碳和碳的氧化物教材

第六单元碳和碳的氧化物【问题】同种元素组成的物质一定是纯净物吗？不一定，氧气和臭氧组成的就是混合物，但氧气和臭氧都是由O元素组成。金刚石石墨碳60课题1、金刚石、石墨和C60

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——钻石南非之星(StarofSouthAfrica)

.金刚石世界最大的钻石库利南

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金刚石的用途：1、做装饰品2、做钻探机的钻头3、做切割玻璃的玻璃刀(是所有天然物质中硬度最大的）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

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！石墨的用途：1、做铅笔芯（因为石墨在纸上轻轻划过，能留下深灰色的痕迹）2、做润滑剂（因为石墨有滑腻感）3、做导线或电极(因为石墨是电的良导体）物质物理性质主要用途金刚石无色透明，天然物质中硬度最大做装饰品切割玻璃做地质勘探钻头石墨深灰色质软、滑腻导电性好耐高温做铅笔芯电极材料润滑剂木炭、活性炭黑色多孔，吸附性强做吸附剂、脱色剂活性炭用于净水、防毒面具C60熔点低超导材料碳纳米管强度高密度小可制成极好的微细探针和导线、性能颇佳的加强材料木金刚石和石墨的物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。金刚石结构石墨结构记正八面体结构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。

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。层状结构1、将石墨转化成金刚石是物

理变化还是化学变化？

2、将石墨和金刚石混合在一起，属于纯净物还是混合物？讨论：3、如何证明石墨和金刚石都是由碳元素组成的？

讨论：把金刚石和石墨分别放在氧气中燃烧，产物都只有CO2生成。

总结：1、比较金刚石、石墨、木炭的结构差异，说明物质的结构、性质和用途之间的关系。性质结构用途决定决定体现2、给你提个醒CO2与H2O的性质不同是因为：分子的种类不同石墨与金刚石物理性质不同是因为：原子的排列方式不同。碳元素与氧元素性质不同是因为：原子的最外层电子数不同小知识“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。）木炭焦炭活性炭炭黑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，火焰很小显微镜下的木炭的结构疏松多孔的结构为什么木炭会具有吸附性呢？活性炭冰箱去味剂食品脱色活性炭防毒面具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（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，过滤溶液的红色逐渐褪去木炭（或活性炭）有

能力，此变化属于

变化。吸附物理活动与探究

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.活性炭具有吸附能力，是因为它们有疏松多孔的结构，吸附性属于物理性质利用木炭.活性炭的吸附性来吸附色素.气味和有毒气体等物质。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--------C60C70C80C540C90

1、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。

石墨冰箱去味剂、防毒面具

炭黑导电

金刚石新型催化剂C60

制油墨

活性炭切割坚硬金属2.金刚石、石墨、C60都是由______组成的单质。但是，它们的性质却存在巨大的差异（例如金刚石是天然存在的最硬的物质，而石墨却很软），这是因为它们____________不同。碳原子排列方式碳元素3、下列关于金刚石和石墨的叙述正确的是（）

A．金刚石和石墨都是由碳元素形成的物质，因此用石墨人工合成金刚石是物理变化

B．金刚石不导电，而石墨具有良好的导电性

C．金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳

D．金刚石和石墨的物理性质由较大的差异是因为形成金刚石的碳原子与形成石墨的碳原子不相同

C4.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、D5.①金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但物理性质的差异很大，原因是

。②尽管金刚石和石墨物理性质存在较大差异，但化学性质却相似，原因是

。④氧气和臭氧都是氧单质，但化学性质却不同，原因是

。⑤氯原子和氯离子都是氯元素的粒子，但化学性质差异却很大，原因是

。碳原子排列方式不同保持它们化学性质的最小粒子都是碳原子它们的分子构成不同它们的最外层电子数不同6.有一口小水井中的水有异味,你有什么方法来消除吗?活性炭炭装入透水的袋中,沉入井里，吸附有异味的物质。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）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？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↑2、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↑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：（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。

二、碳的化学性质：

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。1、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）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。

单质碳的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↑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