《课题1金刚石、石墨和C60》可用完整版

金刚石石墨碳60第六单元课题1金刚石、石墨

和C60第一页，共四十页。碳的单质主要包括金刚石、石墨和C60分子。它们都是由碳元素组成的单质。一、碳单质的物理性质：1、金刚石：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。

天然采集的金刚石经过仔细的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰品——钻石第二页，共四十页。南非之星(StarofSouthAfrica)

.金刚石第三页，共四十页。世界最大的钻石库利南

第四页，共四十页。第五页，共四十页。天然金刚石钻石钻头玻璃刀第六页，共四十页。用金刚石刻划玻璃切割大理石或加工坚硬的金属等第七页，共四十页。.石墨石墨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。第八页，共四十页。2、石墨：深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。质软，有滑腻感，电的良导体。石墨是最软的矿物之一石墨第九页，共四十页。用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯用石墨做电极石墨耐高温，可以制成坩埚来熔炼金属第十页，共四十页。

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。第十一页，共四十页。

金刚石和石墨都是由C元素组成的，为什么性质会相差这么远呢？物质的结构物质的性质物质的用途决定决定反映反映正八面体平面网状结构碳原子排列方式不同第十二页，共四十页。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。）第十三页，共四十页。3、无定形碳：

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，火焰很小第十四页，共四十页。木炭焦炭活性炭炭黑【思考】木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）这是什么原因呢？第十五页，共四十页。活性炭冰箱去味剂食品脱色活性炭防毒面具第十六页，共四十页。：木炭（或活性炭）的吸附性实验步骤实验现象结论在盛有品红溶液的烧杯中加入少量木炭（或活性炭），搅拌后，过滤木炭（或活性炭）有

能力，此变化属于

变化。吸附物理红色褪去，溶液变成无色活动与探究第十七页，共四十页。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?(p112练习6）第十八页，共四十页。

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。第十九页，共四十页。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，第二十页，共四十页。结构用途木炭主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的，具有疏松多孔的结构，具有吸附能力。作燃料，制造黑火药，制造活性炭，冶炼金属，作吸附剂。活性炭净化多种气体和液体，用于防毒面具，作吸附剂炭黑制造油墨、油漆、鞋油和颜料等，橡胶制品的填料焦炭作燃料和冶炼第二十一页，共四十页。可以收集到炭黑

第二十二页，共四十页。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）。

第二十三页，共四十页。

能否人工制造金刚石?接近高科技：第二十四页，共四十页。

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。让你知道第二十五页，共四十页。C60C60，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。C60除了在超导方面的应用外，在以下几个方面也具有广泛的应用前景：①有感觉功能的传感器②增强金属的强度③新型的催化剂④光学应用⑤对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。资料C70、C240、C540--------C60第二十六页，共四十页。C70C80第二十七页，共四十页。纳米碳管第二十八页，共四十页。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。第二十九页，共四十页。二、碳（单质）的化学性质北宋画家张择端绘制，距今近千年常温下，碳的化学性质不活泼。1.碳的稳定性第三十页，共四十页。在温度升高的情况下，碳能跟很多物质发生化学反应。2.碳跟氧气的反应（可燃性）CO2C+O2点燃（充分燃烧）2CO2C+O2点燃（不充分燃烧）第三十一页，共四十页。3.碳跟某些氧化物的反应（还原性）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？第三十二页，共四十页。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↑第三十三页，共四十页。3、还原性:(与某些氧化物反应)木炭还原氧化铜：现象：（1）试管里黑色粉末逐渐成为红色；（2）生成的无色无味气体能使澄清的石灰水变浑浊。原理：C+2CuO2Cu+CO2高温↑第三十四页，共四十页。4Fe+2Fe2O3+3C高温3CO2↑含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫还原反应。（1）木炭使氧化铜还原成铜，其具有还原性。（2）氧化铜使碳氧化成二氧化碳，其具有氧化性2Cu+2CuO

+C高温CO2↑Cu+H2+CuOH2O△指出下列具有还原性的物质：第三十五页，共四十页。（1）一种元素可以形成多种单质。（2）木炭和活性炭具有吸附性。（3）碳的几种单质由于原子的排列方式不同，物理性质有很大的差异，但化学性质没有差异。（4）碳的化学性质：稳定性，可燃性，还原性。

第三十六页，共四十页。小结：碳的化学性质：

1.稳定性：碳在常温下化学性质不活泼，高温下，却能跟多种物质发生化学反应。所以，用墨书写或绘制的古字画能长久保存而不变色。2、可燃性：（与氧气反应）2C+O2点燃2CO(不充分燃)C+O2点燃CO2（充分燃）第三十七页，共四十页。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。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。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，在反应中被还原。

3.

还原性：可用于冶金工业，例如：利用焦炭可以把铁矿石中的铁还原出来。3C+2Fe2O3高温4Fe+3CO2↑第三十八页，共四十页。学完本课题你应该知道1、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等都是由碳元素组成的单质。2、木炭和活性炭具有吸附性。3、在常温下，碳的化学性质很稳定。在高温下，碳能够与很多物质起反应。4、物质的性质在很大程度上决定物质的用途。课堂练习：课本P112练习1,3,4,5,6.课堂作业：-----2,7第三十九页，共四十页。内容总结金刚石。