《课题金刚石》PPT课件.ppt

1,第六单元 碳和碳的氧化物,课题1 金刚石、石墨和C60,2,由同种元素组成的纯净物叫做什么?,-单质,不同种元素可以组成不同的单质, 那么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.,3,问题,？,碳元素能不能组成不同的单质呢？,研究表明:,金刚石、石墨和C60 都是由碳元素组成的单质。,碳元素也可以组成不同的单质!,4,5,纯净的金刚石晶体是无色透明、有强折光性的固体,钻石,金刚石,1.金刚石【俗称钻石】 天然最硬的物质,一. 碳的单质,高贵华丽的碳单质,钻石恒久远 一颗永流传,南非之星 (Starof South Africa),7,8,铅笔含铅吗？,猜猜看： 它为什么叫“铅”笔？,快乐思考,9,铅笔中的HB：,H代表Hard，坚硬的； B代表Black，黑的。,6B含石墨最多、最软，颜色最深； 6H含石墨较少、最硬，HB居中。,写字、制图等,考试填涂、素描等,小拓展,10,铅笔芯中的石墨有哪些物理性质？,积极探究,11,2.石墨 天然最软的矿物之一,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。在纸上画过能留下深灰色的痕迹。 此外，石墨还具有优良的导电性能。,12,举一反三,13,石墨的用途,物质性质决定用途,14,铅笔芯,润滑剂,电极,2.石墨,15,家庭小实验,如何打开生锈的铁锁,16,（1）.金刚石和石墨的物理性质的比较,性质差异原因,碳原子的排列方式不同,17,小资料,除金刚石与石墨外，生活中常接触到的木炭、活性炭、焦炭、炭黑。它们都是由石墨的微小晶体和少量杂质构成的。木炭具有疏松多孔的结构。焦炭、活性炭、炭黑的结构与木炭类似。它具有吸附能力，可用于吸附杂质。,木炭、活性炭用途很广，你想知道它们有什么性质吗？,18,生活中常见含石墨的物质,走进生活,吸附作用比木炭的还要强，用于防毒面具吸附毒气、工业上脱色制白糖等。,都是混合物,19,实验探究,木炭能吸附红墨水吗？,现象：,红色逐渐褪去,分析：,木炭具有疏松多孔的结构，表面积很大，具有较强的吸附性，能将红墨水吸附在木炭多孔性结构中。,加热后的木炭,活动与探究,20,【思考】红墨水被木炭吸附了，这个变化是物理变化还是化学变化？,是物理变化，因为这仅仅是红墨水中的红色微小粒子被吸附在木炭表面，而没有新的物质生成。,21,（2）.木炭、活性炭有强吸附性,防毒面具里的滤毒罐,冰箱中的除异味剂,制糖工业的脱色剂,自来水厂用活性炭净化水,22,显微镜下的木炭的结构,疏松多孔的结构,为什么木炭会具有吸附性呢？,如果将1 cm3的木炭的表面积平铺开来，约有一个标准足球场那样大。,23,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，制糖工业用活性炭来脱色制白糖,24,木 炭 的 用 途,高性能木炭填充的枕头,木炭做成的小盆饰,活性炭的用途,食品脱色,冰箱去味剂,25,几种无定形碳的比较,回12张,26,（3）.比较碳与炭的区别：,“碳”,“炭”,是元素的名称，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物质木炭、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”。,27,都是由碳元素组成的单质,为什么它们物理性质却有巨大的差异呢？,积极思考,28,金刚石坚硬无比，而石墨质地非常软。 这是因为石墨中的碳原子是平面分层排列的， 原子间的结合力很小，金刚石中的碳原子 则是交错整齐地以正八面体形状排列成立方体 结构，每个碳原子都紧密地与其它4个碳原子直接连接，构成一个牢固的结晶体。,结构不同性质不同,29,金刚石的碳原子排列,石墨的碳原子排列,金刚石:碳原子间是立体网状结构，硬度大,石墨:碳原子间是平面层状结构，层与层之间很容易滑动，硬度较小。,30,结构,决定,性质,决定,用途,体现,体现,讨论：,结合金刚石和石墨，木炭和活性炭的结构、性质和用途，讨论物质的结构、性质与用途之间有什么关系？,31,人造金刚石（见课本P109 化学技术社会）,金刚石价格不菲，而石墨相对便宜得多。但既然它们都是由碳元素组成的，如果你是科学家，你会做怎样的尝试呢？,积极思考,32,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,B,B,33,新的以单质形式存在的碳,3. C60,（） C60是一种分子。,（） 每个C60的分子是由60个碳原子构成。,（） C60分子的结构形似足球，性质很稳定。,34,C60的结构,每一个C60分子都是由60个碳原子构成形似足球，性质很稳定。,35,C60的平面图,C60的立体图,广泛的应用前景：,气体贮存，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,杀伤癌细胞。,36,研究表明，透明的金刚石，深灰色的石墨和足球状的C60，都是由碳元素组成的单质，但是由于它们的原子排列方式不同，因此它们的性质存在着差异。,结构,性质,用途,决定,体现,决定,体现,37,结构 性质 用途,C60,金刚石,石墨,轻松交流,38,C70,碳纳米管,科技前沿,（更新的碳单质）,39,C540,40,小 结,2、木炭、活性炭有强吸附性，可做吸附剂；,3、金刚石、石墨、 C60都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质各不相同，是因为碳原子排列方式不同。,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。,4.结构,性质,用途,决定,决定,体现,体现,41,练一练 1、关于C60 的说法中正确的是（ ） A、它是一种新型的碳的化合物 B、它是一种新型的碳的单质 C、它是由碳原子直接构成的 D、它的相对分子质量是60 2、金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质有较大差异的原因是什么？,B,42,3.1999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。,4.由同种元素组成的物质可能是（ ） A 一定是单质 B 一定是混合物 C 一定是纯净物 D 一定不是化合物,D,43,下列各物质的用途是利用了该物质的什么性质,（1）石墨常用于电池的电极，是因为_； （2）活性炭可用于防毒面具的滤毒罐里，是因为_； （3）金刚石可以作钻探机钻头，是因为_； （4）木炭可以除去房间里的臭味，是因为_； （5）石墨常用于制造铅笔芯，是因为_。,44,巩固练习 1、将以下左列和右列有关项目用线连接起来。 石墨 冰箱去味剂、防毒面具 炭黑 电极 金刚石 超导体 C60 制油墨 活性炭 切割坚硬金属 2、填写下列空白 由碳元素所形成的单质主要有,石墨、金刚石、C60、,45,3.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。,碳元素,原子排列方式,4.下列关于C60的说法正确的是：( ) A.它是一种化合物 B.它是一种单质 C.它是一种混合物 D.它的相对分子质量为720,B D,46,4.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 B . 化学性质相似 C . 物理性质相似 D . 是同一种物质 E . 完全燃烧都生成二氧化碳 F . 都是黑色固体,A、B 、E,47,问题研讨,金刚石与石墨混合在一起,组成的物质是单质还是混合物?,甲生:是单质.因为金刚石是碳的单质,石墨也是碳的单质,它们混合在一起,仍只含一种元素,所以仍是单质. 诊断:_,乙生:是混合物.金刚石石墨都是碳的单质,但它们是两种不同的物质.所以它们混合在一起不是单质而是混合物.诊断_,结论乙同学的观点是正确的,金刚石和石墨都是由一种元素组成,但它们是两种不同的物质(这是由各自本身的结构决定的)所以它们混合在一起是混合物.因此判断单质必须强调是纯净物.一种元素可以形成多种不同的单质.某物质中只含一种元素,也不一定是纯净物.,48,东晋 王羲之兰亭序,我国古代用墨（炭黑）书写的字画年深日久仍不褪色，这说明什么？,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。,稳定性,49,这是一幅古代画家用墨画成的一幅山水画，它能够保存 至今仍不变色，为什么？,50,碳在常温下化学性质稳定,例如把木制的电线杆在埋入地下前，为什么要将其表面烧焦呢？ 其目的就是为了让电线杆不易腐烂，可以保存久一些。,用碳笔画的古画,两幅明清时代祖先的古画,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。,两幅明清时代祖先的古画(见上图)。 古画高2米，宽1米，用天然碳素粉墨画成，线条勾勒清晰。 距今约有300多年的历史，是当今同类古画保存比较好的两幅.,二.单质碳的化学性质,51,为什么常温下碳的化学性质不活泼？,【思考题】,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。,稳定性,.元素的化学性质和元素原子结构 中哪部分关系最为密切？,碳原子最外层有4个电子，它要成为稳定结构，得4个或失4个电子都不容易，所以化学性质不活泼,结论：结构决定性质,+6,2,4,52,1.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：,C+O2 = CO2,点燃,2C+O2 = 2CO,点燃,小结：碳在不同条件下燃烧，产物不同,都是放热反应，所以可以用于冬天取暖,53,在氧气不充足时，碳燃烧生成一氧化碳。,（不充分时）,思考：冬天，北方很多人晚上为了取暖，在密封的房间里点燃木炭进行烤火，经常有人因为一氧化碳中毒死亡，为什么？,54,哈！,真香啊,55,哦嗬!,栽了,56,哟，真冷，快升火,57,哎,又栽了,58,哎,又栽了,59,2.碳与某些氧化物的反应,实验现象,黑色固体变红色；澄清石灰水变浑浊。,化学方程式,在这个反应里，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，叫做还原反应。,碳的还原性可用于冶金工业：,木炭是使氧化铜还原为铜的物质，具有还原性,高温下，碳还能使二氧化碳 转变成一氧化碳,60,观察这个方程式，看看有什么特点？,C + 2 CuO 2 Cu + CO2,高 温,注：含氧化合物里的氧被夺去的反应， 叫做：还原反应。 例如：氧化铜失去氧变成铜单质， 我们就说它被还原了。,我会分析,CuO：我的氧不见了，我终于被还原了！,C：我能夺取别人的氧，能把别人还原，我的还原性很厉害吧,61,碳与某些氧化物反应,现象：黑色氧化铜变成亮红色，产生无色气体使澄清石灰水变浑浊。,2CuO + C = 2Cu + CO2,高 温,失氧，被还原,得氧，被氧化,还原性,氧化剂,还原剂,62,1.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。,63,2.可燃性,2CuO + C 2Cu + CO2,3