第六单元《碳和碳的氧化物》 课题1金刚石、石墨和C60课件

第六单元碳和碳的氧化物金刚石石墨碳60课题1、金刚石、石墨和C60由同种元素组成的纯净物叫做什么?-----单质同种元素可以组成不同的单质吗?------可以!例如:氧元素组成氧气和臭氧，磷元素组成红磷和白磷。碳元素也可以组成不同的单质!金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质。研究表明:世界最大的宝石金刚石库利南

南非之星(StarofSouthAfrica)

一:碳的单质1、金刚石——高贵华丽的碳单质含有杂质的金刚石带有颜色钻石装饰品天然金刚石钻石钻头玻璃刀用金刚石刻划玻璃切割大理石或加工坚硬的金属等1、金刚石——高贵华丽的碳单质

金刚石的碳原子在空间构成连续的，坚固的骨架的结构，所以坚硬。

纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体，硬度大，不导电。1、金刚石——高贵华丽的碳单质

是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨很软，有滑腻感。在纸上画过能留下深灰色的痕迹。此外，石墨还具有优良的导电性能。2、石墨——最软的矿物之一

用石墨做电极用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属

石墨炸弹是美国制造的一种可使供电系统短路而导致瘫痪的新式炸弹。石墨炸弹实际上是集束炸弹的变种，它在目标上空爆炸，释放出无数“易拉罐”大小的小炸弹，这些内装碳纤

维的小炸弹随即在更大的区域爆炸，形成大范围的碳纤维云，这些碳纤维可使供电系统短路而瘫痪。开眼界了！图6-10石墨导电实验

一、碳的单质为什么能用石墨作电极?

因为石墨具有良好的导电性。能换成铅笔芯吗？此处用石墨作电刷，这是利用了石墨的哪些性质？炼钢炉用石墨作电极，这是利用了石墨的哪些性质？

石墨的碳原子呈平面层状结构,层与层之间作用力小，所以质软。有滑感。铅笔中的HB：H代表Hard，坚硬的；B代表Black，黑的。6B最软，颜色最深；6H最硬，HB软硬适中。铅笔里面其实不含铅，是石墨和黏土混合而成的混合物你了解铅笔吗？

生活小运用【思考】

如果有一把长期不用而生锈的铁锁，怎样可以轻易打开？可以把铅笔芯的粉末放到锁孔里，因为铅笔芯的成分中有石墨，石墨具有润滑性，可以做润滑剂。【讨论】都是由碳元素组成的单质，物理性质为什么会有如此大的差异？金刚石结构图石墨结构图碳单质的物理性质不同，是因为碳原子的排列方式不同碳60结构图结构性质用途决定决定反映反映判断同种物质的标准：1、组成元素相同2、原子结构相同小知识“碳”与“炭”“碳”：涉及到元素时（如：碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）“炭”：指物质时（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）3、无定形碳：——混合物

无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。

木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭强。木炭是一种灰黑色的多孔性固体，燃烧时，产生很少的烟，火焰很小

电子显微镜下看到的木炭结构

如果将1

cm3的木炭的表面积平铺开来，约有一个标准足球场那样大。木炭和活性炭为什么具有吸附能力？木炭和活性炭具有较强的吸附能力是由它们疏松多孔的结构决定的。由于它们内部疏松多孔，因而跟气体或溶液接触的表面积就很大，这样它们就很容易吸附一些气体或色素等物质。2/6/202325可以收集到碳黑用蜡烛烧冷碟子，收集炭黑的原理:蜡烛是由石蜡制造的。石蜡是从石油或页岩油的含蜡馏分经冷榨或溶剂脱蜡而制得，因此为非晶体，含有许多无定形物质。完全燃烧后生成二氧化碳和水，当蜡烛上方放置一个冷盘子的时候，上部火焰温度遇冷，不完全燃烧，很多无定形物质留下形成炭黑。

在自来水厂净化水的过程中,用到一种有吸附作用的物质,请问这种物质是什么?活性炭活性炭防毒面具滤毒罐辅助材料活性炭的吸附作用比木炭还要强，防毒面具里的滤毒罐就是利用活性炭来吸附毒气的。木炭、活性炭的吸附性

利用木炭的这个性质来吸附一些食品和工业产品里的色素，也可以用它来吸附有异味的物质。：木炭（或活性炭）的吸附性吸附物理红色褪去，溶液变成无色活动与探究

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烘烤过的木炭,会出现什么样的想象,为什么?

木炭.活性炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。利用木炭.活性炭的吸附性来吸附色素.气味和有毒气体等物质。木炭的用途高性能木炭填充的枕头木炭做成的小盆饰活性炭的用途食品脱色冰箱去味剂

一、碳的单质炼钢铁用的焦炭炭黑用途2/6/202333焦炭

烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。

焦炭作燃料和冶炼

能否人工制造金刚石?接近高科技：金刚石的用途很广泛，但天然存在的量很少，而且多数颗粒很小，无法满足人们的需求。因此人们提出了金刚石的人工制造问题。由于金刚石和石墨都是碳的单质，所以人们把注意力集中到把石墨转变成金刚石的实验上来。经过无数次的试验，终于用铬、铁、铂等做催化剂，在1600～1800℃和5×109～6×109帕的条件下，以石墨为原料制得了人造金刚石。目前世界上每年生产约20吨的人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于1962年研制成功。现今江苏省的南京、苏州等地也都有生产人造金刚石的工厂。让你知道石墨可以制成金刚石吗？此变化是物理变化还是化学变化？石墨可以制成金刚石；此变化是化学变化。2/6/2023383.神奇的碳单质分子——C60

一、碳的单质请说出图文中给出的信息。⒈C60是一种分子。⒉每个C60的分子是由60个碳原子构成。⒊C60分子的结构形似足球，性质很稳定。C60的平面图C60的立体图广泛的应用前景：

气体贮存，有感觉功能的传感器，增强金属的强度，新型的催化剂，光学应用,杀伤癌细胞,超导应用。C60，它是美国休斯顿大学的克罗脱（Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,r.e.)等人在1985年发现的。我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子C60C60:C70更新的碳单质：C240C540C80

一、碳的单质5.高新科技——纳米碳管

这是一种非常奇特的材料，它是石墨中一层或几层碳原子卷曲而成的笼状“纤维”，内部是空的，外径只有几纳米到几十纳米。这样的材料很轻，很结实。它的密度是钢的1/6，而强度却是钢的100倍。用这样轻而柔软、又非常结实的材料作防弹衣是再好不过的了。如果用纳米碳管做绳索，是惟一可以从月球挂到地球表面，而不被自身质量所拉断的绳索。如果用它做成“地球——月球”乘人的电梯，人们在月球定居就很容易了。2/6/202345碳单质的不同结构金刚石石墨碳60原因是：虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列方式不同。金刚石、石墨和C60分子的物理性质差异

较大的原因：可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元素也可以组成不同的物质。46

练习铅笔芯钻

石电车电刷电炉电极玻璃刀钻井钻头不透明细鳞片状固体优良的导电性能正八面体形状固体深灰色、有金属光泽很软、有滑腻感天然存在最硬的物质无色透明请将下列相关的内容画连线：结构

性质

用途决定反映决定反映2/6/2023472、继发现C60后C70也已经制得,下列有关C70的说法正确的是()A.它是一种化合物B.它是一种单质，并且它是有C70分子构成的。C.它是一种混合物D.它的相对分子质量是840B、D

一、碳的单质小结⒈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。如：金刚石、石墨和C60分子等都是由碳元素组成的单质。3.木炭、活性炭具有吸附性。原因是它们都有疏松多孔的结构。

2.金刚石、石墨物理性质不同的原因是碳原子排列顺序不同。⒋物质的一切外在表现都是由其内在因素决定的。物质的结构决定性质；性质决定用途。用碳笔画的古字画北宋黄庭坚用墨（用炭黑等制成）写的字两幅明清时代祖先的古画(见上图)。古画高2米，宽1米，用天然碳素粉墨画成，线条勾勒清晰。距今约有300多年的历史，是当今同类古画保存比较好的两幅.

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变色，这是为什么呢？

这是因为在常温下，碳的化学性质不活泼，碳受日光照射或与空气、水分接触，都不容易起变化的缘故。

生活小运用【思考】例如把木制的电线杆在埋入地下前，将其表面烧焦，其目的是什么？目的就是为了让电线杆不易腐烂，可以保存久一些。可是碳可以在氧气中燃烧，怎么可以说它化学性质稳定呢？请思考：是什么决定碳在常温下性质不活泼,而在高温下性质活泼呢？元素的化学性质和元素原子结构中哪部分关系最为密切？最外层电子数！碳原子的最外层电子数为4，既不容易得到电子，也不容易失去电子，所以常温下碳的化学性质比较稳定结构决定性质：碳的化学性质：1、常温下的稳定性；古字画、焦木杆2、高温下的活泼性。点燃点燃2、碳具有可燃性怎样证明金刚石和石墨都是由碳元素组成？讨论：答：高温下将纯净的金刚石和石墨燃烧，得到的唯一产物都是CO2。证明纯净的金刚石和石墨都是由碳元素组成的。2/6/202357碳和某些氧化物的反应：C+2CuO2Cu+CO2高温黑色粉末逐渐变成光亮的红色澄清石灰水变成白色浑浊

现象与结论：----有铜生成----有二氧化碳生成金属网罩集中火焰提高温度请看视频1.试管为什么要略向下倾斜？2.火焰上罩网罩的作用是什么？3.实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？4.反应的现象，化学方程式？3.碳跟某些氧化物的反应1.试管为什么要略向下倾斜？防止冷凝的水流到热的试管底部使试管炸裂。2.火焰上罩网罩的作用是什么？因为木炭与氧化铜反应的温度要求较高，用网罩使火焰集中，提高温度。3.实验结束时，为什么要先从石灰水中取出导气管再熄灭酒精灯？防止石灰水倒吸入热的试管使试管炸裂。4.反应的现象（1）试管粉末中有红色的物质出现；（2）澄清的石灰水变浑浊。2Cu+2CuO

+C高温CO2↑60观察这个方程式，看看有什么特点？C+2CuO2Cu+CO2高温象这种，含氧化合物里的氧被夺去的反应，就叫做：还原反应。例如：氧化铜失去氧变成铜单质，我们就说它被还原了。我会分析CuO：我的氧不见了，我终于被还原了！C：我能夺取别人的氧，能把别人还原，我的还原性很厉害吧在上述反应里：氧化铜失去氧而变成单质铜，这种含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫还原反应。而木炭使氧化铜发生了还原反应，具有还原性，叫还原剂。在上述反应里：碳是还原剂，在反应中被氧化；氧化铜是氧化剂，其具有氧化性C+2CuO2Cu+CO2高温由此可见：物质除了与单质氧反应外，也能与化合态的氧反应，但都是氧化反应。利用碳的还原性可以做什么用途呢？冶炼金属——把金属氧化物中的金属还原出来。例如：2Fe2O3+3C

4Fe+3CO2

高温2WO3+

3C