課題1金剛石、石墨、C60

1、金剛石、石墨、金剛石、石墨、C60C60祥云火炬的燃料C3H8水立方的外膜材料水立方的外膜材料(C2H2F2) n 含有含有碳碳纖維的撐桿纖維的撐桿 水立方的凈水工藝中使用到水立方的凈水工藝中使用到活性炭活性炭 不同種元素可以組成不不同種元素可以組成不同種物質(zhì)，同種元素可否組同種物質(zhì)，同種元素可否組成不同物質(zhì)呢？成不同物質(zhì)呢？想一想想一想同種元素可組成不同的物質(zhì)嗎？同種元素可組成不同的物質(zhì)嗎？C60C C6060一、碳的單質(zhì)一、碳的單質(zhì) 金金 剛剛 石石 高貴而華麗的碳單質(zhì)高貴而華麗的碳單質(zhì)無色透明，正八面體無色透明，正八面體經(jīng)加工有經(jīng)加工有奪目的光奪目的光澤澤自然界中存在自然界中存在的最硬物

2、質(zhì)的最硬物質(zhì) 為什么金剛石為什么金剛石是自然界中最硬的是自然界中最硬的物質(zhì)物質(zhì)? 決定決定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)決定決定性質(zhì)性質(zhì)赫迪赫迪夫鉆夫鉆石石茵爾多鉆石茵爾多鉆石金剛石的用途金剛石的用途裝飾品裝飾品鉆石鉆石鉆頭、鉆頭、玻璃刀玻璃刀鑲金剛石的鉆頭鑲金剛石的鉆頭 碳碳原子在空間構(gòu)原子在空間構(gòu)成成連續(xù)的，三角形的連續(xù)的，三角形的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)所以其質(zhì)地所以其質(zhì)地堅硬。堅硬。金剛石中碳原子的排列金剛石中碳原子的排列想一想一想想1 1、金剛石能制作成華麗高貴的鉆石、金剛石能制作成華麗高貴的鉆石是由什么性質(zhì)決定的？是由什么性質(zhì)決定的？答：無色透明、加工后有奪目的光澤答：無色透明、加工后有奪目的光澤2 2、為什么

3、金剛石能制作成堅硬的鉆、為什么金剛石能制作成堅硬的鉆頭和玻璃刀？頭和玻璃刀？答：金剛石是自然界答：金剛石是自然界存在的存在的最硬物質(zhì)最硬物質(zhì)碳的單質(zhì)碳的單質(zhì)石石 墨墨 多才多藝的碳單質(zhì)多才多藝的碳單質(zhì) 深灰色、有深灰色、有金屬光澤。金屬光澤。不透明、細鱗不透明、細鱗片狀固體。片狀固體。很軟很軟有滑膩感有滑膩感具有優(yōu)良的具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能石墨的物理性質(zhì)石墨的物理性質(zhì)石墨的用途石墨的用途石墨用于石墨用于制鉛筆芯制鉛筆芯石墨石墨電極電極石墨潤滑劑石墨潤滑劑鉛筆小知識鉛筆小知識 鉛筆上的鉛筆上的“B”B”是英文是英文“Black”Black”的第一的第一個字母，在鉛筆中表示個字母，在鉛筆中表示

4、“軟軟”；“H”H”是英文是英文“Hard”Hard”的第一個字母，在鉛筆中表示的第一個字母，在鉛筆中表示“硬硬”。鉛筆為什么有軟和硬和差別呢？這是因為石墨鉛筆為什么有軟和硬和差別呢？這是因為石墨太軟，光用石墨做筆芯，既易斷也易磨損，因太軟，光用石墨做筆芯，既易斷也易磨損，因此，生產(chǎn)上常在石墨粉末中摻進一些粘土此，生產(chǎn)上常在石墨粉末中摻進一些粘土 粉末粉末以增加硬度。粘土摻得越多，鉛筆就越硬；粘以增加硬度。粘土摻得越多，鉛筆就越硬；粘土摻得越少，鉛筆就越軟。土摻得越少，鉛筆就越軟。 想一想，想一想，“6B”6B”、“6H”6H”與與“HB”HB”三種三種類型的鉛筆，哪種鉛筆最硬？哪種鉛筆最軟？

5、類型的鉛筆，哪種鉛筆最硬？哪種鉛筆最軟？為什么石墨很軟？為什么石墨很軟？石墨結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu) 石墨的碳原子石墨的碳原子呈平呈平面層狀結(jié)構(gòu)面層狀結(jié)構(gòu), ,層與層層與層之間作用力小，所之間作用力小，所以質(zhì)軟。有滑感。以質(zhì)軟。有滑感。想一想想一想1 1、石墨可用于制鉛筆芯是由什么性質(zhì)決定的？、石墨可用于制鉛筆芯是由什么性質(zhì)決定的？2 2、石墨可用于制電極是由什么性質(zhì)決定的？、石墨可用于制電極是由什么性質(zhì)決定的？3 3、石墨可用于制潤滑劑是由什么性質(zhì)決定的？、石墨可用于制潤滑劑是由什么性質(zhì)決定的？答：深灰色且很軟。答：深灰色且很軟。答：石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。答：石墨具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能。答

6、：石墨有油膩感。答：石墨有油膩感。性質(zhì)性質(zhì)用途用途決定決定比較金剛石、石墨的結(jié)構(gòu)：比較金剛石、石墨的結(jié)構(gòu)：金剛石結(jié)構(gòu)金剛石結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)石墨結(jié)構(gòu)正八面體結(jié)構(gòu)正八面體結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)金剛石的碳原子在空間金剛石的碳原子在空間構(gòu)成連續(xù)的，堅固的骨構(gòu)成連續(xù)的，堅固的骨架的結(jié)構(gòu)，所以堅硬。架的結(jié)構(gòu)，所以堅硬。 石墨的碳原子呈平面層狀石墨的碳原子呈平面層狀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu), ,層與層之間作用力小，層與層之間作用力小，所以質(zhì)軟。有滑感。所以質(zhì)軟。有滑感。再想一再想一想想 金剛石和石墨都是由碳元素組成金剛石和石墨都是由碳元素組成的單質(zhì)，為什么它們的性質(zhì)不同？的單質(zhì)，為什么它們的性質(zhì)不同？ 因為因為碳原子的排列方碳原

7、子的排列方式不同式不同，所以金剛石和石，所以金剛石和石墨的物理性質(zhì)有很大差異墨的物理性質(zhì)有很大差異金剛石金剛石石石 墨墨結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)平面層狀結(jié)構(gòu)平面層狀結(jié)構(gòu)外外 觀觀光光 澤澤硬硬 度度導(dǎo)電性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性用用 途途生活中常見含石墨的物質(zhì)生活中常見含石墨的物質(zhì)木木炭炭焦焦炭炭炭炭黑黑活活性性炭炭石墨與少量的雜質(zhì)混在一起構(gòu)成的四種石墨與少量的雜質(zhì)混在一起構(gòu)成的四種物質(zhì)：物質(zhì)：木炭木炭、 焦炭、焦炭、 炭黑、炭黑、 活性炭活性炭1、木炭與活性炭：、木炭與活性炭： 具有疏松多孔結(jié)構(gòu)，有較強的吸附能具有疏松多孔結(jié)構(gòu)，有較強的吸附能 力力,既能吸附氣體氣味既能吸附氣體氣味,又能

8、吸附顔色又能吸附顔色,故可故可用作吸附劑。用作吸附劑。2、炭黑、炭黑:黑色粉末黑色粉末,可用于作墨汁可用于作墨汁.3、焦炭、焦炭:可用于冶煉金屬可用于冶煉金屬.木炭能吸附紅墨水嗎？木炭能吸附紅墨水嗎？現(xiàn)象：現(xiàn)象：紅色逐漸褪去紅色逐漸褪去分析：分析：木炭具有木炭具有疏松多孔疏松多孔的結(jié)構(gòu)，表面積很的結(jié)構(gòu)，表面積很大，具有較強的大，具有較強的吸附性吸附性，能將紅墨水，能將紅墨水吸附在木炭多孔性結(jié)構(gòu)中。吸附在木炭多孔性結(jié)構(gòu)中。加熱后加熱后的木炭的木炭冰箱中的除異味劑冰箱中的除異味劑制糖工業(yè)的脫色劑制糖工業(yè)的脫色劑活性炭活性炭防毒面具防毒面具濾毒罐濾毒罐活性炭的活性炭的吸附吸附作用比木炭還作用比木炭還

9、要強，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 輔助輔助材料材料“炭炭”：不是化學(xué)用語，無定形炭是人工制造的：不是化學(xué)用語，無定形炭是人工制造的碳單質(zhì)，都含有少量雜質(zhì)為表示區(qū)別，常寫：木碳單質(zhì)，都含有少量雜質(zhì)為表示區(qū)別，常寫：木炭，活性炭，活性 炭，焦炭，炭黑等。炭，焦炭，炭黑等?！疤继肌保禾荚兀瑢儆诨瘜W(xué)用語。在書寫元素名：碳元素，屬于化學(xué)用語。在書寫元素名稱稱 和碳的單質(zhì)及碳的化合物等用到。和碳的單質(zhì)及碳的化合物等用到。第第3種碳單質(zhì)：種碳單質(zhì)： 神奇的碳神奇的碳單質(zhì)單質(zhì)C60由由60個碳原子構(gòu)成的一個分子，結(jié)構(gòu)類似足球，個碳原子構(gòu)成的

10、一個分子，結(jié)構(gòu)類似足球，又名足球烯。良好的超導(dǎo)體，使超導(dǎo)體的溫度為又名足球烯。良好的超導(dǎo)體，使超導(dǎo)體的溫度為12.8K?，F(xiàn)在還發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在還發(fā)現(xiàn)了C28、C32、C50、C240、C540等等碳單質(zhì)碳單質(zhì)C70碳納米管碳納米管用途：材料科用途：材料科學(xué)、超導(dǎo)體。學(xué)、超導(dǎo)體。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，探究的不斷深入，新的碳單探究的不斷深入，新的碳單質(zhì)不斷發(fā)現(xiàn)，碳單質(zhì)的家屬質(zhì)不斷發(fā)現(xiàn)，碳單質(zhì)的家屬會不斷壯大。會不斷壯大。高溫高壓、催化劑高溫高壓、催化劑1、 繼發(fā)現(xiàn)繼發(fā)現(xiàn)C60后后C70也已經(jīng)制得，下列有關(guān)也已經(jīng)制得，下列有關(guān)C70的說法正確的說法正確的是的是( ) A. 它是

11、一種化合物它是一種化合物B. 它是一種單質(zhì)，并且它是有它是一種單質(zhì)，并且它是有C70分子構(gòu)成的。分子構(gòu)成的。C. 它是一種混合物它是一種混合物D. 它的相對分子質(zhì)量是它的相對分子質(zhì)量是840B、DD動動手動動手 你也行你也行3、下列幾種情況，能證明下列幾種情況，能證明“金剛石和石墨是由金剛石和石墨是由相同元素組成相同元素組成”的事實是（的事實是（ ） A. 它們的熔點相同它們的熔點相同 B. 都不溶于水都不溶于水 C. 石墨在一定條件下可轉(zhuǎn)化為金剛石石墨在一定條件下可轉(zhuǎn)化為金剛石 D. 完全燃燒后都得同一產(chǎn)物完全燃燒后都得同一產(chǎn)物CO2 4、碳元素有金剛石、石墨等多種單質(zhì)，下列關(guān)碳元素有金剛石

12、、石墨等多種單質(zhì)，下列關(guān)于碳單質(zhì)的敘述正確的是于碳單質(zhì)的敘述正確的是 （ ）A 都是黑色固體都是黑色固體 B碳原子排列方式都相同碳原子排列方式都相同 C在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳在氧氣中充分燃燒時都生成二氧化碳 D都能使紅墨水褪色都能使紅墨水褪色練練 習(xí)習(xí)動動手動動手 你也行你也行DC王羲之的王羲之的 字畫卻不褪色字畫卻不褪色?紙都黃了紙都黃了墨的主要墨的主要成分是碳成分是碳想一想一、穩(wěn)定性：一、穩(wěn)定性： 常溫下不易與其他物常溫下不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。 單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)1 1、使用木質(zhì)電線桿時，常把埋、使用木質(zhì)電線桿時，常把埋在地下部分表面燒焦在地下部分表面

13、燒焦, ,形成炭層形成炭層經(jīng)久耐用，這是利用了碳在常經(jīng)久耐用，這是利用了碳在常溫下具有溫下具有_性。性。穩(wěn)定穩(wěn)定為什么在為什么在常溫下碳常溫下碳化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)不不活潑活潑? ? 原子最外層電子數(shù)原子最外層電子數(shù)決定決定元素的化學(xué)性質(zhì)元素的化學(xué)性質(zhì)碳原子的最外層有碳原子的最外層有4 4個電子，它要個電子，它要成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，成為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，得得4 4個或失個或失4 4個電子個電子都都不容易不容易，所以化學(xué)性質(zhì)不活潑，所以化學(xué)性質(zhì)不活潑如果如果溫度溫度升高升高, ,碳是否會發(fā)碳是否會發(fā)生反應(yīng)呢生反應(yīng)呢? ?考考你考考你 木炭在氧氣中燃燒木炭在氧氣中燃燒二、可燃性二、可燃性現(xiàn)象：發(fā)出白光現(xiàn)象：發(fā)出白光

14、 放出放出熱量熱量 2C +O2 2CO點燃點燃碳跟氧氣的反應(yīng)碳跟氧氣的反應(yīng)可燃性可燃性C +O2 CO2點燃點燃充分燃燒充分燃燒不充分燃燒不充分燃燒三、碳跟某些氧化物反應(yīng)碳跟某些氧化物反應(yīng)C+CuO澄清澄清石灰水石灰水1.澄清的石灰水澄清的石灰水變變渾濁渾濁2.黑色的粉末變黑色的粉末變成成光亮紅色光亮紅色 現(xiàn)象：現(xiàn)象：反應(yīng)裝置：反應(yīng)裝置：固固+ +固加熱形固加熱形（1）鐵絲網(wǎng)鐵絲網(wǎng)注意事項：注意事項：（1）酒精燈上加鐵絲網(wǎng)是為了使火焰）酒精燈上加鐵絲網(wǎng)是為了使火焰集中，從而提高溫度。集中，從而提高溫度。（2）試管口略向下傾斜，試管口的導(dǎo)）試管口略向下傾斜，試管口的導(dǎo)管不要伸入太長。管不要伸入

15、太長。（3）實驗完畢后，要先撤導(dǎo)管后熄燈）實驗完畢后，要先撤導(dǎo)管后熄燈。（4）要待試管冷卻后再把試管里的粉）要待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上觀察。末倒在紙上觀察。2CuO+C = 2Cu+CO2高溫高溫2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2高溫高溫應(yīng)用：應(yīng)用：冶煉金屬冶煉金屬三、還原性三、還原性(2)(2)碳跟氧化鐵反應(yīng)碳跟氧化鐵反應(yīng)觀察這兩個方程式，看看有什么特點？觀察這兩個方程式，看看有什么特點？C + 2 CuO 2 Cu + CO2高高 溫溫3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2高溫高溫 碳碳使氧化銅變成使氧化銅變成單質(zhì)銅，單質(zhì)銅， 我們則說我們則說碳碳具有具有還原性。還原性。（2

16、2）得氧）得氧的物質(zhì)發(fā)生的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng), ,是是還原劑還原劑, ,具有具有還原性還原性. .（1 1）失氧）失氧的物質(zhì)發(fā)生的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)還原反應(yīng), ,是是氧化劑氧化劑, ,具有具有氧化性氧化性. .小結(jié)小結(jié): 高溫高溫 高溫高溫C +Fe2O3 = C+Fe3O4 = 碳可以還原其它金屬氧化物，寫碳可以還原其它金屬氧化物，寫出下列反應(yīng)方程式：出下列反應(yīng)方程式：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 把把金屬氧化物中的金屬還原出來。金屬氧化物中的金屬還原出來。 3C+2Fe2O3 = 4Fe+3CO2 高溫高溫 2C+Fe3O4 = 3F

17、e+2CO2 高溫高溫 單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)：單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)： （1）常溫下化學(xué)性質(zhì)）常溫下化學(xué)性質(zhì) ； （2）可燃性（可用作）可燃性（可用作燃料燃料）木炭在氧氣充足情況下燃燒木炭在氧氣充足情況下燃燒木炭在氧氣不足情況下燃燒木炭在氧氣不足情況下燃燒（3）還原性（可用于）還原性（可用于冶煉金屬冶煉金屬）木炭還原氧化銅木炭還原氧化銅 木炭還原二氧化碳木炭還原二氧化碳穩(wěn)定穩(wěn)定CO2 CO2點燃點燃2CO2 2CO點燃點燃C2CuO 2CuCO2高溫高溫C CO2 2CO高溫高溫6.6.金剛石、石墨、金剛石、石墨、C C6060、C C7070都是碳元素組都是碳元素組成的單質(zhì)，關(guān)于它們的說法正確的是成的

18、單質(zhì)，關(guān)于它們的說法正確的是（填（填序號）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(xué)性質(zhì)相似化學(xué)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 A、B B 、E E動動手動動手 你也行你也行7、試管內(nèi)有黑色粉末，加熱后變成紅色固體，試管內(nèi)有黑色粉末，加熱后變成紅色固體，同時生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，這黑同時生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，這黑色粉末是色粉末是 （ ）A、氧化銅、氧化銅 B、四氧化三鐵與木炭粉、四氧化三鐵與木炭粉C、銅與木炭粉、銅與木炭粉 D、氧化銅與、氧化銅與木炭粉木炭粉8、當(dāng)氧化銅中混有少量炭粉時，下列除當(dāng)氧化銅中混有少量炭粉時，下列除去炭粉的方法正確的是去炭粉的方法正確的是 （ ） A隔絕空氣，將混合物加強熱隔絕空氣，將混合物加強熱 B. 在空氣