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人教版 第六单元 课题1 金刚石、石墨、C60

发布时间:2013-12-14 15:47:58  

课题1

金刚石、石墨 和 C60

那是不是由同一种元素元素组成 的物质都是单质呢?
由同种元素组成的纯净物叫做什么?

单质

同种元素可以组成不同的单质吗?

例如:

------可以!
氧元素组成氧气和臭氧, 磷元素组成红磷和白磷。

碳元素也可以组成不同的单质!
研究表明:

金刚石、 石墨和 C60 都是由碳元素(C)组成的单质

一:碳的单质 1、金刚石—高贵华丽的碳单质
刚世 石界 库最 利大 南的 宝 石 金
南非之星 (Starof South Africa)

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。

1、金刚石 性质
金 刚 石

用途

纯净的金刚石是无 经过仔细琢磨后, 色透明正八面体形 可以成为璀璨夺目 状的固体。 的装饰品,钻石 自然界存在的最硬 划玻璃、切割大理石、加工 的物质 坚硬的金属,装在钻探机的 也是最硬的非金属 钻头上钻凿坚硬的岩层。 单质

2、石墨

是一种深灰色 的有金属光泽而不 透明的细鳞片状固 体。 石墨很软,有滑 腻感。在纸上画过 能留下深灰色的痕 迹。 此外,石墨还具 有优良的导电性能。

性质

决定

用途

体现
深灰色,有金属光泽,铅笔芯 不透明的细磷片状固体, 质软(在纸上画过能留 下深灰色的痕迹)。

石 墨

电极

能导电

滑腻

润滑剂

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。

生活小运用【思考】

如果有一把长期不用而生锈 的铁锁,怎样可以轻易打开? 可以把铅笔芯的粉末放到锁 孔里,因为铅笔芯的成分中有 石墨,石墨具有润滑性,可以 做润滑剂。

金刚石( C ) 色态

石墨( C )

无色透明、正八 深灰色、有金属色泽, 面形状的固体 细鳞片状固体

硬度
熔点 导电性 用途

最硬
很高 不导电 钻石、刻划玻璃、 切割大理石

质软、滑、在纸上可留 下痕迹
高、耐高温 导电 润滑剂、 铅笔芯、作电极

在自来水厂净化水的过程中,用到一种有吸 附作用的物质,请问这种物质是什么?

活性炭
防毒面具 活性炭

辅助 材料

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。

木炭、活性炭的吸附性

木炭和活性炭都是由石墨 的微小晶粒和少量杂质构 成的。单质

木炭(活性炭)的吸附性

实验步骤
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

实验现象
红色褪去, 溶液变成 无色

结论
木炭(或活性 炭)有 吸附 能力,此变化 属于 物理变化。

木炭的用途

活性炭的用途
冰 箱 去 味 剂

高性能木炭填充的枕头

木炭做成的 小盆饰

食品脱色

一、碳的单质
3. 神奇的碳单质分子—

—C60
请大家 仔细阅 读108 页并说 出图文 中给出 的信息。

⒈ C60是一种分子。 ⒉ 每个C60的分子是由60个碳原子构成。

⒊ C60分子的结构形似足球,性质很稳定。

C60的平面图

C60的立体图

广泛的应用前景: 气体贮存,有感觉功能的传感器, 增强金属的强度,新型的催化剂,光学 应用,杀伤癌细胞。

富勒烯:具有封闭笼状结构的碳单质

C70

C240

C540

【讨论】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?

金刚石结构图

石墨结构图

碳60结构图

碳单质的物理性质不同,是因为碳原子 的排列不同

结构

决定 反映

决定

性质

反映

用途

判断同种物质的标准:
1、组成元素相同 2、原子结构相同

比较碳与炭的区别??
是元素的名称,是核电 “ 荷数为6的一类原子的 碳” 总称。比如:碳元素、 碳单质、含碳化合物、 一氧化碳。(这儿不能 用“炭”)
某种单质 木炭、 活性炭、焦炭、炭黑 等。

“ 炭” 表示由碳元素组成的

一般在未 指明具体 单质时, 习惯上用 碳,如 “炽热 碳”“当 碳燃烧 时”。

一、碳的单质 小结
⒈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分子等都是由碳元素组成的单质。

2.金刚石、石墨物理性质不同的原因是
碳原子排列顺序不同。

3.木炭、活性炭具有吸附性。原因是它们都
有疏松多孔的结构。

⒋物质的一切外在表现都是由其内在因素决定

结构

决定 反映

性质

决定 反映

用途

二、单质碳的化学性质

两幅明清时代祖先的古画(见上图)

古画高2米,宽1米,用天然碳素粉墨画 成,线条勾勒清晰。距今约有300多年的历史, 是当今同类古画保存比较好的两幅.???

北宋黄庭坚用墨(用炭黑等制成)写的字

我国古代一些书法家、画 家用墨(用炭黑等制成) 书写或绘制的字画能够保 存很长时间而不变色,这 是为什么呢???
这是因为在常温下,碳的化学性质不活泼, 碳受日光照射或与空气、水分接触, 都不容易起变化的缘故。

生活小运用【思考】
例如把木制的电线杆在埋入地下前, 将其表面烧焦,其目的是什么?
目的就是为了让电线杆不易腐烂,可以保存久一些。

可是碳可以在氧气中燃烧,怎么 可以说它化学性质稳定呢???

请思考:
是什么决定碳在常温下性质 不 活泼,而在高温下性质活泼呢? 元素的化学性质和元素原结 构中 哪部分关系最为密切?

最外层电子数!
碳原子的最外层电子数为4,既不容 易得到电子,也不容易失去电子, 所以常温下碳的化学性质比较稳定

结构决定性质:

碳的化学性质:
1、常温下的

稳定性;古字画、焦木杆 高温下的活泼性。

2、与氧气反应:可燃性
点燃

C+O2 2C + O2
点燃

CO2 (充分燃) 2CO (不充分燃)

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。

碳和某些氧化物的反应
高温 C + 2CuO 2 Cu + CO2

金属网 罩 集中火焰 提高温度

4、现象与结论:
黑色粉末逐渐变成光亮的红色

----有铜生成
澄清石灰水变成白色浑浊

----有二氧化碳生成

请看 视频

我会分析
C + 2 CuO
高温

2 Cu + CO2

CuO:我的氧不见了,我终于被还原了! C:我能夺取别人的氧,能把别人还原,我的还 原性很厉害吧! 像这种:

含氧化合物里的氧被夺去的反应, 就叫做:还原反应。 例如:氧化铜失去氧变成铜单质, 我们就说它被还原了。

高温

C + 2 CuO 2 Cu + CO2 是碳使氧化铜变成单质铜 的,我们则说碳具有还原性。

利用碳的还原性可以做什么用途呢?
冶炼金属 把金属氧化物中的金属还原出来
高温 高温

例如:
2Fe2O3 + 3C 2WO3 + 3C 4Fe + 3CO2 2W + 3CO2

二、碳的化学性质 小结
1、常温下的稳定性: 古字画、焦木杆
2、高温下的活泼性
点燃

C ①可燃性: + O2

CO2 (O2充分)
点燃

2C + O2

2CO (O2不充分)
高温

②还原性: 2Fe2O3 + 3C 2CuO + C

4Fe + 3CO2
高温

2Cu + CO2↑

C+CO

高温

2CO (吸收热量)

【练习】
1、下列性质中,不属于碳的化学 性质的是 ( B )
A.稳定性 B.吸附性

C.可燃性

D.还原性

2.在一定条件下,可以将石墨转化成 金刚石;你认为这个变化是什么变化?
是化学变化;因为金刚石和石墨属于不同的单质

3.金刚石、石墨、C60、C70都 是碳元素组成的单质,关于它 们的说法正确的是(填序号) A、B 、E
A . 碳原子的排列方式不同 B . 化学性质相似 C . 物理性质相似 D . 是同一种物质

E . 完全燃烧都生成二氧化碳 F . 都是黑色固体

4、2002年底江苏省考古专家对 “泗水王陵”进行保护性挖掘, 在考古的过程中发现在棺室外 围的土层中有厚厚的一层一千 多年前的木炭, 这表明木炭具 有( C )
A . 可燃性 C . 稳定性 B . 还原性 D . 吸附性

5.试管中有黑色粉末,加热后变成红色固 体,同时生成能使澄清石灰水变浑浊的 C 气体,这

黑色粉末是 ( )
A. 氧化铜 C.木炭粉 B.四氧化三铁和木炭粉 D.氧化铜和二氧化锰


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