碳的几种单质

巩固练习
1. 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】
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。
第一课时 碳的几种单质
以单质形式存在的碳有金刚石 C60和石墨等（C70）
金刚石
石墨
碳60
一、金刚石
1、金刚石的结构
• 一．碳单质的种类： 1．金刚石 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， 经过仔细的琢磨就会成为璀 璨夺目的装饰品——钻石
含有杂质的金
刚石带有颜色
钻石装饰品
？
为什么 为什么？
同一种元素可以组成不同的单质
原因：同一类原子，排列方式不同， 所形成的单质不同。
例如：金刚石、石墨、 C60都是由碳 元素组成，却形态各异！根本原因就 在于它们的原子排列方式不同。
同一类原子，排列方式不同，所形成的单质不同。
金刚石
石墨
一、金刚石、石墨、C60
主要物理性质 金 刚 石 对应用途
绝缘体
石墨
良好的
加入高炉里炼铁的是________ 焦炭 （产生CO
做还原剂）
在埋木桩之前，有时把埋在地里 的一段用火微微烧焦，目的是使 木桩表面变成--------，利用--的化学性质在常温时-------------延长木桩的使用时间------------
三、 C60
1、C60结构
每一个C60分子都是由60个碳原子构成。
层状结构
不深 透灰 明 色 质软 的、 片有 状金 固属 体光 ；泽 固 体
良好
优良
C60
足球结构 构成的碳分子
质脆 几乎不导电 很差
材料科学、 超导体
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。
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？
物理性质
①深灰色、有金属光 泽、不透明、细鳞片 状固体 ②很软，有滑腻感 ③优良的导电性
对应的主要用途
①制造铅笔芯， 做润滑剂
②石墨电极
石墨的用途
铅笔芯 是石墨和粘 土粉末混合 而成的。 石墨具有优 良的导电性能， 可以用来做电极。 石墨耐高温，可 以制成坩埚来熔炼金 属。
思考:金刚石与石墨都是碳单质 ，为什么物性有这么大的差异 因为它们的碳原子排列方 式不同
3、石墨可以作高温电炉的电极,是 因为( D ) A能燃烧
B能传热 C很软
D熔点高能导电
4、金刚石和石墨的物理性质差异很大， 是因为（ ） C A碳原子内部结构不同
B元素组成不同 C碳原子排列不同
D碳原子结构中，最外层电子数不同
5、下列变化中属于化学变化的是（
） B
A、用木炭给红糖溶液脱色
B、石墨在一定条件下转变为金刚石 C、用金刚石可划玻璃
2、金刚石的物理性质和用途
物理性质 对应的主要用途
①无色透明、正八 ①装饰品——钻 面体形状的固体 石 ②天然存在最 硬的物质
②划玻璃、 钻头切割
大理石、钻凿岩层
等
二 、石墨
1、石墨的结构
2.石墨
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 墨是最 软的矿 物之一
2、石墨的物理性质和用途
硬度
最硬(天然存在)
较软
导电性 不导电
用途
有良好的导电性 钻头.玻璃刀.装饰 铅笔芯.电极.润滑 品 剂.
1、金刚石、石墨和C60性质、用途等的比较：
结构
外观
物理性质
硬度 导电性 导热性
用途
金刚 石 石墨
正八面体
透 明 固 体
最硬 几乎不导电 很差
做装饰品——钻石 钻探机的钻头
制取铅笔芯； 润滑剂；电极
活性炭 焦炭
净水剂、脱色剂、去味剂、净化剂
冶炼金属、生产水煤气（H2+CO） 油墨、颜料、橡胶轮胎中的填充剂
炭黑
木炭和活性炭为什么具有吸附能力 ？
木炭和活性炭具有较强的吸附能力是由它 们疏松多孔的结构决定的。由于它们内部 疏松多孔，因而跟气体或溶液接触的表面 积就很大，这样它们就很容易吸附一些气 体或色素等物质。 活性炭制备过程中采用高压水蒸气将孔中 的油除去，其结构中的 外 表面（表面积和 其体积之比）比木炭更大，因而活性炭的 吸附性能比木炭更强。
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”） 表示由碳元素组成的某种 单质—木炭、活性炭、焦 炭、炭黑等。
一般在 未指明 具体单 质时， 习惯上 用碳， 如“炽 热的碳” “当碳 燃烧 时”。
“碳”
“炭”
• 化学在生活中的应用
D、石墨粉末与粘土混合制成铅笔芯
6、选择下列物质的编号填空:
通常用来作油墨原料的是( D )
做干电池电极的是(
作钻探机钻头的是(
B) A)
C)
做家庭净水剂的是(
用来作黑火药的是( D炭黑 E木炭
) E
A 金刚石 B石墨 C活性炭
1、金刚石价值昂贵的原因是（
A 金刚石外观光彩夺目
）
B 金刚石常作装饰品
“碳”和“炭”有什么不同？ 碳的单质主要有金刚石和石墨，还有无 定形碳，无定形碳包括木炭、活性炭、焦炭 和炭黑等。 “炭”指由碳元素形成的部分单质，主 要有木炭、焦炭、活性炭与炭黑.“碳”是元 素的名称，是核电荷数为6的所有原子的总 称.因此，炭是由碳元素形成的单质，但碳 元素形成的单质并非都是炭，如金刚石、 石墨等.
1、下列各组物质中,前一种是单质,后一种 是混合物的是( A ) A、石墨、铅笔芯
B、水蒸气、大理石
C、盐酸、焦炭 D、金刚石、氧化铁
2、下列说法正确的是(
D
)
A、金刚石与石墨的各种性质都不相同 B、铅笔芯是由金属铅制成的,所以能导电 C、金刚石是由碳元素组成的,所以能导电 D、金刚石是天然物质中最硬的物质
3、无定形碳
木炭、焦炭、活性炭、炭黑
实验：活性炭的吸附性。 原因：其表面积大。注意吸附过程是一物理变化 可用作吸附剂。
演示实验2：木炭吸附色素（红墨水） 结论：红色变浅或消失 演示实验3：木炭吸附红棕色的二氧化氮气体 结论：红棕色变浅或消失 吸附作用：气体或溶液里 的物质被吸附在固体表面 的作用，叫做吸附作用。
巩固练习
2、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 C 表明木炭具有（ ） A . 可燃性
C . 稳定性
B . 还原性
D . 吸附性
巩固练习
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 . 碳原子的排列方式不同
无色透明、正八面体状固体； 玻璃刀、钻探机 不具有导电性；熔点高；天 的钻头、装饰品 然最硬的物质 灰黑色不透明、细鳞片状固 体；很软；熔点高；有滑腻 感具有导电性 润滑剂、电极、 铅笔芯
石 墨
C60
一种含有60个碳原子的分子、是一种单质，其 相对分子质量为720
思考1：金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，为
Baidu Nhomakorabea
A、B 、E
B . 化学性质相似
C . 物理性质相似
E . 完全燃烧都生成二氧化碳
D . 是同一种物质
F . 都是黑色固体
2AgBr=2Ag+Br2
2Ag+Br2=2AgBr
见光
探究案例1：
看课本图6-1和6-2，完成下表。
金刚石 物 理 性 质 石墨
无色透明.正八面 深灰色、不透明的 外观 体形状的固体 细磷片固体 光泽 雕琢后有光泽 有金属光泽
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？
用
木炭 活性炭 焦炭 炭黑
途
做燃料、吸附剂、制造黑火药
净水剂、脱色剂、去味剂
冶炼金属、生产水煤气（H2+CO） 油墨、颜料、橡胶轮胎中的填充剂
二、无定形碳
用
木炭
途
做燃料、吸附剂、制造黑火药
无 定 形 碳
例如：活性炭用于制造 防毒面具，白糖脱色， 冰箱除异味等。
木炭是一种灰黑色的多孔性固体，燃烧时，产生的烟很少，火 焰很小 石墨很软，有滑腻感。在纸上画过能留下深灰色的痕迹。
铅笔中的HB： H代表Hard，坚硬的； B代表Black，黑的。 6B最软，颜色最深； 6H最硬， HB软硬适中。
防 毒 面 具
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
性质
决定
用途
体现
体现
练一练:
1.由同种元素组成的物质不可能是( ) A.单质 B.化合物 C.纯净物 D.混合物 2.下列关于金刚石和石墨的说法中不正确 的是( ) A.它们都是由碳元素组成的单质 B.他们都是电的良导体 C.金刚石质硬,石墨质软 D.他们组成单质的碳原子排列方式不同
木炭主要是由石墨的 微小晶体和少量杂质构成的， 具有疏松多孔的结构，因此 它具有吸附能力。 利用木炭的这个性质 来吸附一些食品和工业产品 里的色素，也可以用它来吸 附有异味的物质。 可以收集到碳黑
木炭活性炭
木炭，活性炭主要由______构成，具 石墨 有 ________ 的 结 构 ， 因 此 它 具 有 吸附 疏松多孔 吸附除杂 _____能力，可用于___________。
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。
无定形碳的用途
无定性碳的主要用 途有取暖、写生、作吸 附剂、颜料等。
几种无定形碳的比较
颜色、状态
制法
用途
木 炭
活 性 炭 焦 炭 炭 黑
灰黑色的多 孔性固体
灰黑色多孔 颗粒状固体 浅灰色多孔 性固体 极细的黑色 粉末
木材隔绝空气加 作燃料、冶炼金属、 制活性炭、有吸附 强热
作用
木炭在高温下用 净化多种气体和液 体、做防毒面具 水蒸气处理 烟煤隔绝空气加 冶炼金属 强热 含碳物质不完全 燃烧
制油墨、油漆、鞋油、 颜料等，橡胶制品的填 料
制造碳素墨水的是_________ 炭黑黑色橡胶的添加成分是__________ 画家用于写生的是_________ 木炭 用于制造黑火药的是_______ 木炭
什么它们的物理性质差异很大?
原因：金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同
讨论：教材P105，物质的性质和用途之间有什么关系？
结构
决定
性质
决定
用途
思考2：怎样证明金刚石和石墨都是由碳元素 组成的单质呢
C + O2
点燃
CO2
反应只生成二氧化碳、能使澄清的石灰水变浑浊
更新的碳单质：
C70
C540
C240
比较碳与炭的区别：
C 金刚石非常坚硬
D 金刚石稀少且物理性质特殊
2、关于石墨的物理性质说法正确的是 （ ） A 深灰色有金属光泽的透明固体 B 质软、有滑腻感 C 有优良的导电性能 D 熔点低
3、下列说法中正确的是（ A ） A 由同种元素组成的物质可能是混合物 B 目前人们发现了114种元素，也就是 说发现了114种单质 C由同种元素组成的物质一定是单质 D 碳的各种单质的化学性质不同
• 1. 在锁芯中加入适量铅笔末，会使锁芯转 动更好，为什么？ • 所用铅笔末4B的比HB的效果更好，为什 么? • 2.刚刚用漆粉刷的房子，油漆味很浓，为 除去异味，人们往往在房间里放些木炭， 以除去异味，这是利用了木炭的那些性质？ 有些人就地取材，利用废弃掉的洋葱片除 异味，效果比较明显，请你推理洋葱 有吸附性吗？