【化學(xué)】碳單質(zhì)的多樣性-2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)（人教版2024）上冊

山下有石灰——碳一方都是吃齋人——同位素一對孿生兄弟，相貌性格各異，透明、硬者昂貴，烏黑、軟者價低，若遇烈火焚燒，黃泉路上同去——金剛石、石墨課題1

金剛石、石墨與C60討論:由同種元素組成的純凈物叫做單質(zhì),同一種元素能夠組成不同的單質(zhì)不？金剛石石墨C60氧氣O2臭氧O3白磷紅磷課題1碳單質(zhì)的多樣性C研究表明:金剛石、石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)。課題1

金剛石、石墨與C60課題1

金剛石、石墨與C60一、金剛石世界最大的寶石金剛石

庫利南

庫利南鉆石（Cullinan）是世界上最大的寶石金剛石，重3106.75克拉，純凈透明，帶有淡藍(lán)色調(diào)，相當(dāng)于一個成年男子的拳頭大小，是最佳品級的寶石金剛石。它仍是世界上發(fā)現(xiàn)的最大的寶石金剛石，并被賦予傳奇色彩。

庫利南鉆石當(dāng)時以15萬英鎊被收購，1907年被獻(xiàn)于英王愛德華七世，加工成9粒大鉆。最大的庫利南Ⅰ號鑲嵌在英王的權(quán)杖上，Ⅱ號現(xiàn)鑲在英王的皇冠上，Ⅲ、Ⅳ號鑲在瑪麗皇后的皇冠上。英王的權(quán)杖南非之星(StarofSouthAfrica)

南非之星鉆石是南非最初發(fā)現(xiàn)的第二顆鉆石。

同學(xué)們估計都看過電影《泰坦尼克號》,您明白女主人公佩戴的“海洋之心”鉆石不？一、金剛石課題1

金剛石、石墨與C60玻璃刀玻璃刀刀頭材質(zhì):

金剛石鉆探機(jī)鉆頭圖片鉆石裝飾品一、金剛石純凈的金剛石是一種無色透明的、正八面體形狀的固體，經(jīng)過仔細(xì)地琢磨就會成為璀璨奪目的裝飾品——鉆石。金剛石物理性質(zhì)外觀無色透明的正八面體形狀的固體碳原子排列方式空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)硬度最硬（天然存在）潤滑性無導(dǎo)電性不導(dǎo)電導(dǎo)熱性良好熔點很高用途鉆頭、刻刀、裝飾品等課題一金剛石、石墨與C60二、石墨

石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細(xì)鱗片狀固體。

石墨是最軟的礦物之一二、石墨性質(zhì)用途石墨鉛筆芯潤滑劑電極深灰色、有金屬光澤、不透明的細(xì)鱗片狀固體滑膩質(zhì)軟能導(dǎo)電☆石墨的性質(zhì)與用途二、石墨用石墨和粘土粉末混合制鉛筆芯

用石墨做電極石墨耐高溫，可以制成坩堝來熔煉金屬鉛筆含鉛不？猜猜看:它為什么叫“鉛”筆？快樂考慮鉛筆芯的H與B分別表示什么呢？積極探究鉛筆中的

HBH代表Hard,堅硬的;B代表Black,黑的。6B含石墨最多、最軟,顏色最深;6H含石墨較少、最硬；HB居中。寫字、制圖等考試填涂、素描等鉛筆其實不含鉛，除了石墨外還含有少量的黏土。二、石墨二、石墨人物頭像素描二、石墨能換成鉛筆芯嗎？石墨的導(dǎo)電實驗

石墨炸彈是美國制造的一種可使供電系統(tǒng)短路而導(dǎo)致癱瘓的新式炸彈。石墨炸彈在目標(biāo)上空爆炸，釋放出無數(shù)“易拉罐”大小的小炸彈，這些內(nèi)裝碳纖

維的小炸彈隨即在更大的區(qū)域爆炸，形成大范圍的碳纖維云，這些碳纖維可使供電系統(tǒng)短路而癱瘓。開眼界了！如果有一把長期不用而生銹的銅鎖，怎樣可以輕易打開？

可以把鉛筆芯的粉末放到鎖孔里，因為鉛筆芯的成分中有石墨，石墨具有潤滑性，可以做潤滑劑。家庭小實驗石墨物理性質(zhì)外觀深灰色細(xì)鱗片狀固體，有金屬光澤碳原子排列方式空間層狀結(jié)構(gòu)硬度很軟潤滑性有導(dǎo)電性良好導(dǎo)熱性良好熔點高（耐高溫）用途電極、鉛筆芯、固體潤滑劑等金剛石:碳原子在空間構(gòu)成連續(xù)、牢固正八面體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),硬度大。石墨:碳原子是平面層狀結(jié)構(gòu),層與層之間作用力特別小,特別軟,能導(dǎo)電,有滑膩感。討論:為什么金剛石與石墨的物理性質(zhì)有這么大差異呢？碳原子的排列方式不同課題1

金剛石、石墨與C60物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)的用途決定決定

反映

（體現(xiàn)）

反映

（體現(xiàn)）空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

平面層狀結(jié)構(gòu)練一練:1.由同種元素組成的物質(zhì)不可能是()A.單質(zhì)B.化合物C.純凈物D.混合物2.下列關(guān)于金剛石和石墨的說法中不正確的是()A.它們都是由碳元素組成的單質(zhì)B.它們都是電的良導(dǎo)體C.金剛石質(zhì)硬,石墨質(zhì)軟D.構(gòu)成它們單質(zhì)的碳原子排列方式不同BB金剛石的用途很廣泛，但天然存在的量很少，而且多數(shù)顆粒很小，無法滿足人們的需求。因此人們提出了金剛石的人工制造問題。由于金剛石和石墨都是碳的單質(zhì)，所以人們把注意力集中到把石墨轉(zhuǎn)變成金剛石的實驗上來。經(jīng)過無數(shù)次的試驗，終于用鉻、鐵、鉑等做催化劑，在1600～1800℃和5×109～6×109帕的條件下，以石墨為原料制得了人造金剛石。目前世界上每年生產(chǎn)約20噸的人造金剛石。我國第一顆人造金剛石1962年研制成功?，F(xiàn)今江蘇省的南京、蘇州等地也都有生產(chǎn)人造金剛石的工廠。讓你知道---人造金剛石碳單質(zhì)科技發(fā)展展望人造金剛石人造金剛石用于材料科學(xué)，涂于材料表面增加耐磨性石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成金剛石是化學(xué)變化（P109）生活中常見含石墨的物質(zhì)木炭焦炭炭黑活性炭顯微鏡下的木炭的結(jié)構(gòu)

疏松多孔的結(jié)構(gòu)為什么木炭會具有吸附性呢？實驗探究活性炭能吸附紅墨水不？現(xiàn)象:紅色逐漸褪去分析:活性炭與木炭一樣,具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),表面積特別大,具有較強的吸附性,能將紅墨水吸附在活性炭多孔性結(jié)構(gòu)中?；钚蕴浚耗咎浚ɑ蚧钚蕴浚┑奈叫詫嶒灢襟E實驗現(xiàn)象結(jié)論在盛有品紅溶液的燒杯中加入少量木炭（或活性炭），攪拌后，過濾木炭（或活性炭）有

能力，此變化屬于

變化。吸附物理紅色褪去，溶液變成無色活動與探究

如圖所示，向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾小塊木炭，最終觀察到紅棕色______（填“變深”或“消失”或“不變”），漏斗中液面______（填“上升”或“下降”或“不變”）．其原因是：木炭具有____

__作用，使瓶中氣體壓強______外界大氣壓．消失上升吸附小于活性炭防毒面具濾毒罐輔助材料活性炭的吸附作用比木炭還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的?；钚蕴勘淙ノ秳┦称访撋钚蕴糠蓝久婢叱鞘形鬯?、工業(yè)廢水、裝修新房煉鋼鐵用的焦炭課題1

金剛石、石墨與C60課題1

金剛石、石墨與C60實驗探究收集炭黑探究某些物質(zhì)含有碳元素的方法之一炭黑的用途顏料油墨做橡膠輪胎的填充劑鞋油木炭

活性炭炭黑焦炭課題1

金剛石、石墨與C60冶煉金屬制造油墨、油漆、鞋油與顏料,還能做輪胎的填充劑增強耐磨性

吸附一些食品與工業(yè)產(chǎn)品的色素、有異味的物質(zhì)吸附能力比木炭更強,吸附毒氣、制糖工業(yè)里脫色制白糖☆幾種含碳物質(zhì)的用途結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途決定決定反映反映由石墨晶體結(jié)構(gòu)和少量的雜質(zhì)構(gòu)成的含碳物質(zhì)有：

木炭、活性炭、

焦炭、炭黑木炭和活性炭都有吸附性，且活性炭的吸附能力更強原因:木炭、活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)請說說活性炭的這一性質(zhì)在生活中有什么應(yīng)用？制防毒面具、吸附色素等吸附是物理變化吸附劑與物質(zhì)的接觸面積越大，吸附能力越強

三、C60三、C60由60個碳原子構(gòu)成的一個分子,結(jié)構(gòu)類似足球,又名足球烯。性質(zhì)穩(wěn)定,在材料科學(xué)、超導(dǎo)體方面有廣闊的前景。

三、C60C60

的分子結(jié)構(gòu)請說出圖文中給出的信息。⒈C60是分子

⒉一個C60的分子由60個碳原子構(gòu)成⒊C60分子的結(jié)構(gòu)形似足球

4.C60是單質(zhì)

三、C60C60C70C240科技前沿C540C70C70更新的碳單質(zhì)：科技前沿C240C540碳納米管——高新科技單層石墨片（石墨烯）比較碳與炭的區(qū)別：“碳”“炭”是元素的名稱，是核電荷數(shù)為6的一類原子的總稱。比如：碳元素、碳單質(zhì)、含碳化合物、一氧化碳。（這兒不能用“炭”）表示由碳元素組成的某種單質(zhì)—木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。一般在未指明具體單質(zhì)時，習(xí)慣上用碳，如“熾熱的碳”“當(dāng)碳燃燒時”。1.下列各物質(zhì)的用途是利用了什么性質(zhì)?（1）石墨常用于電池的電極，是因

為

；（2）活性炭可用于防毒面具的濾毒罐里，是因為

；（3）金剛石可以作鉆探機(jī)鉆頭，是因為

；（4）木炭可以除去房間里的臭味，是因為

；（5）石墨常用于制造鉛筆芯，是因為

。

2.將以下左例和右例有關(guān)項目用線連接起來。石墨冰箱去味劑、防毒面具炭黑導(dǎo)電金剛石新型催化劑C60

制油墨活性炭切割堅硬金屬3.填寫下列空白由碳元素所形成的單質(zhì)主要有石墨、金剛石、C604.

繼發(fā)現(xiàn)C60后,C70也已經(jīng)制得。下列有關(guān)C70的說法正確的是()A.它是一種化合物B.它是一種單質(zhì)，并且它是有C70分子構(gòu)成的。C.它是一種混合物D.它的相對分子質(zhì)量是840B、D5.下列現(xiàn)象中屬于化學(xué)變化的是（）A.活性炭吸附有色、有毒的氣體B.鉛筆把字跡留在紙上C.用金剛石切割玻璃D.石墨在空氣中燃燒D6.下列關(guān)于金剛石和石墨的敘述正確的是（

）

A.金剛石和石墨都是由碳元素形成的物質(zhì)，因此用石墨人工合成金剛石是物理變化

B.金剛石不導(dǎo)電，而石墨具有良好的導(dǎo)電性

C.金剛石和石墨在氧氣中完全