第六單元課題1金剛石、石墨和C60改

1、 第六單元第六單元 碳和碳的氧化物碳和碳的氧化物第1課時新課標教學要求 一、知識與技能 了解金剛石和石墨的物理性質和主要用途 二、過程與方法 知道不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素也可以組成不同的物質。能以發(fā)展的觀點看待碳的單質。 三、情感態(tài)度與價值觀 通過對最新科技成就的探討，培養(yǎng)學生對科學技術的正確認識。金剛石金剛石石墨石墨碳碳60課題課題1 1、金剛石、石墨和、金剛石、石墨和c c6060 碳的單質主要包括金剛石、石墨和碳的單質主要包括金剛石、石墨和c60分子。分子。它們都是由碳元素組成的單質。它們都是由碳元素組成的單質。一、碳單質的物理性質：一、碳單質的物理性質：1 1、金剛石：

2、、金剛石： 純凈的金剛石是一種無色透明的、正八面體形純凈的金剛石是一種無色透明的、正八面體形狀的固體，硬度大，不導電。狀的固體，硬度大，不導電。 天然采集的金剛石經過仔細天然采集的金剛石經過仔細的琢磨就會成為璀璨奪目的裝飾的琢磨就會成為璀璨奪目的裝飾品品鉆石鉆石南非之星(starof south africa)(starof south africa).金剛石金剛石世界最大的鉆世界最大的鉆石庫利南石庫利南 含有雜質的金含有雜質的金剛石帶有顏色剛石帶有顏色鉆石裝飾品鉆石裝飾品天然金剛石用金剛石刻劃玻璃用金剛石刻劃玻璃切割大理石或加工堅硬的金屬等切割大理石或加工堅硬的金屬等.石石 墨墨 石墨是一石

3、墨是一種深灰色的種深灰色的有金屬光澤有金屬光澤而不透明的而不透明的細鱗片狀固細鱗片狀固體。石墨很體。石墨很軟，有滑膩軟，有滑膩感。感。2 2、石墨：、石墨： 深灰色的具有金屬光澤而不透明的細鱗片狀深灰色的具有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。質軟，有滑膩感，電的良導體。固體。質軟，有滑膩感，電的良導體。石墨是最軟石墨是最軟的礦物之一的礦物之一石墨石墨用石墨和粘用石墨和粘土粉末混合土粉末混合制鉛筆芯制鉛筆芯 用石墨做電極用石墨做電極石墨耐高溫，可以制石墨耐高溫，可以制成坩堝來熔煉金屬成坩堝來熔煉金屬 石墨炸彈是美國制造石墨炸彈是美國制造的一種可使供電系統(tǒng)短的一種可使供電系統(tǒng)短路而導致癱瘓的新式炸路

4、而導致癱瘓的新式炸彈。石墨炸彈實際上是彈。石墨炸彈實際上是集束炸彈的變種，它在集束炸彈的變種，它在目標上空爆炸，釋放出目標上空爆炸，釋放出無數無數“易拉罐易拉罐”大小的大小的小炸彈，這些內裝碳纖小炸彈，這些內裝碳纖維的小炸彈隨即在更大維的小炸彈隨即在更大的區(qū)域爆炸，形成大范的區(qū)域爆炸，形成大范圍的碳纖維云，這些碳圍的碳纖維云，這些碳纖維可使供電系統(tǒng)短路纖維可使供電系統(tǒng)短路而癱瘓。而癱瘓。開眼界了！開眼界了！3 3、無定形碳：、無定形碳： 無定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。無定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它們主要是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的。它們主要是由石墨的微小晶體和少量雜

5、質構成的。 木炭、活性炭具有疏松多孔的結構，因而具有木炭、活性炭具有疏松多孔的結構，因而具有吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭強。吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭強。木炭是一種灰黑色的多孔性固體，木炭是一種灰黑色的多孔性固體，燃燒時，產生很少的煙，火焰很小燃燒時，產生很少的煙，火焰很小活性炭防毒面活性炭防毒面具具：木炭（或活性炭）的吸附性：木炭（或活性炭）的吸附性實驗步驟實驗步驟實驗現象實驗現象結論結論在盛有品紅溶液的燒杯在盛有品紅溶液的燒杯中加入少量木炭（或活中加入少量木炭（或活性炭），攪拌后，過濾性炭），攪拌后，過濾木炭（或活性炭）有木炭（或活性炭）有 能力，此變化能力，此變化屬于屬于

6、變化。變化。吸附吸附物理物理紅色褪去，紅色褪去，溶液變成無溶液變成無色色 如圖所示如圖所示,向盛有紅棕色二氧化向盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里投入幾小塊烘烤氮氣體的集氣瓶里投入幾小塊烘烤過的木炭過的木炭,會出現什么樣會出現什么樣 的想象的想象,為為什么什么? 木炭木炭. .活性炭活性炭具有疏松多孔的結具有疏松多孔的結構，因此它具有構，因此它具有吸附能力。吸附能力。 利用利用木炭木炭. .活性炭活性炭的吸附性來吸附的吸附性來吸附 色素色素. .氣味和有毒氣體等物質氣味和有毒氣體等物質?；钚蕴炕钚蕴糠蓝久婢叻蓝久婢邽V毒罐濾毒罐輔助輔助材料材料活性炭的活性炭的吸附吸附作用比木炭還作用比木炭還要強，

7、要強，防毒面防毒面具里的濾毒罐具里的濾毒罐就是利用活性就是利用活性炭來吸附毒氣炭來吸附毒氣的，的， 結構結構用途用途木木 炭炭主要是由石墨的微小主要是由石墨的微小晶體和少量雜質構成晶體和少量雜質構成的，具有疏松多孔的的，具有疏松多孔的結構，具有吸附能力。結構，具有吸附能力。作燃料，制造黑火藥，作燃料，制造黑火藥，制造活性炭，冶煉金制造活性炭，冶煉金屬，作吸附劑。屬，作吸附劑?；罨?性性炭炭凈化多種氣體和液體，凈化多種氣體和液體，用于防毒面具，作吸用于防毒面具，作吸附劑附劑炭炭 黑黑制造油墨、油漆、鞋制造油墨、油漆、鞋油和顏料等，橡膠制油和顏料等，橡膠制品的填料品的填料焦焦 炭炭作燃料和冶煉作燃

8、料和冶煉可以收集到炭黑可以收集到炭黑 焦炭 煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050，經過干燥、熱解、熔融、粘結、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫煉焦（高溫干餾）。 能否人工制造金剛石能否人工制造金剛石? ?接近高科技接近高科技：金剛石的用途很廣泛，但天然存在的量很少，而金剛石的用途很廣泛，但天然存在的量很少，而且多數顆粒很小，無法滿足人們的需求。因此人們且多數顆粒很小，無法滿足人們的需求。因此人們提出了金剛石的人工制造問題。提出了金剛石的人工制造問題。由于金剛石和石墨都是碳的單質，所以人們把注由于金剛石和石墨都是碳的單質，所以人們把注意力集中到把石墨轉變成金剛石的實驗上來。

9、經過意力集中到把石墨轉變成金剛石的實驗上來。經過無數次的試驗，終于用鉻、鐵、鉑等做催化劑，在無數次的試驗，終于用鉻、鐵、鉑等做催化劑，在1600160018001800和和5 510109 96 610109 9帕的條件下，以石帕的條件下，以石墨為原料制得了人造金剛石。目前世界上每年生產墨為原料制得了人造金剛石。目前世界上每年生產約約2020噸的人造金剛石。我國第一顆人造金剛石于噸的人造金剛石。我國第一顆人造金剛石于19621962年研制成功?，F今江蘇省的南京、蘇州等地也年研制成功?，F今江蘇省的南京、蘇州等地也都有生產人造金剛石的工廠。都有生產人造金剛石的工廠。讓你知道c60c60，它是美國休

10、斯頓大學的克羅脫（它是美國休斯頓大學的克羅脫（kroto,h.w.)和和史沫萊史沫萊(smalley,r.e.)等人在等人在1985年發(fā)現的。我國北京大年發(fā)現的。我國北京大學化學系和物理系研究小組也研制出了學化學系和物理系研究小組也研制出了c60分子。分子。c60除了在超導方面的應用外，在以下幾個方面除了在超導方面的應用外，在以下幾個方面 也具有廣泛的應用前景：也具有廣泛的應用前景：有感覺功能的傳感器有感覺功能的傳感器增強金屬的強度增強金屬的強度新型的催新型的催化劑化劑光學應用光學應用對癌細胞具有殺傷效應等醫(yī)療功能。對癌細胞具有殺傷效應等醫(yī)療功能。資料資料 c70 、c240 、c540-c6

11、0c70c80納米碳納米碳 管管原因是：雖都是由碳元素組成的單質，但碳原子的排列原因是：雖都是由碳元素組成的單質，但碳原子的排列 方式不同。方式不同。金剛石、石墨和c60分子的物理性質差異 較大的原因：可見：不同種元素可以組成不同物質，而同一種元素也可見：不同種元素可以組成不同物質，而同一種元素也 可以組成不同的物質?？梢越M成不同的物質。 1、將以下左例和右例有關項目用線連接起來。、將以下左例和右例有關項目用線連接起來。 石墨石墨 冰箱去味劑、防毒面具冰箱去味劑、防毒面具 炭黑炭黑 導電導電 金剛石金剛石 新型催化劑新型催化劑 c60 制油墨制油墨 活性炭活性炭 切割堅硬金屬切割堅硬金屬1、1

12、999年，曾使用了一種“石墨炸彈”。這種炸彈爆炸后釋放出大量纖維狀的石墨，它們覆蓋在發(fā)電廠的設備上，造成設備短路而停電，解釋這是為什么？這是因為石墨具有良好的導電性，所以它們釋放出來后，覆蓋在發(fā)電廠的設備上，會造成設備短路而停電隨堂演練隨堂演練課堂檢測課堂檢測2、下列有關、下列有關“化學之最化學之最”的敘述中，錯誤的是（的敘述中，錯誤的是（ ）a、地殼中含量最多的元素是氮元素、地殼中含量最多的元素是氮元素b、密度最小的氣體是氫氣、密度最小的氣體是氫氣c、天然存在的最硬的物質是金剛石、天然存在的最硬的物質是金剛石d、相對分子質量最小的氣體是氫氣、相對分子質量最小的氣體是氫氣3、一根蠟燭，用冷碟底

13、放在蠟燭火焰上方過一會兒，、一根蠟燭，用冷碟底放在蠟燭火焰上方過一會兒，在碟底收集到炭黑。由此能得出石蠟的組成一定含有（在碟底收集到炭黑。由此能得出石蠟的組成一定含有（ ） a、碳元素、碳元素 b、氫元素、氫元素 c、氧元素、氧元素 d、碳、氫元素、碳、氫元素aa4、如下圖所示，中盛有紅棕色二氧化氮氣體的集氣瓶里放幾小塊活性炭，最終觀察到紅棕色 (填“變深”或“消失”或“不變”)，漏斗中液面 (填“上升”或“下降”或“不變”)。其原因為：活性炭具有 作用，使瓶中氣體壓強 外界大氣壓。消失上升吸附小于5、我們知道金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質，石墨在一定的條件下可以轉變成金剛石，該變化屬于

14、變化。6、下列變化中，屬于化學變化的是（ ） a、用石墨制鉛筆芯； b、石墨制成碳纖維； c、木炭使二氧化氮氣體褪色； d、用木材制木炭；7、中國科技術大學錢一泰教授等以ccl4和金屬鈉為原料，在700制造出鈉米級金剛石粉末。該成果發(fā)表在世界最權威的科學雜志上，立即被科學家們高度評價為“稻草變黃金”。同學們對此的一些“理解”，不正確的是（ ） a、金剛石屬于金屬單質； b、ccl4是一種化合物； c、這是一個化學變化； d、制造金剛石的過程中，元素種類沒有發(fā)生變化；化學da 8、中國足球進入“世界杯”,小小足球牽動著人們的心?；瘜W物質中有一種由多個五邊形和六邊形組成的形似足球的籠狀分子，稱為“

15、足球烯”化學式（分子式）c60 。關于c60的說法正確的是（ ）a、屬于單質 b、屬于混合物c、碳元素的化合價為+4 d、足球烯是實心的a 9、金剛石、石墨、都是碳元素組成的單質，關于它們的說法正確的是（ ）a、碳原子的排列不同 b、化學性質不相同c、物理性質相同 d、是同一種物質e、燃燒都生成二氧化碳 f、都是黑色固體ae 10、納米材料被譽為、納米材料被譽為21世紀最有前途的新型材世紀最有前途的新型材料。納米碳管是一種由碳原子構成的直徑為幾個納料。納米碳管是一種由碳原子構成的直徑為幾個納米的空心管。下列說法中錯誤的是（米的空心管。下列說法中錯誤的是（ ） a、納米碳管是一種新型的有機化合物

16、、納米碳管是一種新型的有機化合物 b、納米碳管材料如果完全燃燒，生成物是、納米碳管材料如果完全燃燒，生成物是二氧化碳二氧化碳 c、納米碳管材料管道多，表面積大，吸附能、納米碳管材料管道多，表面積大，吸附能力強力強 d、納米碳管在常溫下化學性質穩(wěn)定、納米碳管在常溫下化學性質穩(wěn)定a二、碳的化學性質：二、碳的化學性質： 碳在常溫下化學性質不活潑，高溫下，卻能碳在常溫下化學性質不活潑，高溫下，卻能跟多種物質發(fā)生化學反應。所以，用墨書寫或繪跟多種物質發(fā)生化學反應。所以，用墨書寫或繪制的古字畫能長久保存而不變色。制的古字畫能長久保存而不變色。1 1、可燃性、可燃性：（與氧氣反應）：（與氧氣反應）2c +

17、o2點燃點燃2co( (不充分燃不充分燃) )c+o2點燃點燃co2（充分燃）（充分燃）2 2、還原性、還原性:(:(與某些氧化物反應與某些氧化物反應) )木炭還原氧化銅：木炭還原氧化銅：現象：現象：（1 1）試管里黑色粉）試管里黑色粉 末逐漸成為紅色；末逐漸成為紅色；（2 2）生成的無色無）生成的無色無 味氣體能使澄清的味氣體能使澄清的 石灰水變渾濁。石灰水變渾濁。原理：原理：c + 2cuo2cu + co2高溫高溫在上述反應里：氧化銅失去氧而變成單質銅，這種含氧化在上述反應里：氧化銅失去氧而變成單質銅，這種含氧化 合物里的氧被奪去的反應，叫合物里的氧被奪去的反應，叫還原反應還原反應。 而

18、木炭使氧化銅發(fā)生了還原反應，具有還而木炭使氧化銅發(fā)生了還原反應，具有還 原性，叫原性，叫還原劑還原劑。由此可見：物質除了與單質氧反應外，也能與化合態(tài)的氧由此可見：物質除了與單質氧反應外，也能與化合態(tài)的氧 反應，但都是氧化反應。反應，但都是氧化反應。在上述反應里：碳是還原劑，在反應中被氧化；氧化銅是在上述反應里：碳是還原劑，在反應中被氧化；氧化銅是 氧化劑，在反應中被還原。氧化劑，在反應中被還原。 單質碳的還原性可用于冶金工業(yè)，例如：利用焦炭可單質碳的還原性可用于冶金工業(yè)，例如：利用焦炭可以把鐵礦石中的鐵還原出來。以把鐵礦石中的鐵還原出來。3c + 2fe2o3高溫高溫4fe + 3co2學完本課題你應該知道1 1、不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素、不同的元素可以組成不同的物質，同一種元素 也可以組成不同的物質。如金剛石、石墨和也可以組成不同的物質。如金剛石、石墨和c c6060 等都是由碳元素組成的單質。等都是由碳元素組成的單質。2 2、木炭和活性炭具有吸附性。、木炭和活性炭具有吸附性。3 3、在常溫下，碳的化學性質很穩(wěn)定。在高溫下，、在常溫下，碳的化學性質很穩(wěn)定。在高溫下， 碳能夠與很多物質起反應。碳能夠與很多物質起反應。4 4、物質的性質在很大程度上決定物質的用途。、物質的性質在很大程度