课题1 金刚石、石墨和C60(上课)

木炭、焦炭、活性炭、炭黑 (主要成分都是碳单质)
焦炭
木炭
炭黑
活性炭
木炭
木炭主要是由 石墨的微小晶体 和少量的杂质构 成的，它具有疏 松多孔的结构。
木炭
显微镜 下看到的木 炭的结构如 图所示：
木炭能吸附红墨水吗？
加入木炭粉
现象：红色逐渐褪去。 原因：木炭具有疏松多孔的结构，表 面积很大，具有较强的吸附性，能将红墨 水吸附到木炭多孔性结构中。
分别把它们在氧气中充分燃烧，产物都只有CO2
3、能与某些氧化物反应
还原性 现象：1、黑色 粉末逐渐变成 光亮的红色 ----有铜生成 2、产生气体， 并使澄清的石灰 水变浑浊 ----有二氧化碳生成
结论：
C + 2CuO 高温 2 Cu + CO2
实验注意事项
1.加热前先预热。 2.试管口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。 3.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。 4.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。
5.由同种元素组成的物质不可能是( B ) A.单质 B.化合物 C.纯净物 D.混合物
6、某物质经分析测定后得知仅含一种元素，则 此物质( D ) A、一定是一种单质 B、一定是一种纯净物 C、一定是一种混合物 D、可能是混合物，也可能是纯净物
7、下列各组物质属于同种物质的是( A ) A、水和冰 B、金刚石和石墨 C、红磷和白磷 D、氧气和臭氧
C60 _______, 其中由分子构成的是
C60
。
２ 金刚石、石墨是同一种物质吗？ 不是
。
在某种条件下，把石墨变成金刚石发生了化学 ______ 变化。 ３ 金刚石、石墨都是碳原子直接构成的，他们的 不相同 。原因是 物理性质相同吗？ 碳原子的排列方式不同 。 ____________________________

讨论：
结合金刚石和石墨的结构、性质 和用途，讨论物质的结构、性质与 用途之间有什么关系？
结构
决定
体现
性质
决定
体现
用途
讨论：
怎样证明金刚石和石墨都是由 碳元素组成？
答：高温下将纯净的金刚石和石墨 燃烧，得到的唯一产物都是CO2。证 明纯净的金刚石和石墨都是由碳元 素组成的。
由石墨的微小晶体和少量 杂质构成的的四种物质：
12、两种黑色粉末A和B在高温下发生反应，
生成红色固体C和无色气体D；A还能在点燃条 件下与单质E发生化合反应生成D。则
A为 木炭粉(C) ，B为
CuO
， E为
， C为
Cu
。
，
D为
CO2
O2
P112练习与应用答案
1．碳 2 （1）切割玻璃 （2）做电极 （3）做防毒面具 （4）炼铁 （5）绘画 （6）做燃料 3． D 4．因为石墨是深灰色的而且很软 5. 常温下碳的化学性质不活泼 6．木炭具有吸附性 7．C+2CuO 高温 2Cu+CO2 ↑ 需要碳6g
8、下列变化，属于化学变化的是 （ C ） A.用金刚石钻头钻探岩石
B. 石墨和黏土混合制成铅笔 C. 在一定条件下，石墨转变成人造 金刚石 D. 用活性炭做的防毒面具吸附毒气
第二课时
问题1：为何古代字画历经几百年甚 至几千年而依然不褪色？ 问题2：铁路上的枕木和农田里的电杆表 面都被烧焦碳化后再用，是为什么？
6、如图所示，向盛有红棕色二氧化氮气体 的集气瓶里放几小块木炭，最终观察到红 棕色 消失 (填“变深”或“消失”或 上升 “不变”)，漏斗中液面 (填“上 升”或“下降”或“不变”)。其原因为： 小于 吸附 木炭具有 作用，使瓶中气体压强 外 界大气压。
1．化学物质中有一种由多个五边 形和六边形组成的形似足球的笼状分 子，称为“足球烯”，化学式为C60。 关于C60的说法正确的是（ A ） A．属于单质 B．属于混合物 C．碳元素的化合价为+4
焦炭 浅灰色，多孔 固体，质地坚 硬 炭黑 非常细的黑色 粉末
作燃料，制火药，做食品 和工业的吸附剂、除异味 净化水，用于防毒面具， 做吸附剂、脱色剂
冶炼金属，化工原料
黑色颜料，用作墨汁，橡 胶填料
比较碳与炭的区别
“碳”：是元素的名称，是核电荷数为6 的一类原子的总称。比如：碳元素、碳单质、 含碳化合物、一氧化碳。（这儿不能用“炭”）
[结论] 单质碳的化学性质在常温下比较稳定
二、碳的化学性质
1、常温下，碳的化学性质不活泼。 [问题] 温度升高单质碳的化学性质又如何？
2、碳与氧气的反应
可燃性
（O2充足，碳充分燃烧） （O2不足，碳不充分燃烧）
C + O2 2C + O2
点燃 点燃
CO2 2 CO
【讨论】如何证明金刚石、石墨和C60都是 碳元素组成的单质？
11．纳米材料被誉为21世纪最有前途的 新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的 直径为几个纳米（1nm=10-9 m)的空心管。下 列说法错误的是 （ A ） A．纳米碳管是一种新型的化合物 B．纳米碳管材料如果完全燃烧生成物 是二氧化碳 C．纳米碳管材料管道多，表面积大， 吸附能力强 D．纳米碳管在常温下性质稳定
例如:
氧元素组成氧气和臭氧, 磷元素组成红磷和白磷.
一、碳的单质
1．金刚石
纯净的金刚 石是一种无色透 明的、正八面体 形状的固体。
金刚石
天然采集到的金刚石并不带闪烁的光 泽。需要经过仔细琢磨成许多面后，才成 为璀璨夺目的装饰品——钻石。
未加工的钻石
加工后的钻石
天然采集的金刚石雕琢后——钻石
金刚石是天然存在的最硬的物质。可以用 来刻划玻璃，切割大理石，加工金属，把它装 在钻探机的钻头上，钻凿坚硬的岩层等。
三、还原反应
含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应 能夺走含氧化合物里的氧的物质具有还原性。
C + 2CuO 高温 2 Cu + CO2 C（碳）：在反应中夺取了CuO中的氧， 使氧化铜还原为铜，所以，碳（C）具有 还原性，是还原剂。
指出下列具有还原性的物质： 高温
2Fe2O3 + 3C H2+ CuO
2.由同种元素组成的物质一定是单质 吗？为什么？请举例。 由同种元素组成的物质不一定是单质； 因为由同种元素组成的纯净物才叫单质，而 同一种元素可能会形成两种或两种以上的单 质，因此同一种元素组成的物质可以是单质 （纯净物）也可以是几种单质所组成的混合 物。如： 金刚石
白磷 氧气O2 臭氧O3 石墨 C60
4.1999年，美国使用了一种“石墨炸弹”，奇 袭获胜。这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状 石墨，覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路 而停电。请解释这是什么原因。 答：这是因为石墨具有优良的导电性能。 5、将下列左边物质与右边的用途用线连接起来。 石墨 冰箱去味剂、防毒面具 炭黑 作电极 金刚石 新型催化剂 C60 制油墨 活性炭 切割坚硬金属 焦炭 冶炼金属
新课导入
水墨山水画
钻石恒久远，一颗永流传
P106
第一课时
重点
了解金刚石、石墨、活性炭、木炭的性 质和用途。
难点
了解结构、性质、用途三者的关系。
思考：
什么叫单质？ 由同种元素组成的纯净物叫做单质
由同种元素组成的物质一定是单质吗？ ------不一定
同种元素可以组成不同的单质吗? ------可以!
可以利用木炭的吸附性来吸附色素、 气味和有毒气体等物质。
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 还可以做冰箱中的 除异味剂、制糖工 业的脱色剂等。
活性炭
滤毒罐 防毒面具
木炭、活性炭、焦炭和炭黑的比较
种类 色态 用途
木炭 灰黑色，多孔 固体 活性 黑色、多孔性 炭 颗粒或粉末
8．下列关于碳的几种单质的组成和 用途的说法，错误的是（ C ）
A．璀灿夺目的天然钻石是由碳元素 组成的 B．长期未用而难开启的铁锁，可在 锁孔中加入少量铅笔芯来作润滑剂 C．铅笔芯主要是用铅和少量碳粉制 成的
D．活性炭可作防毒面具的滤毒剂
9．在2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2↑反应 中，还原剂是 （ A ） A．C B．CO2 C．Fe2O3 D．Fe 10．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 浊的气体，这黑色粉末是（ C ） A．氧化铜 B．四氧化三铁和木炭粉 C．氧化铜和木炭粉 D．氧化铜和二氧化锰
（更新的碳单质）
C70
碳纳米管
思考：1. 金刚石、石墨、 C60都是由碳原子 组成的单质。但是，它们的物理性质却存在 巨大的差异（例如金刚石是天然存在的最硬 的物质，而石墨却很软），这是为什么？ 它们的碳原子的排列方式不同。
金刚石的结构
石墨的结构
C60的结构
可见：不同种元素可以组成不同物质，而同一种元 素也可以组成不同的物质。
石 墨 导电性 导电性好
硬度
质软
铅笔芯 电极 润滑剂
手感
滑腻
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
根据我们所学到的和课本图6-1和6-2，完成下表。
金刚石 组成元素 结构 石墨
碳元素 立体网状结构
碳元素 平面层状结构 深灰色、不透明的 细磷片状固体 有金属光泽 质软而滑腻
色态
物 理 性 质 用途 光泽 硬度
导电性
无色透明、正八面体 形状的固体 经雕琢后有夺目光泽
拉辛头像的局部 用石墨素描
铅笔其实不含铅， 除了石墨外还含有少量的黏土。
铅笔中的HB： H代表Hard，坚硬的； B代表Black，黑的。
写字、制图等