《金刚石、石墨和C60》课件1

1、的几种单质的几种单质【温故知新温故知新】 什么叫单质？什么叫单质？这是什么元素？这是什么元素？这是什么元素？这是什么元素？金刚石金刚石石石 墨墨c6060一、碳的单质一、碳的单质1 1、金刚石、金刚石 纯净的金刚石是无色、纯净的金刚石是无色、透明、正八面体形状的固透明、正八面体形状的固体。熔点体。熔点35503550。物理性质物理性质 金刚石是天然存在的金刚石是天然存在的最硬的物质。最硬的物质。课题课题1 金刚石、石墨金刚石、石墨 和和C60金刚石的主要用途金刚石的主要用途 装饰品装饰品钻石钻石 划玻璃划玻璃 作钻探机的钻头作钻探机的钻头金刚石作轴承等金刚石作轴承等无2 2、石、石 墨墨物理性

2、质物理性质 深灰色、有金属光泽、深灰色、有金属光泽、不透明、细鳞片状固体。不透明、细鳞片状固体。 最软的矿物质之一，最软的矿物质之一，有滑腻感。有滑腻感。 良好的导电性良好的导电性 耐高温，熔点耐高温，熔点3652-3697石墨的主要用途石墨的主要用途制造铅笔芯制造铅笔芯制造石墨滑板制造石墨滑板石墨耐高温，可以制石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属。成坩埚来熔炼金属。石墨坩埚石墨坩埚金刚石和石墨的物理性质的比较金刚石和石墨的物理性质的比较金刚石金刚石石石 墨墨外观外观硬度硬度导电性导电性用途用途无色、透明、正八无色、透明、正八面体形状的固体面体形状的固体天然最硬的物质天然最硬的物质不导电不导电钻

3、石、钻探机的钻钻石、钻探机的钻 头、切割玻璃等头、切割玻璃等深灰色、有金属光深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体泽、细鳞片状固体最软的矿物质之一最软的矿物质之一导电良好导电良好铅笔芯、电极、润铅笔芯、电极、润滑剂等滑剂等为什么金刚石和石墨的物理性质为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？有这么大差异呢？因为碳原子的排列方式不同。因为碳原子的排列方式不同。金刚石：碳原子金刚石：碳原子间是间是立体网状立体网状结结构构, ,硬度大硬度大。石墨：碳原子间是石墨：碳原子间是平面层状平面层状的结构，的结构，层与层之间很容易层与层之间很容易滑动。滑动。结合金刚石、石墨的性质和用途，讨结合金刚石、石墨的性质和

4、用途，讨论物质的结构、性质和用途之间有什论物质的结构、性质和用途之间有什么关系。么关系。性质性质决定决定体现体现用途用途结构结构决定决定 除金刚石与石墨外，生活中常接触到除金刚石与石墨外，生活中常接触到的的木炭、活性炭、焦炭、炭黑也是碳的单木炭、活性炭、焦炭、炭黑也是碳的单质。它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质。它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的质构成的。因含有少量的杂质，从而没有。因含有少量的杂质，从而没有固定的形状，故称为固定的形状，故称为无定形炭无定形炭。木炭具有。木炭具有疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑的疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑的结构与木炭类似。结构与木炭类似。 木炭

5、、活性炭用途很广，木炭、活性炭用途很广，你想知道它们有什么性质吗？你想知道它们有什么性质吗？现象：现象： 红色逐渐褪去红色逐渐褪去分析：分析：木炭具有疏松多孔的结构，表面积木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性，能将红很大，具有较强的吸附性，能将红墨水吸附在木炭多孔性结构中。墨水吸附在木炭多孔性结构中。烘烤过烘烤过的木炭的木炭木炭能吸附木炭能吸附红墨水红墨水吗？吗？区区别别 木木 炭炭 活性炭活性炭 焦焦 炭炭 炭炭 黑黑制制法法色色态态特特性性用用途途木材隔绝木材隔绝空气加强空气加强热热木炭在水蒸木炭在水蒸气中加强热气中加强热加工制得加工制得煤隔绝空煤隔绝空气加强热气加强热含碳

6、物质不含碳物质不完全燃烧形完全燃烧形成的成的 灰黑色灰黑色多孔固体多孔固体黑色粉末或黑色粉末或颗粒状固体颗粒状固体 浅灰色浅灰色多孔固体多孔固体非常细的非常细的黑色粉末黑色粉末吸附能力吸附能力具有比木具有比木炭强的吸炭强的吸附能力附能力多孔性多孔性耐磨性耐磨性冶炼生铁冶炼生铁生产水煤气生产水煤气燃料燃料冶炼金属冶炼金属脱色剂脱色剂去异味剂去异味剂防毒面具防毒面具净水剂净水剂脱色剂脱色剂去异味剂去异味剂黑色颜料黑色颜料橡胶制品橡胶制品的添加剂的添加剂几种无定形炭的比较几种无定形炭的比较1、“碳碳”和和“炭炭”的的区别：区别：2、木炭和活性炭的吸附作用是将被、木炭和活性炭的吸附作用是将被吸附物（吸

7、附物（有色液体及气体、有毒气有色液体及气体、有毒气体体等）吸附在表面（细管道内），等）吸附在表面（细管道内），这个变化是这个变化是 。物理变化物理变化“碳碳”是元素的名称，而是元素的名称，而“炭炭”是指由碳元素组成的某种单质。是指由碳元素组成的某种单质。3、c60每一个每一个C60分子都是分子都是由由60个碳原子构成。个碳原子构成。C60的分子和足球相似结构的分子和足球相似结构物理性质物理性质红色固体，红色固体，形似足球状。形似足球状。质脆，不导电质脆，不导电主要用途主要用途材料科学、材料科学、超导体超导体 C60和和几几个个更更新新的的碳碳单单质质C60C70 C540C240如何证明如何证

8、明金刚石金刚石、石墨石墨、C60都是由碳元素组成的单质？都是由碳元素组成的单质？ 将将金刚石金刚石、石墨石墨、C60分别在分别在纯氧中燃烧，其唯一产物是纯氧中燃烧，其唯一产物是CO2，CO2中的含碳量恰好等于它们各自中的含碳量恰好等于它们各自燃烧前后所减少的质量。燃烧前后所减少的质量。石墨转化为金刚石属于什么变化？石墨转化为金刚石属于什么变化？ 虽然组成元素没有改变，但碳虽然组成元素没有改变，但碳原子的排列方式发生了改变，生成原子的排列方式发生了改变，生成了新物质，所以发生了了新物质，所以发生了化学变化化学变化。碳单质碳单质金刚石金刚石石墨石墨C60结构结构决定决定性质性质用途用途决定决定体现

9、体现二 单质碳的化学性质 我国古代一些书法家、画家用墨（用炭黑等制成）书写或绘制的字画能够保存很长时间而不色，这是为什么？古画1、稳定性：碳在常温下化学性质稳定 最外层电子数决定元素化学性质二、单质碳的化学性质碳原子最外层有4个电子，它要成为稳定结构，得4个或失4个电子都不容易，所以化学性质不活泼 如果升高温度,碳是否会发生化学反应呢?考考你2、碳与氧气反应（可燃性） 二、单质碳的化学性质22COOC点燃COOC222点燃（） 冬季人们为了抵御严寒，常常将门冬季人们为了抵御严寒，常常将门窗紧闭，用煤炉来取暖，但往往会发窗紧闭，用煤炉来取暖，但往往会发生中毒的事故，这是为什么？生中毒的事故，这是

10、为什么？（反应物相同，条件不同，反应产物可能不同）木炭和木片燃烧现象不同木炭：不易点燃，在空气中燃烧发出红 光，无火苗（火焰）木片：易点燃，燃烧时有火苗，冒黑烟。木炭是由碳元素组成的单质，而木片主要由纤维素组成，其组成元素有C、H、O等3、碳与某些氧化物反应 二、单质碳的化学性质（1 1）碳与氧化铜反应）碳与氧化铜反应 现象：黑色的固体逐渐变成现象：黑色的固体逐渐变成红红色，色， 澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊222COCuCuOC高温分析：说明生成了铜和二氧化碳实验中的注意事项1、首先要检查装置的气密性；2、试管口略向下倾；3、酒精灯火焰外加网罩或用酒精喷灯；4、实验结束时先撤导管，再熄灭

11、酒精灯；5、冷却后再倒出固体。使火焰集中提高温度防止2Cu + O2= 2CuO3、碳与某些氧化物反应 （1 1）碳与氧化铜反应）碳与氧化铜反应222COCuCuOC高温（2）碳还可以还原其他金属氧化物222COZnZnOC高温2323423COFeOFeC高温 在燃烧很旺的炉子里添上大量的新煤后，温度会降低，并且还容易有煤气产生二、单质碳的化学性质3、碳与某些氧化物反应（还原性）二、单质碳的化学性质（1 1）碳与氧化铜反应）碳与氧化铜反应222COCuCuOC高温（2）碳还可以还原其他金属氧化物222COZnZnOC高温2323423COFeOFeC高温（3）COCCO22高温 具有还原性的

12、物质还有氢气和一氧化碳若碳过量，可能生成CO氢气的还原性2CuO + H2 2Cu + H2OFe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O高温一氧化碳的还原性 CuO + CO Cu + CO2Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温二、单质碳的化学性质 1、常温下化学性质稳定、常温下化学性质稳定 作碳墨等作碳墨等 2、可燃性、可燃性燃料燃料 3、还原性、还原性工业上冶炼金属工业上冶炼金属 氧化铜氧化铜失去氧失去氧变成单质铜，被变成单质铜，被还原还原，发生，发生还原反应。还原反应。 木炭木炭得到氧得到氧变成二氧化碳，被变成二氧化碳，被氧化氧化，发生，发生氧化反应。氧化反应。222COC

13、uCuOC高温三、氧化还原反应例：2、还原反应:含氧化合物里的氧被夺去的反应。（失氧）1、氧化反应:物质与氧发生的反应。（得氧）失氧被还原氧化剂:得氧被氧化还原剂: 具有还原性具有氧化性反应物 1 1、下列物质中最硬的单质是、下列物质中最硬的单质是 ( )A.A.木炭木炭B.CB.C6060C.C.金刚石金刚石D.D.二氧化碳二氧化碳c2 2、家用净水器常用活性炭作净水剂、家用净水器常用活性炭作净水剂, ,这是因为活性炭这是因为活性炭( )( )A.A.可作催化剂可作催化剂B.B.疏松多孔疏松多孔, ,吸附性强吸附性强C.C.无毒无毒D.D.可以把硬水转化为软水可以把硬水转化为软水B3 3、金

14、刚石和石墨的物理性质有很大的差、金刚石和石墨的物理性质有很大的差异的原因是（异的原因是（ ）D.D.金刚石和石墨是由不同元素组成的金刚石和石墨是由不同元素组成的C.C.金刚石不含杂质，而石墨含杂质金刚石不含杂质，而石墨含杂质B.B.金刚石是单质，而石墨是化合物金刚石是单质，而石墨是化合物A.A.金刚石和石墨里碳原子的排列不同金刚石和石墨里碳原子的排列不同A4 4、石墨可以作高温电炉的电极、石墨可以作高温电炉的电极, ,是因为是因为( )( )A.A.能燃烧能燃烧B.B.能传热能传热C.C.很软很软D.D.耐高温能导电耐高温能导电D5 5、化学物质中有一种由多个六边形组成的、化学物质中有一种由多

15、个六边形组成的形似足球的笼状分子，称为形似足球的笼状分子，称为“足球烯足球烯”，化，化学式为学式为C C6060。关于关于C C6060的说法正确的是（的说法正确的是（ ）A.A.属于单质属于单质B.B.属于混合物属于混合物C.C.每一个每一个C C6060分子都是由分子都是由60个碳分子构成个碳分子构成D. D. C C6060是实心的是实心的A6 6、金刚石和石墨都是（、金刚石和石墨都是（ ）A.A.有金属光泽的无色透明晶体有金属光泽的无色透明晶体B.B.电的良导体电的良导体C.C.非常坚硬的物质非常坚硬的物质D.D.由碳元素组成的单质由碳元素组成的单质D 8.据报导,我国已实施了煤的地下

16、气化，方法之一是将空气鼓人煤层,在一定条件下,得到大量含一氧化碳的煤气,反应的化学方程式是（ ）7.木制的电线杆在埋入地下前，将其表面烧焦的目的是什么？把电线杆烧焦后木头变成木炭,由于碳的稳定性,可以保存较长时间COOC222点燃10.碳燃烧可以生成两种氧化物， 和 ，其中碳元素的化合价分别为 和 。11.下面关于用木炭还原氧化铜的实验现象的说法中，符合实验事实的是（ ）A、黑色粉末无变化，澄清石灰水变浑浊B、黑色粉逐渐变红色，石灰水无变化C、黑色粉逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊D、黑色粉末和澄清石灰水都变红色9常温下，碳的化学性质 ，随着温度的升高，碳的活动性 。稳定增强CO2CO+4+2C1

17、2试管中装有黑色粉末，加热后变成红色固体，同时有一种无色气体生成，该气体能使澄清的石灰水变浑浊。根据上述现象判断该黑色粉末可能是（ ）（A）木炭粉（B）氧化铜粉末（C）二氧化锰（D）碳粉和氧化铜13、在3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O反应中，下列说法正确的是 （ ）A、H2被氧化，是氧化剂 B、水被氧化，是还原剂C、Fe2O3失去氧被还原 D、 Fe2O3失去氧具有还原性DC 14、某同学将过量的木炭粉与少量氧化铜粉、某同学将过量的木炭粉与少量氧化铜粉末混合，装入试管，加热一段时间后，试管末混合，装入试管，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，里有铜和未反应的木炭。为了得到纯净的铜，该同学把此混合物置于空气中加热以便使木该同学把此混合物置于空气中加热以便使木炭与氧气反应而除去。你认为该同学能达到炭与氧气反应而除去。你认为该同学能达到目的吗目的吗 （答（答“能能”或或“不能不能”），理），理由是由是不能2Cu + O2 2CuO 15.某化学兴趣小组成员小强、小明和小梅三位同学在学习了某化学兴趣小组成员小强、小明和小梅三位同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：“木炭与木炭与PbO反反应生成铅的同时产生的气体全部为应生成铅的同时产生的气体全部为CO2吗？吗