金刚石、石墨和C-1.ppt

课题1 金刚石、石墨和C60,许昌市一中 王跃红,【三维目标】 1.知识与技能 （1）了解金刚石和石墨的物理性质和用途； （2）知道碳单质的化学性质； （3）知道不同元素可以组成不同的物质，同种元素也可以组成不同的物质。 2.过程与方法 （1）学会分析、归纳展示或演示的资料。能认真观察实验现象，并对现象进行分析和归纳，总结出重要的知识点； （2）通过对金刚石、石墨和C60 中原子排列方式的分析，懂得物质结构、性质和用途之间的关系。 3.情感态度与价值观 以发展的观点看待碳单质，树立物质的性质决定用途的观点。 【教学重点】 碳单质的化学性质。 【教学难点】 碳跟某些氧化物的反应,【教学课时】一课时。,【引入新课】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?（可以）例如：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都是由碳元素组成的单质。这就是我们今天学习的内容。（但是由于它们的原子排列方式不同，因此它们的性质存在差异。）,A,一、碳的单质 1.金刚石（观察实物图片；观察后描述金刚石的物理性质）,（1）物理性质：纯净的金刚石是无色、透明、正八面体形状的固体。是天然最硬的物质。加工琢磨后璀璨、夺目有光泽。,（2）用途：,饰品钻石,玻璃刀刻画玻璃,金刚石很硬切割大理石,钻探机钻头,2.石墨（观察实物图片后猜想石墨的物理性质）,B,（1）物理性质： _ _。石墨在纸上划过留下痕迹石墨 ； 有滑腻感具有 ；具有优良的 ；耐 。,实验验证猜想：石墨是否具有导电性。,具有润滑性 导电性 高温,深灰色 有金属光泽 不透明 细鳞片状固体,石墨很软,实验验证猜想：石墨是否具有导电性。,【实验探究1】石墨的导电性 (1)取废旧电池中的碳棒接通电源后，观察灯泡是否发亮； (2)用自已的铅笔连接在一起，接通电源后，观察灯泡是否发亮。,实验现象： 。,实验结论： 。猜想正确,灯泡发亮,石墨有良好的导电性,（2）用途：,制铅笔,做电极,【思考】为什么金刚石和石墨的物理性质有这么大差异呢？,A,B,【结论】它们的 不同。 结构决定性质，性质决定用途。,碳原子排列方式,【分析】除了金刚石和石墨以外，生活中还常常用到木炭、活性炭、炭黑、焦炭等，它们都是由石墨的微小晶体与少量杂质构成的。,【实验探究2】木炭和活性碳的吸附性（放视频） 实验步骤： （1）把木炭烘烤后放凉； （2）把放凉的木炭分别放入盛NO2和溶有红墨水的瓶中，振 荡。观察现象。 实验现象：NO2瓶中的 ， ；液体中 消失 变为 。 实验结论：木炭活性炭具有 。,棕红色消失 瓶中无色,无色,红色,吸附性,【思考】为什么木炭、活性炭具有吸附性？,【结论】木炭、活性炭具有 ， 表面积大，具有较强的 。,木炭活性炭的用途：防毒面具里的 ； 冰箱中的 ； 制糖工业的 ；_。,请看电镜下木炭的结构：,疏松多孔的结构 具有较强的吸附性,净水剂,滤毒罐,除味剂,脱色剂,3.C60,随着科技的发展，新形态的碳单质逐渐被人们发现，其中取得重要进展的是C60分子另外还有碳纳米管等。 C60分子由60个碳原子构成，分子形似足球，又名足球烯。这种足球结构的分子很稳定。它应用于材料科学、超导体等方面的研究正在进行中。,【结论】,碳单质,木炭 活性炭 焦炭 炭黑,1.,金刚石 石墨 C60,2.三种碳的单质中碳原子的排列不同造成了性质上的差异。即：,物质的组成结构 物质的性质 物质的用途,请同学们欣赏,【思考】这些古代的字画为什么能保存到现在呢？ 碳原子的核电荷数是6，最外层有4个电子， 得4个电子或失4个电子都不容易，所以常温下 。如果温度升高，碳是否会发生一些反应呢？,。,碳的化学性质不活泼,【实验探究3】探究碳与氧化铜的反应(放视频),实验步骤：把烘烤过的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺 放进试管，并将试管固定在铁架台上。试管口装有通入 澄清石灰水的导管（如图），用酒精灯加热混合物。然 后撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸 上，观察现象并分析。 实验现象： ， 实验结论： 。,试管内黑色固体变成红色， 产生使澄清石灰水变浑浊的气体,产物为二氧化碳和铜。 2CuO + C 高温 2Cu + CO2,2.碳具有还原性（与某些氧化物反应） 【分析】从分子组成上看： CuO转变为Cu 失去了氧，类似这样的反应叫做还原反应； C 转变为 CO2 得到了氧，类似这样的反应叫做氧化反应。 是碳夺走了CuO 中的氧,氧化铜失去氧变成铜，发生了还原反应；是 ，碳具有 。 是氧化铜让碳发生了 ，氧化铜具有 。 还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应。 还原性：能夺走含氧化合物里的氧的物质具有还原性。,2CuO + C 高温 2Cu + CO2,碳让氧化铜发生了还原反应 还原性。,氧化反应 氧化性,【课堂练习】 1.指出下列两个反应中具有还原性的物质，具有氧化性的物质。 2Fe2O3 + 3C 高温 4Fe + 3CO2 C + CO2 高温 2CO _具有还原性，_具有氧化性； _具有还原性，_具有氧化性 2.金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质，关于他们的说法正确的是_ 碳原子的排列不同；化学性质相似；物理性质相似；是同一种物质；完全燃烧都生成二氧化碳；都是黑色固体。 3.碳的单质中，质地较软，常用作电极的是【 】 A.金刚石 B.活性炭 C.炭黑 D. 石墨,碳,Fe2O3,碳,CO2, ,D,4.轻轨电车开动时，电车与架空电线的接触点由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应该具有高温、不易氧化、能导电的性质，你认为接触点上的材料应选用【 】 A.金刚石 B.铝 C.石墨 D. 铜 【基础巩固】 1.金刚石、石墨和 C60 都是 元素组成的单质。,C,碳,2. 根据下列物质的性质，写出其对应的一种或几种用途 （1）金刚石的硬度很大； ； （2）石墨的导电性能好： ； （3）活性炭的吸附性强： ； （4）单质碳具有还原性： ； （5）常温下碳的化学性质不活泼： ； （6）碳燃烧时放出大量的热： ； 3.石墨炸弹爆炸后，释放出大量纤维状的石墨，它们覆盖在发电厂的设备上，造成设备短路而停电。试解释这是为什么。,裁玻璃、做刀具,做电极、电刷,防毒面具、制糖工业中,冶炼金属铁,用墨绘画,煤燃烧放出的热取暖、发电,石墨具有导电性。,3.石墨炸弹爆炸后，释放出大量纤维状的石墨，它们覆盖 在发电厂的设备上，造成设备短路而停电。试解释这是为什么？ 4.木头电线杆或木桩埋入地下之前，常把买入地下的一段木头稍稍烤焦。这是为什么？ 5.向盛有红棕色二氧化氮气体的集气瓶里投入几块木炭，为什么红棕色会消失？,答：石墨具有导电性。,答：木头烤焦后变成木炭，木炭与空气、水接触不容易发生反应，可以保存较长时间,答：木炭疏松多空，有效面积大，具有吸附性，能吸附二氧化氮，因此集气瓶中的红棕色消失。,6.写出碳在高温时还原氧化铜的化学方程式，并计算要使80g氧化铜完全还原，需要碳的质量至少是多少？,2CuO + C 高温 2Cu + CO2 280 12 80g x,280 80g,12 x,X=6g,解：设需要碳的质量为x,答：设需要碳的质量为6g,【能力提高】 在2CuO + C 高温 2Cu + CO2反应中，氧化铜失去 变成_ , 得到氧, CuO发生 反应，木炭粉有 性。 在Fe2O3 + 3H2 高温 2Fe + 3H2O 反应中，氧化铁失去 变成_ _得到氧, Fe2O3发生 反应，氢气有 性。 2.下列性质中，不属于碳的化学性质的是【 】 A.稳定性 B.吸附性 C.可燃性