碳的三种单质

1、课题课题1、金刚石、石墨和、金刚石、石墨和C60教学目标：教学目标：1、了解金刚石和石墨的物理性质和主要用、了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。途。2、知道不同的元素可以组成不同的物质，、知道不同的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。能以同一种元素也可以组成不同的物质。能以发展的观点看待碳的单质。发展的观点看待碳的单质。金金 刚刚 石石纯净金刚石：无色透明、正八面体形状的固体。纯净金刚石：无色透明、正八面体形状的固体。是天然存在的硬度最大的物质。是天然存在的硬度最大的物质。2、石墨、石墨石墨是一种深灰色有金属光泽而不透明的细鳞片石墨是一种深灰色有金属光泽而不透明的细鳞片状

2、固体。石墨很软，在纸上画过可留下痕迹；有状固体。石墨很软，在纸上画过可留下痕迹；有滑腻感。另外还是电的良导体。滑腻感。另外还是电的良导体。金刚石、石墨都是碳的不同单质，通过学习比较金刚石、石墨都是碳的不同单质，通过学习比较它们的物理性质和用途并填表它们的物理性质和用途并填表金刚石金刚石石墨石墨色态色态硬度硬度熔点熔点导电性导电性导热性导热性用途用途无色无色.透明透明.正八面体晶体正八面体晶体深灰色深灰色.有金属光有金属光泽泽.细磷片状固体细磷片状固体天然矿物中硬度最大天然矿物中硬度最大质软而滑腻质软而滑腻高高高高不导电不导电导电导电刻划玻璃刻划玻璃.切割大理石切割大理石.钻石钻石电极电极.铅笔

3、芯铅笔芯.润滑剂润滑剂很差很差良好良好人造金刚石人造金刚石 金刚石用途广泛，而从自然界获得金刚石非常稀少。金刚石和石墨是同素异形体，人们很自然地想到能否用价廉易得的石墨，通过人工方法把它转变成金刚石。 科学家发现金刚石都在地下高温高压下形成的岩石中，人们设想让石墨在高温、高压条件下转化为金刚石。经过无数次的试验，终于把石墨加热到2000和加压到51061107千帕，并用铬、铁、铂等做催化剂，制造出人造金刚石。1975年已制出每粒0.2克重的人造金刚石。目前世界上每年生产人造金刚石约20吨。我国制造的人造金刚石已在工业上得到应用。 金刚石金刚石:碳原子间是立体碳原子间是立体网状结构，硬度大网状结

4、构，硬度大石墨石墨:碳原子间是平碳原子间是平面层状结构，层与层面层状结构，层与层之间很容易滑动，硬之间很容易滑动，硬度较小。度较小。第3种碳单质：C60由由60个碳原子构成的一个分子，结构类似足球，又名足个碳原子构成的一个分子，结构类似足球，又名足球烯。良好的超导体，使超导体的温度为球烯。良好的超导体，使超导体的温度为12.8K。现在还发现了现在还发现了C28、C32、C50、C240、C540等碳单质等碳单质可以进行气体储存；可以进行气体储存；制造有感觉功能的传感器；制造有感觉功能的传感器；增强金属材料的强度；增强金属材料的强度；新型高效催化剂；新型高效催化剂；有特殊的光学特性；有特殊的光学

5、特性；对癌细胞具有杀伤效应和清除人体内自由基对癌细胞具有杀伤效应和清除人体内自由基的功效。的功效。纳米碳管纳米碳管 碳纳米管有着不可思议的强度与韧性，碳纳米管有着不可思议的强度与韧性，重量却极轻，导电性极强，兼有金属和半重量却极轻，导电性极强，兼有金属和半导体的性能导体的性能 ；把纳米管组合起来，比同体；把纳米管组合起来，比同体积的钢强度高积的钢强度高100倍，重量却只有倍，重量却只有1/6。C70木炭木炭活性炭活性炭炭黑炭黑焦炭焦炭取暖、写取暖、写生、吸附生、吸附吸附吸附(气味、气味、色素）色素）防毒面具防毒面具颜料、油墨、鞋颜料、油墨、鞋油、增加轮胎耐油、增加轮胎耐磨性磨性还原剂、还原剂、

6、冶炼金属冶炼金属木炭、活性炭、炭黑、焦炭的用途木炭、活性炭、炭黑、焦炭的用途结构结构性质性质用途用途决定决定决定决定比较碳与炭的区别：比较碳与炭的区别：“碳碳”：“炭炭”：是元素的名称，是核是元素的名称，是核电荷数为电荷数为6的一类原子的一类原子的总称。比如：碳元的总称。比如：碳元素、碳单质、含碳化素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳。合物、一氧化碳。（这儿不能用（这儿不能用“炭炭”）表示由碳元素组成的某种表示由碳元素组成的某种单质单质木炭、活性炭、焦木炭、活性炭、焦炭、炭黑等炭、炭黑等。一般在一般在未指明未指明具体单具体单质时，质时，习惯上习惯上用碳，用碳，如如“炽炽热的碳热的碳”“当碳当碳燃烧

7、燃烧时时”。防毒面具的发明防毒面具的发明 NoImage一战期间的1915年4月22日，德军在比利时的伊普雷战役中使用了180吨的液态氯气攻击敌方阵地，使英法联军的1500人中毒，5000多人丧命，大量动物中毒而死，而野猪却安然无恙。原来是野猪拱地躲避刺激，泥土起了净化器的作用。由此人们想到了活性炭的吸附作用，它可用于吸附毒气，于是发明了防毒面具。 以美国为首的北约部队空袭南斯拉夫联盟共和国是对一以美国为首的北约部队空袭南斯拉夫联盟共和国是对一个主权国家的粗爆侵犯，北约军对空袭南联盟发电厂时，使个主权国家的粗爆侵犯，北约军对空袭南联盟发电厂时，使用了一种用了一种“石墨炸弹石墨炸弹”。这种炸弹爆

8、炸后释放出大量纤维状。这种炸弹爆炸后释放出大量纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，使设备短路而停电。石墨纤的石墨覆盖在发电厂的设备上，使设备短路而停电。石墨纤维能使设备短路的原因是维能使设备短路的原因是_。北约军队准备。北约军队准备使用的还有一种使用的还有一种“油气炸弹油气炸弹”。这种炸弹爆炸时首先是放出。这种炸弹爆炸时首先是放出大量可燃性气体，然后将可燃性气体引爆。这时，大多在防大量可燃性气体，然后将可燃性气体引爆。这时，大多在防护工事里的人即使不被炸死也会窒息而死亡，其原因是护工事里的人即使不被炸死也会窒息而死亡，其原因是_。石墨能导电石墨能导电可燃性气体爆炸消耗了氧气，使防护工事里缺氧可燃

9、性气体爆炸消耗了氧气，使防护工事里缺氧练一练1.下列关于金刚石和石墨的说法中下列关于金刚石和石墨的说法中,正确的是正确的是( )A.它们的物理性质相同它们的物理性质相同B.它们是两种不同的碳元素它们是两种不同的碳元素C.它们它们 是两种不同的碳的化合物是两种不同的碳的化合物D.它们都是由碳元素组成的单质它们都是由碳元素组成的单质 2.1999年北约曾用年北约曾用“石墨炸弹石墨炸弹”，该炸弹爆炸后，该炸弹爆炸后释放出大量的纤维状石墨覆盖在发电厂的设备上，释放出大量的纤维状石墨覆盖在发电厂的设备上，使南联盟的高压输电线路短路，这是利用了石墨使南联盟的高压输电线路短路，这是利用了石墨的什么性质？的什

10、么性质？答案：利用了石墨的导电性答案：利用了石墨的导电性想一想想一想1.有一口小水井中的水有异味有一口小水井中的水有异味,你有什么方你有什么方法来消除吗法来消除吗?2.打水井时常在水井周围埋一些木炭打水井时常在水井周围埋一些木炭,其作其作用是用是_.这是由于木炭这是由于木炭 有有_结构结构,因此具有因此具有 _ 的性的性能能.把木炭装入透水的袋中把木炭装入透水的袋中, ,沉入井里沉入井里吸附水中的异味吸附水中的异味疏松多孔疏松多孔吸附吸附基础演练基础演练1.下列物质中肯定是纯净物的是下列物质中肯定是纯净物的是( )(1)木炭木炭 (2)只含一种元素的物质只含一种元素的物质(3)金刚石金刚石(4

11、)黑火药黑火药(5)铅笔芯铅笔芯A.(1)(2)(4) B.(2)(3)(5) C.(2)(3) D.(3)2.下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是( )A.金刚石金刚石.石墨都是碳的单质石墨都是碳的单质B.碳单质都是黑色固体碳单质都是黑色固体C.所有物质中金刚石最硬所有物质中金刚石最硬.石墨最软石墨最软D.石墨是优质绝缘材料石墨是优质绝缘材料DA金刚石与石墨混合在一起金刚石与石墨混合在一起, ,组成组成的物质是单质这是混合物的物质是单质这是混合物? ?甲生甲生:是单质是单质.因为金刚因为金刚石是碳的单质石是碳的单质,石墨也石墨也是碳的单质是碳的单质,它们混合它们混合在一起在一起,仍只含一种元

12、仍只含一种元素素,所以仍是单质所以仍是单质.诊断诊断:_乙生乙生:是混合物是混合物.金刚石金刚石石墨都是碳的单质石墨都是碳的单质,但但它们是两种不同的物质它们是两种不同的物质.所以它们混合在一起不所以它们混合在一起不是单质而是混合物是单质而是混合物.诊诊断断_结论结论乙同学的观点是正确的乙同学的观点是正确的,金刚石和石墨都是由一种金刚石和石墨都是由一种元素组成元素组成,但它们是两种不同的物质但它们是两种不同的物质(这是由各自本身的这是由各自本身的结构决定的结构决定的)所以它们混合在一起是混合物所以它们混合在一起是混合物.因此判断单因此判断单质必须强调是纯净物质必须强调是纯净物.一种元素可以形成

13、多种不同的单一种元素可以形成多种不同的单质质.某物质中只含一种元素某物质中只含一种元素,也不一定是纯净物也不一定是纯净物.下列各组物质中下列各组物质中,前一种是单质前一种是单质,后一种是混合物的是后一种是混合物的是( )A、石墨、铅笔芯、石墨、铅笔芯 B、水蒸气、大理石、水蒸气、大理石C、盐酸、焦炭、盐酸、焦炭 D、金刚石、氧化铁、金刚石、氧化铁A下列说法正确的是下列说法正确的是( )A、金刚石与石墨的各种性质都不相同、金刚石与石墨的各种性质都不相同B、铅笔芯是由金属铅制成的、铅笔芯是由金属铅制成的,所以能导电所以能导电C、金刚石是由碳元素组成的、金刚石是由碳元素组成的,所以能导电所以能导电D

14、、金刚石是天然物质中最硬的物质、金刚石是天然物质中最硬的物质D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能燃烧能燃烧 B能传热能传热 C很软很软 D熔点高能导电熔点高能导电D金刚石和石墨的物理性质差异很大，是因为（金刚石和石墨的物理性质差异很大，是因为（ ）A碳原子内部结构不同碳原子内部结构不同 B元素组成不同元素组成不同C碳原子排列不同碳原子排列不同 D碳原子结构中，最外层电子数不同碳原子结构中，最外层电子数不同C下列变化中属于化学变化的是（下列变化中属于化学变化的是（ ）A用木炭给红糖溶液脱色用木炭给红糖溶液脱色B石墨在一定条件下转变为金刚石石墨在一定条件下转变

15、为金刚石C用金刚石可划玻璃用金刚石可划玻璃D石墨粉末与粘土混合制成铅笔芯石墨粉末与粘土混合制成铅笔芯B选择下列物质的编号填空选择下列物质的编号填空:通常用来作油墨原料的是通常用来作油墨原料的是( )做干电池电极的是做干电池电极的是( )作钻探机钻头的是作钻探机钻头的是( )做家庭净水剂的是做家庭净水剂的是( )用来作黑火药的是用来作黑火药的是( )A 金刚石金刚石 B石墨石墨 C活性炭活性炭 D炭黑炭黑 E木炭木炭DBAEC1、金刚石价值昂贵的原因是（、金刚石价值昂贵的原因是（ ）A 金刚石外观光彩夺目金刚石外观光彩夺目 B 金刚石常作装饰品金刚石常作装饰品C 金刚石非常坚硬金刚石非常坚硬 D

16、 金刚石稀少且物理性质特殊金刚石稀少且物理性质特殊2、关于石墨的物理性质说法正确的是（、关于石墨的物理性质说法正确的是（ ）A 深灰色有金属光泽的透明固体深灰色有金属光泽的透明固体 B 质软、有滑腻感质软、有滑腻感C 有优良的导电性能有优良的导电性能 D 熔点低熔点低3、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ）A 由同种元素组成的物质可能是混合物由同种元素组成的物质可能是混合物B 目前人们发现了目前人们发现了114种元素，也就是说发现了种元素，也就是说发现了114种单质种单质C由同种元素组成的物质一定是单质由同种元素组成的物质一定是单质D 碳的各种单质的化学性质不同碳的各种单质的化学性质不同本节课应掌握的主要内容有本节课应掌握的主要内容有:1.金刚石、石墨的金刚石、石墨的物理性质物理性质和和用途用途。金刚石、硬。用途金刚石、硬。用途:刻划玻璃切割大理石刻划玻璃切割大理石.钻头钻头 导电导电 用途用途:电极电极石墨石墨 质软质软 用途用途:制铅笔芯制铅笔芯 润滑性润滑性 用途用途:高温条件下作润滑剂高温条件下作润滑剂2.金刚石金刚石.石墨石墨