6.1-金刚石、石墨、碳60

第六单元碳和碳的氧化物

人们已经发现了100多种元素，它们以各种各样的形态构成了我们绚丽多彩的物质世界。首先让我们共同走进“碳元素家族”，领略一下它们的“神奇”。

这些物品哪些是你熟悉的？你对它们的用途和性能有哪些了解呢？课题1金刚石、石墨和C60金刚石石墨足球烯(C60)活动一：认识碳的几种单质纯净的金刚石是无色透明的、正八面体的晶体含有杂质的金刚石带有颜色天然金刚石加工琢磨后璀璨夺目有光泽，可做钻石。金刚石很坚硬，是天然最硬的物质，可以用来切割玻璃，也可以作钻探机的钻头。玻璃刀上的金刚石可以裁玻璃金刚石钻头石墨是深灰色、不透明、有金属光泽的细鳞片状固体质软，可用来做铅笔铅笔小知识

铅笔上的“B”是英文“Black”的第一个字母，在铅笔中表示“软”；“H”是英文“Hard”的第一个字母，在铅笔中表示“硬”。铅笔为什么有软和硬和差别呢？这是因为石墨太软，光用石墨做笔芯，既易断也易磨损，因此，生产上常在石墨粉末中掺进一些粘土粉末以增加硬度。粘土掺得越多，铅笔就越硬；粘土掺得越少，铅笔就越软。想一想，“6B”、“6H”与“HB”三种类型的铅笔，哪种铅笔最硬？哪种铅笔最软？电动机电刷导电性能良好干电池电极生锈的铁锁有滑腻感，生锈的铁锁加入铅笔芯粉末就容易打开。石墨有滑腻感、导电性能良好性质用途金刚石

无色透明、有强折光性的固体硬度大钻石饰品玻璃刀钻探机钻头我来总结石墨铅笔芯润滑剂电极滑腻能导电导电性深灰色有金属光泽但不透明颜色手感质软硬度物理金刚石石墨外观无色透明、正八面体形状的固体，加工后有夺目光泽深灰色、有金属光泽、细鳞片状固体硬度天然最硬的物质最软的矿物质之一导电性不导电良好导热性无良好用途钻石、钻探机的钻头、切割玻璃等铅笔芯、电极、电刷等思考：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？金刚石结构石墨结构正八面体结构层状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。碳单质的物理性质不同，是因为碳原子的排列方式不同结构性质用途决定决定反映反映随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是C60分子。C60分子由60个碳原子构成，分子形似足球，又名足球烯。这种足球结构的分子很稳定。它应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中。C70碳纳米管科技前沿同一类原子，排列方式不同，所形成的单质不同。金刚石石墨C60木炭焦炭炭黑活性炭活动二：认识生活中常见的含碳单质的物质“木炭”为什么用这个炭”：不是化学用语。含有少量杂质的碳单质为表示区别，常写：木炭，活性炭，焦炭，炭黑等。“碳”：碳元素，属于化学用语。在书写元素名称和碳的单质及碳的化合物等用到。炭？鹅卵石石英砂棉花活性炭木炭有吸附性吗？实验探究实验视频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.辅助材料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。接近高科技：人造金刚石：人造金刚石用于材料科学，涂于材料表面增加耐磨性将石墨转化成金刚石是物理变化还是化学变化？判断同种物质的标准：1、组成元素相同2、内部结构相同将石墨转化成金刚石，虽然其元素没有变化，但其内部原子结构发生了改变，因此这一转变过程中产生了新的物质，是化学变化。碳单质金刚石

无定形炭（主要成分是碳单质）木炭活性炭焦炭炭黑C60石墨梳理小结1、金刚石很硬，可用来切割玻璃；2、石墨很软，可用来做铅笔芯；石墨有良好的导电性，可用来做电极；3、木炭、活性炭有强吸附性，可做吸附剂；焦炭用于炼铁，炭黑用于制黑色颜料4、C60有特殊的性质，可用于材料科学、超导体等方面。用途决定5、性质反映6、金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质，什它们的物理性质各不相同，是因为碳原子排列方式不同。谈谈你的收获1、金刚石、石墨和C60都是

元素组成的单质。金刚石和石墨的物理性质有很大差异，是因为

。金刚石能用作钻头、用来裁玻璃是因为

。

石墨能用来制作铅笔，是因为

。

碳碳原子的排列方式不同金刚石硬度大石墨很软2、“科学预防，战胜非典”是2003年全国人民抗击“非典”的重要举措。戴一种含有活性炭的口罩可以预防“非典”，其活性炭的作用是

。吸附有毒气体3、同种元素组成的物质不可能是（）

A单质B化合物

C纯净物D混合物B4、1999年，曾使用了一种“石墨炸弹”。这种炸弹爆炸后释放出大量纤维状的石墨，他们覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路而停电。试解释这是为什么？石墨具有导电性5.据报道，科学家己经研制出世界上最薄的材料一碳膜片，其厚度只有一根头发的二十万分之一。如右下图所示，这种碳膜片状如蜂巢，是由碳原子构成的六边形单元向外延展而成，下列有关碳膜片的说法中正确的是（）A.碳膜片属于单质B．碳膜片与C60是同一种物质C.碳膜片属于人工合成的有机化合物D．碳膜片在氧气中完全燃烧的产物和碳在氧气中完全燃烧的产物不同A6.如下图所示，盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里放几小块活性炭，最终观察到红棕色

(填“变深”或“消失”或“不变”)，漏斗中液面

(填“上升”或“下降”或“不变”)。其原因为：活性炭具有

作用，使瓶中气体压强

外界大气压。消失上升吸附小于7.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840gB思考：1、碳单质有________，_________和C60分子，它们都由

____元素组成。2、金刚石和石墨的物理性质是否相同？为什么？

金刚石石墨碳金刚石和石墨的化学性质是否相似？你猜测的依据是什么？答：不同，因为它们的原子排列方式不同猜测：二、碳的化学性质这是北宋画家张择端用墨（用炭黑制成）绘成的清明上河图（局部），至今已有一千多年，仍保存如初，色泽鲜艳而不褪色。为什么？碳在常温下化学性质不活泼请从原子结构角度分析：为什么在常温下单质碳的化学性质比较稳定？+624碳原子结构示意图由于碳原子最外层电子数为4，所以要达到稳定结构，必须要失去或得到4个电子，这两种可能对于碳原子而言都难以实现。1、常温下碳化学性质不活泼“钻石恒久远，一颗永流传”这句广告词能体现钻石的性质是（

）A．硬度大 B．不能导电 C．化学性质稳定 D．熔点低过去在使用木质电线杆时，常把埋在地下部分表面烧焦,形成炭层经久耐用，这是利用了碳在常温下具有_______性。稳定思考：回忆木炭在充足的氧气中燃烧时所产生的现象，并写出该反应的化学方程式。

点燃C+O2====CO2

（氧气充足）现象：剧烈燃烧，放出大量的热，产生能使澄清石灰水浑浊的气体猜想：从上述反应中你能得出，在高温下，碳具有怎样的化学性质？燃烧的煤炉

2C+O2===2CO点燃

C+O2

===CO2点燃（足）（不足）2、碳具有可燃性有毒反应物相同，生成物不一定不同。相同反应物，在不同条件下生成物不同。利用这一性质碳可以有什么用途？烤火取暖要注意通风碳在高温下与氧化铜反应实验视频C2CuO2CC2Cu0高温含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。

具有还原性3C+2Fe2O3==4Fe+3CO2高温木炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来

具有还原性碳在高温下还原二氧化碳C+CO2

==高温

具有还原性2CO反应过程吸热C+2CuO==2Cu+CO2高温C+CO2

==2CO高温

碳夺取氧化物中的氧，3、碳具有还原性3C+2Fe2O3==4Fe+3CO2高温想一想：利用这一性质碳可以有什么用途？氧化剂讨论：观察该反应的化学方程式，从物质分类的角度看反应物和生成物，有什么特点？还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。C+2CuO＝＝2Cu+CO2↑高温夺取氧化铜中的氧，发生氧化反应失去氧，发生还原反应还原剂试判断下列反应中哪些物质是氧化剂、哪些物质是还原剂？

高温2C+Fe3O4====3Fe+2CO2

H2+CuO＝＝Cu+H2O加热C是还原剂，Fe3O4是氧化剂。H2是还原剂，CuO是氧化剂。本节课我们学了些什么﹗

碳的化学性质1．常温下稳定性。（即：常温下，碳的化学性质不活泼。）2.可燃性：跟氧气的反应3.碳的还原性2CuO+C2Cu+CO2高温O2充足：C+O2CO2点燃O2不充足：2C+O22CO点燃1.下图已标出碳和碳的化合物之间的转化关系，请在括号中填写出转化时所需反应物的化学式。O2（不足）CuOCO2O2（足）C巩固练习1、北宋时期，黄庭坚用墨书写的“笔意”二字，至今完好如初，这是因为（）

A：墨是黑色的不易褪色B：碳不溶于水

C：碳有还原性D：碳在常温下性质稳定2、碳完全燃烧时生成_______,化学方程式为___________________;

不完全燃烧时生成_______,化学方程式为___________________;3、碳与氧化铜在高温下反应的现象是：____色的固体变成____色的固体，生成使石灰水变____________的气体。化学方程式为：

__________________________。5、在C+CO2====2CO反应中，还原剂是（）（A）C