萧红中学 第七单元《碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60》【最新】.ppt

金刚石 石墨 碳60 课题1 金刚石、石墨和C60 萧红中学 王晶姝 自学提示 请参阅教材P114P117 1.由同种元素组成的物质一定是单质吗？为什么？请举例。 2.金刚石、石墨和C60是同种物质吗？ 3.纯净的金刚石有哪些物理性质？哪些用途？ 4.石墨有哪些物理性质？哪些用途？这些用途中都体现出了哪些性质？ 5.木炭、焦炭、活性炭、炭黑是单质吗？它们是由什么构成的？ 6.木炭和活性炭具有什么样的结构？通过P115实验7-1,可观察到什么现象？ 此变化是物理变化还是化学变化？你可以得出木炭和活性炭具有什么性质？ 在这一性质中，木炭、活性炭的哪一种能力更强？木炭、活性炭具有什么用 途？ 7. C60是由什么构成的？与金刚石、石墨的构成是否相同？C60用于哪些方面 的研究正在进行中？ 8. 观察金刚石、石墨和C60的微观结构图，分析它们物理性质存在差异的原 因是什么？ 9.通过3、4、7、8问，你可以得出物质的结构、性质和用途之间存在什么关 系吗？请用适当的语言填空。 10.石墨可以制成金刚石吗？此变化是物理变化还是化学变化？ 学习目标： 了解金刚石、石墨和C60的微观构成、物 理性质和用途。 学习重点： 金刚石、石墨的物理性质和用途。 学习难点： 金刚石、石墨和C60的微观构成的对比。 自学 小组探究、讨论： 小组汇报： 自学提示 1.由同种元素组成的物质一定是单质吗？ 为什么？请举例。 白磷 红磷 氧气O2 臭氧O3 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形成的混合物。 如： 金刚石、石墨和C60不是同一 种物质，是由碳元素组成的 三种不同的碳单质。 2.金刚石、石墨和C60是同一种物质吗？ 白磷 红磷 氧气O2 臭氧O3 由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形成的 混合物。如： 金刚石 石墨 C60 物理性质：金刚石是无色、 透明、正八面体形状的固体 、硬度大。 用途：裁玻璃，切割大理石 ，做钻头和钻石等。 自学提示 3.纯净的金刚石有哪些物理性质？ 哪些用途？ 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 金刚石金刚石 含有杂质的金 刚石带有颜色 钻石装饰品 金刚石金刚石 坚硬坚硬是 金刚石最重要 的性质。利用 这个性质，可 用金刚石划玻 璃。 金刚石可用于切割 大理石或加工坚硬的金 属等。 碳的单质碳的单质1.1.金刚石金刚石 高贵华丽的碳单质高贵华丽的碳单质 性性 质质用用 途途 无色透明、正八面体形无色透明、正八面体形 状的固体，折光率状的固体，折光率2.422.42，具，具 有强色散性。有强色散性。 经仔细琢磨后，成为装经仔细琢磨后，成为装 饰品饰品钻石。钻石。 划玻璃、切割大理石、 加工坚硬的金属，装在钻探 机的钻头钻凿坚硬的岩层。 自然界中存在的最硬物质。自然界中存在的最硬物质。 石墨物理性质：石墨是一种深灰色、 有金属光泽，不透明细鳞片状固体， 很软，熔点高、优良的导电性、润滑 性。 石墨用途：可做电车的滑块、铅笔芯 、电极等。 自学提示 4.石墨有哪些物理性质？哪些用途？ 这些用途中都体现出了哪些性质？ 石墨石墨 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 石墨的用途石墨的用途 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。 在电车顶上的两根导电杆跟 电线接触处分别装上一块石墨制 成的滑块，以保证行驶时供电。 为什么要选用石墨来制滑块？ 石墨具有润滑性、导电性、熔点高 。 5. 木炭、焦炭、活性炭、炭黑 是不是单质？ 自学提示 它们是由石墨的微小晶体和少量 杂质构成的，它们是混合物。 6.木炭和活性炭具有什么样的结构？ 通过P115实验7-1,可观察到什么现象？ 此变化是物理变化还是化学变化？ 你可以得出木炭和活性炭具有什么性质？ 在这一性质中，木炭、活性炭的哪一种能 力更强？ 木炭、活性炭具有什么用途？ 自学提示 木炭、活性炭的吸附性木炭、活性炭的吸附性 木炭和活性炭都是由石墨的木炭和活性炭都是由石墨的 微小晶粒和少量杂质构成的。微小晶粒和少量杂质构成的。 右图所示是利用了活性炭的右图所示是利用了活性炭的 什么性质什么性质? ? 电电 子显微子显微 镜下看镜下看 到的木到的木 炭结构炭结构 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。 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。 木炭和活性炭为什么具有吸附能力？ 木 炭 的 用 途 高性能木炭填充的枕头高性能木炭填充的枕头 活性炭的用途 食品脱色食品脱色 冰冰 箱箱 去去 味味 剂剂 结构用途 木炭 活性炭 疏松多孔的结构 吸收一些食品和工业 产品的色素、吸收有 异味的物质 吸附能力比木炭强、吸 附毒气、制糖工业里脱 色制白糖 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 炼钢铁用的焦炭炼钢铁用的焦炭 炭黑炭黑物质质用途 炭黑 制造墨、油墨、油漆、鞋油 和颜颜料，还还可以增加轮轮胎制 品的耐磨性。 焦炭 冶炼炼金属 木炭 活性炭 焦炭 炭黑 用 途 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 做燃料、吸附剂、制造黑火药 C60是由C60分子构成的。与金刚 石、石墨构成不同，金刚石、石 墨是由碳原子构成； C60用于材 料科学、超导体等方面的研究正 在进行中。 7. C60是由什么构成的？与金刚石、石墨 的构成是否相同？C60用于哪些方面的研 究正在进行中？ 自学提示 C C 6060 神奇的碳单质分子神奇的碳单质分子 C60 的分子结构 请请 说出图说出图 文中给文中给 出的信出的信 息。息。 C C60 60是分子。 是分子。 每个每个C C60 60的分子是由 的分子是由6060个个 碳原子构成。碳原子构成。 C C60 60分子的结构形似足球。 分子的结构形似足球。 碳原子的排列方式不同。 8.观察金刚石、石墨和C60的微观结 构图，分析它们物理性质存在差异的 原因是什么？ 自学提示 碳碳单质的不同结构单质的不同结构 金刚石金刚石 石墨石墨 碳碳6060 9.通过3、4、7、8问，你可以得出 物质的结构、性质和用途之间存在 什么关系吗？请用适当的语言填空 。 自学提示 碳的单质碳的单质 金刚石石 墨 外 观观 光 泽泽 硬 度 导电导电 性 用 途 比较金刚石和石墨的性质和用途比较金刚石和石墨的性质和用途 钻石王冠钻石王冠 工业石墨工业石墨 无色透明无色透明 正八面体状晶体正八面体状晶体 深灰色鳞片状固体深灰色鳞片状固体 加工琢磨后加工琢磨后 有夺目光泽有夺目光泽 略有金属光泽略有金属光泽 自然界最硬物质自然界最硬物质最软矿物质之一最软矿物质之一 无无良好良好 电极、铅笔芯、润电极、铅笔芯、润 滑剂等滑剂等 钻头、切刀、刻刀、钻头、切刀、刻刀、 装饰品等装饰品等 练练 习习 钻钻 石石 电炉电极电炉电极 不透明细鳞片状固体不透明细鳞片状固体 优良的导电性能优良的导电性能 正八面体形状固体正八面体形状固体 深灰色、有金属光泽深灰色、有金属光泽 很软、有滑腻感很软、有滑腻感 天然存在最硬的物质天然存在最硬的物质 无无 色色 透透 明明 请将下列相关的内容画连线请将下列相关的内容画连线： 结结 构构 性性 质质 用用 途途 决决 定定 反反 映映 决决 定定 反反 映映 石墨可以制成金刚石；此 变化是化学变化。 10.石墨可以制成金刚石吗？ 此变化是物理变化还是化学变化？ 自学提示 “钻石恒久远，一颗永流传” 北宋黄庭坚用墨（用炭黑等制成）写的字 哈！真香啊 哦嗬!栽了 一、常温下的稳定性：用途 试一试 “钻石恒久远，一颗永流传”（钻石的主要 成分是C）这句广告词说明碳在常温下 化学性质。 不活泼 单质碳的化学性质 一、常温下的稳定性： 用途： 二、高温下的活动性: 1、可燃性：C+O2 = CO2 点燃 (放出热量) 哈！真香啊 哦嗬!栽了 单质C的可燃性 1、与充足的O2的反应： 2、与不充足的O2的反应： 2C+O2 = 2CO 点燃 C+O2 = CO2 点燃 (放出热量) (放出热量) 讨论: 怎样证明纯净的金刚石和石墨 都是由碳元素组成的？ 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。 C C还原还原CuOCuO实验实验 C+2CuO= 2Cu+CO2 高温 1、黑色粉末变成紫红色; 2、产生使澄清石灰水变白色浑 浊的气体。 化学方程式： 现象： 单质碳的化学性质 一、常温下的不活泼： 应用： 二、高温下的活动性： 2、还原性： 1、可燃性：应用: HH 2 2 和和C C还原还原CuOCuO实验比较实验比较 实实 验验 装装 置置 图图 HH 2 2 和和C C还原还原CuOCuO实验比较实验比较 实验装置图实验装置图 H H2 2 和和C C还原还原CuOCuO实验现象比较实验现象比较 1、黑色粉末变成 紫红色; 2、试管口部有小 珠产生。 1、黑色粉末变成 光亮的紫红色; 2、产生使澄清石灰 水变白色浑浊的气体 。 H2+CuO= Cu+H2O C+2CuO=2Cu+CO2 高温 第二节 单质碳的化学性质 碳可以还原其它金属氧化物，写出下列反应 方程式： C+ ZnO = C+Zn+CO2 Fe+CO2 Fe2O3 = 24 3 3 高温 22 高温 新鲜动物血清 C与CO2的反应 C与CO2的反应 C与CO2的反应的方程式 CCO22CO (吸收热量) 高温 小 结 碳在常温时很稳定，在加热或高温 条件下具有可燃性和还原性。 试一试 在一个通风良好的煤炉中，最不易发生 的反应是 A、C+O2 = CO2B、C+CO2 = 2CO C、2C+O2 = 2 COD、2CO+O2 =2 CO2 ( C ) 点燃高温 点燃 点燃 试一试 碳和氢气一样，都具有： a、可燃性 b、氧化性 c、还原性 d、常温下性质稳定 （D） A: 只有a B: a和c C: a和d D: a、c和d 讨 论 在烧得很旺的炉子里添上大量的新煤后， 温度为什么反而降低，而且还容易产生煤气？ 课后作业 P85第3、5题 谢谢大家！ 第五章 碳和碳的化合物 第一节 碳的几种单质 金刚石 石墨 碳60 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 金刚石金刚石 含有杂质的金 刚石带有颜色 钻石装饰品 金刚石金刚石 坚硬坚硬是 金刚石最重要 的性质。利用 这个性质，可 用金刚石划玻 璃。 金刚石可用于切割 大理石或加工坚硬的金 属等。 石墨石墨 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 石墨的用途石墨的用途 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。 无定形碳无定形碳 通常称为无定 形碳的有木炭、焦 炭、活性炭、炭黑 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 无定形碳的用途无定形碳的用途 无定性碳的主要用 途有取暖、写生、作吸 附剂、颜料等。 碳碳单质的不同结构单质的不同结构 金刚石金刚石 石墨石墨 碳碳6060 金刚石 一、金刚石和石墨 1、金刚石和石墨的物理性质 外形 硬度 导电性 金刚石石 墨 无色透明，正八面 体形状固体 深灰色不透明细鳞 片状固体有滑腻感 在自天然里硬度最大质软 不良导体有优良的导电性 演示实验1把一根石墨电极或6B的铅 笔芯和导线连接在一起（如图），接通 电源后，灯泡是否发亮？这个实验说明 了什么？ 2、金刚石和石墨的用途 金刚石石墨 作钻探机钻头、刻划玻璃 、大理石 作耐高温的润滑剂 作铅笔芯 作电极 作装饰品钻石 在电车顶上的两根导 电杆跟电线接触处分别装 上一块石墨制成的滑块， 以保证行驶时供电。为什 么要选用石墨来制滑块？ 石墨具有润滑、导电性质 3、金刚石和石墨的组成元素 如果将某种未知物质X（其 中不含氧元素），在纯净的 氧气里燃烧，实验测定，只 有一种生成物二氧化碳，你 认为X是由什么元素组成的 ？ X + O2 CO2 点燃 结论：X是由碳元素组成的 4、同素异形现象和同素异形体 （1）同素异形现象一种元素形成几 种单质的现象叫做同素异形现象。 （2）同素异形体由同一种元素形 成 的多种单质，叫做这种元素的同素异形体 。 金刚石 石墨 C60 白磷 红磷 氧气O2 臭氧O3 是由于金刚石和石墨里的碳原子 的排列不同而引起的 从宏观的角度看，金刚石和石墨都是 由同一种元素（碳元素）组成的，构成金 刚石和石墨的碳原子排列方式不同，即结 构不同，结果形成了物理性质不同的单质 。由同种元素组成不同的单质如金刚石和 石墨、白磷和红磷、氧气和臭氧。 请注意：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 单质所形成的混合物。 “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. “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。 二、无定形碳 木炭 活性炭 焦炭 炭黑 无定形碳 用 途 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 做燃料、吸附剂、制造黑火药 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。 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 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