多孔。三、C60C60分子结构1．C60是一种___________；2．每个C60的分子是由______________________构成；3．分子结构形似足球，非常____________；4．C60的性质非常稳定，未来可能广泛应用于___________、催化、材料、科学和生物学等领域。【答案】分子；60个碳原子；稳定；超导体。四、其它新型碳单质1．碳纳米管碳纳米管实际上就是石墨烯卷成了筒状，碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、导电性极强的特点。2．石墨烯石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。石墨烯是世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的。具有优异的导电、导热性能。总结：同一种元素可以组成性质不同的多种单质。【练一练】如图为金刚石、石墨、C60结构示意图，下列说法正确的是（）A．金刚石、石墨属于单质，C60属于化合物 B．它们都是由碳元素组成的，属于同一种物质 C．这三种物质中碳原子的排列方式不同 D．石墨在一定条件下转化为金刚石属于物理变化【答案】C【学后反思】通过本节课的学习，你收获了什么？【测评反馈】1．下列关于金刚石与石墨的说法中正确的是（

）A．都能导电

B．都是黑色固体

C．硬度都很小

D．都由碳元素组成【答案】D【解析】A．金刚石不能导电，石墨具有良好的导电性，不符合题意；B．石墨是灰黑色固体，金刚石是无色透明的固体，不符合题意；C．金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨是自然界中最软的物质之一，不符合题意；D．金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，符合题意。故答案为：D。2．下列物质能用于除去水中异味和色素的是（

）A．明矾

B．活性炭

C．石子

D．细沙【答案】B【解析】A．明矾的作用是吸附较大颗粒，加速沉降，故A选项不合题意；B．活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，可用于除去水中异味，故B选项符合题意；C．小石子起过滤作用，除去水中固体杂质，故C选项不合题意；D．细沙可起过滤作用，除去水中固体杂质，故D选项不合题意。故答案为：B。3．两位英国科学家因在石墨烯材料方面的开创性研究获得2020年诺贝尔奖。石墨烯是由碳元素组成的单质，下列关于碳单质的说法正确的是（

）A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来裁玻璃B．石墨有金属光泽，有导电性，所以是一种金属C．活性炭具有吸附性，可以吸附所有物质D．金刚石、石墨和足球烯（C60）都是由碳原子直接构成的【答案】A【解析】A．金刚石是天然存在的最硬的物质，可以做钻头，切割玻璃大理石等，符合题意；B．石墨有金属光泽，有导电性，但不是金属，不符合题意；C．活性炭具有吸附性，但不可以吸附所有物质，不符合题意；D．金刚石、石墨是由碳原子直接构成的，但足球烯（C60）是由C60分子构成的，不符合题意。故答案为：A。4．金刚石、石墨、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、石墨是单质，C60是化合物

D．金刚石、石墨、C60里碳原子的排列方式不同【答案】D【解析】金刚石、石墨和、C60中碳原子的排列方式不同，因而物理性质不同；故答案为：D。5．“归纳与比较”是化学学习常用的方法。如图是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图，对金刚石、石墨、C60、碳纳米管进行比较，下列说法正确的是（

）A．构成：四种物质都由原子直接构成

B．结构：四种物质里碳原子的排列方式相同C．性质：四种物质完全燃烧后的产物都是CO2

D．用途：四种物质都很软，可作润滑剂【答案】C【解析】A．C60是由C60分子构成的，故不符合题意；B．由金刚石、石墨、C60和碳纳米管的结构示意图，这四种物质中碳原子的排列方式不同，故不符合题意；C．金刚石、石墨、C60、碳纳米管都是碳元素组成的单质，完全燃烧时的产物都是二氧化碳，故符合题意；D．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不能用作润滑剂，故不符合题意。故答案为：C。6．阅读下列短文，回答问题。碳元素是最早被人类认识和利用的元素。碳元素在地球上的含量虽然不足0．03%，但分布广泛，且由碳元素组成的单质及化合物有很多。石墨在超高压和高温的条件下某些碳原子受到挤压，凸出到层间的空间中，与上层正六边形的碳原子形成正四面体的排列形式，就得到金刚石。1985年，英国科学家克罗托发现C60，C60在常温下是紫红色晶体，具有金属光泽。（1）碳元素在元素周期表中位于第

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周期。（2）碳单质有多种，具有下列结构图的碳单质中，由分子构成的是

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（填序号）。（3）由石墨制取金刚石是

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变化。（填“化学”或“物理”）（4）结构决定性质，性质决定用途。从微观角度分析，金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，但具有不同的物理性质，其原因是

___________________

；一氧化碳和二氧化碳具有不同的化学性质，其原因是

___________________

。【答案】（1）二（2）C（3）化学（4）原子的排列方式不同；分子构成不同【解析】（1）原子的电子层数决定元素的周期数，碳原子有2个电子层，碳元素在元素周期表中位于第二周期；（2）金刚石和石墨都是由原子直接