课题1《金刚石、石墨和C.ppt

,第六单元 碳和碳的氧化物,金刚石,石墨,碳60,课题1、金刚石、石墨和C60,碳的单质主要包括金刚石、石墨和C60分子。 它们都是由碳元素组成的单质。,一、碳单质的物理性质：,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，硬度大，不导电。,天然采集的金刚石经过仔细 的琢磨就会成为璀璨夺目的装饰 品钻石,南非之星 (Starof South Africa),.金刚石,世界最大的钻石库利南,含有杂质的金 刚石带有颜色,钻石装饰品,天然金刚石,钻石,钻头,玻璃刀,用金刚石刻划玻璃,切割大理石或加工坚硬的金属等,.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。石墨很软，有滑腻感。,2、石墨：,深灰色的具有金属光泽而不透明的细鳞片状 固体。质软，有滑腻感，电的良导体。,石墨是最软 的矿物之一,石墨,用石墨和粘土粉末混合制铅笔芯,用石墨做电极,石墨耐高温，可以制 成坩埚来熔炼金属,石墨炸弹是美国制造的一种可使供电系统短路而导致瘫痪的新式炸弹。石墨炸弹实际上是集束炸弹的变种，它在目标上空爆炸，释放出无数“易拉罐”大小的小炸弹，这些内装碳纤 维的小炸弹随即在更大的区域爆炸，形成大范围的碳纤维云，这些碳纤维可使供电系统短路而瘫痪。,开眼界了！,金刚石和石墨都是由C元素组成的，为什么性质会相差这么远呢？,物质的结构,物质的性质,物质的用途,决定,决定,反映,反映,正八面体,平面网状结构,碳原子排列方式不同,小知识,“碳”与“炭”,“碳”：涉及到元素时（如：碳原子、碳元素、碳单质、碳的化合物、二氧化碳、一氧化碳等。）,“炭”：指物质时（如：木炭、焦炭、活性炭、炭黑。）,3、无定形碳：,无定形碳包括：木炭、活性炭、焦炭、炭黑。 它们主要是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。,木炭、活性炭具有疏松多孔的结构，因而具有 吸附能力，但活性炭的吸附能力比木炭强。,木炭是一种灰黑色的多孔性固体， 燃烧时，产生很少的烟，火焰很小,木炭,焦炭,活性炭,炭黑,【思考】木炭、活性炭具有吸附性（即吸附能力）这是什么原因呢？,活性炭冰箱去味剂,食品脱色,活性炭防毒面具,：木炭（或活性炭）的吸附性,吸附,物理,红色褪去，溶液变成无色,活动与探究,如图所示,向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几小块烘烤过的木炭,会出现什么样 的想象,为什么?,木炭.活性炭具有疏松多孔的结构，因此它具有吸附能力。 利用木炭.活性炭的吸附性来吸附 色素.气味和有毒气体等物质。,活性炭,防毒面具,滤毒罐,辅助 材料,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，,焦 炭,作燃料和冶炼,可以收集到炭黑,焦炭,烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。,能否人工制造金刚石?,接近高科技：,金刚石的用途很广泛，但天然存在的量很少，而且多数颗粒很小，无法满足人们的需求。因此人们提出了金刚石的人工制造问题。 由于金刚石和石墨都是碳的单质，所以人们把注意力集中到把石墨转变成金刚石的实验上来。经过无数次的试验，终于用铬、铁、铂等做催化剂，在16001800和51096109帕的条件下，以石墨为原料制得了人造金刚石。目前世界上每年生产约20吨的人造金刚石。我国第一颗人造金刚石于1962年研制成功。现今江苏省的南京、苏州等地也都有生产人造金刚石的工厂。,让你知道,C60,C60，它是美国休斯顿大学的克罗脱（Kroto,H.W.)和史沫莱(Smalley,r.e.)等人在1985年发现的。我国北京大学化学系和物理系研究小组也研制出了C60分子。,C60除了在超导方面的应用外，在以下几个方面 也具有广泛的应用前景： 有感觉功能的传感器增强金属的强度新型的催 化剂光学应用对癌细胞具有杀伤效应等医疗功能。,资料,C60,C70,C80,纳米碳 管,碳单质的不同结构,金刚石,石墨,碳60,原因是：虽都是由碳元素组成的单质，但碳原子的排列 方式不同。,金刚石、石墨和C60分子的物理性质差异 较大的原因：,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。,1、将以下左例和右例有关项目用线连接起来。 石墨 冰箱去味剂、防毒面具 炭黑 导电 金刚石 新型催化剂 C60 制油墨 活性炭 切割坚硬金属,2.金刚石、石墨、 C60都是由_组成的单质。但是，它们的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），这是因为它们_不同。,碳原子排列方式,碳元素,3、下列关于金刚石和石墨的叙述正确的是（ ） A金刚石和石墨都是由碳元素形成的物质，因此用石墨人工合成金刚石是物理变化 B金刚石不导电，而石墨具有良好的导电性 C金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的产物都是二氧化碳 D金刚石和石墨的物理性质由较大的差异是因为形成金刚石的碳原子与形成石墨的碳原子不相同,4. 继发现C60后,C70也已经制得, 下列有关C70的说法正确的是( ),A. 它是一种化合物 B. 它是一种单质， 并且它是有C70分子构成的。 C. 它是一种混合物 D. 它的相对分子质量是840,B、D,二、碳（单质）的化学性质,北宋画家张择端绘制，距今近千年,常温下，碳的化学性质不活泼。,1.碳的稳定性,在温度升高的情况下，碳能跟很多物质发生化学反应。,2.碳跟氧气的反应（可燃性）,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。 4.反应的现象 （1）试管粉末中有红色的物质出现； （2）澄清的石灰水变浑浊。,2、还原性:(与某些氧化物反应),木炭还原氧化铜：,现象：,（1）试管里黑色粉 末逐渐成为红色；,（2）生成的无色无 味气体能使澄清的 石灰水变浑浊。,原理：,C + 2CuO,2Cu + CO2,高温,含氧化合物中的氧被夺去的反应，叫还原反应。 （1）木炭使氧化铜还原成铜，其具有还原性。（2）氧化铜使碳氧化成二氧化碳，其具有氧化性,指出下列具有还原性的物质：,（1）一种元素可以形成多种单质。 （2）木炭和活性炭具有吸附性。 （3）碳的几种单质由于原子的排列方式不同，物理性质有很大的差异，但化学性质没有差异。 （4）碳的化学性质：稳定性，可燃性，还原性。,二、碳的化学性质：,碳在常温下化学性质不活泼，高温下，却能 跟多种物质发生化学反应。所以，用墨书写或绘 制的古字画能长久保存而不变色。,1、可燃性：（与氧气反应）,2C + O2,点燃,2CO,(不充分燃),C+O2,点燃,CO2,（充分燃）,在上述反应里：氧化铜失去氧而变成单质铜，这种含氧化 合物里的氧被夺去的反应，叫还原反应。 而木炭使氧化铜发生了还原反应，具有还 原性，叫还原剂。,由此可见：物质除了与单质氧反应外，也能与化合态的氧 反应，但都是氧化反应。,在上述反应里：碳是还原剂，在反应中被氧化；氧化铜是 氧化剂，在反应中被还原。,单质碳的还原性可用于冶金工业，例如：利用焦炭可 以把铁矿石中的铁还原出来。,3C + 2Fe2O3,高温,4Fe + 3CO2,学完本课题你应该知道,1、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 等都是由碳元素组成的单质。,2、木炭和活性炭具有吸附性。,3、在常温下，碳的化学性质很稳定。在高温下， 碳能够与很多物质起反应。,4、物质的性质在很大程度上决定