單質(zhì)碳的化學性質(zhì)

1、金剛石、石墨和金剛石、石墨和C60一 問題問題 我們知道，氧氣是由氧元素組成的，氫氣是由氫元素組成的，水是由氫氧兩種元素組成的。不同的元素組成不同的物質(zhì)。那么，在物質(zhì)世界中，有沒有同一種元素組成不同的物質(zhì)的呢？ 幾種單質(zhì)幾種不同的單質(zhì)金剛石石墨粉金剛石、石墨、 C60都是由碳元素組成的單質(zhì)足球烯(C60)為什么同一種元素可以組成不同的單質(zhì)原因：同一類原子，排列方式不同，所形成的單質(zhì)不同。例如：金剛石、石墨、 C60都是由碳元素組成，卻形態(tài)各異！根本原因就在于它們的原子排列方式不同。金剛石的結(jié)構(gòu)及用途 v純凈的金剛石是無色透明、正八面體形狀的固體。天然采集到的金剛石經(jīng)過仔細琢磨后，可以成為璀璨奪

2、目的裝飾品鉆石。根據(jù)金剛石的用途可以推測金剛石一定很硬。事實上，它是天然存在的最硬的物質(zhì)。 石墨的結(jié)構(gòu)及用途 v 石墨是一種深灰色的有金屬光澤而不透明的細鱗片狀固體。石墨很軟，有滑膩感。此外，石墨還具有優(yōu)良的導電性能。 防毒面具 v由于木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因此它具有吸附能力?？梢岳媚咎康倪@個性質(zhì)來吸附一些食品和工業(yè)產(chǎn)品里的色素，也可以用它來吸附有異味的物質(zhì)，活性炭的吸附作用比本炭還要強，防毒面具里的濾毒罐就是利用活性炭來吸附毒氣的，制糖工業(yè)中也利用活性炭來脫色以制白糖。 C60的結(jié)構(gòu)和足球相似 v科學家們發(fā)現(xiàn)，除金剛石、石墨外，還有一類新的以單質(zhì)形式存在的碳。其中，發(fā)現(xiàn)較早并已在研究中取

3、得重要進展的是C60分子。v C60分子是一種由60個碳原子構(gòu)成的分子，它形似足球，這種足球結(jié)構(gòu)的碳分子很穩(wěn)定。古畫 v我國古代一些書法家、畫家用墨（用炭黑等制成）書寫或繪制的字畫能夠保存很長時間而不變色，這是為什么呢？v 這是因為在常溫下，碳的化學性質(zhì)不活潑，碳受日光照射或與空氣、水分接觸，都不容易起變化的緣故。單質(zhì)碳的化學性質(zhì)單質(zhì)碳的化學性質(zhì)一、常溫下的穩(wěn)定性：一、常溫下的穩(wěn)定性：試一試試一試用墨書寫的字畫雖年深日久但仍不褪色，用墨書寫的字畫雖年深日久但仍不褪色，這是由于墨的主要成分是，而在常溫下這是由于墨的主要成分是，而在常溫下這種元素的化學性質(zhì)，故不易起變這種元素的化學性質(zhì)，故不易起變

4、化的緣故?；木壒?。碳碳比較穩(wěn)定比較穩(wěn)定二、高溫下的活動性二、高溫下的活動性:1 1、可燃性：、可燃性：單質(zhì)單質(zhì)C的可燃性的可燃性1 1、與充足的、與充足的O O2 2的反應：的反應：2 2、與不充足的、與不充足的O O2 2的反應：的反應：C+O2 = CO2點燃點燃2C+O2 = 2CO點燃點燃(放出熱量放出熱量)(放出熱量放出熱量)小結(jié)：小結(jié)：碳在不同條件下燃燒，產(chǎn)物不同碳在不同條件下燃燒，產(chǎn)物不同碳和某些氧化物的反應：碳和某些氧化物的反應：C + 2 CuO 2 Cu + CO2高溫高溫黑色粉末逐漸變成光亮的紅色黑色粉末逐漸變成光亮的紅色澄清石灰水變成白色渾濁。澄清石灰水變成白色渾濁。

5、 現(xiàn)象：現(xiàn)象：-有銅生成有銅生成-有二氧化碳生成有二氧化碳生成觀察這個方程式，看看有什么特點？觀察這個方程式，看看有什么特點？C + 2 CuO 2 Cu + CO2高高 溫溫象這種，象這種， 含氧化合物里的含氧化合物里的氧被奪去的反應氧被奪去的反應， 就叫做：就叫做：還原反應。還原反應。 是碳使氧化銅變成單質(zhì)銅的，是碳使氧化銅變成單質(zhì)銅的，我們則說碳具有我們則說碳具有還原性。還原性。C + 2 CuO 2 Cu + CO2高溫高溫例如：例如：氧化銅失去氧氧化銅失去氧變成銅單質(zhì)，變成銅單質(zhì)， 我們就說它我們就說它被還原被還原了。了。碳碳：得氧、被氧化、發(fā)生氧化反應，：得氧、被氧化、發(fā)生氧化反應

6、，是還原劑，具有還原性。是還原劑，具有還原性。氧化銅氧化銅：失氧、被還原、發(fā)生還原反：失氧、被還原、發(fā)生還原反應，是氧化劑。應，是氧化劑。 碳可以還原其它金屬氧化物，寫出下列反應碳可以還原其它金屬氧化物，寫出下列反應方程式：方程式：C+ ZnO =Fe+Zn+CO24CO2322C+3 Fe2O3 =2高溫高溫利用碳的還原性可以做什么用途呢？利用碳的還原性可以做什么用途呢？冶煉金屬冶煉金屬把金屬氧化物中的金屬還原出來。把金屬氧化物中的金屬還原出來。例如：例如：2Fe2O3 + 3C 4Fe + 3CO2 2WO3+3C 2W 3CO2高高 溫溫高高 溫溫高高 溫溫高高 溫溫新鮮動物血清C C與

7、與COCO2 2的反應的反應C C與與COCO2 2的反應的方程式的反應的方程式C CCOCO2 22CO2CO(吸收熱量吸收熱量)金剛石的物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)對應的主要用途無色透明、正八面體形狀的固體天然存在最硬的物質(zhì)裝飾品鉆石劃玻璃、鉆頭等小結(jié)小結(jié)石墨的物理性質(zhì)和用途石墨的物理性質(zhì)和用途物理性質(zhì)對應的主要用途深灰色、有金屬光澤、不透明、細鱗片狀固體很軟，有滑膩感制造鉛筆芯，做潤滑劑優(yōu)良的導電性石墨電極化學性質(zhì)化學性質(zhì)碳碳在常溫時很穩(wěn)定，在加熱或高溫在常溫時很穩(wěn)定，在加熱或高溫條件下具有可燃性和還原性條件下具有可燃性和還原性。試一試試一試1、在一個通風良好的煤爐中，最不易發(fā)生、在一個通風良

8、好的煤爐中，最不易發(fā)生的反應是的反應是A、C+O2 = CO2B、C+CO2 = 2COC、2C+O2 = 2 COD、2CO+O2 =2 CO2( C )點燃點燃高溫高溫點燃點燃點燃點燃2.2.金剛石、石墨、金剛石、石墨、C C6060、C C7070都是碳元素組成的單都是碳元素組成的單質(zhì)，關(guān)于它們的說法正確的是（填序號）質(zhì)，關(guān)于它們的說法正確的是（填序號）A . 碳原子的排列方式不同碳原子的排列方式不同 B . 化學性質(zhì)相似化學性質(zhì)相似C . 物理性質(zhì)相似物理性質(zhì)相似 D . 是同一種物質(zhì)是同一種物質(zhì)E . 完全燃燒都生成二氧化碳完全燃燒都生成二氧化碳 F . 都是黑色固體都是黑色固體A

9、A、B B 、E E討討 論論怎樣證明純凈的金剛石和石墨怎樣證明純凈的金剛石和石墨都是由碳元素組成的？都是由碳元素組成的？答答：高溫下將高溫下將純凈的金剛石和石墨純凈的金剛石和石墨燃燒，燃燒，得到的唯一產(chǎn)物都是得到的唯一產(chǎn)物都是COCO2 2。證明。證明純凈的金純凈的金剛石和石墨都是由碳元素組成的。剛石和石墨都是由碳元素組成的。討討 論論在燒得很旺的爐子里添上大量的新煤后，在燒得很旺的爐子里添上大量的新煤后，溫度為什么反而降低，而且還容易產(chǎn)生煤氣？溫度為什么反而降低，而且還容易產(chǎn)生煤氣？透明金剛石薄膜 v20世紀80年代，人們發(fā)現(xiàn)人造金剛石在半導體制造行業(yè)具有廣泛的應用前景。因為計算機芯片的基體材料硅的導熱性不好，這成為進一步提高技術(shù)時的難題。而金剛石在導熱性方面遠遠超過硅（甚至超過銅和銀），于是它成了芯片基體材料的最佳選擇。正是這種需求推動了人造金剛石的研究。v 人們想到，金剛石既然